מהו רילאי ריאקטנטי?

רילאי אימפדנס

רילאי אימפדנס הוא רילאי מהיר המורכב משני אלמנטים: אלמנט זרם-יתר ואלמנט כיוון זרם-מתח. האלמנט של הזרם מפיק מומנט חיובי, בעוד שהאלמנט של כיוון הזרם-מתח מפיק מומנט הפוך לאלמנט של הזרם, בהתאם לזווית הפאזה בין הזרם למתח.

רילאי האימפדנס הוא רילאי זרם-יתר עם הגבלה כיוונית. האלמנט הכיווני מתוכנן לייצר מומנט שלילי מקסימלי כאשר הזרם שלו מאחר אחרי המתח שלו ב-90°. מבנה כוס השראה או מבנה לולאת שראה כפולה מתאימים באופן אידיאלי להפעלת רילאיי מרחק מסוג אימפדנס.

הרכבת רילאי אימפדנס

רילאי אימפדנס טיפוסי המשתמש במבנה כוס שראה מוצג בתמונה שלהלן. הוא כולל תצורה בעלת ארבע קטבים עם סיבובים פועלים, סיבובים פולרים וסיבובים מגבילים. המומנט הפועל נוצר על ידי התאמה של זרמי שדה מגנטיים מסיבובים נשאים זרם (כלומר, התאמה של זרמי שדה מגנטיים מהקטבים 2, 3 ו-4), בעוד שהמומנט המגביל נוצר על ידי התאמה של זרמי שדה מגנטיים מהקטבים 1, 2 ו-4.

בהשראת הרילאי האימפדנס, המומנט הפועל הוא פרופורציונלי לריבוע הזרם, מה שמצביע על כך שהמשיכות והנמיכות בזרם משפיעות משמעותית על גודל המומנט. לעומת זאת, המומנט המגביל הוא פרופורציונלי למכפלת המתח והזרם, מכפיל cos(Θ−90°), מה שאומר שהוא מושפע מהמתח, הזרם וזווית הפאזה שלהם.

כפי שמוצג בתמונה, מעגל נגד- kondenzator (RC) משמש כדי להתאים בדיוק ולהגיע לזווית מומנט מקסימלית על ידי שימוש בכוח ההגנה של תכונות החסימה כדי לשלוט בשינויי פאזה. כאשר מסמנים את השפעת הבקרה כ--k3, ניתן לבטא את משוואת המומנט כיחס שיווי משקל דינמי בין המומנט הפועל למגביל. משוואה זו מדגימה בהצלחה את השינויים במומנט של הרילאי תחת פרמטרים חשמליים שונים, ומספקת תמיכה תיאורטית חשובה לנתח ביצועים ובין היתר לשיפור העיצוב.

כאשר Θ, מוגדר כחיובי כאשר I מאוחר אחרי V. בנקודת השיווי המשקל המומנט הנטו הוא אפס, ולכן

במשוואה למעלה, השפעת הקפיץ נדחת בשל השפעתה הקטנה, כלומר, K3 = 0.

מאפייני פעולה של רילאי אימפדנס

כפי שמוצג בתמונה, מאפייני הפעולה של רילאי אימפדנס מופיעים כקו אנכי מאונך לציר האופקי. כאן, X מייצג את ערך האימפדנס של הקו המוגן, ו-R הוא המרכיב ההתנגדותי. מאפיינים אלה מצביעים על כך שהפעולה של הרילאי תלויה אך ורק ברכיב האימפדנס, ולא מושפעת ממגמת שינויים בהתנגדות. האזור מתחת לקו המאפיינים הוא אזור המומנט החיובי (כלומר, אזור הפעולה של הרילאי). כאשר המתח המדוד נופל באזור זה, הרילאי פועל מיד, מה שהופך מאפיינים אלה לאידיאליים עבור הגנה על קווים קצרים שכן הם מונעים בצורה יעילה הפרעות מהתנגדות מעבר ומספקים פעולה מהירה ואמינה.

אם τ במשוואת המומנט אינו 90°, מתקבל מאפיין קו ישר שאינו מקביל לציר R, ורילאי כזה נקרא רילאי אימפדנס זוויתי.

רילאי זה אינו יכול להבחין בין תקלות בקטע שלו לבין קטעים סמוכים בקו ההעברה. יחידה הכיוונית שלו שונה מזו של רילאיי אימפדנס מכיוון שהוולט-אמפרים המגיבים הם קרוב לאפס כאן. לכן, יש צורך ביחידה כיוונית שאינה פעילה תחת עומס. רילאי זה אידיאלי להגנה על תקלות קרקע, והטווח שלו נשאר בלתי מושפע מההתנגדות של התקלה.