Procentuell differensrelä

Definition: En procentuell differentieringsrelä definieras som en typ av relä som fungerar baserat på fasförskillnaden mellan två eller flera liknande elektriska storheter. Det representerar en avancerad form av differentieringsrelä. Den enda skillnaden mellan det och andra differentieringsreläer ligger i närvaron av en bromsande spole. Procentuella differentieringsrelä inkluderar en bromsande spole precis för att hantera problem som uppstår från skillnader i strömförhållandet vid externa kortslutningsströmmar med hög magnitud.

Procentuellt differentielsystem har en bromsande spole ansluten inom pilotledningen, som visas i figuren nedan. Strömmarna inducerade i båda strömtransformatorerna (CTs) flödar genom denna bromsande spole. Samtidigt är driftsspolen placerad vid midtpunkten av bromsande spolen.

Bromsande spolen styr den känsliga egenskapen hos reläet. Den fungerar för att förhindra oönskade utlösningar av transformatorn på grund av obalanserade strömmar. Dessutom minskar bromsande spolen harmoniska komponenter i inruschningströmmen.

Arbetsprincip för procentuella differentieringsrelä

Momentet genererat av bromsande spolen fungerar för att förhindra stängning av utlösarkretsen, medan momentet från driftsspolen försöker stänga kontakterna i utlösarkretsen. Under normala driftförhållanden och under genomströmningsscenarier överskrider momentet producerat av bromsande spolen det från driftsspolen. Därför håller sig reläet i ett icke-operativt tillstånd.

När ett internt fel uppstår överträffar driftmomentet bromsmomentet. I detta läge stängs kontakterna i utlösarkretsen, vilket leder till att circuitbrytaren öppnas. Bromsmomentet kan justeras genom att ändra antalet vikter i bromsande spolen.

På grund av bromsande spolens inflytande är den differentiella ström som krävs för reläets drift en variabel kvantitet. Den differentiella strömmen i driftsspolen är proportionell till (I1 - I2). Eftersom driftströmmen är ansluten till mitten av bromsande spolen, är strömmen i bromsande spolen proportionell till (I1 + I2)/2. Vid externa fel ökar både I1 och I2, vilket leder till en ökning av bromsmomentet. Detta förhindrar effektivt att reläet missköts.

Driftkarakteristik för procentuella differentieringsrelä

Driftkarakteristiken för procentuella differentieringsrelä illustreras i figuren nedan. Grafen visar tydligt att förhållandet mellan driftströmmen och bromsströmmen hålls konstant i en fast procent. Denna typ av relä kallas också för skew differential relä. Anledningen är att bromsande spolen ofta kallas för bias-spole, eftersom den genererar ytterligare magnetisk flux, vilket påverkar reläets drift.

Typer av procentuella differentieringsrelä

Procentuella differentieringsrelä indelas huvudsakligen i två typer, nämligen:

• Användningen av procentuella differentieringsrelä i ett tre-terminalsystem.

• Induktions-typen bias differential relä.

Dessa relä används för skydd av olika elektriska komponenter såsom generatorer, transformatorer, försörjningslinjer, transmissionslinjer och så vidare.

1. Tillämpning i tre-terminalsystem

Denna typ av procentuella differentieringsrelä kan användas för elektriska element med mer än två terminaler. I en tre-terminalkonfiguration är varje terminal kopplad till en spole med lika många vikter. Momenten genererade av dessa spolar verkar oberoende av varandra och kombineras aritmetiskt.

Reläets procentuella lutegenskap varierar beroende på strömfördelningen mellan bromsande spoler. Dessa reläer är utformade för att fungera omedelbart eller med hög hastighet, vilket möjliggör snabb respons på avvikande förhållanden.

2. Induktions-typen bias differential relä

Induktions-typen bias differential relä har en pivotskiva som rör sig inom luftgapet mellan två elektromagneter. En kopparring är fäst vid en del av varje pol, och denna ring har förmåga att röra sig mot, in i eller bort från polen. Denna mekaniska disposition spelar en viktig roll i reläets drift, vilket gör det möjligt att upptäcka skillnader i elektriska storheter och utlösa skyddsåtgärder vid behov.

Skivan utsätts för två distinkta moment: ett genererat av driftselementet och det andra av bromselementet. När skuggningsringarna för båda elementen är placerade identiskt blir bromsmomentet som verkar på ringen noll. Men när skuggningsringen för bromselementet flyttas djupare in i järnkärnan överträffar momentet från bromselementet det från driftelementet.