Reactance Relay란 무엇인가요

반항력 릴레이

반항력 릴레이는 과전류 요소와 전류-전압 방향성 요소로 구성된 고속 릴레이입니다. 전류 요소는 양의 토크를 생성하며, 전류-전압 방향성 요소는 전류와 전압 사이의 위상 각에 따라 전류 요소와 반대되는 토크를 생성합니다.

반항력 릴레이는 방향성 제한이 있는 과전류 릴레이입니다. 방향성 요소는 전류가 전압보다 90° 지연될 때 최대 음의 토크를 생성하도록 설계되었습니다. 유도 컵 또는 이중 유도 루프 구조는 반항력형 거리 릴레이 작동에 이상적입니다.

반항력 릴레이의 구조

아래 그림은 유도 컵 구조를 사용하는 일반적인 반항력 릴레이를 보여줍니다. 이 구조는 작동 코일, 극성화 코일, 및 제동 코일을 포함하는 4극 구성을 특징으로 합니다. 작동 토크는 전류를 운반하는 코일들로부터 발생하는 자기 플럭스(즉, 2, 3, 4번 극에서의 플럭스) 간의 상호작용으로 생성되며, 제동 토크는 1, 2, 4번 극에서의 플럭스 간의 상호작용으로 생성됩니다.

반항력 릴레이의 작동 메커니즘에서, 작동 토크는 전류의 제곱에 비례하여, 전류의 변동이 토크 크기에 크게 영향을 미칩니다. 반면, 제동 토크는 전압과 전류의 곱에 cos(Θ−90°)를 곱한 값에 비례하므로, 전압, 전류, 그리고 그들의 위상 각에 영향을 받습니다.

그림에서 볼 수 있듯이, 저항-콘덴서(RC) 회로는 임피던스 특성을 활용하여 위상 이동을 제어하고 원하는 최대 토크 각을 정확하게 조정하는데 사용됩니다. 제어 효과를 -k3로 표기할 때, 토크 방정식은 작동 토크와 제동 토크 간의 동적 평형 관계로 명확히 표현될 수 있습니다. 이 방정식은 다양한 전기 파라미터 하에서 릴레이의 토크 변화를 명확히 보여주어 성능 분석 및 설계 최적화에 중요한 이론적 지원을 제공합니다.

여기서 Θ는 I가 V보다 지연될 때 양수로 정의됩니다. 균형점에서 순 토크는 0이며, 따라서

위 방정식에서 스프링 제어 효과는 그 영향이 미미하기 때문에 무시되며, 즉, K3 = 0입니다.

반항력 릴레이의 작동 특성

그림에서 보이는 것처럼, 반항력 릴레이의 작동 특성은 수평축에 수직인 직선으로 나타납니다. 여기서 X는 보호 대상 선로의 반항력 값을, R은 저항 성분을 나타냅니다. 이 특성은 릴레이의 작동이 단지 반항력 성분에만 의존하며, 저항 변화에는 영향을 받지 않음을 나타냅니다. 작동 특성 곡선 아래의 영역은 양의 토크 영역(즉, 릴레이의 작동 영역)입니다. 측정된 임피던스가 이 영역에 속할 때, 릴레이는 즉시 작동하여, 특히 짧은 선로 보호에 적합하며, 전환 저항의 간섭을 효과적으로 피하고 빠르고 신뢰성 있는 작동을 보장합니다.

토크 방정식에서 τ가 90º가 아닌 경우, R축과 평행하지 않은 직선 특성이 얻어지며, 이러한 릴레이는 각도 임피던스 릴레이라고 부릅니다.

이 릴레이는 전송 선로의 자체 섹션이나 인접 섹션의 고장 구분을 할 수 없습니다. 그 방향성 유닛은 임피던스 릴레이의 것과 달리, 여기에서는 제동 반응 볼트암페어가 거의 0에 가깝습니다. 따라서 부하 상태에서는 방향성 유닛이 비활성화되어야 합니다. 이 릴레이는 접지 고장 보호에 이상적이며, 고장 임피던스에 의해 영향을 받지 않는 범위를 유지합니다.