Relé za postotne diferencijalnu zaštitu

Definicija: Relé s postotnom diferencijom definira se kao vrsta reléa koja funkcionira temeljena na faznoj razlici dvaju ili više sličnih električnih veličina. Predstavlja naprednu formu diferencijalnog zaštitnog reléa. Jedina razlika između njega i drugih diferencijalnih reléa leži u prisutnosti zadržavajućeg zavojnice. Relé s postotnom diferencijom uključuje zadržavajući zavojnik točno kako bi se riješile probleme nastale uslijed nejednakosti omjera struja prilikom obrade visokih vanjskih kratkih kola.

Sustav s postotnom diferencijom ima zadržavajući zavojnik spojen unutar pilotne žice, kao što je prikazano na sljedećem crtežu. Struje inducirane u oba transformatora struje (TS) teku kroz ovaj zadržavajući zavojnik. Sredinom zadržavajućeg zavojnika smješten je radni zavojnik.

Zadržavajući zavojnik upravlja osjetljivim svojstvom reléa. Služi za sprečavanje neželjenog iskakanja transformatora zbog neravnotežnih struja. Također, zadržavajući zavojnik umanjuje harmonike prisutne u talasnog strujnog vala.

Načelo rada reléa s postotnom diferencijom

Momčenje generirano od zadržavajućeg zavojnika djeluje na sprječavanje zatvaranja skoka, dok momčenje od radnog zavojnika pokušava zatvoriti kontakte skoka. Pod normalnim uvjetima rada i tijekom prelaska opterećenja, momčenje proizvedeno od zadržavajućeg zavojnika prevazilazi momčenje od radnog zavojnika. Stoga, relé ostaje u stanju neaktivnosti.

Kada se dogodi unutarnja greška, radno momčenje premašuje zadržavajuće momčenje. U tom trenutku, kontakte skoka se zatvaraju, čime se otvara presjekač. Zadržavajuće momčenje može se prilagoditi mijenjanjem broja zavojnica zadržavajućeg zavojnika.

Zahvaljujući utjecaju zadržavajućeg zavojnika, diferencijalna struja potrebna za rad ovog reléa predstavlja varijabilnu veličinu. Diferencijalna struja u radnom zavojniku proporcionalna je (I1 - I2). Budući da je radna struja spojena na sredinu zadržavajućeg zavojnika, struja u zadržavajućem zavojniku proporcionalna je (I1 + I2)/2. Tijekom vanjskih grešaka, I1 i I2 porastu, što dovodi do porasta zadržavajućeg momčenja. To efektivno sprečava nespravno funkcioniranje reléa.

Radno svojstvo reléa s postotnom diferencijom

Radno svojstvo reléa s postotnom diferencijom prikazano je na sljedećem grafikonu. Grafik jasno pokazuje da omjer radne struje i zadržavajuće struje ostaje na fiksni postotak. Ovaj tip reléa također se naziva pristran diferencijalni relé. Razlog je taj što se zadržavajući zavojnik često naziva pristrani zavojnik, jer stvara dodatni magnetni fluks, utječeći na rad reléa.

Vrste reléa s postotnom diferencijom

Relé s postotnom diferencijom uglavnom se kategorizira u dvije vrste, a to su:

• Primjena reléa s postotnom diferencijom u sustavu s tri terminala.

• Indukcijski pristrani diferencijalni relé.

Ovi reléi koriste se za zaštitu različitih električnih komponenti poput generatora, transformatora, voda, prijenosnih linija i tako dalje.

1. Primjena u sustavu s tri terminala

Ova vrsta reléa s postotnom diferencijom može se koristiti za električne elemente s više od dva terminala. U konfiguraciji s tri terminala, svaki terminal povezan je sa zavojnikom s jednakim brojem zavojnica. Momčenja generirana od ovih zavojnika djeluju neovisno jedno o drugome i kombiniraju se aritmetički.

Postotna nagibna karakteristika reléa varira ovisno o distribuciji struja među zadržavajućim zavojnicima. Ovi reléi dizajnirani su da rade trenutno ili na visokoj brzini, omogućujući brzu reakciju na nepravilne uvjete.

2. Indukcijski pristrani diferencijalni relé

Indukcijski pristrani diferencijalni relé ima klipnu plitku koja se kreće unutar zračnih razmaka dvaju elektromagneta. Bakreni prsten pričvršćen je na dio svakog pola, a ovaj prsten ima mogućnost kretanja prema, u ili od pola. Ova mehanička konstrukcija igra ključnu ulogu u radu reléa, omogućujući mu da detektira razlike u električnim veličinama i aktivira zaštitne akcije kad je to potrebno.

Plitka podložna je dvama različitim momčenjima: jednom generiranom od radnog elementa i drugom od zadržavajućeg elementa. Kada su senzorski prstenovi obje elemente pozicionirani identično, zadržavajuće momčenje koje djeluje na prsten postaje nula. Međutim, kada je senzorski prsten zadržavajućeg elementa pomaknut dublje u željezni jezgra, momčenje generirano od zadržavajućeg elementa premašuje momčenje od radnog elementa.