Реле відсоткового диференціалу

Визначення: Процентний диференціальний реле це тип реле, який працює на основі фазової різниці двох або більше схожих електричних величин. Він представляє собою підвищений варіант диференціального захисного реле. Єдине відмінність між ним та іншими диференціальними реле полягає в наявності засувної обмотки. Процентне диференціальне реле включає засувну обмотку саме для вирішення проблем, що виникають через розбіжності у співвідношенні струмів при обробці великого зовнішнього короткого замикання.

Система процентного диференціального реле має засувну обмотку, підключену до пілотного проводу, як показано на нижньому малюнку. Струми, викликані обох трансформаторів струму (ТС), проходять через цю засувну обмотку. Однак, робоча обмотка розташована в середині засувної обмотки.

Засувна обмотка керує чутливими характеристиками реле. Вона служить для запобігання небажаному відключенню трансформатора через невідповідні струми. Крім того, засувна обмотка знижує гармоніки, присутні в початковому струмі.

Принцип роботи процентного диференціального реле

Момент, генерований засувною обмоткою, діє для запобігання закриття контуру відключення, тоді як момент від робочої обмотки намагається закрити контакти контуру відключення. У нормальних умовах роботи та при проходному навантаженні, момент, створений засувною обмоткою, перевищує момент від робочої обмотки. Таким чином, реле залишається в неактивному стані.

При внутрішній аварії, робочий момент перевищує засувний момент. На цьому етапі контакти контуру відключення закриваються, що веде до відкриття автоматичного вимикача. Засувний момент можна регулювати, змінюючи кількість витків засувної обмотки.

Благодія впливу засувної обмотки, диференціальний струм, необхідний для роботи цього реле, є змінною величиною. Диференціальний струм в робочій обмотці пропорційний (I1 - I2). Оскільки робочий струм підключений до середини засувної обмотки, струм в засувній обмотці пропорційний (I1 + I2)/2. При зовнішніх аваріях, як I1, так і I2 зростають, що призводить до зростання засувного моменту. Це ефективно запобігає неправильній роботі реле.

Робоча характеристика процентного диференціального реле

Робоча характеристика процентного диференціального реле показана на нижньому графіку. Графік чітко демонструє, що співвідношення робочого струму до засувного струму залишається на фіксованому відсотку. Цей тип реле також називають зміщеним диференціальним реле. Причина полягає в тому, що засувну обмотку часто називають зміщеною обмоткою, оскільки вона створює додатковий магнітний потік, що впливає на роботу реле.

Типи процентного диференціального реле

Процентне диференціальне реле головним чином поділяється на два типи, а саме:

• Застосування процентного диференціального реле в системі з трьома терміналами.

• Індукційне зміщене диференціальне реле.

Ці реле використовуються для захисту різних електричних компонентів, таких як генератори, трансформатори, лінії живлення, лінії передачі тощо.

1. Застосування в системі з трьома терміналами

Цей тип процентного диференціального реле може бути використаний для електричних елементів з більш ніж двома терміналами. У конфігурації з трьома терміналами кожен термінал пов'язаний з обмоткою з однаковою кількістю витків. Моменти, генеровані цими обмотками, діють незалежно один від одного і об'єднуються арифметично.

Характеристика нахилу відсотків реле змінюється відповідно до розподілу струму між засувними обмотками. Ці реле розроблені для миттєвої або високоскоростної роботи, що дозволяє швидко реагувати на аномальні умови.

2. Індукційне зміщене диференціальне реле

Індукційне зміщене диференціальне реле має підвісний диск, який рухається в повітряних проміжках між двома електромагнітами. До частини кожного полюсу прикріплена медна кільцева деталь, яка може переміщатися ближче, усередину або віддаліше від полюсу. Ця механічна конструкція відіграє ключову роль у роботі реле, дозволяючи йому виявляти різницю у електричних величинах та активувати захисні дії, коли це необхідно.

Диск піддається двом різним моментам: один генерується робочим елементом, а інший — засувним елементом. Коли затінні кільця обох елементів розташовані однаково, засувний момент, що діє на кільце, стає нульовим. Проте, коли затінне кільце засувного елемента зміщується глибше в середину залізного ядра, момент, створений засувним елементом, перевищує момент робочого елементу.