퍼센트 차동 계전기
정의: 백분율 차동 릴레이는 두 개 이상의 유사한 전기량의 위상 차이에 기반하여 작동하는 릴레이 유형입니다. 이는 차동 보호 릴레이의 고급 형태를 나타냅니다. 다른 차동 릴레이와의 유일한 차이는 제동 코일의 존재에 있습니다. 백분율 차동 릴레이는 고전류 외부 단락 시 전류 비율의 불일치로 인한 문제를 해결하기 위해 제동 코일을 포함하고 있습니다.
백분율 차동 시스템은 아래 도시된 것처럼 파일럿 선 내에 연결된 제동 코일을 특징으로 합니다. 두 전류 변압기(CT)에서 유도된 전류가 이 제동 코일을 통해 흐릅니다. 한편, 동작 코일은 제동 코일의 중간 지점에 위치합니다.
제동 코일은 릴레이의 민감한 특성을 제어합니다. 이는 불균형 전류로 인해 변압기가 원하지 않게 트립되는 것을 방지합니다. 또한, 제동 코일은 입자 전류 내의 고조파를 줄여줍니다.
백분율 차동 릴레이의 작동 원리
제동 코일이 생성하는 토크는 트립 회로의 폐쇄를 방지하는 반면, 동작 코일이 생성하는 토크는 트립 회로 접점을 폐쇄하려고 합니다. 정상 운전 상태 및 통과 부하 상황에서는 제동 코일이 생성하는 토크가 동작 코일의 토크보다 큽니다. 따라서 릴레이는 비동작 상태를 유지합니다.
내부 결함이 발생하면, 동작 토크가 제동 토크를 초과합니다. 이 시점에서 트립 회로 접점이 폐쇄되어 회로 차단기가 열립니다. 제동 토크는 제동 코일의 감은 수를 변경하여 조정할 수 있습니다.
제동 코일의 영향으로 인해, 이 릴레이의 작동을 위한 차동 전류는 가변적인 양입니다. 동작 코일의 차동 전류는 (I1 - I2)에 비례합니다. 동작 전류가 제동 코일의 중간 지점에 연결되어 있으므로, 제동 코일의 전류는 (I1 + I2)/2에 비례합니다. 외부 결함 시 I1과 I2가 증가하여 제동 토크가 증가합니다. 이로 인해 릴레이의 오작동이 효과적으로 방지됩니다.
백분율 차동 릴레이의 작동 특성
백분율 차동 릴레이의 작동 특성은 아래 도시된 그래프에서 확인할 수 있습니다. 그래프는 동작 전류와 제동 전류의 비율이 고정된 백분율을 유지한다는 것을 명확히 보여줍니다. 이 종류의 릴레이는 편차 차동 릴레이라고도 알려져 있습니다. 그 이유는 제동 코일이 종종 편차 코일이라고 불리며, 추가적인 자기 유속을 생성하여 릴레이의 작동에 영향을 미치기 때문입니다.
백분율 차동 릴레이의 종류
백분율 차동 릴레이는 주로 다음 두 가지 유형으로 분류됩니다:
이 릴레이는 발전기, 변압기, 피더, 송전선 등 다양한 전기 구성 요소의 보호에 사용됩니다.
1. 삼단 시스템 적용
이 종류의 백분율 차동 릴레이는 두 개 이상의 단자를 가진 전기 요소에 사용될 수 있습니다. 삼단 구성을 갖춘 경우, 각 단자는 동일한 수의 감은 수를 가진 코일과 연결됩니다. 이러한 코일들이 생성하는 토크는 서로 독립적으로 작용하며, 대수적으로 합산됩니다.
릴레이의 백분율 경사 특성은 제동 코일 간의 전류 분포에 따라 달라집니다. 이러한 릴레이는 즉시 또는 고속으로 작동하도록 설계되어, 비정상 상태에 대한 신속한 응답을 가능하게 합니다.
2. 유도형 편차 차동 릴레이
유도형 편차 차동 릴레이는 두 전자석의 공기 간격 내에서 움직이는 회전판을 특징으로 합니다. 각 극의 일부에 구리 링이 부착되어 있으며, 이 링은 극으로 향하거나, 극 안으로 들어가거나, 또는 극에서 멀어질 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 이 기계적 배열은 릴레이의 작동에서 중요한 역할을 하며, 필요할 때 전기량의 차이를 감지하고 보호 동작을 트리거합니다.
회전판은 두 가지 다른 토크에 노출됩니다: 하나는 동작 요소에서 생성되고, 다른 하나는 제동 요소에서 생성됩니다. 두 요소의 섀딩 링이 동일하게 위치하면, 링에 작용하는 제동 토크가 0이 됩니다. 그러나 제동 요소의 섀딩 링이 철심 깊숙이 이동되면, 제동 요소가 생성하는 토크가 동작 토크를 초과합니다.
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