Що таке реактивний реле?

Реле реактивного сопротивлення

Реле реактивного сопротивлення — це високоскоростне реле, складене з двох елементів: елементу перевищення струму та напрямкового елементу струму-напруги. Елемент струму генерує позитивний момент, тоді як напрямковий елемент струму-напруги створює момент, що протилежить елементу струму, залежно від фазового кута між струмом і напругою.

Реле реактивного сопротивлення — це реле перевищення струму з напрямковим обмеженням. Напрямковий елемент спроектований таким чином, щоб генерувати максимальний негативний момент, коли його струм відстає від напруги на 90°. Структури індукційних чаш або подвійних індукційних контурів ідеально підходять для активації релейного захисту типу реактивного сопротивлення.

Конструкція реле реактивного сопротивлення

Типове реле реактивного сопротивлення з використанням структури індукційної чаши показано на нижньому рисунку. Воно має чотирьохполюсну конфігурацію з робочими катушками, поляризуючими катушками та катушками затримки. Робочий момент генерується взаємодією магнітних потоків від катушок, що проводять струм (тобто, взаємодією потоків від полюсів 2, 3 та 4), тоді як момент затримки створюється взаємодією потоків від полюсів 1, 2 та 4.

У механізмі роботи реле реактивного сопротивлення, робочий момент прямо пропорційний квадрату струму, що означає, що коливання струму значно впливають на величину моменту. Навпаки, момент затримки пропорційний до добутку напруги і струму, помноженого на cos(Θ−90°), що означає, що він залежить від напруги, струму та їх фазового кута.

Як показано на рисунку, для точного регулювання та досягнення бажаного максимального кута моменту використовується RC-схема, яка використовує характеристики імпедансу для контролю фазових зсувів. Коли контрольний ефект позначається як -k3, рівняння моменту можна явно виразити як динамічну рівноважну залежність між робочим та затримуючим моментами. Це рівняння чітко демонструє зміни моменту реле при різних електричних параметрах, надаючи важливу теоретичну підтримку для аналізу продуктивності та оптимізації проекту.

де Θ визначається як позитивний, коли I відстає від V. У точці рівноваги загальний момент дорівнює нулю, і отже

У цьому рівнянні, вплив пружинного контролю знехтувано через його мінімальний вплив, тобто K3 = 0.

Характеристика роботи реле реактивного сопротивлення

Як показано на рисунку, характеристика роботи реле реактивного сопротивлення з'являється як вертикальна лінія, перпендикулярна горизонтальній осі. Тут, X представляє значення реактивного сопротивлення захищеної лінії, а R — це компонент опору. Ця характеристика вказує, що робота реле залежить лише від реактивного компонента, не залежить від змін опору. Площа під характеристикою роботи кривої є областю позитивного моменту (тобто, зона роботи реле). Коли виміряний імпеданс потрапляє в цю область, реле діє негайно, що робить цю характеристику особливо придатною для захисту коротких ліній, оскільки вона ефективно уникнути втручання переходного опору і забезпечує швидку, надійну роботу.

Якщо τ у рівнянні моменту не дорівнює 90°, отримується пряма характеристика, не паралельна осі R, і таке реле називається релем кутового імпедансу.

Це реле не може розрізняти аварії на своїй чи суміжних секціях ліній передачі. Його напрямковий блок відрізняється від імпедансних релей, оскільки затримуючі реактивні вольт-ампери тут близькі до нуля. Тому воно потребує напрямкового блоку, що не активний під навантаженням. Ідеально для захисту від заземлення, його досягнення не змінюється від опору аварії.