Impedantzia Mota Distantziako Relai

Impedantzaren Relaiaren (Distantziako Relaiaren) Definizioa eta Printzipioa

Impedantzaren relai bat, distantziako relai gisa ere ezaguna, adierazitako indarraren arteko elektrikoko distantzia (impedantza) faltatik relaiaren kokapenera dagoen araberakoa da. Faltadun zatirako impedantza neurtzen du eta aurrez ezarritako muga batekin alderatzen du.

Lan Mekanismoa

• Neurketa eta Alderaketa: Relaiak lineako tensiora (potentzial transformadorren (PT) bidez) eta korrontea (korronte transformadorren (CT) bidez) jarraian ikusten ditu impedantza kalkulatzeko (Z = V/I).

• Falta Eragilea: Neuratutako impedantza relaiaren ezarpena baino txikiagoa bada (falta babestutako eremuan egonik), zirkuitu atzeratzaileari aktibatze komando bat emaniko du. Baldintza normaltan, linaireko impedantza handia da (tensioa >> korrontea), horrek relai inaktibatu mantentzen du. Falta bat gertatzen denean, korrontea igotzen eta tensioa jaisten dira, impedantza gutxitzen eta relai aktibatzen dena.

Lan Printzipioa

Lan normalan, tensio-korronte erlazioa (impedantza) relaiaren mugaraz gainetik mantenduko da. Falta bat gertatzen denean (adibidez, F1 AB linian), impedantza ezarpena azpitik doa. Adibidez, relai bat AB linia babesteko instalatuta badago, norbanako impedantza Z izanik, falta gutxituko du impedantza, horrek relaiak atzeratzailea aktibatzen du. Falta babestutako eremuan kanpo badago (adibidez, ABren ondoren), impedantza handia mantenduko da, eta relai inaktibatua egongo da.

Lan Ezaugarriak

Relaiak bi elementu nagusi ditu:

• Korrontearen Lan Elementua: Korronteari proportzionala den deflexio-momentua sortzen du.

• Tentsioaren Mugatze Elementua: Tentsioari oinarrituta erregenerazio-momentua sortzen du. Momentu-balantze ekuazioa hau da:k₁I² −k₂VIcos(θ−φ)=0 tentsio eta korronte arteko angelua da, eta θ relaiaren momentu maximoaren angelua. Impedantza-diagraman, relaiaren lan ezaugarria jatorrizko puntuan zentratutako zirkulu bat bezala agertzen da, zerrenda impedantzarekin batera. Zirkulu hau magnitude eta faseko impedantza osasuntsu hartzen ditu, in-zone eta out-of-zone faltei buruzko fidagarri sakondu ahal izateko.

-K3 relaiaren muellearen efektua adierazten du. Lan normalan, momentu orokorra = 0 V eta I balioekin.

Muellearen kontrol-efektua desberdintzen denean, ekuazioa hau da

Irudia tentsio eta korrontearekin lan ezaugarriak erakusten ditu; marra ebakiak linaireko impedantza konstantea adierazten du.

Irudia behekoan impedantzaren relaiaren lan ezaugarria erakusten du. Karakteristikako lerroaren goiko eremuan, momentu positiboa da, non linaireko impedantza faltadun zatitik altuagoa denean, relai lan egiten du. Aldiz, momentu negatiboko eremuan (lerroaren azpian) faltadun zatiko impedantza linaireko impostaz gainetik dago, horrek relai inaktibatua mantentzen du. Diferentzia honek neuratutako impedantza ezarritako mugarrekin alderatzearen bidez, faltak zehaztasun handitan detektatzeko ahalmena ematen du, energia sistemen babesa fidagarria ziurtatuz.

Zirkuluaren erradioa linaireko impedantza adierazten du; X-R phasen angelua bektorearen posizioa adierazten du. Impedantza < erradioa = momentu positiboa (relai lan egiten du); impedantza > erradioa = momentu negatiboa (relai inaktibatua). Ikuspegi hau faltak azkar detektatzeko segurtasuna ematen du energia sistemetan.

Relai hau abiadura handiko relai gisa sailkatzen da.

Elektromagnetiko Indarketa Relai

Relai honetan, momentua tentsio eta korronte arteko elektromagnetiko elkarrekintzetatik sortzen da, operazioa egin ahal izateko alderatzen dira. Bere zirkuituan, B Solenoida—potentzial transformadore baten (PT) bidez gorrotuta—momentu zirkularra sortzen du, P2 plungera behera erortzen duena. P2-n dagoen muelleak mugatze-indarra aplikatzen du, momentu mekaniko zirkularra sortzen duena.

A Solenoida, korronte transformadore baten (CT) bidez gorrotuta, momentu zirkularra sortzen du, P1 plungera behera erortzen duena. Baldintza normaltan, relaiaren kontaktuak ireki mantenduko dira. Babestutako eremuan falta bat gertatzen denean, sistema korrontea igotzen denean A Solenoidaren momentua handitu eta B Solenoidaren mugatze-momentua gutxitu egiten dira. Desbalantze hau relaiaren orekatzaile-bilaketa itxi egiten du, babesaldiari hasteko. diseinuak elektromagnetiko eta mekaniko indarren arteko momentu alderaketaren bidez falta guztietara erantzun azkarra segurtatzen du.

A solenoidak (korronte-elementua) eragindako indarra I² proportzionala da, B solenoidak (tentsio-elementua) V2. Horrela, korrontetik datorkion indarrik tentsiotik datorkion indarra gainditzen denean, relai aktibatuko da.

k1 eta k2 konstanteak bi solenoiden ampere-turnak eta instrumentu transformadoreen erlazioak araberakoa dira. Relai ezarpenak koiluen tapingen bidez egitea posible da.

Karakteristikoko kurba batean, y ardatza relaiaren lan-denbora adierazten du, x ardatzak impedantza. Ohartarazi behar da, ezarritako babestu-eremuan egonik, relaiaren lan-denbora konstantea mantentzen da (haurraski ekintza). Ezarritako distantziaren (ezarritako impedantza) baliotik aurrera, tentsio eta korronte balioak estabilizatzen dira; puntu horretatik aurrera, neuratutako impedantza teoretikoki infinitua bihurtzen da, hots, relai inaktibatua mantentzen da bere babestu-eremuan kanpo egoiten diren faltei. Impedantza eta lan-denboraren arteko erlazio lineal hau, zehaztasun handitan eta azkarra faltei detektatzeko segurtasuna ematen du.

Indarketa Motako Impedantzaren Relai

Indarketa motako impedantzaren relaiaren zirkuitu-diagrama behean erakusten da. Relai honek korronte eta tentsio elementuak ditu, aluminium diskoa barne, electromagnetikoen artean biratzen dena.

Goiko electromagnetak bi windingu desberdin ditu: lehenengo windinguak korronte transformadore baten (CT) bigarren koila eraiki da, bigarrena potentzial transformadore baten (PT) bigarren koila eraiki da. Lehenengo windinguaren korronte-ezarpena relaiaren azpian kokatutako plug bridge bidez egitea posible da, horrela relaiaren sensitibitatea zehaztasun handitan kalibra dezakegu. Tentsio-elementua, PT-ren bidez gorrotuta, korronte-transformadorearen (CT) eragindako indar magnetikoarekin elkarrekintza egiten du.

Elkarrekintza hau aluminium diskotan eddy korrientzak sortzen ditu, biraketa-momentu bat eragiten duena. Lan normalan, diskoa momentu berdinetatik dago, falta bat gertatzen denean, korrontearen igotzeak momentuak desbalantzean joango dira, diskoa biratzen eta relaiaren kontaktuak aktibatzen dira. Diseinu hau energia sistemetan fidagarri faltak detektatzeko ahalmena ematen du.

Relaiaren electromagnetak seriean konektatuta daude, haien indar magnetikoak diskoko biraketa-momentua sortzen dutela. Magnetiko permanentea diskoko mugimenduari estabilitate ematen dio kontrol eta frenatze-momentuak sortzen ditu.

Lan normalan, orekatzailearen indarra indukzio-elementuaren momentutik handiagoa da, tripakatze kontaktuak irekituta mantentzen dira. Sistema falta bat gertatzen denean, electromagnetetako korrontea igotzen denean, aluminium diskoa biratzen hasiko da. Diskoaren biraketa-abiadura falta-korrontearekin zuzenki proportzionala da, biratzen doanean muelle bat enpautzen du. Biraketa-higidura hau paulatik muelle permanentearen mugatze-momentua gainditzen du.

Diskoaren biraketa puntu kritikora iritsita (ezarritako impedantza), tripakatze kontaktuak itxi egiten dira, babesaldiari hasteko. Diseinu hau, relaiak azkar erantzuten du falta guztietara, lan normalan estabilitatea mantentzen du, muelle permanenteak diskoaren azelerazioa eta frenatzea kontrolatzen ditu, tripatu faltsuak saihesteko.

Relaiaren diskoaren biraketa-angelua orekatzailearen indarraren araberakoa da, tentsio aplikatuarekin zuzenki proportzionala. Beraz, tentsioak biraketa-angelua zuzendu egiten du.

Abiadura Handiko Impedantzaren Relaien Denbora-Karakteristika

Irudia erakusten du relaiak ezarritako mugaraz gainetik balioak dituenean inaktibatua mantenduko dela. Kurba 1 erlazio errealaren adierazten du, kurba 2 kurba 1aren modeloi sinplifikatua eskaintzen du. Diseinu hau, falta guztietara azkar erantzun eta baldintza normaltan estabilitatea mantentzen du. Relaiaren abiadura handia energia sistemetan zerbitzu handia ematen du, kurba sinplifikatua babesleku relai ezarpenetan erraztasun gehiago eskaintzen diote.

Impedantzaren Relai Arruntaren Arazoak

Ondorengoak dira impedantzaren relaien garrantzitsuena desberdintasunak:

• Norabidearen Deskriminazioaren Falta
  Relaiak korronte transformadorearen (CT) eta potentzial transformadorearen (PT) bi aldetan egon diren impedantza aldaketetara erantzuten du. Honek zirkuitu atzeratzaileen artean internaleko faltak (babestutako eremuan) eta kanpoko faltak (eremuan kanpo) bereizteko zailtasuna sortzen du, falta tripatu beharrekoak edo faltak isolatzeko atzeraldia arriskutzat hartzen dira.

• Arc Resistenciari Sensiblea
  Relaiaren lanak arc resistentiaren inguruan gertatzen diren faltetan oso eragin handia du. Arc resistentziak impedantza gehigarria sartzen du, hau faltaren impedantza erreala maskatzen du eta relai inoiz tripatu (internaleko faltetan) edo tripatu faltsu (kanpoko faltetan) dezake.

• Energia Oszilazioei Giztuak
  Impedantzaren relaiak oso giztuak dira energia oszilazioei—sistema perturbazioetan (adibidez, karga aldaketa arrunta edo generatorren instabilitatea) gertatzen diren tensio eta korrontearen oszilazio periodikoetara. Energia oszilazioek faltaren kondizioak antolatzen dituzte impedantza neurtua aldatuz, hau tripatu faltsu edo lan atzeraldia arriskutzat hartzen dira.

• Non-direkzionala Lan
  Relaiak tripatuko du neurtutako impedantza ezarritako mugaraz azpitik dagoenean, faltaren norabidea kontuan hartu gabe. Honek ezin du bere linatean gertatzen diren faltak (babestutako linea) eta iturriaren norabira gertatzen diren faltak bereiztea, hau multitzelai sistema konplexuetan aplikagarritasuna murrizten du.