リアクタンスリレーとは何か

リアクタンスリレー

リアクタンスリレーは、過電流要素と電流-電圧方向要素の2つの要素で構成される高速リレーです。電流要素は正のトルクを生成し、電流-電圧方向要素は電流と電圧の位相角に応じて電流要素とは反対のトルクを生成します。

リアクタンスリレーは、方向制限付きの過電流リレーです。方向要素は、その電流が電圧に対して90°遅れているときに最大の負のトルクを生成するように設計されています。誘導カップまたは二重誘導ループ構造は、リアクタンスタイプの距離リレーを駆動するのに理想的です。

リアクタンスリレーの構造

以下の図に示す典型的な誘導カップ構造を使用したリアクタンスリレーは、動作コイル、極化コイル、制約コイルを備えた4極構成を特徴としています。動作トルクは、電流を流すコイル（つまり、ポール2、3、4からの磁束の相互作用）からの磁束の相互作用によって生成され、制約トルクはポール1、2、4からの磁束の相互作用によって生成されます。

リアクタンスリレーの動作機構では、動作トルクは電流の2乗に比例しており、電流の変動がトルクの大きさに大きく影響します。一方、制約トルクは電圧と電流の積にcos(Θ-90°)を掛けたものに比例し、電圧、電流、およびそれらの位相角によって影響を受けます。

図に示すように、抵抗-コンデンサ(RC)回路はインピーダンス特性を利用して位相シフトを制御し、所望の最大トルク角度を正確に調整するために使用されます。制御効果を-k3と表記すると、トルク方程式は動作トルクと制約トルクの間の動的平衡関係を明確に表現することができます。この方程式は、異なる電気パラメータ下でのリレーのトルク変動を明確に示し、性能分析と設計最適化に重要な理論的な支援を提供します。

ここでΘは、IがVより遅れている場合に正と定義されます。バランス点ではネットトルクはゼロであり、したがって

上記の方程式では、ばね制御効果はその影響が微小であるため無視されます、つまりK3 = 0です。

リアクタンスリレーの動作特性

図に示すように、リアクタンスリレーの動作特性は水平軸に対して垂直な直線として現れます。ここでXは保護ラインのリアクタンス値を、Rは抵抗成分を表します。この特性は、リレーの動作がリアクタンス成分のみに依存し、抵抗の変化には影響を受けないことを示しています。動作特性曲線の下側は正のトルク領域（つまりリレーの動作ゾーン）であり、測定されたインピーダンスがこの領域に入るとリレーは即座に動作します。この特性は短距離線路保護に特に適しており、遷移抵抗からの干渉を効果的に避けて速くて信頼性の高い動作を確保します。

トルク方程式におけるτが90°でない場合、R軸に平行でない直線特性が得られ、このようなリレーは角度インピーダンスリレーと呼ばれます。

このリレーは、送電線路上の自区域または隣接区域の障害を区別することはできません。その方向ユニットはインピーダンスリレーのものとは異なり、ここでは制約リアクティブボルトアンペアがほぼゼロになります。したがって、負荷下では方向ユニットが非活性となる必要があります。接地障害保護に理想的であり、障害インピーダンスによって到達範囲が影響を受けません。