Күртімдік типті ара қашықтық релесі

Импеданс релесінің (Аралық релесінің) Анықтамасы және Принципі

Импеданс релесі, басқа атауымен аралық релесі, деңгейдік корғаулық прибор, оның иштеуі қате нүктесі мен релесінің орналасқан орны арасындагы электр желісінің аралығына (импедансына) байланысты болады. Ол қате бөлігінің импедансын өлшей отырып, алдын ала белгіленген шекарасымен салыстырады.

Иштеу Механизми

• Өлшеу және Салыстыру: Релес деңгейді (потенциалды трансформаторлар арқылы, PT) және ағымды (ағымды трансформаторлар арқылы, CT) өлшей отырып, импедансты (Z = V/I) есептейді.

• Қатеға Жауап: Егер өлшенген импеданс релесінің параметрлерінен (корғалған аймақ ішіндегі қатені көрсететін) төмен болса, ол цепьдің автоматты ашушысына триппинг командалық береді. Нормаль жағдайда, линия импедансы жоғары (деңгей >> ағым), релес активті емес. Қате пайда болғанда, ағым өседі, деңгей төмендейді, импеданс төмендейді, релес активті болады.

Иштеу Принципі

Нормалды іске асуда, деңгей-ағым қатынасы (импеданс) релесінің шекарасынан жоғары болады. Қате уақытында (мысалы, F1 AB сызықында), импеданс параметрлерден төмен болады. Мысалы, егер релес AB сызығын қорғау үшін орнатылған және нормалды импеданс Z болса, қате импедансты төмендетеді, релес автоматты ашушысын триппинг етеді. Егер қате корғалған аймақтан тыстаса (мысалы, AB-дан артық), импеданс жоғары болып қалады, релес активті емес болады.

Иштеу Характеристикасы

Релес екі маңызды компоненттен тұрады:

• Ағым Иштеу Элементі: Ағымға пропорционалды дефлекторлық момент жасайды.

• Деңгей Терісіреу Элементі: Деңгейге негізделген терісіреу моментін жасайды. Момент теңдеуі:k₁I² −k₂VIcos(θ−ϕ)=0 деңгей мен ағым арасындагы фаза бұрышы, θ релестің максималды момент бұрышы. Импеданс диаграммасында, релестің иштеу характеристикасы координаттар басында центрленген дөңгелекті көрсетеді, радиусы параметрлерге тең. Бұл дөңгелектік характеристика импеданс мөлшерінен өте фазаға да ұстанады, корғалған аймақ ішіндегі немесе аймақтан тыстас қателерді тиімді табуға мүмкіндік береді.

-K3 релестің жылжу эффектін білдіреді. Нормалды іске асуда, V және I мәндерінде жалпы момент = 0.

Егер жылжыту бағыттау эффекті есепке алынбаса, теңдеу мынаған өзгереді

Сурет деңгей мен ағым арқылы иштеу характеристикасын көрсетеді; жолақ сызық - тұрақты линия импедансын білдіреді.

Төмендегі сурет импеданс релесінің иштеу характеристикасын көрсетеді. Характеристика сызығынан жоғары аймақ оң моментті білдіреді, линия импедансы қате бөлігінің импедансынан артық болғанда, релес іске қосылады. Соңғы аймақ (сызықтың астында) теріс моментті көрсетеді, қате импедансы линия импедансынан артық болғанда, релес активті емес болады. Бұл айырмашылық өлшенген импеданс параметрлермен салыстырылу арқылы тез қате анықтаулға мүмкіндік береді, энергия желілерінде тиімді қорғау қамтамасыз етеді.

Дөңгелектің радиусы линия импедансын көрсетеді; X-R фаза бұрышы вектордың орнын білдіреді. Импеданс < радиус = оң момент (релес іске қосылады); импеданс > радиус = теріс момент (релес активті емес). Бұл көрініс энергия желілерінде тез қате анықтаулға мүмкіндік береді.

Бұл релес жылдам іске қосылатын релес ретінде саналады.

Электромагниттік Индукциялық Релес

Бұл релесде момент деңгей мен ағым аралығындағы электромагниттік әсерлерден пайда болады, оларды іске қосу үшін салыстырылады. Схемасында, B соленоиды потенциалды трансформатор (PT) арқылы жұмыс істейді, P2 плунжерын төмен тартады. P2 плунжеріндегі жылжу реттеу күшін қолданады, сол жағдайда сағат тілінің бағытында механикалық момент пайда болады.

A соленоиды ағымды трансформатор (CT) арқылы жұмыс істейді, P1 плунжерын төмен тартады. Нормалды жағдайда, релестің контакты ашық болады. Корғалған аймақта қате пайда болғанда, системадағы ағым өседі, A соленоидының моменті өседі, ал B соленоидының реттеу моменті төмендейді. Бұл дисбаланс релестің баланстарын айналдыратын, контакттарды жабып, қорғау іске қосылады. Дизайн қателерге электромагниттік және механикалық күштерді салыстыру арқылы тез жауап беру үшін жасалған.

A соленоидінің (ағым элементі) қолданылатын күші I² ге пропорционалды, ал B соленоидінің (деңгей элементі) қолданылатын күші V2 ге пропорционалды. Сондықтан, релес ағымдан шыққан күш деңгейден шыққан күштен артық болғанда іске қосылады.

k1 және k2 тұрақтылары соленоидтердің ампер-витоктарына және приборлық трансформаторлардың қатынасына байланысты. Релестің параметрлері спиралдарындағы таптар арқылы өзгертіледі.

Характеристика кестесінде, y-осьі релестің іске қосылу уақытын, x-осьі импедансты білдіреді. Маңызды, релестің іске қосылу уақыты параметрлер ішіндегі импеданс үшін тұрақты (инстантты іске қосылу) болады. Белгіленген аралықта (параметрлерге сәйкес импеданс), деңгей мен ағым мәндері стабилизацияланады; бұл нүктеден соң, өлшенген импеданс теориялық түрде шексіз болады, бұл релестің корғалған аймақтан тыстас қателер үшін активті емес болатындығын көрсетеді. Бұл импеданс пен іске қосылу уақытының сызықтық өзара байланысы корғалған аймақ ішіндегі тез қате анықтауға қолдау көрсетеді.

Индукциялық Типті Импеданс Релесі

Төмендегі сурет индукциялық типті импеданс релесінің схемасын көрсетеді. Бұл релес ағым және деңгей элементтерін қамтиды, аллюминий диск электромагниттер арасында айналады.

Жоғары электромагниттің екі айырмашылықты қамтиды: негізгі спираль ағымды трансформаторының (CT) көміршік спиралына байланысты, ал көмекші спираль потенциалды трансформатор (PT) арқылы байланысты. Негізгі спиралдың ағым параметрлері релестің төменінде орналасқан тап мосты арқылы өзгертуге болады, бұл релестің ұстанымдылығын тез өзгертуге мүмкіндік береді. Деңгей элементі PT арқылы энергияланады, бұл ағымдан шыққан магниттік поле мен әсер етеді.

Бұл әсер аллюминий дискте эди токтарды жаратады, момент жасап, аны айналдыратын. Нормалды іске асуда, моменттер теңсіздікпен қалады, диск қозғалмайтын; қате уақытында, ағым өседі, моменттер теңсіздікпен қалады, диск айналады, релестің контакттары жабылады. Бұл дизайн энергия желілерінде импеданс қателерін тез анықтауды қамтамасыз етеді.

Релестегі электромагниттер сериялық түрде байланысты, олардың индуцирленген магниттік потенциалы аллюминий дискті айналдыратын момент жасайды. Тұрақты магнит дисктің қозғалысын стабилизациялау үшін контролдік және тоқтату момента қолданылады.

Нормалды іске асуда, арматураға қолданылатын күш индукциялық элементтен шыққан моменттен жоғары болады, триппинг контакттары ашық болады. Системада қате пайда болғанда, электромагниттер арқылы өтетін ағым өседі, аллюминий диск айналады. Дисктің айналу жылдамдығы қате ағымына пропорционалды, ол айналу кезінде спираль жылжысады. Бұл айналу кезінде тұрақты магниттің реттеу момента астам түседі.

Дисктің айналуы критикалық шекарасына жеткен кезде (параметрлерге сәйкес импеданс), триппинг контакттары жабылады, қорғау іске қосылады. Бұл дизайн релестің қателерге тез жауап беруін, нормалды іске асуда стабилділікті сақтауын қамтамасыз етеді, тұрақты магнит дисктің үдеуін және тоқтатуын қолдану арқылы жалған триппингді тыйым салады.

Релестің дисктің айналу бұрышы арматураға қолданылатын күшке пропорционалды, бұл күш деңгейге пропорционалды. Сондықтан, деңгей айналу бұрышын басқарады.

Жылдам Импеданс Релестің Уақыт-Характеристикасы

Сурет релестің 100% триппинг параметрлерінен жоғары мәндер үшін активті емес екенін көрсетеді. 1-ші кесте нақты иштеу характеристикасын, 2-ші кесте 1-ші кестенің ықшамталған модельін көрсетеді. Бұл дизайн параметрлер ішіндегі қателерге тез жауап беруді, нормалды іске асуда стабилділікті сақтауды қамтамасыз етеді. Релестің жылдам іске қосылуы энергия желілеріндегі зияндықты азайту үшін маңызды, ықшамталған кесте қорғаулық релестерде қолдану және анализда жеңілдетеді.

Жұмсартысыз Импеданс Релестің Ескертулері

Төмендегілер импеданс релестерінің негізгі ескертулері:

• Бағыттау Ұстанымдылығынң Еңгізілуі
  Релес ағымды трансформатор (CT) және потенциалды трансформатор (PT) екі жағындағы импеданс өзгерістеріне жауап береді. Бұл цепьдің автоматты ашушысына ішкі қателер (корғалған аймақ ішіндегі) мен сыртқы қателер (аймақтан тыстас) арасын ажырату қиын болады, бұл қажетсіз триппинг немесе қателерді ұзақтықтан бөлісуға әкеледі.

• Дугалық Аралыққа Ұстанымдылығы
  Релестің іске қосылуы қате уақытындағы дугалық аралыққа өте ұстанады. Дугалық аралық қосымша импеданс енгізеді, бұл нақты қате импедансын маскирлеуі мүмкін, релесті ішкі қателерде қосылуынан қойылады немесе сыртқы қателерде қате қосылуына әкеледі.

• Күш Оңтайландыруына Ұстанымдылығы
  Импеданс релестері күш оңтайландыруына - деңгей мен ағымдың системадағы қозғалыстар (мысалы, тез өзгерістер немесе жүзегірінетін қателер) арқылы периодты қозғалыстарына өте ұстанады. Күш оңтайландыруы қате шарттарын өзгертіп, өлшенген импедансты өзгертеді, бұл жалған триппинг немесе ұзақтықтан қосылуына әкеледі.

• Бағыттау Ұстанымдылығынң Еңгізілуі
  Релес өлшенген импеданс параметрлерден төмен болғанда, қате бағытына қарамастан, триппинг етеді. Бұл оны ішкі қателер (корғалған сызық ішіндегі) және сыртқы қателер (энергия басқаруына қарай) арасын ажырату үшін мүмкіндік береді, бұл оны тезірек, бірнеше басқарулы энергия системаларында қолдануға шектеу қояды.