Százalékos differenciális relé
Definíció: A százalékos differenciális relé olyan relé, amely két vagy több hasonló elektromos mennyiség fáziseltérése alapján működik. Ez egy fejlett formája a differenciális védelmi relénak. Az egyetlen különbség más differenciális relékkel szemben abban áll, hogy van egy korlátozó tekercs. A százalékos differenciális relé pontosan ezt a korlátozó tekercset tartalmazza, hogy megoldja a nagy mértékű külső rövidzárlatok áramarányaival kapcsolatos problémákat.
A százalékos differenciális rendszerben a korlátozó tekercs a vezető hozzá van csatlakoztatva, ahogy az az alábbi ábrán látható. A két áramerősséggel (CT) indukált áramok átmennek ezen a korlátozó tekercsen. Ugyanakkor a működési tekercs a korlátozó tekercs közepén helyezkedik el.
A korlátozó tekercs irányítja a relé érzékenységét. Célja, hogy megakadályozza a transzformátorok indeselemek általi nem kívánt kilövődését egyensúlytalannak lenne az áram. Ezenkívül a korlátozó tekercs csillapítja a beáram harmonikus összetevőit.
A százalékos differenciális relé működési elve
A korlátozó tekercs által generált nyomaték akadályozza a kilövő hurok bezárását, míg a működési tekercs által generált nyomaték megpróbálja bezárni a kilövő hurok kapcsait. Normál működési feltételek mellett és átmeneti terhelés esetén a korlátozó tekercs által generált nyomaték meghaladja a működési tekercs által generált nyomatékot. Ennek eredményeként a relé nem működik.
Belső hiba esetén a működési nyomaték meghaladja a korlátozó nyomatékot. Ebben az esetben a kilövő hurok kapcsai bezáródnak, így a vágókapcsnyíló megnyílik. A korlátozó nyomaték beállítható a korlátozó tekercs tekerésainak számának módosításával.
A korlátozó tekercs hatására a relé működéséhez szükséges differenciális áram változó mennyiség. A működési tekercsben lévő differenciális áram arányos (I1 - I2)-vel. Mivel a működési áram a korlátozó tekercs közepéhez van csatlakoztatva, a korlátozó tekercsben lévő áram arányos (I1 + I2)/2-vel. Külső hiba esetén mind I1, mind I2 növekszik, ami a korlátozó nyomaték növekedését eredményezi. Ez hatékonyan megakadályozza a relé helytelen működését.
A százalékos differenciális relé működési jellemzői
A százalékos differenciális relé működési jellemzői az alábbi ábrán láthatók. A diagram világosan mutatja, hogy a működési áram és a korlátozó áram aránya állandó százalékon belül marad. Ez a típusú relét gyakran előholt differenciális relének is nevezik. Azért, mert a korlátozó tekercset gyakran előholt tekercsnek is nevezik, mivel további mágneses fluxust generál, ami befolyásolja a relé működését.
A százalékos differenciális relé típusai
A százalékos differenciális relé főleg két típusba sorolható, nevezetesen:
Ezek a relék különböző elektromos komponensek, például generátorok, transzformátorok, tápellátók, továbbítóvonalak stb. védelmére használatosak.
1. Három terminálrendszer alkalmazása
Ez a százalékos differenciális relé típusa több, mint két terminálú elektromos elemekre használható. Három terminál konfigurációban minden terminálhoz egyenlő tekerésű tekercs tartozik. Ezek a tekercsek által generált nyomatékok függetlenül működnek egymástól, és aritmetikusan kombinálódnak.
A relé százalékos lejtő jellemzője a korlátozó tekercsekben lévő árameloszlástól függ. Ezek a relék azonnal vagy nagy sebességgel működnek, lehetővé téve a gyors reagálást a rendellenességekre.
2. Indukciós típusú előholt differenciális relé
Az indukciós típusú előholt differenciális relé egy forgólemezről áll, amely két elektromágnes légköri részeiben mozog. Minden póhoz egy rézgyűrű van csatlakoztatva, amely képes a pólus felé, bele, vagy onnan távolodni. Ez a mechanikai elrendezés kulcsszerepet játszik a relé működésében, lehetővé téve, hogy különbséget fedezzen fel az elektromos mennyiségek között, és szükség esetén védelmi intézkedéseket indítson el.
A lemez két különböző nyomaték hatására van: az egyik a működési elem által, a másik a korlátozó elem által generált. Ha a kettő elem árnyékoló gyűrűi azonosan helyezkednek el, a korlátozó nyomaték a gyűrűn nullává válik. Viszont, ha a korlátozó elem árnyékoló gyűrűje mélyebbre kerül a vasmagasságba, a korlátozó elem által generált nyomaték meghaladja a működési nyomatékot.
