Диференцијален реле
Релетата користени во заштитата на системот за енергија се од различни типови. Меѓу нив, диференцијалниот релеј е многу често користен релеј за заштита на трансформатори и генератори од локализирани повреди.
Диференцијалните релета се многу осетливи на повреди што се случат во зоната на заштита, но најмалку осетливи на повреди што се случуваат надвор од заштитена зона. Повеќето релета работат кога некоја количина надминува предодредена вредност, на пример, прекомерен ток релеј работи кога токот преминува над предодредената вредност. Но принципот на диференцијалниот релеј е малку друг. Тој работи во зависност од разликата помеѓу две или повеќе слични електрични количини.
Дефиниција на диференцијален релеј
Диференцијалниот релеј е онај кој работи кога постои разлика помеѓу две или повеќе слични електрични количини што надминува предодредена вредност. Во шемата на диференцијален релеј, има два тока кои доаѓаат од две делови на електричен систем за енергија. Овие два тока се сретнуваат во јазелна точка каде што е поврзано со бобинка на релеј. Според Кирхофов закон за ток, резултантниот ток што протекува низ бобинката на релеј е ништо повеќе од сумација на двата тока, кои доаѓаат од две различни делови на електрички систем за енергија. Ако поларитетот и амплитудата на двата тока се така прилагодени што фазорска сумата на овие два тока е нула во нормални услови на работа. Тогаш нема да има ток што протекува низ бобинката на релеј во нормални услови на работа. Но поради некаква аномалија во системот за енергија, ако овој баланс е прекинат, тоа значи дека фазорската сумата на овие два тока вече не е нула и ќе има нет-нула ток што протекува низ бобинката на релеј, со што релејот ќе работи.
Во шемата на ток диференцијал, има два сета на трансформатори за ток, секој поврзан со едната страна на опремата заштитена од диференцијален релеј. Односот на трансформаторите за ток е така избран, вторичните токови на двата трансформатори за ток се поклопуваат по големина.
Поларитетот на трансформаторите за ток е таков што вторичните токови на овие ТТ се противставуваат еден на друг. Од шемата е јасно дека само ако се создаде некоја нет-нула разлика помеѓу овие два вторични тока, тогаш само овој диференцијален ток ќе протече низ оперативната бобинка на релејот. Ако оваа разлика е поголема од пикираната вредност на релејот, тој ќе работи за отварање на прекинувачите за изолирање на заштитената опрема од системот. Елементот за релеј користен во диференцијален релеј е магнетен арматурен моментен релеј затоа што диференцијалната шема е адаптирана само за чистење на повреди внатрешно во заштитената опрема, на друг начин диференцијалниот релеј треба да очисти само внатрешните повреди на опремата, затоа заштитената опрема треба да биде изолирана веднаш кога се случи повреда во самата опрема. Не треба да има временски задоцни за координација со други релета во системот.
Типови на диференцијален релеј
Има главно два типови на диференцијален релеј во зависност од принципот на работа.
Релеј за балансирање на ток
Релеј за балансирање на напон
Во ток диференцијален релеј два трансформатори за ток се сместени на едната и другата страна на опремата која треба да се заштити. Вторичните цеви на ТТ се поврзани во серија така што носат вторични токови на ТТ во иста насока.
Оперативната бобинка на елементот за релеј е поврзана преку вторичната цева на ТТ. Под нормални услови на работа, заштитената опрема (или трансформатор за енергија или алтернатор) носи нормален ток. Во оваа ситуација, речеме, вторичниот ток на ТТ1 е I1 и вторичниот ток на ТТ2 е I2. И од шемата е јасно дека токот што протекува низ бобинката на релејот е ништо повеќе од I1-I2. Како што рековме раније, односот и поларитетот на трансформаторите за ток се така избрани, I1 = I2, затоа нема да има ток што протекува низ бобинката на релејот. Сега, ако се случи некаква повреда надвор од зоната покривена од ТТ, повредниот ток протекува низ првичната цева на двата трансформатори за ток, и затоа вторичните токови на двата трансформатори за ток остануваат истоветни како во случај на нормални услови на работа. Затоа, во тој случај, релејот нема да работи. Но, ако се случи некаква повреда на земја внатре во заштитената опрема како што е прикажано, двата вторични тока веќе не ќе бидат исти. Во тој случај, диференцијалниот релеј ќе работи за изолирање на повредната опрема (трансформатор или алтернатор) од системот.
Принципно, овие типови на системи на релеј страдаат од неколку недостатоци
Може да постои веројатност за несовпаѓање во импедансата на кабелот од вторичната цева на ТТ до удалиниот панел на релејот.
Капацитетот на овие пилотни кабели предизвикува неверна работа на релејот кога се случува голема повреда надвор од опремата.
Точното совпаѓање на карактеристиките на трансформаторите за ток не може да се постигне, затоа може да има ток што протекува низ релејот во нормални услови на работа.
Процентуален диференцијален релеј
Овој е дизајниран да реагира на диференцијалниот ток во однос на неговата фракциона врска со токот што протекува низ заштитената секција. Во овој тип на релеј, има ограничувања на бобинките дополнително на оперативната бобинка на релејот. Ограничувањата на бобинките произведуваат торката спротивна на оперативната торка. Под нормални и повредни услови, ограничувањата на торката се поголеми од оперативната торка. Затоа релејот останува неактивен. Кога се случи внатрешна повреда, оперативната сила надминува силата на пристрасноста, па затоа релејот работи. Оваа силата на пристрасноста може да се прилагоди со варирање на бројот на обиколки на ограничувањата на бобинките. Како што е прикажано на следната слика, ако I1 е вторичниот ток на ТТ1 и I2 е вторичниот ток на ТТ2 тогаш токот низ оперативната бобинка е I1 – I2 и токот низ ограничувањата на бобинките е (I1 + I2)/2. Под нормални и повредни услови, торката произведена од ограничувањата на бобинките поради токот (I1+ I2)/2 е поголема од торката произведена од оперативната бобинка поради токот I1– I2 но во случај на внатрешна повреда, овие стануваат спротивни. И подесувањето на пристрасноста е дефинирано како однос на (I1– I2) до (I1+ I2)/2.
Од горенаведеното објаснување, јасно е дека, колку поголем ток протекува низ ограничувањата на бобинките, поголема вредност на токот е потребна за оперативната бобинка да работи. Релејот се нарекува процентуален релеј затоа што токот потребен за трепање може да се изрази како процент од токот што протекува.
Однос и поврзување на ТТ за диференцијален релеј
Оваа проста правило е дека трансформаторите за ток на било која звезда намотка треба да се поврзат во делта, а трансформаторите за ток на било која делта намотка треба да се поврзат во звезда. Ова е направено за елиминација на нултиот секвенцијален ток во цевата на релејот.
Ако ТТ се поврзани во звезда, односот на ТТ ќе биде In/1 или 5 A
Ако ТТ треба да се поврзат во делта, односот на ТТ ќе биде In/0.5775 или 5×0.5775 A
Напонски балансиран диференцијален релеј
Во оваа аранжман, трансформаторите за ток се поврзани од едната и другата страна на опремата така што ЕМФ индуцирана во вторичната цева на двата трансформатори за ток ќе се противставуваат еден на друг. Тоа значи дека вторичните цеви на трансформаторите за ток од двете страни на опремата се поврзани во серија со спротивна поларитет. Диференцијалната бобинка на релејот е вметната някде во лупата креирана од серијско поврзување на вторичните цеви на трансформаторите за ток како што е прикажано на следната слика. Под нормални услови на работа и исто така под услови на повреда, ЕМФ индуцирани во вторичните цеви на двата ТТ се исти и спротивни еден на друг, затоа нема да има ток што протекува низ бобинката на релејот. Но веднаш кога се случи некаква внатрешна повреда во опремата под заштита, овие ЕМФ веќе не се балансирани, затоа ток почнува да протече низ бобинката на релејот, со што се активира прекинувачот.
Постојат некои недостатоци во нап
