अंतर रिले

पावर सिस्टम सुरक्षा में प्रयोग किए जाने वाले रिलीज़ विभिन्न प्रकार के होते हैं। उनमें से डिफरेन्सियल रिले ट्रांसफार्मर और जनरेटर को स्थानीय दोष से सुरक्षित करने के लिए बहुत सामान्य रूप से प्रयोग किया जाने वाला रिली है।
डिफरेन्सियल रिलीज़ सुरक्षा क्षेत्र के अंदर होने वाले दोषों के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं, लेकिन वे सुरक्षित क्षेत्र के बाहर होने वाले दोषों के प्रति सबसे कम संवेदनशील होते हैं। अधिकांश रिलीज़ तब कार्य करते हैं जब कोई मात्रा पूर्वनिर्धारित मान से अधिक हो जाती है, उदाहरण के लिए, ओवर करंट रिली तब कार्य करता है जब इसके माध्यम से गुजरने वाला विद्युत धारा पूर्वनिर्धारित मान से अधिक हो जाती है। लेकिन डिफरेन्सियल रिली का सिद्धांत थोड़ा अलग है। यह दो या दो से अधिक समान विद्युत मात्राओं के बीच के अंतर पर निर्भर करता है।

डिफरेन्सियल रिले की परिभाषा

डिफरेन्सियल रिले वह है जो दो या दो से अधिक समान विद्युत मात्राओं के बीच का अंतर एक पूर्वनिर्धारित मान से अधिक होने पर कार्य करता है। डिफरेन्सियल रिली स्कीम सर्किट में, दो विद्युत धाराएं विद्युत शक्ति सर्किट के दो भागों से आती हैं। ये दो विद्युत धाराएं एक जंक्शन बिंदु पर मिलती हैं, जहाँ रिली कोइल का जोड़ा जाता है। किर्चहॉफ करंट नियम के अनुसार, रिली कोइल में बहने वाली परिणामी विद्युत धारा विद्युत शक्ति सर्किट के दो भिन्न भागों से आने वाली दो विद्युत धाराओं का योग होती है। यदि दोनों विद्युत धाराओं की ध्रुवता और आयाम इस प्रकार समायोजित किया जाता है कि दोनों विद्युत धाराओं का फेजर योग, सामान्य संचालन स्थिति में शून्य हो, तो रिली कोइल में विद्युत धारा बहने की संभावना नहीं होगी। लेकिन किसी भी असामान्यता के कारण, यदि यह संतुलन टूट जाता है, तो फेजर योग शून्य नहीं रहेगा और रिली कोइल में शून्य से अधिक विद्युत धारा बहने लगेगी, जिससे रिली कार्य करने लगेगी।

वर्तमान डिफरेन्सियल स्कीम में, दो सेट करंट ट्रांसफार्मर होते हैं, जो डिफरेन्सियल रिली द्वारा सुरक्षित उपकरण के दोनों तरफ जोड़े जाते हैं। करंट ट्रांसफार्मर का अनुपात इस प्रकार चुना जाता है कि दोनों करंट ट्रांसफार्मर की द्वितीयक विद्युत धाराएं आयाम में एक दूसरे के समान होती हैं।
करंट ट्रांसफार्मर की ध्रुवता इस प्रकार होती है कि इन CTs की द्वितीयक विद्युत धाराएं एक दूसरे के विपरीत होती हैं। सर्किट से स्पष्ट है कि यदि ये दो द्वितीयक विद्युत धाराओं के बीच कोई गैर-शून्य अंतर बनता है, तो यह डिफरेन्सियल विद्युत धारा रिली की संचालन कोइल में बहेगी। यदि यह अंतर रिली के पीक अप मान से अधिक हो, तो यह ऑपरेट करेगा और सर्किट ब्रेकर को खोलकर सुरक्षित उपकरण को सिस्टम से अलग कर देगा। डिफरेन्सियल रिली में प्रयोग किया जाने वाला रिली इलिमेंट तुरंत रिली होता है, क्योंकि डिफरेन्सियल स्कीम केवल सुरक्षित उपकरण के अंदर होने वाले दोष को साफ करने के लिए अनुकूलित होती है, अन्य शब्दों में, डिफरेन्सियल रिली केवल उपकरण के आंतरिक दोष को साफ करना चाहिए, इसलिए सुरक्षित उपकरण को जब कोई दोष उपकरण के अंदर होता है, तो तुरंत अलग किया जाना चाहिए। इसके लिए किसी अन्य रिली के साथ समन्वय के लिए कोई समय देरी की आवश्यकता नहीं होती है।

डिफरेन्सियल रिली के प्रकार

कार्य के सिद्धांत के आधार पर डिफरेन्सियल रिली के मुख्य रूप से दो प्रकार होते हैं।

1. करंट बैलेंस डिफरेन्सियल रिली

2. वोल्टेज बैलेंस डिफरेन्सियल रिली

करंट डिफरेन्सियल रिली में, दो करंट ट्रांसफार्मर सुरक्षित करने वाले उपकरण के दोनों तरफ लगाए जाते हैं। CTs के द्वितीयक सर्किट को इस प्रकार श्रृंखला में जोड़ा जाता है कि वे द्वितीयक CT विद्युत धारा को एक ही दिशा में ले जाते हैं।

रिली के संचालन कोइल को CTs के द्वितीयक सर्किट के पार जोड़ा जाता है। सामान्य संचालन स्थितियों में, सुरक्षित उपकरण (या तो पावर ट्रांसफार्मर या एल्टरनेटर) सामान्य विद्युत धारा लेता है। इस स्थिति में, यह देखा जाता है कि CT1 की द्वितीयक विद्युत धारा I1 और CT2 की द्वितीयक विद्युत धारा I2 है। सर्किट से यह भी स्पष्ट है कि रिली कोइल से गुजरने वाली विद्युत धारा I1-I2 है। जैसा कि हमने पहले कहा, करंट ट्रांसफार्मर का अनुपात और ध्रुवता इस प्रकार चुना जाता है कि I1 = I2, इसलिए रिली कोइल में कोई विद्युत धारा बहने की संभावना नहीं होगी। अब यदि किसी भी दोष CTs द्वारा कवर किए गए क्षेत्र के बाहर होता है, तो दोषपूर्ण विद्युत धारा दोनों करंट ट्रांसफार्मर के प्राथमिक में गुजरती है और इस प्रकार दोनों करंट ट्रांसफार्मर की द्वितीयक विद्युत धाराएं सामान्य संचालन स्थितियों के मामले में वही रहती हैं। इसलिए उस स्थिति में रिली कार्य नहीं करेगी। लेकिन यदि कोई भूमि दोष सुरक्षित उपकरण (ट्रांसफार्मर या एल्टरनेटर) के अंदर होता है, तो दो द्वितीयक विद्युत धाराएं अब बराबर नहीं रहेंगी। इस स्थिति में, डिफरेन्सियल रिली कार्य करके दोषपूर्ण उपकरण (ट्रांसफार्मर या एल्टरनेटर) को सिस्टम से अलग कर देगी।
मूल रूप से इस प्रकार की रिली सिस्टम को कुछ दोषों से पीड़ित होने का संभावना है:

1. CT द्वितीयक से दूरस्थ रिली पैनल तक केबल इम्पीडेंस में मिलान नहीं होने की संभावना हो सकती है।

2. ये पायलट केबलों की क्षमता सुरक्षित उपकरण के बाहर होने वाले बड़े दोष के कारण रिली का गलत संचालन कर सकती है।

3. करंट ट्रांसफार्मर के लक्षणों का सटीक मिलान नहीं हो सकता, इसलिए नियमित संचालन स्थितियों में रिली में विद्युत धारा बह सकती है।

प्रतिशत डिफरेन्सियल रिली

यह डिफरेन्सियल विद्युत धारा के अंतर के अंशिक संबंध के रूप में प्रतिक्रिया करने के लिए डिजाइन किया गया है। इस प्रकार की रिली में, रिली के संचालन कोइल के अतिरिक्त रोकने वाली कोइलें होती हैं। रोकने वाली कोइलें संचालन टोक के विपरीत टोक उत्पन्न करती हैं। नियमित और थ्रू दोष स्थितियों में, रोकने वाली टोक संचालन टोक से अधिक होती है। इसलिए रिली निष्क्रिय रहती है। जब आंतरिक दोष होता है, तो संचालन बल बायस बल से अधिक हो जाता है और इसलिए रिली कार्य करती है। इस बायस बल को रोकने वाली कोइलों पर टर्नों की संख्या बदलकर समायोजित किया जा सकता है। नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है, यदि I1 CT1 की द्वितीयक विद्युत धारा है और I2 CT2 की द्वितीयक विद्युत धारा है, तो संचालन कोइल में विद्युत धारा I1 – I2 है और रोकने वाली कोइल में (I1 + I2)/2 विद्युत धारा है। नियमित और थ्रू दोष स्थितियों में, रोकने वाली कोइलों द्वारा (I