प्रतिरोध प्रकार दूरी रिले

आयमान रिले (दूरी रिले) की परिभाषा और सिद्धांत

आयमान रिले, जिसे दूरी रिले भी कहा जाता है, एक वोल्टेज-नियंत्रित सुरक्षा उपकरण है जिसका संचालन दोष स्थान और रिले की स्थापना स्थान के बीच की विद्युत दूरी (आयमान) पर निर्भर करता है। यह दोषपूर्ण खंड के आयमान को मापता है और इसे पूर्व-सेट की गई सीमा के साथ तुलना करता है।

कार्यप्रणाली

• मापन और तुलना: रिले लगातार लाइन वोल्टेज (पोटेंशियल ट्रांसफॉर्मर, PTs के माध्यम से) और विद्युत धारा (विद्युत धारा ट्रांसफॉर्मर, CTs के माध्यम से) का मापन करता है ताकि आयमान (Z = V/I) की गणना की जा सके।

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

कार्यप्रणाली सिद्धांत

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

संचालन विशेषताएं

रिले में दो प्रमुख घटक होते हैं:

• धारा संचालन तत्व: धारा के अनुपात में डिफ्लेक्टिंग टोक्स उत्पन्न करता है।

• वोल्टेज रोकन तत्व: वोल्टेज के आधार पर रिस्टोरिंग टोक्स उत्पन्न करता है। टोक्स बैलेंस समीकरण है:k₁I² −k₂VIcos(θ−ϕ)=0 वोल्टेज और धारा के बीच का दशा कोण है, और θ रिले का अधिकतम टोक्स कोण है। आयमान आरेख पर, रिले की संचालन विशेषता मूल केंद्रित एक वृत्त के रूप में दिखाई देती है, जिसकी त्रिज्या सेटिंग आयमान के बराबर होती है। यह वृत्ताकार विशेषता आयमान के परिमाण और दशा दोनों के लिए संवेदनशीलता देती है, जिससे अंतर्क्षेत्र और बाह्यक्षेत्र दोषों के बीच विश्वसनीय विभेदन सुनिश्चित होता है।

-K3 रिले के स्प्रिंग प्रभाव का प्रतिनिधित्व करता है। सामान्य संचालन में, शुद्ध टोक्स = 0 V और I मानों के साथ।

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

चित्र वोल्टेज और धारा के साथ संचालन विशेषताओं को दिखाता है; डैशड लाइन स्थिर लाइन आयमान को दर्शाती है।

निम्नलिखित चित्र आयमान रिले की संचालन विशेषताओं को दिखाता है। विशेषता रेखा से ऊपर का क्षेत्र सकारात्मक टोक्स का प्रतिनिधित्व करता है, जहाँ लाइन आयमान दोषपूर्ण खंड के आयमान से अधिक होता है, जिससे रिले का संचालन शुरू होता है। इसके विपरीत, ऋणात्मक टोक्स क्षेत्र (रेखा के नीचे) दोष आयमान को लाइन आयमान से अधिक होने का संकेत देता है, जिससे रिले निष्क्रिय रहता है। यह विभेदन निर्माण मापा गया आयमान की तुलना पूर्व-सेट की गई सीमा के साथ करके शक्ति प्रणालियों में विश्वसनीय सुरक्षा सुनिश्चित करता है।

वृत्त की त्रिज्या लाइन आयमान को दर्शाती है; X-R दशा कोण वेक्टर स्थिति को दर्शाता है। आयमान < त्रिज्या = सकारात्मक टोक्स (रिले संचालन); आयमान > त्रिज्या = ऋणात्मक टोक्स (रिले निष्क्रिय)। 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।

विद्युत चुंबकीय प्रेरण रिले

इस रिले में, टोक्स वोल्टेज और धारा के बीच की विद्युत चुंबकीय प्रतिक्रियाओं से उत्पन्न होता है, जिसकी तुलना संचालन के लिए की जाती है। इसके सर्किट में, सोलेनॉइड B—पोटेंशियल ट्रांसफॉर्मर (PT) द्वारा चालित—दक्षिणावर्त टोक्स उत्पन्न करता है, जो प्लंजर P2 को नीचे खींचता है। P2 पर एक स्प्रिंग रोकन बल लगाता है, जिससे दक्षिणावर्त यांत्रिक टोक्स उत्पन्न होता है।

सोलेनॉइड A, विद्युत धारा ट्रांसफॉर्मर (CT) द्वारा प्रेरित, दक्षिणावर्त डिफ्लेक्टिंग (पिक-अप) टोक्स उत्पन्न करता है जो प्लंजर P1 को नीचे खींचता है। सामान्य स्थितियों में, रिले कंटेक्ट खुले रहते हैं। संरक्षित क्षेत्र में दोष के दौरान, बढ़ती सिस्टम धारा सोलेनॉइड A के टोक्स को बढ़ाती है जबकि सोलेनॉइड B के रिस्टोरिंग टोक्स को घटाती है। यह असंतुलन रिले के बैलेंस आर्म को घुमाता है, कंटेक्ट को बंद करके सुरक्षा शुरू करता है। यह डिजाइन टोक्स की तुलना विद्युत चुंबकीय और यांत्रिक बलों के बीच करके दोषों के लिए तेजी से प्रतिक्रिया सुनिश्चित करता है।

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

स्थिरांक k1 और k2 दो सोलेनॉइडों के ऐम्पियर-टर्न और इंस्ट्रूमेंट ट्रांसफॉर्मरों के अनुपात पर निर्भर करते हैं। रिले सेटिंग को कोइल 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 आयमान को दर्शाता है। ध्यान देने योग्य है कि रिले का संचालन समय निर्धारित सुरक्षा क्षेत्र के भीतर के आयमानों के लिए स्थिर रहता है (तात्कालिक कार्य का संकेत देता है)। निर्धारित दूरी (सेट आयमान के संबंधित) पर, वोल्टेज और धारा मान स्थिर हो जाते हैं; इस बिंदु से परे, मापा गया आयमान सैद्धांतिक रूप से अनंत हो जाता है, जिसका अर्थ है कि रिले अपने सुरक्षा क्षेत्र के बाहर के दोषों के लिए निष्क्रिय रहता है। आयमान और संचालन समय के बीच यह रेखीय संबंध निर्धारित क्षेत्र में विश्वसनीय, तेजी से दोष निर्णय को सुनिश्चित करता है।

प्रेरण आयमान रिले

नीचे एक प्रेरण आयमान 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।

उपरी इलेक्ट्रोमैग्नेट में दो अलग-अलग वाइंडिंग होती हैं: प्राथमिक वाइंडिंग विद्युत धारा ट्रांसफॉर्मर (CT) के द्वितीयक कुंडल 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 का सटीक कैलिब्रेशन संभव होता है। वोल्टेज तत्व, PT द्वारा चालित, एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है जो CT से आयमान-प्राप्त क्षेत्र से बातचीत करता है।

यह बातचीत एल्युमिनियम डिस्क में एडी करंट्स उत्पन्न करती है, जो टोक्स उत्पन्न करता है जो इसके घूर्णन का कारण बनता है। सामान्य संचालन में, टोक्स के संतुलन के कारण डिस्क स्थिर रहता है; दोष के दौरान, धारा की लहर टोक्स को असंतुलित करती है, जिससे डिस्क घूमने लगता है और रिले कंटेक्ट को ट्रिगर करता है। यह डिजाइन शक्ति प्रणालियों में आयमान-आधारित दोष निर्णय को सुनिश्चित करता है।

रिले में इलेक्ट्रोमैग्नेट्स श्रृंखला में जुड़े होते हैं, जिनके प्रेरित फ्लक्स घूर्णन टोक्स उत्पन्न करते हैं जो एल्युमिनियम ड