Relay Mafaa wa Umbali

Edwiin

Champu: Kituo cha umeme

China

Maelezo na Sifa ya Umbo la Reli ya Impedance (Reli ya Umbali)

Reli ya impedance, ambayo pia inatafsiriwa kama reli ya umbali, ni kifaa chenji cha kilivolti ambacho utaratibu wake unategemea umbali wa umbo (impedance) kati ya tofauti na eneo lake la usimamizi. Inafanya kazi kwa kutathmini impedance ya sehemu isiyosafi na kuipanga na kiwango kilichowekwa.

Jinsi Ya Kufanya Kazi

Utathmini na Upangaji: Reli hii inatambua mara kwa mara kilivolti (kwa kutumia vifaa vya kutambua kilivolti, PTs) na mawimbi (kwa kutumia vifaa vya kutambua mawimbi, CTs) ili kutathmini impedance ( $Z = V/I$ ).
Jibu kwa Tofauti: Ikiwa impedance iliyotathmini ni chini ya seti ya reli (inaheshimu tofauti ndani ya eneo lililolindwa), inaamsha amri ya kutokomesha kitufe cha mzunguko. Katika mazingira safi, impedance ya mstari ni juu (kilivolti >> mawimbi), ikidumisha reli isisafi. Waktu tofauti inatokana, mawimbi huongezeka na kilivolti huanguka, kukurusha impedance na kuamsha reli.

Sifa za Kufanya Kazi

Katika uhusiano wa kilivolti na mawimbi (impedance) unaendelea kukua zaidi ya kiwango kilichowekwa. Wakati tofauti (mfano, F1 katika mstari AB), impedance huanguka chini ya seti. Mfano, ikiwa reli imezinduliwa kutetea mstari AB na impedance asili $Z$ , tofauti hutokosea impedance, kunyoosha reli kutokomesha kitufe. Ikiwa tofauti inapatikana nje ya eneo lilololindwa (mfano, baada ya AB), impedance haiendelewi kukua, na reli haiamshi.

Sifa za Utaratibu

Reli inajumuisha viwango vitatu muhimu:

Kilele Cha Kutumia Mawimbi: Huchapa nguvu ya kutengeneza torque yenye uwiano wa mawimbi.
Kilele Cha Kuweka Kilivolti: Huchapa nguvu ya kurudi torque kulingana na kilivolti. Mlingo wa torque ni:k₁I² −k₂VIcos(θ−ϕ)=0 ni anga ya upande kati ya kilivolti na mawimbi, na $θ$ ni anga ya maximum torque ya reli. Katika diagramu ya impedance, sifa ya kutumia reli huijihisi kama duara kinachohusishwa kwenye msingi, na radius sawa na impedance iliyowekwa. Sifa hii ya duara huchukua wazo kwa ukubwa na anga, inaweza kupewa maoni yasiyovunjika kati ya tofauti ndani na nje ya eneo lilololindwa.

-K3 hurepresenta maringo ya reli. Katika uhusiano wa asili, net torque = 0 na thamani za V na I.

Ikiwa maringo ya kudhibiti inajiona hakuna, mlingo unabadilika

Picha hii inazoelea sifa za kutumia na kilivolti na mawimbi; mstari mdogo unadai umbali wa mstari ni sawa.

Picha chini hii inazoelea sifa za kutumia ya reli ya impedance. Eneo la juu la mstari unaelezea torque positivi, ambapo impedance ya mstari unapita zaidi ya tofauti, kunyoosha utaratibu wa reli. Ukweli, eneo la chini (chini ya mstari) linahusu torque negative, inaonyesha impedance ya tofauti inapita zaidi ya impedance ya mstari, kunywesha reli isisafi. Tofauti hii inaweza kupewa maoni sahihi kutokosa impedance imetathmini dhidi ya kiwango kilichowekwa, husaidia uhakika wa usalama katika mifumo ya umeme.

Radius ya duara hutoa impedance ya mstari; anga ya X-R inatoa eneo la vector. Impedance < radius = torque positive (reli inafanya kazi); impedance > radius = torque negative (reli isisafi). Tofauti hii inaweza kupewa maoni sahihi katika mifumo ya umeme.

Rekodi hii inatumika kama reli ya haraka.

Reli ya Induction Elektromagnetiki

Torque katika rekodi hii hutolewa kutoka kwa miamala ya elektromagnetiki kati ya kilivolti na mawimbi, ambayo hutambuliwa kwa kutumia. Katika circuit, Solenoid B—unayejitokeza kwa kutumia transformer wa kilivolti (PT)—huchapa nguvu ya clockwise, kukusanya plunger P2 chini. Spring katika P2 huchapa nguvu ya kudhibiti, kutengeneza nguvu ya mekanikal clockwise.

Solenoid A, anayejitokeza kutokana na current transformer (CT), huchapa nguvu ya clockwise deflecting (pick-up) torque ambayo humgesha plunger P1 chini. Katika mazingira ya normal, majengo ya reli yanavyoonekana zinaenda nyuma. Wakati wa tofauti katika eneo lilololindwa, mawimbi ya mfumo yanongezeka na nguvu ya Solenoid A’s torque na kukurusha nguvu ya Solenoid B’s restoring torque. Imebadilika hii hurudi mikono ya reli, kuhama majengo ili kutenga kwa ajili ya usalama. Mbinu hii huchukua hatua haraka ya tofauti kwa kutumia mizizi ya electromagnetic na mekanikal.

Ngao ambayo inatolewa na solenoid A (the current element) inaweza kutegemea $I^{2}$ , na hiyo kutoka kwa solenoid B (the voltage element) inaweza kutegemea $V^{2}$ . Kama matokeo, reli itaamsha wakati ngao iliyotokana na mawimbi inapita zaidi ya ngao iliyotokana na kilivolti.

Sababu $k1$ na $k2$ kunategemea ampere-turns za mbili ya solenoids na uwiano wa instrument transformers. Seti za reli zinaweza kubadilishwa kupitia tappings za coils.

Katika mzunguko wa sifa, y-axis inatoa muda wa kutumia reli, na x-axis inatoa impedance. Huu muda wa kutumia reli unaruka sababu (inaheshimu hatua moja kwa moja) kwa impedances ndani ya eneo lilololindwa. Katika umbali uliotakasa (inaheshimu impedance iliyowekwa), thamani za kilivolti na mawimbi zinastabilizika; kabla ya hii, impedance imetathmini inaweza kuwa infinite, inamaanisha reli inasalia isisafi kwa tofauti nje ya eneo lilololindwa. Uhusiano huu wa mstari unaleta uhakika, hatua haraka ya kutambua tofauti ndani ya eneo lilololindwa.

Reli ya Impedance ya Induction

Diagramu ya circuit ya reli ya induction type ya impedance imeonyeshwa chini. Rekodi hii inajumuisha viwango vya mawimbi na kilivolti, inayofaa na disc ya aluminium ambayo huirudi kati ya electromagnets.

Electromagnet ya juu una windings mbili tofauti: primary winding ni imeunganishwa na secondary coil ya current transformer (CT), na secondary winding ni imeunganishwa na potential transformer (PT). Setting ya mawimbi ya primary winding inaweza kubadilishwa kupitia plug bridge iliyowekeka chini ya reli, kunaweza kubadilisha ufanisi wa reli. Element ya kilivolti, inayojitokeza kutokana na PT, huchapa magnetic field ambayo hutambuliwa na magnetic field kutokana na CT.

Interaksi hii hutengeneza eddy currents katika disc ya aluminium, huchapa nguvu ya torque ambayo hutengeneza mzunguko wake. Katika mazingira ya normal, disc hujaa kwa sababu ya nguvu za torque; wakati wa tofauti, mzunguko wa mawimbi hunyanyasa nguvu, kuhama disc na kutenga majengo ya reli. Mbinu hii huchukua hatua ya kutambua tofauti ya impedance katika mifumo ya umeme.

Electromagnets katika reli zimeunganishwa kwa series, na induced fluxes zao zinatengeneza rotational torque ambazo zinatengeneza disc ya aluminium. Magnet wa daima unatoa controlling na braking torque ili kustabiliza mzunguko wa disc.

Katika mazingira ya normal, nguvu katika armature inapita zaidi ya nguvu ya induction element, kunywesha majengo ya trip contacts. Wakati wa tofauti ya mfumo, mawimbi katika electromagnets yanongezeka, kuhama disc ya aluminium. Mzunguko wa disc unaweza kutegemea tofauti ya mawimbi, winding spring kama inageuka. Mzunguko huu unaenda polepole kuharibu nguvu ya restraining kutokana na magnet wa daima.

Wakati mzunguko wa disc unafika kiwango cha muhimu (kinaheshimu impedance iliyowekwa), majengo ya trip contacts huyafungwa, kuanzia jibu la usalama. Mbinu hii huchukua hatua haraka ya tofauti wakati wanapostahimili ustawi katika mazingira ya normal, na magnet wa daima unatoa uongozi muhimu wa mzunguko wa disc na braking ili kukurusha false tripping.

Anga ya mzunguko wa disc ya reli hutegemea nguvu ya armature, ambayo inaweza kutegemea kilivolti iliyotumika. Hivyo, kilivolti hutegemea anga ya mzunguko.

Muda wa Sifa wa Reli ya Haraka ya Impedance

Picha hii inazoelea reli haipiga hatua kwa thamani zinazopita zaidi ya 100% ya pickup threshold. Curve 1 inarepresenta sifa halisi za kutumia, na Curve 2 inatoa modeli rahisi wa Curve 1. Mbinu hii huchukua hatua haraka ya tofauti ndani ya eneo lilololindwa wakati wanapostahimili ustawi katika mazingira ya normal. Hatua haraka ya reli ni muhimu kwa kutokosea hasara katika mifumo ya umeme, na modeli rahisi inafacilita ufanisi na utambuzi katika seti za protective relay.

Matatizo ya Reli ya Impedance Rahisi

Yafuatayo ni matatizo muhimu ya relis za impedance:

Hutokuwa na Utekelezaji wa Directional
Rekodi hii hujibu mabadiliko ya impedance upande wa current transformer (CT) na potential transformer (PT). Hii huchukua hatua haraka ya circuit breakers kutokosea tofauti za ndani (ndani ya eneo lilololindwa) na tofauti za nje (nje ya eneo lilololindwa), inaweza kuleta kutosha kwa hatua au ukosefu wa hatua ya kutosha.
Uwezo wa Arc Resistance
Uratibu wa reli hujihusisha na arc resistance katika tofauti. Arc resistance hutengeneza impedance zaidi, ambazo zinaweza kumtengeneza impedance halisi na kutengeneza reli kutokosa kufanya kazi (kutosha kwa tofauti za ndani) au kutokosa kufanya kazi (kutosha kwa tofauti za nje).
Uwezekano wa Power Swings
Relis za impedance ni zaidi ya uwezekano wa power swings—mzunguko wa muda wa kilivolti na mawimbi kutokana na mabadiliko ya mfumo (mfano, mabadiliko ya mwingiliano au ustawi wa generator). Power swings zinaweza kumtengeneza mabadiliko ya impedance, kuleta hatua isiyo sahihi au ukosefu wa hatua.
Uratibu Usio na Direction
Rekodi hii hutenga hatua pale ile impedance imetathmini chini ya kiwango kilichowekwa, bila kuheshimu mzunguko wa tofauti. Hii inamaanisha hakitosha kutoa tofauti kati ya tofauti za mbele (ndani ya mstari wa lindelwa) na tofauti za nyuma (kuelekea chanzo cha umeme), kunywesha ufanisi wake katika mifumo mingi ya chanzo.