Реле с дифференциальной защитой по току

Определение: Процентный дифференциальный реле определяется как тип реле, который функционирует на основе фазовой разности двух или более подобных электрических величин. Он представляет собой продвинутую форму дифференциального защитного реле. Единственное отличие его от других дифференциальных реле заключается в наличии удерживающей катушки. Процентное дифференциальное реле включает удерживающую катушку именно для решения проблем, возникающих из-за расхождений в соотношении токов при работе с высокими внешними короткозамкнутыми токами.

Процентная дифференциальная система имеет удерживающую катушку, подключенную к пилотной линии, как показано на рисунке ниже. Токи, индуцированные в обоих трансформаторах тока (ТТ), проходят через эту удерживающую катушку. В то же время рабочая катушка расположена в середине удерживающей катушки.

Удерживающая катушка управляет чувствительными характеристиками реле. Она предотвращает нежелательное срабатывание трансформатора из-за несбалансированных токов. Кроме того, удерживающая катушка снижает гармоники, присутствующие в токе намагничивания.

Принцип работы процентного дифференциального реле

Момент, создаваемый удерживающей катушкой, действует на предотвращение замыкания цепи отключения, в то время как момент, создаваемый рабочей катушкой, пытается замкнуть контакты цепи отключения. В нормальных условиях работы и при сквозной нагрузке момент, создаваемый удерживающей катушкой, превышает момент, создаваемый рабочей катушкой. В результате реле остается в неактивном состоянии.

При возникновении внутренней неисправности рабочий момент превышает удерживающий момент. В этот момент контакты цепи отключения замыкаются, что приводит к открытию выключателя. Удерживающий момент можно регулировать, изменяя количество витков удерживающей катушки.

Благодаря влиянию удерживающей катушки, дифференциальный ток, необходимый для работы этого реле, является переменной величиной. Дифференциальный ток в рабочей катушке пропорционален (I1 - I2). Поскольку рабочий ток подключен к середине удерживающей катушки, ток в удерживающей катушке пропорционален (I1 + I2)/2. При внешних неисправностях оба тока I1 и I2 увеличиваются, что приводит к увеличению удерживающего момента. Это эффективно предотвращает неправильное срабатывание реле.

Характеристика работы процентного дифференциального реле

Характеристика работы процентного дифференциального реле показана на рисунке ниже. График четко демонстрирует, что отношение рабочего тока к удерживающему току остается на фиксированном проценте. Этот тип реле также известен как смещенное дифференциальное реле. Причина в том, что удерживающую катушку часто называют смещающей катушкой, так как она генерирует дополнительный магнитный поток, влияющий на работу реле.

Типы процентного дифференциального реле

Процентное дифференциальное реле в основном классифицируется на два типа, а именно:

• Применение процентного дифференциального реле в трехтерминальной системе.

• Индукционное смещенное дифференциальное реле.

Эти реле используются для защиты различных электрических компонентов, таких как генераторы, трансформаторы, питатели, линии передачи и так далее.

1. Применение в трехтерминальной системе

Этот тип процентного дифференциального реле может использоваться для электрических элементов с более чем двумя терминалами. В трехтерминальной конфигурации каждый терминал связан с катушкой, имеющей одинаковое количество витков. Моменты, создаваемые этими катушками, действуют независимо друг от друга и суммируются арифметически.

Процентная характеристика наклона реле изменяется в зависимости от распределения тока между удерживающими катушками. Эти реле спроектированы для немедленного или быстрого срабатывания, что позволяет быстро реагировать на аномальные условия.

2. Индукционное смещенное дифференциальное реле

Индукционное смещенное дифференциальное реле имеет поворотный диск, который движется в воздушных зазорах двух электромагнитов. К части каждого полюса прикреплен медный кольцо, которое может двигаться к, в или от полюса. Эта механическая конструкция играет ключевую роль в работе реле, позволяя ему обнаруживать различия в электрических величинах и активировать защитные действия при необходимости.

Диск подвергается двум различным моментам: один создается рабочим элементом, другой — удерживающим элементом. Когда затеняющие кольца обоих элементов расположены одинаково, удерживающий момент, действующий на кольцо, становится равным нулю. Однако, когда затеняющее кольцо удерживающего элемента смещено глубже в железный сердечник, момент, создаваемый удерживающим элементом, превышает момент, создаваемый рабочим элементом.