دریایی دلیمه پرتوازه

تعریف: رلای دیفرانسیل درصدی به عنوان نوعی رلای تعریف می‌شود که بر اساس اختلاف فاز بین دو یا چند کمیت الکتریکی مشابه عمل می‌کند. این نوع رلای نمایانگر شکل پیشرفته‌ای از رلای محافظ دیفرانسیلی است. تنها تفاوت آن با سایر رلاهای دیفرانسیلی در وجود سیم‌پیچ مقاوم است. رلای دیفرانسیل درصدی شامل یک سیم‌پیچ مقاوم است که دقیقاً برای حل مشکلات ناشی از ناهماهنگی نسبت جریان‌ها در حالت قطع خارجی با جریان‌های کوتاه‌مداری با مقدار بالا طراحی شده است.

در سیستم دیفرانسیل درصدی، سیم‌پیچ مقاوم به سیم هدایت‌کننده متصل می‌شود، مانند آنچه در شکل زیر نشان داده شده است. جریان‌های القایی در هر دو ترانسفورماتور جریان (CTs) از طریق این سیم‌پیچ مقاوم می‌گذرند. در حالی که سیم‌پیچ عملیاتی در وسط سیم‌پیچ مقاوم قرار دارد.

سیم‌پیچ مقاوم مشخصه حساس رلای را کنترل می‌کند. این سیم‌پیچ از قطع ناخواسته ترانسفورماتور به علت عدم تعادل جریان‌ها جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، سیم‌پیچ مقاوم هارمونیک‌های موجود در جریان ورودی را کاهش می‌دهد.

اصول عملکرد رلای دیفرانسیل درصدی

گشتاور تولید شده توسط سیم‌پیچ مقاوم به منظور جلوگیری از بسته شدن مدار قطع عمل می‌کند، در حالی که گشتاور تولید شده توسط سیم‌پیچ عملیاتی تلاش می‌کند تا تماس‌های مدار قطع ببندند. در شرایط عملیاتی عادی و در مواقع بارگذاری عبوری، گشتاور تولید شده توسط سیم‌پیچ مقاوم بیشتر از گشتاور تولید شده توسط سیم‌پیچ عملیاتی است. بنابراین، رلای در حالت غیرفعال باقی می‌ماند.

وقتی که خطای داخلی رخ می‌دهد، گشتاور عملیاتی بیشتر از گشتاور مقاوم می‌شود. در این نقطه، تماس‌های مدار قطع بسته می‌شوند و مداربر قطع می‌کند. گشتاور مقاوم را می‌توان با تغییر تعداد دوران سیم‌پیچ مقاوم تنظیم کرد.

به دلیل تأثیر سیم‌پیچ مقاوم، جریان دیفرانسیل مورد نیاز برای عملکرد این رلای یک کمیت متغیر است. جریان دیفرانسیل در سیم‌پیچ عملیاتی متناسب با (I1 - I2) است. از آنجا که جریان عملیاتی به وسط سیم‌پیچ مقاوم متصل است، جریان در سیم‌پیچ مقاوم متناسب با (I1 + I2)/2 است. در مواقع خطای خارجی، هر دو I1 و I2 افزایش می‌یابند که منجر به افزایش گشتاور مقاوم می‌شود. این امر به طور موثر از خطا در عملکرد رلای جلوگیری می‌کند.

مشخصه عملکرد رلای دیفرانسیل درصدی

مشخصه عملکرد رلای دیفرانسیل درصدی در شکل زیر نشان داده شده است. نمودار به وضوح نشان می‌دهد که نسبت جریان عملیاتی به جریان مقاوم در یک درصد ثابت باقی می‌ماند. این نوع رلای به عنوان رلای دیفرانسیل متعصب نیز شناخته می‌شود. دلیل آن این است که سیم‌پیچ مقاوم اغلب به عنوان سیم‌پیچ متعصب شناخته می‌شود، زیرا میدان مغناطیسی اضافی تولید می‌کند که عملکرد رلای را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

انواع رلای دیفرانسیل درصدی

رلای دیفرانسیل درصدی به دو نوع اصلی تقسیم‌بندی می‌شود، به نام:

• استفاده از رلای دیفرانسیل درصدی در سیستم سه‌طرفه.

• رلای دیفرانسیل متعصب نوع القایی.

این رلای‌ها برای محافظت از انواع مختلف اجزای الکتریکی مانند مولد‌ها، ترانسفورماتورها، خطوط تغذیه، خطوط انتقال و غیره استفاده می‌شوند.

1. استفاده از سیستم سه‌طرفه

این نوع رلای دیفرانسیل درصدی می‌تواند برای عناصر الکتریکی با بیش از دو طرف استفاده شود. در یک پیکربندی سه‌طرفه، هر طرف با یک سیم‌پیچ با تعداد دوران مساوی مرتبط است. گشتاورهای تولید شده توسط این سیم‌پیچ‌ها مستقل از یکدیگر عمل می‌کنند و به صورت حسابی ترکیب می‌شوند.

مشخصه شیب درصدی رلای با توزیع جریان بین سیم‌پیچ‌های مقاوم متفاوت است. این رلای‌ها طراحی شده‌اند تا به صورت فوری یا با سرعت بالا عمل کنند و پاسخ سریعی به شرایط غیرعادی ارائه دهند.

2. رلای دیفرانسیل متعصب نوع القایی

رلای دیفرانسیل متعصب نوع القایی شامل یک دیسک مفصلی است که در فواصل هوا بین دو الکترومغناطیس حرکت می‌کند. یک حلقه مسی به بخشی از هر قطب متصل شده است و این حلقه قادر به حرکت به سمت، درون یا دور از قطب است. این ترتیب مکانیکی نقش مهمی در عملکرد رلای ایفا می‌کند و به آن اجازه می‌دهد تا تفاوت‌های کمیت‌های الکتریکی را تشخیص دهد و در صورت لزوم اقدامات محافظتی را اجرا کند.

دیسک به دو گشتاور متمایز مواجه است: یکی توسط المان عملیاتی و دیگری توسط المان مقاوم تولید می‌شود. وقتی حلقه‌های سایه‌دار هر دو المان در موقعیت یکسان قرار می‌گیرند، گشتاور مقاوم وارد بر حلقه صفر می‌شود. اما وقتی حلقه سایه‌دار المان مقاوم به درون هسته آهنی تر می‌شود، گشتاور تولید شده توسط المان مقاوم بیشتر از گشتاور عملیاتی می‌شود.