Какво е реактивно реле?

Реактивен реле

Реактивното реле е високоскоростно реле, съставено от два елемента: елемент за прекомерен ток и елемент за посочна характеристика на тока-напрежението. Елементът за прекомерен ток генерира положителен момент, докато елементът за посочна характеристика на тока-напрежението произвежда момент, противоположен на този на елемента за прекомерен ток, в зависимост от фазовия ъгъл между тока и напрежението.

Реактивното реле е реле за прекомерен ток с ограничение на посоката. Елементът за посочна характеристика е проектиран да генерира максимален отрицателен момент, когато токът му започва да изостава зад напрежението му с 90°. Индукционните чашки или двойните индукционни петли са идеални за активиране на реактивни дистанционни реле.

Конструкция на реактивното реле

Типично реактивно реле, използващо индукционна чашка, е показано на фигурата по-долу. То има конфигурация с четири полюса, с операционни, поляриращи и ограничаващи катушки. Операционният момент се генерира чрез взаимодействието на магнитните потоци от течещите токове (тоест, взаимодействието на потоците от полюси 2, 3 и 4), докато ограничаващият момент се произвежда чрез взаимодействието на потоците от полюси 1, 2 и 4.

В механизма на действие на реактивното реле, операционният момент е директно пропорционален на квадрата на тока, което показва, че колебанията на тока значително влияят върху големината на момента. От друга страна, ограничаващият момент е пропорционален на продукта от напрежението и тока, умножен по cos(Θ−90°), което означава, че е влияет от напрежението, тока и техния фазов ъгъл.

Както е показано на фигурата, RC-верига се използва, за да се регулира и постигне желаният максимален ъгъл на момента, използвайки импедансните характеристики, за да контролира фазовите сдвижения. Когато контролния ефект се означи като -k3, уравнението за момента може явно да се изрази като динамична равновесна връзка между операционния и ограничаващия момент. Това уравнение ясно демонстрира вариациите на момента на реле при различни електрически параметри, предоставяйки важна теоретична подкрепа за анализ на производителността и оптимизиране на дизайна.

където Θ е дефиниран като положителен, когато I изостава след V. В точката на баланс обобщеният момент е нула, и следователно

В горното уравнение, ефектът на пружината е пренебрегнат поради своята минимална връзка, тоест K3 = 0.

Характеристика на действие на реактивното реле

Както е показано на фигурата, характеристиката на действие на реактивното реле се появява като вертикална линия, перпендикулярна на хоризонталната ос. Тук, X представлява реактивната стойност на защитената линия, а R е компонентът на съпротивлението. Тази характеристика показва, че действието на реле зависи единствено от реактивния компонент, без да се влияе от промени в съпротивлението. Областта под кривата на характеристиката на действие е областта на положителния момент (тоест, зоната на действие на реле). Когато измерената импеданс падне в тази област, реле действа незабавно, правейки тази характеристика особено подходяща за защита на кратки линии, тъй като ефективно избягва въздействието на преходното съпротивление и осигурява бързо и надеждно действие.

Ако τ в уравнението за момента не е 90º, се получава права линия, непаралелна на R-ос, и такова реле се нарича ъглов импедансен реле.

Това реле не може да разграничава повреди в собствената или съседната секция на предавателните линии. Неговата направляваща единица се различава от тази на импедансните реле, тъй като ограничаващите реактивни волт-ампери са почти нула тук. Следователно, то изисква направляваща единица, неактивна под натоварване. То е идеално за защита при заземяване, тъй като обхватът му не се влияе от импеданса на повредата.