Relai Perbezaan Peratusan

Definisi: Relai perbezaan peratus didefinisikan sebagai jenis relai yang berfungsi berdasarkan perbezaan fasa dua atau lebih kuantiti elektrik yang serupa. Ia mewakili bentuk lanjutan relai perlindungan perbezaan. Perbezaan tunggal antara ia dan relai perbezaan lain terletak pada kehadiran koil pembatas. Relai perbezaan peratus memasukkan koil pembatas dengan tepat untuk mengatasi isu-isu yang timbul dari ketidakseragaman dalam nisbah arus apabila menangani arus luar pendek yang besar.

Sistem perbezaan peratus mempunyai koil pembatas yang disambungkan dalam wayar pilot, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah. Arus yang diinduksi dalam kedua-dua transformer arus (CT) mengalir melalui koil pembatas ini. Sementara itu, koil operasi diletakkan pada titik tengah koil pembatas.

Koil pembatas mengatur ciri sensitif relai. Ia bertujuan untuk mencegah transformer tripping tidak diingini akibat arus yang tidak seimbang. Selain itu, koil pembatas mengurangkan harmonik yang hadir dalam arus inrush.

Prinsip Kerja Relai Perbezaan Peratus

Tork yang dihasilkan oleh koil pembatas bertindak untuk mencegah penutupan litar trip, sementara tork dari koil operasi cuba menutup kontak litar trip. Dalam keadaan operasi normal dan semasa skenario beban melalui, tork yang dihasilkan oleh koil pembatas melebihi tork koil operasi. Oleh itu, relai tetap dalam keadaan tidak beroperasi.

Apabila gangguan dalaman berlaku, tork operasi melebihi tork pembatas. Pada titik ini, kontak litar trip tertutup, sehingga membuka pemutus litar. Tork pembatas boleh diubahsuai dengan mengubah jumlah putaran koil pembatas.

Disebabkan pengaruh koil pembatas, arus perbezaan yang diperlukan untuk operasi relai ini adalah kuantiti yang berubah-ubah. Arus perbezaan dalam koil operasi berkadar dengan (I1 - I2). Karena arus operasi disambungkan ke titik tengah koil pembatas, arus dalam koil pembatas berkadar dengan (I1 + I2)/2. Semasa gangguan luar, kedua-dua I1 dan I2 meningkat, menyebabkan peningkatan tork pembatas. Ini secara efektif mencegah relai berfungsi tidak betul.

Ciri Operasi Relai Perbezaan Peratus

Ciri operasi relai perbezaan peratus digambarkan dalam gambar di bawah. Grafik tersebut jelas menunjukkan bahawa nisbah arus operasi terhadap arus pembatas tetap pada peratusan tetap. Jenis relai ini juga dikenali sebagai relai perbezaan bias. Sebabnya adalah kerana koil pembatas sering disebut sebagai koil bias, kerana ia menghasilkan fluks magnet tambahan, mempengaruhi operasi relai.

Jenis-jenis Relai Perbezaan Peratus

Relai perbezaan peratus utamanya dikategorikan kepada dua jenis, yaitu:

• Penggunaan relai perbezaan peratus dalam sistem tiga terminal.

• Relai perbezaan bias induksi.

Relai-relai ini digunakan untuk melindungi pelbagai komponen elektrik seperti generator, transformer, feeder, laluan transmisi, dan sebagainya.

1. Penggunaan Sistem Tiga Terminal

Jenis relai perbezaan peratus ini boleh digunakan untuk elemen-elemen elektrik dengan lebih dari dua terminal. Dalam konfigurasi tiga terminal, setiap terminal dikaitkan dengan koil yang mempunyai jumlah putaran yang sama. Tork yang dihasilkan oleh koil-koil ini bertindak secara bebas satu sama lain dan digabungkan secara aritmetik.

Ciri kemiringan peratus relai berubah-ubah mengikut pembahagian arus antara koil-koil pembatas. Relai-relai ini direka untuk beroperasi secara segera atau pada kelajuan tinggi, membolehkan respons cepat terhadap keadaan abnormal.

2. Relai Perbezaan Bias Induksi

Relai perbezaan bias induksi mempunyai cakera berporos yang bergerak dalam jurang udara dua elektromagnet. Cincin tembaga dipasangkan pada sebahagian tiap-tiap kutub, dan cincin ini mempunyai kemampuan untuk bergerak mendekati, masuk, atau menjauh dari kutub. Susunan mekanikal ini memainkan peranan penting dalam operasi relai, membolehkannya mendeteksi perbezaan dalam kuantiti elektrik dan memicu tindakan perlindungan apabila perlu.

Cakera tunduk kepada dua tork yang berbeza: satu dihasilkan oleh elemen operasi dan yang lain oleh elemen pembatas. Apabila cincin naungan kedua-dua elemen diposisikan identik, tork pembatas yang bertindak pada cincin menjadi sifar. Namun, apabila cincin naungan elemen pembatas digeser lebih dalam ke dalam inti besi, tork yang diberikan oleh elemen pembatas melebihi tork operasi.