Yüzde Diferansiyel Rölesi

Tanım: Yüzde diferansiyel rölesi, iki veya daha fazla benzer elektriksel miktarın faz farkına dayalı olarak çalışan bir röle türü olarak tanımlanır. Bu, diferansiyel koruma rölesinin gelişmiş bir şeklidir. Diğer diferansiyel rölelerden ayırt edilmesi, sadece kısıtlayıcı bobinin varlığındadır. Yüzde diferansiyel röle, yüksek büyüklükte dış kısa devre akımları ile ilgili akım oranı farklılıklarından kaynaklanan sorunları ele almak için kısıtlayıcı bir bobin içerir.

Yüzde diferansiyel sistemin, pilot kablo içinde bağlanmış bir kısıtlayıcı bobini içerdiği görülmektedir. İki akım transformatöründen (CT) gelen akımlar bu kısıtlayıcı bobinden geçer. Ayrıca, çalışma bobini, kısıtlayıcı bobinin orta noktasında yer alır.

Kısıtlayıcı bobin, rölenin hassas özelliğini yönetir. Dengeyi bozmuş akımlardan dolayı transformatörün istenmeyen şekilde çalışmasını önler. Ayrıca, kısıtlayıcı bobin, giriş akımındaki harmonikleri azaltır.

Yüzde Diferansiyel Rölenin Çalışma Prensibi

Kısıtlayıcı bobin tarafından üretilen tork, tripl devrenin kapanmasını engellemeye çalışırken, çalışma bobininden üretilen tork, tripl devre kontaklarının kapanmasına çalışır. Normal çalışma koşullarında ve geçiş yük senaryolarında, kısıtlayıcı bobin tarafından üretilen tork, çalışma bobininden üretilen torktan daha fazladır. Sonuç olarak, röle faaliyete geçmez.

Dahili bir arızanın oluşması durumunda, çalışma torku, kısıtlayıcı torku üzerinde hâkim olur. Bu noktada, tripl devre kontakları kapanarak devre kesicisi açılır. Kısıtlayıcı tork, kısıtlayıcı bobinin sarım sayısının değiştirilmesiyle ayarlanabilir.

Kısıtlayıcı bobinin etkisi nedeniyle, bu rölenin çalışması için gereken diferansiyel akım, değişken bir miktar olmaktadır. Çalışma bobindeki diferansiyel akım, (I1 - I2)'ye orantılıdır. Çalışma akımı, kısıtlayıcı bobinin orta noktasına bağlı olduğundan, kısıtlayıcı bobindeki akım, (I1 + I2)/2'ye orantılıdır. Dış arızalar sırasında hem I1 hem de I2 artar, bu da kısıtlayıcı torkun artmasına neden olur. Bu, rölenin yanlış çalışmasını etkili bir şekilde önler.

Yüzde Diferansiyel Rölenin Çalışma Karakteristiği

Yüzde diferansiyel rölenin çalışma karakteristiği, aşağıdaki grafikte gösterilmiştir. Grafik, çalışma akımının kısıtlayıcı akıma oranının sabit bir yüzdede kaldığını açıkça göstermektedir. Bu tür röle, sapmalı diferansiyel röle olarak da bilinir. Bunun nedeni, kısıtlayıcı bobinin genellikle sapma bobini olarak adlandırılması ve ek manyetik akı oluşturması, rölenin çalışmasını etkilemesidir.

Yüzde Diferansiyel Röle Türleri

Yüzde diferansiyel röle, genellikle şu iki ana kategoriye ayrılır:

• Üç uçlu sistemde yüzde diferansiyel rölenin kullanımı.

• Endüksiyon tipi sapmalı diferansiyel röle.

Bu röller, jeneratörler, transformatörler, besleyiciler, iletim hatları vb. çeşitli elektriksel bileşenlerin korunmasında kullanılmaktadır.

1. Üç Uçlu Sistem Uygulaması

Bu tür yüzde diferansiyel röle, iki den fazla terminali olan elektriksel öğeler için kullanılabilir. Üç uçlu yapıda, her bir terminal eşit sayıda sarım ile bir bobine sahiptir. Bu bobinler tarafından üretilen torklar birbirinden bağımsız olarak hareket eder ve aritmetik olarak birleştirilir.

Rölenin yüzde eğim karakteristiği, kısıtlayıcı bobinler arasındaki akım dağılımına göre değişir. Bu röller, anında veya yüksek hızda çalışacak şekilde tasarlanmıştır, bu da anormal durumlara hızlı tepki vermesini sağlar.

2. Endüksiyon Tipi Sapmalı Diferansiyel Röle

Endüksiyon tipi sapmalı diferansiyel röle, iki elektromagnetiğin havası içinde hareket eden bir dönme diske sahiptir. Her bir polün bir bölümünde bronz bir halka monte edilmiştir ve bu halka, pole doğru, içine veya ondan uzaklaşabilir. Bu mekanik düzen, rölenin çalışmasında önemli bir rol oynar, elektriksel miktarlardaki farklılıkları tespit ederek ve gerektiğinde koruma eylemlerini tetikler.

Disk, çalışma elemanı tarafından üretilen ve diğerini kısıtlayıcı eleman tarafından üretilen iki ayrı torka maruz kalır. İki elemanın gölgelendirme halkaları aynı konumda yerleştirildiğinde, halkaya etki eden kısıtlayıcı tork sıfır olur. Ancak, kısıtlayıcı elemanın gölgelendirme halkası demir çekirdeğe daha derine kaydırıldığında, kısıtlayıcı elemanın ürettiği tork, çalışma torkunu aşar.