Συντομευτικός Υπολογιστής Διαφορών Ποσοστών
Ορισμός: Η ποσοστιαία διαφορική συσκευή είναι ορισμένη ως μια τύπου συσκευή που λειτουργεί βάσει της φάσης δύο ή περισσότερων παρόμοιων ηλεκτρικών μεγεθών. Αντιπροσωπεύει μια προηγμένη μορφή διαφορικής συσκευής προστασίας. Η μόνη διαφορά μεταξύ αυτής και άλλων διαφορικών συσκευών βρίσκεται στην ύπαρξη μιας συσκευής περιορισμού. Η ποσοστιαία διαφορική συσκευή περιλαμβάνει μια συσκευή περιορισμού για να αντιμετωπίσει προβλήματα που προκαλούνται από διαφορές στο πηλίκο ρεύματος κατά την εξωτερική μεγάλης έντασης σύνδεση στο χαμηλό.
Το σύστημα ποσοστιαίας διαφορικής περιλαμβάνει μια συσκευή περιορισμού συνδεδεμένη μέσα στο πιλοτικό καλώδιο, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Τα ρεύματα που επικαλύπτονται σε και τα δύο μετατροπείς ρεύματος (CTs) ρέουν μέσα από αυτή τη συσκευή περιορισμού. Παράλληλα, η συσκευή λειτουργίας είναι τοποθετημένη στο μέσο της συσκευής περιορισμού.
Η συσκευή περιορισμού διέπει την ευαίσθητη χαρακτηριστική της συσκευής. Φέρει την ευθύνη να εμποδίζει τον μετατροπέα από ανεπιθύμητη λειτουργία λόγω ανισορροπικών ρευμάτων. Επιπλέον, η συσκευή περιορισμού μειώνει τις αρμονικές που παρίστανται στο ρεύμα εισόδου.
Λειτουργικός Μηχανισμός της Ποσοστιαίας Διαφορικής Συσκευής
Η ροπή που παράγεται από τη συσκευή περιορισμού δρα για να εμποδίσει την κλείσιμο του κύκλου τροποποίησης, ενώ η ροπή από τη συσκευή λειτουργίας προσπαθεί να κλείσει τους επαφούς του κύκλου τροποποίησης. Κατά τις συνήθεις συνθήκες λειτουργίας και κατά τη διάρκεια των περιπτώσεων διέλευσης φορτίου, η ροπή που παράγεται από τη συσκευή περιορισμού υπερβαίνει εκείνη της συσκευής λειτουργίας. Συνεπώς, η συσκευή παραμένει σε μη λειτουργική κατάσταση.
Όταν συμβαίνει εσωτερική σφάλμα, η λειτουργική ροπή υπερβαίνει τη ροπή περιορισμού. Σε αυτό το σημείο, οι επαφές του κύκλου τροποποίησης κλείνουν, οπότε ανοίγει ο κατακόπτης. Η ροπή περιορισμού μπορεί να προσαρμοστεί αλλάζοντας τον αριθμό των σπειρών της συσκευής περιορισμού.
Λόγω της επιρροής της συσκευής περιορισμού, το διαφορικό ρεύμα που απαιτείται για τη λειτουργία αυτής της συσκευής είναι μια μεταβλητή ποσότητα. Το διαφορικό ρεύμα στη συσκευή λειτουργίας είναι ανάλογο με (I1 - I2). Επειδή το λειτουργικό ρεύμα είναι συνδεδεμένο στο μέσο της συσκευής περιορισμού, το ρεύμα στη συσκευή περιορισμού είναι ανάλογο με (I1 + I2)/2. Κατά τη διάρκεια εξωτερικών σφαλμάτων, και το I1 και το I2 αυξάνονται, οδηγώντας σε αύξηση της ροπής περιορισμού. Αυτό επιτυγχάνει αποτελεσματικά την πρόληψη της συσκευής από ανεπιθύμητη λειτουργία.
Λειτουργική Χαρακτηριστική της Ποσοστιαίας Διαφορικής Συσκευής
Η λειτουργική χαρακτηριστική της ποσοστιαίας διαφορικής συσκευής είναι εικονική στο παρακάτω σχήμα. Το γράφημα δείχνει σαφώς ότι το πηλίκο του λειτουργικού ρεύματος προς το ρεύμα περιορισμού παραμένει σε σταθερό ποσοστό. Αυτός ο τύπος συσκευής είναι επίσης γνωστός ως η προσαρμοσμένη διαφορική συσκευή. Ο λόγος είναι ότι η συσκευή περιορισμού συχνά αναφέρεται ως προσαρμοσμένη συσκευή, καθώς παράγει επιπλέον μαγνητικό ρεύμα, επηρεάζοντας τη λειτουργία της συσκευής.
Τύποι Ποσοστιαίων Διαφορικών Συσκευών
Η ποσοστιαία διαφορική συσκευή κατατάσσεται κυρίως σε δύο τύπους, δηλαδή:
Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται για την προστασία διάφορων ηλεκτρικών συστατικών, όπως γεννήτριες, μετατροπείς, διανομικά, γραμμές μεταφοράς και άλλα.
1. Εφαρμογή σε Σύστημα με Τρία Άκρα
Αυτός ο τύπος ποσοστιαίας διαφορικής συσκευής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ηλεκτρικά στοιχεία με περισσότερα από δύο άκρα. Σε μια διάταξη με τρία άκρα, κάθε άκρο είναι συνδεδεμένο με μια συσκευή που έχει ίσο αριθμό σπειρών. Οι ροπές που παράγονται από αυτές τις συσκευές ενεργούν ανεξάρτητα η μία από την άλλη και συνδυάζονται αριθμητικά.
Η ποσοστιαία χαρακτηριστική κλίσης της συσκευής μεταβάλλεται σύμφωνα με την κατανομή των ρευμάτων μεταξύ των συσκευών περιορισμού. Αυτές οι συσκευές σχεδιάζονται για να λειτουργούν άμεσα ή με υψηλή ταχύτητα, επιτρέποντας ταχεία απόκριση σε ανόμαλες συνθήκες.
2. Προσαρμοσμένη Διαφορική Συσκευή Τύπου Επαναστατικής
Η προσαρμοσμένη διαφορική συσκευή τύπου επαναστατικής διαθέτει ένα περιστρεφόμενο δίσκο που κινείται μέσα στα αεριστικά χάσματα δύο ηλεκτρομαγνήτων. Ένας χάλκινος δακτύλιος είναι εγκατεστημένος σε μέρος κάθε πόλου, και αυτός ο δακτύλιος έχει τη δυνατότητα να κινείται προς, μέσα ή μακριά από τον πόλο. Αυτή η μηχανική διάταξη παίζει κρίσιμο ρόλο στη λειτουργία της συσκευής, επιτρέποντας την ανίχνευση διαφορών στα ηλεκτρικά μεγέθη και την ενεργοποίηση προστατευτικών ενεργειών όταν είναι απαραίτητο.
Ο δίσκος υποκείται σε δύο διαφορετικές ροπές: μία που παράγεται από το λειτουργικό στοιχείο και μία από το στοιχείο περιορισμού. Όταν οι σκιαστικοί δακτύλιοι και των δύο στοιχείων είναι θεσμοθετημένοι ταυτόχρονα, η ροπή περιορισμού που δρα στον δακτύλιο γίνεται μηδέν. Ωστόσο, όταν ο σκιαστικός δακτύλιος του στοιχείου περιορισμού μετατοπίζεται βαθύτερα στον σίδερο, η ροπή που ασκεί το στοιχείο περιορισμού υπερβαίνει εκείνη της λειτουργικής ροπής.
