Apa itu Ralai Reaktans?

Relai Reaktans

Relai reaktans adalah relai 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.

Relai reaktans adalah relai arus berlebih dengan batasan arah. Elemen arah dirancang untuk menghasilkan torsi negatif maksimum ketika arusnya tertinggal 90° dibandingkan tegangannya. Struktur cawan induksi atau loop induksi ganda sangat cocok untuk mengaktifkan relai jarak jenis reaktans.

Konstruksi Relai Reaktans

Sebuah relai reaktans tipikal yang menggunakan struktur cawan induksi ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Ini memiliki 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 relai reaktans, torsi operasi berbanding lurus dengan kuadrat arus, menunjukkan bahwa fluktuasi arus secara signifikan mempengaruhi besarnya torsi. Sebaliknya, torsi pembatas berbanding lurus dengan hasil kali tegangan dan arus, dikalikan cos(Θ−90°), artinya dipengaruhi oleh tegangan, arus, dan sudut fasanya.

Seperti yang ditunjukkan pada 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 dinyatakan secara eksplisit sebagai hubungan kesetimbangan dinamis antara torsi operasi dan torsi pembatas. Persamaan ini jelas menunjukkan variasi torsi relai di bawah parameter listrik yang berbeda, memberikan dukungan teoritis 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 kendali pegas diabaikan karena dampaknya minimal, yaitu K3 = 0.

Karakteristik Operasi Relai Reaktans

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

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

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