Hva er reaktansrelé?

Reaktansrelé

Et reaktansrelé er et høyhastighetsrelé sammensatt av to elementer: et overstrømningselement og et strøm-spennings retningselement. Strømelementet genererer positiv dreiemoment, mens strøm-spennings retningselementet produserer dreiemoment motsatt strømelementet, avhengig av fasen mellom strømmen og spenningen.

Reaktansreléet er et overstrømningselement med retningsbegrensning. Retningselementet er utformet for å generere maksimalt negativt dreiemoment når dets strøm følger etter dets spenning med 90°. Induksjonskopp eller dobbel induksjonsslinge-strukturer er ideelt egnet for å aktiveres reaktanstype distansreléer.

Konstruksjon av Reaktansrelé

En typisk reaktansrelé som bruker en induksjonskopp-struktur vises i figuren nedenfor. Den har en firepolkonfigurasjon med driftspoiler, polariseringspoiler og begrensningspoiler. Driftsdreiemomentet genereres gjennom interaksjonen av magnetiske flater fra strømbærende spoiler (altså interaksjonen av flater fra pol 2, 3 og 4), mens begrensningsdreiemomentet produseres av interaksjonen av flater fra pol 1, 2 og 4.

I driftmekanismen til et reaktansrelé, er driftsdreiemomentet direkte proporsjonalt med kvadratet av strømmen, noe som indikerer at variasjoner i strøm betydelig påvirker dreiemomentets størrelse. Omvendt er begrensningsdreiemomentet proporsjonalt med produktet av spenning og strøm, multiplisert med cos(Θ−90°), noe som betyr at det påvirkes av spenning, strøm og deres fasevinkel.

Som vist i figuren, brukes en motstand-kondensator (RC) krets for å nøyaktig justere og oppnå den ønskede maksimale dreiemomentvinkelen ved å utnytte impedanskarakteristikker for å kontrollere faseforskjeller. Når kontroleffekten angis som -k3, kan dreiemomentet uttrykkes som et dynamisk likevektforhold mellom drifts- og begrensningsdreiemoment. Dette uttrykket demonstrerer klart reléets dreiemomentvariasjoner under ulike elektriske parametre, og gir viktig teoretisk støtte for ytelsesanalyse og designoptimalisering.

der Θ, defineres som positiv når I følger etter V. På likevektpunktet er nettodreiemomentet null, og derfor

I ovenstående ligning ignoreres fjærkontrolleffekten på grunn av dens minimalt innvirkning, altså K3 = 0.

Driftsegenskap av Reaktansrelé

Som vist i figuren, ser driftsegenskapen til et reaktansrelé ut som en vertikal linje vinkelrett på den horisontale aksen. Her representerer X reaktansverdien til den beskyttede linjen, og R er motstandskomponenten. Denne egenskapen indikerer at reléets drift avhenger kun av reaktanskomponenten, uavhengig av endringer i motstand. Området under driftsegenskapen kurven er det positive dreiemomentområdet (altså reléets driftsområde). Når den målte impedansen faller inn i dette området, virker reléet umiddelbart, noe som gjør denne egenskapen spesielt egnet for kortlinjebeskyttelse, da den effektivt unngår forstyrrelser fra overgangsmotstand og sikrer rask, pålitelig drift.

Hvis τ i dreiemomentligningen ikke er 90°, fås en rettlinjes karakteristikk som ikke er parallel med R-aksen, og et slikt relé kalles en vinkelimpedansrelé.

Dette reléet kan ikke skille feil i sin egen eller naboseksjoner på overføringslinjer. Dets retningseenhet er annerledes enn impedansreléers, da begrensende reaktive volt-amperer er nær null her. Derfor krever det en retningseenhet som er inaktiv under last. Det er ideelt for jordfeilsbeskyttelse, og dets rekkevidde forblir upåvirket av feilimpedans.