प्रतिरोध प्रकार दूरी रिले

प्रतिरोध रिले (दूरी रिले) की परिभाषा और सिद्धांत

प्रतिरोध रिले, जिसे दूरी रिले के रूप में भी जाना जाता है, एक वोल्टेज-नियंत्रित सुरक्षा उपकरण है जिसका कार्य दोष स्थान और रिले की स्थापना स्थिति के बीच की विद्युत दूरी (प्रतिरोध) पर निर्भर करता है। यह दोषपूर्ण खंड के प्रतिरोध को मापकर और इसे एक पूर्व-सेट थ्रेशहोल्ड के साथ तुलना करके कार्य करता है।

कार्य मेकेनिज़्म

• माप और तुलना: रिले लगातार लाइन वोल्टेज (पोटेंशियल ट्रांसफॉर्मर, PTs के माध्यम से) और विद्युत धारा (करंट ट्रांसफॉर्मर, CTs के माध्यम से) को मापता है ताकि प्रतिरोध (Z = V/I) की गणना की जा सके।

• दोष प्रतिक्रिया: यदि मापा गया प्रतिरोध रिले की सेटिंग (संरक्षित क्षेत्र के भीतर दोष का संकेत देता है) से कम हो, तो यह सर्किट ब्रेकर को ट्रिपिंग कमांड देता है। सामान्य स्थितियों में, लाइन प्रतिरोध उच्च होता है (वोल्टेज >> धारा), जिससे रिले निष्क्रिय रहता है। जब दोष होता है, तो धारा बढ़ जाती है और वोल्टेज घट जाता है, प्रतिरोध को कम करता है और रिले को सक्रिय करता है।

कार्यात्मक सिद्धांत

सामान्य संचालन में, वोल्टेज-धारा अनुपात (प्रतिरोध) रिले के थ्रेशहोल्ड से ऊपर रहता है। दोष के दौरान (उदाहरण के लिए, AB लाइन पर F1), प्रतिरोध सेटिंग से नीचे गिर जाता है। उदाहरण के लिए, यदि रिले AB लाइन की सुरक्षा के लिए स्थापित है जिसका सामान्य प्रतिरोध Z है, तो दोष प्रतिरोध को कम करता है, जिससे रिले ब्रेकर को ट्रिप करने के लिए प्रेरित होता है। यदि दोष संरक्षित क्षेत्र के बाहर हो (उदाहरण के लिए, AB से परे), तो प्रतिरोध उच्च रहता है, और रिले निष्क्रिय रहता है।

कार्यात्मक विशेषताएँ

रिले में दो मुख्य घटक होते हैं:

• धारा संचालन तत्व: धारा के अनुपात में एक झुकाव टोक उत्पन्न करता है।

• वोल्टेज रोकने वाला तत्व: वोल्टेज पर आधारित एक पुनर्स्थापित टोक उत्पन्न करता है। टोक संतुलन समीकरण है:k₁I² −k₂VIcos(θ−ϕ)=0 वोल्टेज और धारा के बीच का दশा कोण है, और θ रिले का अधिकतम टोक कोण है। प्रतिरोध आरेख पर, रिले की कार्यात्मक विशेषता मूल केंद्रित एक वृत्त के रूप में दिखाई देती है, जिसकी त्रिज्या सेटिंग प्रतिरोध के बराबर होती है। यह वृत्ताकार विशेषता प्रतिरोध आकार और दशा दोनों के लिए संवेदनशीलता देती है, जिससे संरक्षित और असंरक्षित क्षेत्रों के बीच के दोषों का विश्वसनीय विभेदन संभव होता है।

-K3 रिले के स्प्रिंग प्रभाव का प्रतिनिधित्व करता है। सामान्य संचालन में, शून्य नेट टोक V और I मानों के साथ।

यदि स्प्रिंग नियंत्रण प्रभाव नगण्य हो जाता है, तो समीकरण बन जाता है

आकृति वोल्टेज और धारा के साथ कार्यात्मक विशेषताओं को दिखाती है; टीरिड लाइन स्थिर लाइन प्रतिरोध को दर्शाती है।

नीचे दी गई आकृति प्रतिरोध रिले की कार्यात्मक विशेषता को दर्शाती है। विशेषता रेखा से ऊपर का क्षेत्र सकारात्मक टोक को दर्शाता है, जहाँ लाइन प्रतिरोध दोषपूर्ण खंड के प्रतिरोध से अधिक होता है, जिससे रिले का संचालन होता है। इसके विपरीत, ऋणात्मक टोक क्षेत्र (रेखा के नीचे) दोष प्रतिरोध के लाइन प्रतिरोध से अधिक होने का संकेत देता है, जिससे रिले निष्क्रिय रहता है। यह विभेदन मापा गया प्रतिरोध को पूर्व-सेट थ्रेशहोल्ड के साथ तुलना करके शक्ति प्रणालियों में विशिष्ट दोष निर्णय को सुनिश्चित करता है, जिससे विश्वसनीय सुरक्षा सुनिश्चित होती है।

वृत्त की त्रिज्या लाइन प्रतिरोध का प्रतिनिधित्व करती है; X-R दशा कोण वेक्टर स्थिति को दर्शाता है। प्रतिरोध < त्रिज्या = सकारात्मक टोक (रिले संचालित होता है); प्रतिरोध > त्रिज्या = ऋणात्मक टोक (रिले निष्क्रिय रहता है)। यह दृश्य विभेदन शक्ति प्रणालियों में तेजी से दोष निर्णय को सुनिश्चित करता है।

यह रिले एक उच्च-गति रिले के रूप में वर्गीकृत है।

विद्युतचुम्बकीय प्रेरण रिले

इस रिले में टोक वोल्टेज और धारा के बीच के विद्युतचुम्बकीय प्रतिक्रियाओं से उत्पन्न होता है, जिन्हें संचालन के लिए तुलना की जाती है। इसके सर्किट में, सोलेनॉइड B&mdash;पोटेंशियल ट्रांसफॉर्मर (PT) द्वारा चालित&mdash;घड़ी की दिशा में टोक उत्पन्न करता है, प्लंजर P2 को नीचे की ओर खींचता है। P2 पर एक स्प्रिंग नियंत्रण बल लगाता है, जो घड़ी की दिशा में यांत्रिक टोक उत्पन्न करता है।

सोलेनॉइड A, जो करंट ट्रांसफॉर्मर (CT) द्वारा प्रेरित होता है, घड़ी की दिशा में झुकाव (पिक-अप) टोक उत्पन्न करता है, जो प्लंजर P1 को नीचे की ओर ले जाता है। सामान्य स्थितियों में, रिले के संपर्क खुले रहते हैं। संरक्षित क्षेत्र में दोष के दौरान, सिस्टम धारा की वृद्धि सोलेनॉइड A के टोक को बढ़ाती है जबकि सोलेनॉइड B के वापसी टोक को कम करती है। यह असंतुलन रिले के तुलना आधारों को घूमता है, संपर्क बंद करता है और सुरक्षा शुरू करता है। डिजाईन द्वारा दोषों पर तेजी से प्रतिक्रिया विद्युतचुम्बकीय और यांत्रिक बलों की टोक तुलना के माध्यम से सुनिश्चित की जाती है।

सोलेनॉइड A (धारा तत्व) द्वारा लगाया गया बल I² के अनुपात में होता है, जबकि सोलेनॉइड B (वोल्टेज तत्व) से लगाया गया बल V2 के अनुपात में होता है। इस परिणामस्वरूप, जब धारा-से-उत्पन्न बल वोल्टेज-से-उत्पन्न बल से अधिक हो, तो रिले संचालित होता है।

स्थिरांक k1 और k2 दो सोलेनॉइडों के एम्पियर-टर्न और इंस्ट्रूमेंट ट्रांसफॉर्मरों के अनुपात पर निर्भर करते हैं। रिले सेटिंग को कोइलों पर टैपिंग के माध्यम से समायोजित किया जा सकता है।

विशेषता वक्र पर, y-अक्ष रिले के संचालन समय को दर्शाता है, जबकि x-अक्ष प्रतिरोध को दर्शाता है। उल्लेखनीय रूप से, रिले का संचालन समय प्रेसेट संरक्षण क्षेत्र के भीतर के प्रतिरोधों के लिए स्थिर रहता है (तत्कालीन कार्य का संकेत देता है)। निर्धारित दूरी (सेट प्रतिरोध के संबंधित) पर, वोल्टेज और धारा मान स्थिर हो जाते हैं; इस बिंदु से परे, मापा गया प्रतिरोध सैद्धांतिक रूप से अनंत हो जाता है, जिसका अर्थ है कि रिले अपने संरक्षण क्षेत्र के बाहर के दोषों के लिए निष्क्रिय रहता है। इस प्रतिरोध और संचालन समय के बीच का रैखिक संबंध निर्धारित क्षेत्र में विश्वसनीय, तेजी से दोष निर्णय को सुनिश्चित करता है।

प्रेरण प्रकार का प्रतिरोध रिले

नीचे एक प्रेरण प्रकार के प्रतिरोध रिले का सर्किट आरेख दिखाया गया है। यह रिले धारा और वोल्टेज दोनों तत्वों को शामिल करता है, जिसमें एक एल्युमिनियम डिस्क होता है जो इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के बीच घूमता है।

ऊपरी इलेक्ट्रोमैग्नेट में दो अलग-अलग वाइंडिंग होती हैं: प्राथमिक वाइंडिंग करंट ट्रांसफॉर्मर (CT) के द्वितीयक कुंडले से जुड़ा होता है, जबकि द्वितीयक वाइंडिंग पोटेंशियल ट्रांसफॉर्मर (PT) से जुड़ा होता है। प्राथमिक वाइंडिंग की धारा सेटिंग रिले के नीचे स्थित एक प्लग ब्रिज के माध्यम से समायोजित की जा सकती है, जिससे रिले की संवेदनशीलता की तीव्र समायोजन संभव होती है। वोल्टेज तत्व, PT द्वारा चालित, एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है जो CT से धारा-से-उत्पन्न क्षेत्र से प्रतिक्रिया करता है।

यह प्रतिक्रिया एल्युमिनियम डिस्क में इडी धाराएँ उत्पन्न करती है, जो टोक उत्पन्न करती है जो इसके घूर्णन का कारण बनती है। सामान्य संचालन में, टोकों के संतुलन के कारण डिस्क निश्चल रहता है; दोष के दौरान, धारा की वृद्धि टोकों को असंतुलित करती है, जिससे डिस्क घूमना शुरू हो जाता है और रिले के संपर्कों को सक्रिय करता है। यह डिजाईन शक्ति प्रणालियों में प्रतिरोध-आधारित दोष निर्णय की विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।