Què és un relé de reactància?

Relé de reactància

Un relé de reactància és un relé d'alta velocitat compost per dos elements: un element de sobrecorrent i un element de direcció corrent-tensió. L'element de corrent genera un moment positiu, mentre que l'element de direcció corrent-tensió produeix un moment oposat a l'element de corrent, depenent de l'angle de fase entre la corrent i la tensió.

El relé de reactància és un relé de sobrecorrent amb limitació direccional. L'element direccional està dissenyat per generar el màxim moment negatiu quan la seva corrent es retrassa 90° respecte a la tensió. Les estructures de tassa d'inducció o doble bucle d'inducció són ideals per accionar relés de distància de tipus reactància.

Construcció del relé de reactància

Un relé de reactància típic que utilitza una estructura de tassa d'inducció es mostra en la figura següent. Presenta una configuració de quatre pols amb bobines d'operació, bobines de polarització i bobines de restricció. El moment d'operació es genera per la interacció de fluxos magnètics provenients de les bobines portadores de corrent (és a dir, la interacció de fluxos dels pols 2, 3 i 4), mentre que el moment de restricció es produeix per la interacció de fluxos dels pols 1, 2 i 4.

En el mecanisme operatiu d'un relé de reactància, el moment d'operació és directament proporcional al quadrat de la corrent, indicant que les fluctuacions de la corrent tenen un impacte significatiu en la magnitud del moment. En canvi, el moment de restricció és proporcional al producte de la tensió i la corrent, multiplicat per cos(Θ−90°), volent dir que està influït per la tensió, la corrent i l'angle de fase entre elles.

Com es mostra en la figura, es fa servir un circuit de resistor-capacità (RC) per ajustar amb precisió i aconseguir l'angle de moment màxim desitjat, utilitzant les característiques d'impedància per controlar els desplaçaments de fase. Quan s'indica l'efecte de control com -k3, l'equació del moment es pot expressar explícitament com una relació d'equilibri dinàmic entre els moments d'operació i de restricció. Aquesta equació demostra clarament les variacions del moment del relé sota diferents paràmetres elèctrics, proporcionant un suport teòric crucial per a l'anàlisi del rendiment i l'optimització del disseny.

on Θ, es defineix com positiu quan I es retrassa respecte a V. Al punt d'equilibri, el moment net és zero, i per tant

En aquesta equació, l'efecte de control de la molla s'ignora degut al seu impacte mínim, és a dir, K3 = 0.

Característica operativa del relé de reactància

Com es mostra en la figura, la característica operativa d'un relé de reactància apareix com una línia vertical perpendicular a l'eix horitzontal. Aquí, X representa el valor de reactància de la línia protegida, i R és el component de resistència. Aquesta característica indica que l'operació del relé depèn únicament del component de reactància, sense estar afectada per canvis en la resistència. La zona per sota de la corba de la característica operativa és la regió de moment positiu (és a dir, la zona d'operació del relé). Quan la impedància mesurada cau dins aquesta regió, el relé actua immediatament, fent que aquesta característica sigui particularment adequada per a la protecció de línies curtes, ja que evita eficientment la interferència de la resistència de transició i assegura una operació ràpida i fiable.

Si τ a l'equació del moment no és 90º, es consigueix una característica de línia recta no paral·lela a l'eix R, i aquest relé es coneix com a relé d'impedància angular.

Aquest relé no pot distingir falles en la seva pròpia secció o en seccions adjacents de les línies de transmissió. La seva unitat direccional difereix de la dels relés d'impedància, ja que els volt-amperes reactivos de restricció són propers a zero aquí. Per tant, requereix una unitat direccional inactiva sota càrrega. És ideal per a la protecció contra falles a terra, ja que el seu abast no queda afectat per la impedància de la falla.