Procentdifferensrelæ
Definition: En procentvis differentialrelæ defineres som en type relæ, der fungerer baseret på faseforskellen mellem to eller flere lignende elektriske størrelser. Det repræsenterer en avanceret form for differentialbeskyttelsesrelæ. Den eneste forskel mellem dette og andre differentialrelæ ligger i tilstedeværelsen af et bremseøjle. Procentvis differentialrelæ inkluderer et bremseøjle præcist for at tackle problemer, der opstår som følge af forskelle i strømforholdet under høj - magnitudes eksterne kortslutningsstrømme.
Procentvis differentialsystem har et bremseøjle forbundet inden i pilotledningen, som vist på figuren nedenfor. Strømmene, der induceres i begge strømtransformatorer (CTs), flyder gennem dette bremseøjle. Samtidig er driftsøjlet placeret midt i bremseøjlet.
Bremseøjlet styrer det sensitive karakteristik af relæet. Det tjener til at forhindre, at transformatorer uønsket trækker ud som følge af ubalancerede strømme. Desuden dæmper bremseøjlet harmoniske i inrush-strømmen.
Arbejdsgangen for procentvis differentialrelæ
Momentet, der genereres af bremseøjlet, virker til at forhindre lukningen af trip-kredsløbet, mens momentet fra driftsøjlet forsøger at lukke kontakterne i trip-kredsløbet. Under normale driftsforhold og under igangværende belastningsscenarier overstiger momentet, der produceres af bremseøjlet, det fra driftsøjlet. Derved forbliver relæet i en ikke-operativ tilstand.
Når der opstår en intern fejl, overstiger driftsmomentet bremsemomentet. I dette øjeblik lukkes kontakterne i trip-kredsløbet, hvilket åbner kredsløbsbryderen. Bremsemomentet kan justeres ved at ændre antallet af vindinger i bremseøjlet.
På grund af bremseøjlets indflydelse er den differentielle strøm, der kræves for relæets drift, en variabel størrelse. Differentielle strømmen i driftsøjlet er proportional med (I1 - I2). Da driftsstrømmen er forbundet til midtpunktet af bremseøjlet, er strømmen i bremseøjlet proportional med (I1 + I2)/2. Under eksterne fejl øges både I1 og I2, hvilket fører til en øgning i bremsemomentet. Dette forhindrer effektivt, at relæet fejlfungerer.
Driftskarakteristikken for procentvis differentialrelæ
Driftskarakteristikken for procentvis differentialrelæ vises på figuren nedenfor. Grafen demonstrerer klart, at forholdet mellem driftsstrømmen og bremsestrømmen forbliver ved en fast procentdel. Denne type relæ er også kendt som et forringet differentialrelæ. Grunden er, at bremseøjlet ofte omtales som et forringingsøjle, da det genererer yderligere magnetisk flux, der påvirker relæets drift.
Typer af procentvis differentialrelæ
Procentvis differentialrelæ er hovedsageligt indelt i to typer, nemlig:
Disse relæer anvendes til beskyttelse af forskellige elektriske komponenter såsom generatorer, transformatorer, ledninger, transmissionslinjer osv.
1. Anvendelse i tre-terminal system
Denne type procentvis differentialrelæ kan anvendes til elektriske elementer med mere end to terminaler. I en tre-terminal konfiguration er hver terminal forbundet med et øjle, der har et lige antal vindinger. Momenterne, der genereres af disse øjler, virker uafhængigt af hinanden og kombineres aritmetisk.
Procentvis hældningskarakteristikken for relæet varierer ifølge strømfordelingen mellem bremseøjlerne. Disse relæer er designet til at fungere øjeblikkeligt eller i høj hastighed, hvilket gør det muligt at reagere hurtigt på anormale forhold.
2. Induktionstype forringet differentialrelæ
Induktionstype forringet differentialrelæ har en skive, der bevæger sig inden i luftkløfterne af to elektromagneter. En kobberring er monteret på en del af hver pol, og denne ring har evnen til at bevæge sig hen imod, ind i eller væk fra polen. Denne mekaniske opsætning spiller en afgørende rolle i relæets drift, idet den gør det muligt at registrere forskelle i elektriske størrelser og udløse beskyttelseshandlinger, når det er nødvendigt.
Skiven er udsat for to forskellige momenter: et genereret af driftselementet og det andet af bremseelementet. Når skyggerringene af begge elementer er placeret identisk, bliver bremsemomentet, der virker på ringen, nul. Men når skyggerringen af bremseelementet er forskydnet dybere ind i jernkernen, overstiger momentet, der udføres af bremseelementet, det fra driftsmomentet.
