Apa itu Relay Reaktansi?

Relay Reaktansi

Relay reaktansi adalah relay berkecepatan tinggi yang terdiri dari dua elemen: elemen arus berlebih dan elemen arah arus-tegangan. Elemen arus menghasilkan torsi positif, sementara elemen arah arus-tegangan menghasilkan torsi yang berlawanan dengan elemen arus, tergantung pada sudut fase antara arus dan tegangan.

Relay reaktansi adalah relay arus berlebih dengan batasan arah. Elemen arah dirancang untuk menghasilkan torsi negatif maksimum ketika arusnya tertinggal 90° dibandingkan tegangannya. Struktur cangkir induksi atau loop induksi ganda sangat cocok untuk mengaktifkan relay jarak jenis reaktansi.

Konstruksi Relay Reaktansi

Relay reaktansi tipikal yang menggunakan struktur cangkir induksi ditunjukkan dalam gambar di bawah ini. Fitur konfigurasi empat kutub dengan kumparan operasi, kumparan polarisasi, dan kumparan pembatas. Torsi operasi dihasilkan oleh interaksi fluks magnetik dari kumparan penghantar arus (yaitu, interaksi fluks dari kutub 2, 3, dan 4), sementara torsi pembatas dihasilkan oleh interaksi fluks dari kutub 1, 2, dan 4.

Dalam mekanisme operasional relay reaktansi, torsi operasi sebanding dengan kuadrat arus, menunjukkan bahwa fluktuasi arus secara signifikan mempengaruhi besarnya torsi. Sebaliknya, torsi pembatas sebanding dengan produk tegangan dan arus, dikalikan cos(Θ−90°), artinya dipengaruhi oleh tegangan, arus, dan sudut fasa mereka.

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar, rangkaian resistor-kapasitor (RC) digunakan untuk menyesuaikan dan mencapai sudut torsi maksimum yang diinginkan dengan memanfaatkan karakteristik impedansi untuk mengontrol pergeseran fase. Ketika efek kontrol dinyatakan sebagai -k3, persamaan torsi dapat diekspresikan secara eksplisit sebagai hubungan keseimbangan dinamis antara torsi operasi dan torsi pembatas. Persamaan ini jelas menunjukkan variasi torsi relay di bawah parameter listrik yang berbeda, memberikan dukungan teoretis penting untuk analisis kinerja dan optimasi desain.

di mana Θ, didefinisikan positif ketika I tertinggal dibandingkan V. Pada titik keseimbangan, torsi bersih adalah nol, dan karenanya

Dalam persamaan di atas, efek kontrol pegas diabaikan karena dampaknya minimal, yaitu K3 = 0.

Karakteristik Operasi Relay Reaktansi

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar, karakteristik operasi relay reaktansi muncul sebagai garis vertikal yang tegak lurus terhadap sumbu horizontal. Di sini, X mewakili nilai reaktansi jalur yang dilindungi, dan R adalah komponen resistansi. Karakteristik ini menunjukkan bahwa operasi relay hanya bergantung pada komponen reaktansi, tidak terpengaruh oleh perubahan resistansi. Area di bawah kurva karakteristik operasi adalah daerah torsi positif (yaitu, zona operasi relay). Ketika impedansi yang diukur jatuh ke dalam daerah ini, relay bertindak segera, menjadikan karakteristik ini sangat cocok untuk perlindungan jalur pendek karena efektif menghindari gangguan dari resistansi transisi dan memastikan operasi cepat dan andal.

Jika τ dalam persamaan torsi bukan 90°, karakteristik garis lurus yang tidak sejajar dengan sumbu R diperoleh, dan relay semacam itu disebut relay impedansi sudut.

Relay ini tidak dapat membedakan kerusakan di bagian sendiri atau bagian yang berdekatan pada jalur transmisi. Unit arahnya berbeda dari relay impedansi karena volt-ampere reaktif pembatas mendekati nol di sini. Oleh karena itu, diperlukan unit arah yang tidak aktif di bawah beban. Ideal untuk perlindungan kerusakan tanah, jangkauannya tetap tidak terpengaruh oleh impedansi kerusakan.