Prosentdifferensrelé

Definisjon: En prosentdifferensrelé er definert som en type relé som fungerer basert på faseforskjellen mellom to eller flere like elektriske størrelser. Den representerer en avansert form for differensbeskyttelsesrelé. Den eneste forskjellen mellom denne og andre differensreléer ligger i tilstedeværelsen av en begrensende spole. Prosentdifferensrelén inkluderer en begrensende spole akkurat for å håndtere problemer som oppstår fra forskjeller i strømforholdet når det gjelder store eksterne kortslutningsstrømmer.

Prosentdifferenssystemet har en begrensende spole koblet inn i pilotledningen, som vist i figuren nedenfor. Strømmene induksjonert i begge strømtransformatorer (CTs) går gjennom denne begrensende spoelen. Samtidig er driftsspolen plassert midt i begrensende spolen.

Begrensende spolen styrer den følsomme egenskapen til relén. Den forebygger at transformator tripper uønsket som følge av ubalanserte strømmer. I tillegg reduserer begrensende spolen harmoniske bølger i inrush-strømmen.

Arbeidsprinsipp for prosentdifferensrelé

Dreietorke generert av begrensende spolen virker for å forhindre at trippe-sirkelen lukkes, mens dreietorke fra driftsspolen prøver å lukke kontaktpunktene i trippe-sirkelen. Under normale driftsforhold og under lastgjennomgang, overstiger dreietorke fra begrensende spolen den fra driftsspolen. Dermed forblir relén i en ikke-operativ tilstand.

Når det oppstår en intern feil, overgår driftsdreietorke begrensende dreietorke. Da lukkes kontaktpunktene i trippe-sirkelen, og kretsavbryteren åpnes. Begrensende dreietorke kan justeres ved å endre antallet av spolerullinger i begrensende spolen.

På grunn av påvirkningen av begrensende spolen, er differensstrømmen som kreves for drift av denne relén en variabel størrelse. Differensstrømmen i driftsspolen er proporsjonal med (I1 - I2). Siden driftsstrømmen er koblet til midtpunktet av begrensende spolen, er strømmen i begrensende spolen proporsjonal med (I1 + I2)/2. Under eksterne feil øker både I1 og I2, noe som fører til økning i begrensende dreietorke. Dette forebygger effektivt at relén misfungerer.

Driftsegenskap for prosentdifferensrelé

Driftsegenskapen for prosentdifferensrelén er illustrert i figuren nedenfor. Grafen viser klart at forholdet mellom driftsstrømmen og begrensende strøm forbli en fast prosent. Denne typen relé er også kjent som forspent differensrelé. Grunnen er at begrensende spolen ofte refereres til som en forspennings-spole, da den genererer ekstra magnetisk flukst, som påvirker reléens drift.

Typer av prosentdifferensrelé

Prosentdifferensreléen er hovedsakelig kategorisert i to typer, nemlig:

• Anvendelse av prosentdifferensrelé i et tre-terminal system.

• Induksjonstype forspent differensrelé.

Disse reléene brukes for beskyttelse av ulike elektriske komponenter som generatorer, transformatorer, forsyninger, overføringslinjer osv.

1. Anvendelse i tre-terminal system

Denne typen prosentdifferensrelé kan benyttes for elektriske elementer med mer enn to terminaler. I en tre-terminal konfigurasjon, er hver terminal knyttet til en spole med likt antall rullinger. Dreietorkene generert av disse spolene virker uavhengig av hverandre og kombineres aritmetisk.

Prosenthellingsegenskapen til relén varierer etter strømfordelingen mellom begrensende spolet. Disse reléene er designet for å operere umiddelbart eller i høy hastighet, noe som muliggjør rask respons til unormale forhold.

2. Induksjonstype forspent differensrelé

Induksjonstype forspent differensrelé har en svingskive som beveger seg i luftgapper mellom to elektromagneter. En kobbering er festet til en del av hver pol, og denne ringen har evnen til å bevege seg mot, inn i, eller bort fra polen. Denne mekaniske oppsettet spiller en viktig rolle i reléens drift, og lar den oppdage forskjeller i elektriske størrelser og utløse beskyttende handlinger når det er nødvendig.

Svingdisken er utsatt for to distinkte dreietorker: en generert av driftelementet og en annen av begrensende element. Når skygg-ringerne til begge elementer er plassert identisk, blir begrensende dreietorke virkende på ringen null. Men når skygg-ringen til begrensende element flyttes dypere inn i jernkjernen, overgår dreietorke fra begrensende element den fra driftelementet.