A Przekaźnik jest jednym z typów przełączników służących do włączania i wyłączania urządzeń wysokoprądowych i wysokonapięciowych za pomocą sygnału. Przekaźniki są podzielone na różne typy, takie jak zatrzaskowe, kontaktronowe, półprzewodnikowe, samochodowe, opóźniające, przekaźnik różnicowy itp. W ochronie systemu elektroenergetycznego różne rodzaje przekaźników są używane, ale wśród nich bardzo często używanym przekaźnikiem do ochrony transformatora, a także generatora przed lokalnymi uszkodzeniami, jest przekaźnik różnicowy. Przekaźnik ten bardzo szybko reaguje na awarie, które wystąpiły w strefie chronionej, natomiast mniej reaguje na awarie, które wystąpiły poza strefą chronioną. Ten artykuł zawiera krótkie informacje o przekaźnik różnicowy – praca z aplikacjami.
Co to jest przekaźnik różnicowy?
Przekaźnik, który działa, gdy różnica fazorów dla co najmniej dwóch lub więcej tych samych wielkości elektrycznych przekroczy ustaloną wartość, jest znany jako przekaźnik różnicowy. Ogólnie rzecz biorąc, większość przekaźników działa, gdy jakakolwiek wielkość przekracza ustaloną wartość, jednak ten przekaźnik działa w oparciu o różnicę między dwiema lub więcej takimi samymi wielkościami elektrycznymi.
Funkcją przekaźnika różnicowego jest zapewnienie szybkiej, czułej i naturalnie selektywnej ochrony. Przekaźniki te nie zapewnią bezpieczeństwa zwarciom uzwojeń międzyzwojowych w maszynach i transformatorach ze względu na niewielki wzrost prądu generowanego przez te zwarcia, które pozostają poniżej czułości zadziałania przekaźnika.
Zasada działania przekaźnika różnicowego
Przekaźnik różnicowy działa na zasadzie porównania kąta fazowego i dwóch lub więcej takich samych wielkości wielkości elektrycznych. Porównanie tych dwóch wielkości elektrycznych w obwodzie z przekaźnikiem różnicowym jest bardzo proste w zastosowaniu i pozytywne w działaniu.
Na przykład, w porównaniu z prądem wejściowym i prądem wyjściowym w linii, jeśli przez chronioną linię przepływa duży prąd w porównaniu z prądem z niej wychodzącym, wówczas w obrębie usterki musi zostać dostarczony dodatkowy prąd. Tak więc różnica między dwiema wielkościami elektrycznymi może sterować przekaźnikiem w celu oddzielenia obwodu.
W normalnych warunkach pracy prądy wejściowe i wyjściowe są równoważne w fazie i wielkości, dlatego przekaźnik nie będzie działał. Jeśli jednak w systemie wystąpi jakakolwiek usterka, przepływy prądów nie będą już równoważne pod względem fazy i wielkości.
Ten rodzaj przekaźnika jest używany w taki sposób, że różnica między prądem wejściowym i wyjściowym jest dostarczana przez cewki operacyjne przekaźnika. Tak więc cewka przekaźnika może być zasilana w warunkach awarii z powodu różnej ilości prądu. Tak więc ten przekaźnik działa i otwiera wyłącznik obwodu za wyłączenie obwodu.
W powyższym obwód przekaźnika różnicowego , istnieją dwa przekładniki prądowe, które są podłączone do dowolnej powierzchni transformatora mocy, tak jak jeden CT jest podłączony po stronie pierwotnej, a drugi jest podłączony po stronie wtórnej PT ( transformator ). Ten przekaźnik po prostu porównuje przepływ prądów po obu stronach. Jeśli występuje jakakolwiek asymetria w przepływie prądu w obwodzie, ten przekaźnik ma tendencję do działania. Przekaźniki te mogą być przekaźnikami różnicowymi prądu, balansu napięcia i spolaryzowanymi przekaźnikami różnicowymi.
Rodzaje przekaźników różnicowych
Przekaźniki te są podzielone na trzy typy różnicowe prądu, balansu napięcia i procentowego przekaźnika różnicowego lub przekaźnika wiązki polaryzacji.
Przekaźnik różnicowy bilansu prądu
Ten przekaźnik różnicowy działa zawsze, gdy w chronionym regionie wystąpi awaria, wtedy wystąpią zmiany w prądzie wejściowym i wyjściowym tego regionu. Tak więc, porównując te prądy w fazie, wielkości lub obu, możemy wykryć zwarcie w chronionym obszarze. jeśli różnica przekracza stałą wartość, wówczas przekaźnik porównuje dwa prądy i przesyła sygnał wyłączenia do CB (wyłącznik). Połączenia obwodu zabezpieczającego przekaźnika różnicowego dla warunków normalnych lub błędu zewnętrznego i podczas błędu wewnętrznego są odpowiednio pokazane na poniższym rysunku.
Dwa przekładniki prądowe w powyższym obwodzie są wykorzystywane na każdym końcu chronionej sekcji. Pomiędzy dwoma przekładnikami prądowymi cewka przekaźnika jest po prostu podłączona w pozycji ekwipotencjalnej, tak że w normalnych warunkach nie ma przepływu prądu przez cewkę przekaźnika. W ten sposób można uniknąć wadliwego działania przekaźnika.
W normalnych i zewnętrznych warunkach zwarcia z powyższego obwodu przepływ prądu do obszaru chronionego jest równoważny przepływowi prądu wychodzącego z obszaru chronionego (I1 – I2 = 0). Dlatego przez cewkę przekaźnika nie będzie przepływać prąd. Pozostaje więc nieczynny.
Podobnie w przypadku zwarcia wewnętrznego z powyższego rysunku przepływ prądu do chronionego obszaru różni się od przepływu prądu z niego wychodzącego (I1 – I2 ≠ 0). Tak więc te różnice w przepływie prądu są znane jako prąd krążący, który jest podawany do cewki roboczej przekaźnika, a przekaźnik działa, jeśli moment roboczy jest wyższy w porównaniu z momentem ograniczającym.
Przekaźnik różnicowy równowagi napięcia
Dwa przekładniki prądowe w przekaźniku różnicowym równowagi napięcia są po prostu połączone z dowolnej strony elementu, który ma być chroniony, czyli uzwojenia alternatora, co pokazano na powyższym rysunku. Ten typ przekaźnika po prostu porównuje dwa napięcia w fazie lub wielkości lub w obu i wyłącza obwód przekaźnika, jeśli różnica przekracza ustaloną ustawioną wartość.
Uzwojenia pierwotne przekładnika prądowego mają podobne przekładnie prądowe, które są połączone szeregowo z przewodem sterującym. Przewody te są zawsze łączone przez proste połączenie dwóch końców obwodu, jak pokazano na powyższym rysunku, a uzwojenie wtórne przekładników prądowych jest podłączone do cewki roboczej przekaźnika.
W powyższym obwodzie przekaźnika przepływ prądu w obu głównych uzwojeniach przekładników prądowych będzie taki sam w normalnych warunkach pracy. Tak więc, gdy przepływ prądu jest taki sam, napięcie w uzwojeniu wtórnym będzie takie samo. Tak więc w cewce roboczej przekaźnika nie płynie prąd.
Podobnie w warunkach wadliwych, różnica fazorów będzie istnieć w prądach cewki pierwotnej. Tak więc istnieje różnica napięcia na drugim uzwojeniu. Teraz będzie istniała różnica fazorów w napięciu cewki wtórnej, która jest podawana do cewki roboczej przekaźnika i jest połączona szeregowo z uzwojeniem wtórnym. Z tego powodu przepływ prądu będzie przebiegał przez cewkę roboczą przekaźnika.
Procentowy przekaźnik różnicowy
Schemat ideowy procentowego przekaźnika różnicowego pokazano poniżej, który jest również znany jako a spolaryzowany przekaźnik wiązki .
Schematyczne rozmieszczenie procentowego lub spolaryzowanego przekaźnika różnicowego pokazano poniżej. Ten obwód zawiera głównie dwie cewki, takie jak cewka ograniczająca i cewka robocza. Tutaj cewka robocza jest po prostu podłączona do centralnego punktu cewki ograniczającej.
W tym przypadku cewka robocza wytwarza moment obrotowy, dzięki czemu przekaźnik działa, podczas gdy cewka ograniczająca wytwarza siłę odchylającą lub moment hamujący, który jest całkowicie odwrotny do momentu roboczego.
Przekaźnik ten działa z prądem różnicowym, który przepływa przez chroniony obszar. Zawsze, gdy w obszarze chronionym nie ma zwarcia lub występuje zwarcie poza obszarem chronionym, wówczas moment hamujący będzie większy w porównaniu z momentem roboczym. Spowoduje to otwarcie obwodu wyzwalającego, a zatem przekaźnik nie będzie działał.
Jeśli jednak w obszarze chronionym wystąpi zwarcie, wówczas moment roboczy będzie większy w porównaniu z momentem hamującym. Z tego powodu wiązka po prostu zamyka obwód wyzwalający, co inicjuje sygnał wyzwalający przez przekaźnik do CB lub wyłącznika.
W powyższym równoważnym obwodzie prąd różnicowy w cewce operacyjnej wynosi i2 – i1, podczas gdy cewka ograniczająca to i1 + i2/2 ze względu na środkowe połączenie cewki operacyjnej.
Tak więc stosunek i2 – i1 (prąd różnicowy) do (i1 + i2)/2 (prąd hamujący) ma zawsze stałą wartość procentową. Dlatego ten przekaźnik jest znany jako a procentowy przekaźnik różnicowy . Aby zadziałał ten przekaźnik, prąd różnicowy powinien być wyższy w stosunku do ustalonej wartości procentowej.
Zalety
Zalety przekaźnika różnicowego obejmują następujące elementy.
- Cyfrowa obsługa sygnału jest całkowicie możliwa dzięki 16-bitowemu mikroprocesorowi.
- Jest to najważniejsza ochrona w systemie elektroenergetycznym.
- Dokładność pomiaru jest wysoka we wszystkich zakresach ustawień dzięki precyzyjnej 16-bitowej metodzie konwersji analogowo-cyfrowej.
- Można je bardzo łatwo dostosować do różnych systemów alarmowych i podstacji.
- Te przekaźniki są bardzo czułe, ponieważ nie rozróżniają drobnych usterek od dużych obciążeń.
- Przekaźniki te zapobiegają awariom w sieci.
Niedogodności
Wady przekaźnika różnicowego obejmują następujące elementy.
- Dokładność przekaźnika różnicowego prądu przy przepływie dużych prądów ulegnie pogorszeniu ze względu na pojemność kabla pilotowego.
- The przekładniki prądowe w tym przekaźniku nie może mieć podobnych właściwości ani wartości znamionowych z powodu impedancji kabla pilota i błędów konstrukcyjnych. Powoduje to nieprawidłowe działanie przekaźnika.
- Konstrukcja przekaźnika typu równowagi napięcia staje się złożona, aby osiągnąć idealną równowagę między przekładnikami prądowymi.
- Zabezpieczenie tego przekaźnika może być skutecznie wykorzystywane w przypadku linii o krótszej długości.
Aplikacje
Zastosowania przekaźnika różnicowego obejmują następujące elementy.
- Przekaźnik ten jest bardzo często używany do zabezpieczania generatorów i transformatorów przed lokalnymi awariami.
- Zwykle przekaźniki te są używane głównie do ochrony sprzętu przed awariami wewnętrznymi. Tak więc zabezpieczenie cenowe Merz jest jednym z typów przekaźników różnicowych, używanych do ochrony uzwojenia stojana alternatora przed wewnętrznymi usterkami.
- Ten rodzaj przekaźnika zabezpiecza uzwojenie transformatora.
- Doskonale nadają się do ochrony elementów kompaktowych, a także urządzeń systemów elektroenergetycznych, takich jak szyny zbiorcze, generatory, dławiki, linie przesyłowe, transformatory, zasilacze itp.
Tak więc chodzi o przegląd mechanizmu różnicowego przekaźnik – działa z aplikacjami. Przekaźnik różnicowy powinien mieć co najmniej dwa lub więcej podobnych wielkości elektrycznych. Wielkości te powinny uwzględniać przesunięcie fazowe dla działania przekaźnika. Oto pytanie do ciebie, jaka jest funkcja przekaźnika?
