Điều gì là Rơle Kháng cảm?

Rơ-le phản kháng

Rơ-le phản kháng là rơ-le tốc độ cao bao gồm hai phần tử: phần tử quá dòng và phần tử định hướng dòng điện-điện áp. Phần tử dòng điện tạo ra mô-men xoắn dương, trong khi phần tử định hướng dòng điện-điện áp tạo ra mô-men xoắn ngược lại với phần tử dòng điện, tùy thuộc vào góc pha giữa dòng điện và điện áp.

Rơ-le phản kháng là rơ-le quá dòng có giới hạn định hướng. Phần tử định hướng được thiết kế để tạo ra mô-men xoắn âm tối đa khi dòng điện của nó chậm hơn điện áp của nó 90°. Cấu trúc cốc cảm ứng hoặc cấu trúc vòng cảm ứng kép rất phù hợp để kích hoạt rơ-le khoảng cách kiểu phản kháng.

Cấu tạo của Rơ-le Phản Kháng

Một rơ-le phản kháng điển hình sử dụng cấu trúc cốc cảm ứng được thể hiện trong hình dưới đây. Nó có cấu hình bốn cực với cuộn dây hoạt động, cuộn dây phân cực và cuộn dây hạn chế. Mô-men xoắn hoạt động được tạo ra bởi sự tương tác của các dòng từ trường từ các cuộn dây dẫn dòng (tức là sự tương tác của các dòng từ trường từ các cực 2, 3 và 4), trong khi mô-men xoắn hạn chế được tạo ra bởi sự tương tác của các dòng từ trường từ các cực 1, 2 và 4.

Trong cơ chế hoạt động của rơ-le phản kháng, mô-men xoắn hoạt động tỷ lệ thuận với bình phương của dòng điện, cho thấy rằng sự thay đổi của dòng điện ảnh hưởng đáng kể đến độ lớn của mô-men xoắn. Ngược lại, mô-men xoắn hạn chế tỷ lệ thuận với tích của điện áp và dòng điện, nhân với cos(Θ−90°), nghĩa là nó bị ảnh hưởng bởi điện áp, dòng điện và góc pha của chúng.

Như được minh họa trong hình, mạch điện trở-capacitor (RC) được sử dụng để điều chỉnh chính xác và đạt được góc mô-men xoắn tối đa mong muốn bằng cách tận dụng đặc tính trở kháng để kiểm soát sự dịch chuyển pha. Khi ký hiệu hiệu ứng điều khiển là -k3, phương trình mô-men xoắn có thể được biểu diễn rõ ràng như một mối quan hệ cân bằng động giữa mô-men xoắn hoạt động và mô-men xoắn hạn chế. Phương trình này rõ ràng cho thấy sự thay đổi của mô-men xoắn của rơ-le dưới các thông số điện khác nhau, cung cấp sự hỗ trợ lý thuyết quan trọng cho việc phân tích hiệu suất và tối ưu hóa thiết kế.

trong đó Θ, được định nghĩa là dương khi I chậm hơn V. Tại điểm cân bằng, mô-men xoắn ròng bằng không, và do đó

Trong phương trình trên, hiệu ứng điều khiển lò xo bị bỏ qua do tác động nhỏ, tức là K3 = 0.

Đặc tính Hoạt Động của Rơ-le Phản Kháng

Như được thể hiện trong hình, đặc tính hoạt động của rơ-le phản kháng xuất hiện như một đường thẳng đứng vuông góc với trục hoành. Ở đây, X đại diện cho giá trị phản kháng của đường dây được bảo vệ, và R là thành phần điện trở. Đặc tính này cho thấy hoạt động của rơ-le chỉ phụ thuộc vào thành phần phản kháng, không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điện trở. Khu vực bên dưới đường đặc tính hoạt động là khu vực mô-men xoắn dương (tức là vùng hoạt động của rơ-le). Khi trở kháng đo được nằm trong khu vực này, rơ-le sẽ hoạt động ngay lập tức, khiến đặc tính này đặc biệt phù hợp cho bảo vệ đường dây ngắn vì nó tránh được sự can thiệp từ điện trở chuyển tiếp và đảm bảo hoạt động nhanh chóng, đáng tin cậy.

Nếu τ trong phương trình mô-men xoắn không phải là 90º, một đặc tính đường thẳng không song song với trục R được thu được, và rơ-le như vậy được gọi là rơ-le trở kháng góc.

Rơ-le này không thể phân biệt lỗi ở đoạn của nó hoặc đoạn liền kề trên đường dây truyền tải. Đơn vị định hướng của nó khác với rơ-le trở kháng vì var phản kháng hạn chế gần bằng không ở đây. Do đó, nó yêu cầu đơn vị định hướng không hoạt động dưới tải. Rất phù hợp cho bảo vệ lỗi đất, phạm vi hoạt động của nó không bị ảnh hưởng bởi trở kháng lỗi.