Vad är reaktansrelä?

Reaktansrelä

Ett reaktansrelä är ett höghastighetsrelä bestående av två element: ett överströmelement och ett ström-spänningsriktningselement. Strömelementet genererar positivt moment, medan ström-spänningsriktningselementet producerar motståndsmoment beroende på fasvinkeln mellan ström och spänning.

Reaktansreläet är ett överströmsrelä med riktningsskydd. Riktningselementet är utformat för att generera maximalt negativt moment när dess ström följer efter spänningen med 90°. Induktionskopp eller dubbla induktionsloopstrukturer är ideala för att aktivera reaktanstypens distansreläer.

Konstruktion av reaktansrelä

En typisk reaktansrelä med induktionskoppstruktur visas i figuren nedan. Den har en fyrapolig konfiguration med driftspolar, polariseringspolar och bromspolar. Driftmomentet genereras genom interaktionen av magnetiska flöden från strömbärande spolar (dvs. interaktionen av flöden från pol 2, 3 och 4), medan bromsmomentet produceras genom interaktionen av flöden från pol 1, 2 och 4.

I driftmekanismen för ett reaktansrelä är driftmomentet direkt proportionellt mot kvadraten av strömmen, vilket indikerar att variationer i ström betydande påverkar momentstorleken. Å andra sidan är bromsmomentet proportionellt mot produkten av spänning och ström, multiplicerat med cos(Θ−90°), vilket innebär att det påverkas av spänning, ström och deras fasvinkel.

Som illustrerat i figuren används en resistor-kondensator (RC) krets för att exakt justera och uppnå den önskade maxmomentvinkeln genom att utnyttja impedanskaraktärer för att styra fasförskjutningar. När styrningseffekten anges som -k3 kan momentekvationen explicit uttryckas som en dynamisk jämviktsrelation mellan drift- och bromsmoment. Denna ekvation visar tydligt reläets momentvariationer under olika elektriska parametrar, vilket ger viktig teoretisk stöd för prestandaanalys och designoptimering.

där Θ, definieras som positiv när I följer efter V. Vid jämviktspunkten är nettomomentet noll, och därför

I ovanstående ekvation försummas fjäderstyrningseffekten på grund av dess minimala inverkan, dvs. K3 = 0.

Driftkarakteristik för reaktansrelä

Som visas i figuren, så verkar driftkarakteristiken för ett reaktansrelä som en vertikal linje vinkelrät mot den horisontella axeln. Här representerar X reaktansvärdet för den skyddade ledningen, och R är resistanskomponenten. Denna karakteristik indikerar att reläets drift beror endast på reaktanskomponenten, obeinfluerad av ändringar i resistansen. Området under driftkarakteristikkurvan är det positiva momentområdet (dvs. reläets driftzonen). När det mätta impedansfallet hamnar i detta område agerar reläet omedelbart, vilket gör denna egenskap särskilt lämplig för kortledskydd eftersom det effektivt undviker interferens från övergångsresistans och säkerställer snabb och tillförlitlig drift.

Om τ i momentekvationen inte är 90° erhålls en raklinjekarakteristik som inte är parallell med R-axeln, och ett sådant relä kallas för en vinkelimpedansrelä.

Detta relä kan inte skilja mellan fel i sin egen eller grannsektioner på överföringsledningar. Dess riktningselement skiljer sig från impedansreläers eftersom bromsande reaktiva voltamper nära noll här. Det kräver därför ett riktningselement som är inaktivt under belastning. Det är idealiskt för jordfelsskydd, där dess räckvidd inte påverkas av felfimpedans.