Relé s diferenciálním čidlo procentuální rozdíl

Definice: Procentuální diferenciální relé je definováno jako typ relé, který funguje na základě fázového rozdílu dvou nebo více podobných elektrických veličin. Jde o pokročilou formu diferenciálního ochranného relé. Jedním jediným rozdílem mezi tímto a jinými diferenciálními relé je přítomnost brzdicí cívky. Procentuální diferenciální relé obsahuje brzdicí cívku právě proto, aby se vyřešily problémy vzniklé nesouladem poměru proudů při zpracování vysokých externích krátkozavěrových proudů.

Systém procentuální diference obsahuje brzdicí cívku spojenou s pilotním vedením, jak je znázorněno na níže uvedeném obrázku. Proud z obou proudových transformátorů (CT) protéká touto brzdicí cívkou. Zatímco provozní cívka je umístěna uprostřed brzdicí cívky.

Brzdicí cívka ovlivňuje citlivost charakteristiky relé. Slouží k tomu, aby se zabránilo nežádoucímu vypnutí transformátoru v důsledku nerovnovážných proudů. Kromě toho brzdicí cívka snižuje harmonické složky ve spouštěcím proudu.

Princip fungování procentuálního diferenciálního relé

Moment generovaný brzdicí cívkou působí proti uzavření vypínacího obvodu, zatímco moment od provozní cívky se snaží uzavřít kontakty vypínacího obvodu. Za normálních provozních podmínek a při průchodovém zatížení je moment generovaný brzdicí cívkou vyšší než moment od provozní cívky. V důsledku toho zůstává relé v neprovozním stavu.

Při vnitřním poruchovém stavu převyšuje provozní moment brzdicí moment. V tomto okamžiku se kontakty vypínacího obvodu uzavřou, což vedou k otevření vypínače. Brzdicí moment lze upravit změnou počtu závitů brzdicí cívky.

Vlivem brzdicí cívky je diferenciální proud potřebný pro fungování tohoto relé proměnnou veličinou. Diferenciální proud v provozní cívkě je úměrný (I1 - I2). Protože provozní proud je připojen k středu brzdicí cívky, je proud v brzdicí cívkě úměrný (I1 + I2)/2. Při externích poruchách se zvyšují oba proudy I1 a I2, což vede ke zvýšení brzdicího momentu. Toto efektivně brání nesprávnému fungování relé.

Funkční charakteristika procentuálního diferenciálního relé

Funkční charakteristika procentuálního diferenciálního relé je znázorněna na níže uvedeném obrázku. Graf jasně ukazuje, že poměr provozního proudu k brzdicímu proudu zůstává na pevném procentu. Tento typ relé je také znám jako zkreslené diferenciální relé. Důvodem je, že brzdicí cívka je často označována jako zkreslující cívka, protože generuje dodatečný magnetický tok, který ovlivňuje fungování relé.

Typy procentuálních diferenciálních relé

Procentuální diferenciální relé se hlavně dělí do dvou typů, a to:

• Aplikace procentuálního diferenciálního relé v trojterminálním systému.

• Indukční zkreslené diferenciální relé.

Tato relé jsou používána k ochraně různých elektrických komponent, jako jsou generátory, transformátory, vedení, přenosové linky atd.

1. Aplikace v trojterminálním systému

Tento typ procentuálního diferenciálního relé lze použít pro elektrické prvky s více než dvěma terminály. V konfiguraci s třemi terminály je každý terminál spojen s cívkou s rovným počtem závitů. Momenty generované těmito cívkami působí nezávisle na sobě a jsou aritmeticky kombinovány.

Procentuální sklon charakteristiky relé se mění podle distribuce proudu mezi brzdicími cívkami. Tyto relé jsou navrženy tak, aby fungovaly okamžitě nebo vysokou rychlostí, což umožňuje rychlou reakci na neobvyklé situace.

2. Indukční zkreslené diferenciální relé

Indukční zkreslené diferenciální relé má otáčivou desku, která se pohybuje v vzduchových mezerech dvou elektromagnetů. K části každého pólu je připevněn mosazný prsten, který má schopnost se pohybovat směrem k, do nebo pryč od pólu. Tento mechanický uspořádání hraje klíčovou roli v fungování relé, umožňuje detekovat rozdíly v elektrických veličinách a aktivovat ochranná opatření, když je to nutné.

Deska je vystavena dvěma odlišným momentům: jednomu generovanému provozním prvkem a druhému brzdicím prvkem. Když jsou stínící prsteny obou prvků umístěny identicky, brzdicí moment působící na prsten se stává nulovým. Pokud je však stínící prsten brzdicího prvku posunut hlouběji do železného jádra, moment vyvolaný brzdicím prvkem převyšuje moment od provozního prvku.