Che cosa è un relè di distanza: tipi e le sue caratteristiche

Un relè di distanza è un dispositivo fondamentale che fa scattare l’interruttore in caso di guasto. Nei circuiti a bassa potenza nominale, il relè stesso può far scattare il circuito, senza l’interruttore. Il relè e l’interruttore vengono utilizzati insieme per la protezione dei sistemi di trasmissione e distribuzione. I relè sono classificati in grandi dimensioni in base al principio di funzionamento. Abbiamo relè di sovracorrente, relè differenziale, relè di frequenza, ecc. per cui la quantità operativa è corrente, la differenza di corrente e la frequenza.

In base alla quantità operativa, viene calcolata la quantità di prelievo. Nel relè di distanza, la quantità di funzionamento è impedenza. In base all’impedenza della linea di trasmissione, il relè funziona. L’impedenza della linea di trasmissione viene calcolata, in base alla posizione del guasto, alla tensione al momento del guasto e alla corrente di guasto. Inoltre, i relè sono classificati come relè mho, relè di reattanza, ecc., in base alla distanza di protezione o in base alla portata della linea di trasmissione. Questi relè sono utilizzati in gran parte e hanno numerosi vantaggi e più affidabile per tutti i casi di guasto.

Qual è il relè di distanza?

I relè di distanza sono l’apparecchiatura di protezione che funziona in base alla distanza del punto di guasto sulla linea di trasmissione. La distanza viene calcolata dall’unità generatrice. In base alla distanza, l’impedenza viene calcolata valutando la tensione di guasto e la corrente di guasto.

Teoria del relè di distanza

La necessità principale del relè di distanza si è verificata a causa degli inconvenienti del relè di sovracorrente o sovratensione. Il concetto principale dipende dal tipo di guasto, come distanziare la protezione può essere fornita con modifiche. Ad esempio, la portata del guasto line to ground (LG) è molto inferiore alla portata del guasto trifase (LLL). Quindi, se desideriamo fornire protezione fino a un certo punto, dobbiamo regolare il punto di prelievo dei relè di sovracorrente. Questo non è possibile, dal momento che i relè sono progettati per un valore di pick up corrente.

Quindi il più grande svantaggio del relè di sovracorrente è che la corrente di guasto dipende dal tipo di guasto, quindi la lunghezza della linea protetta dipende dal tipo di guasto. Allo stesso modo, anche la distanza di protezione viene variata in base all’impedenza della sorgente. Minore è l’impedenza della sorgente, maggiore è la distanza percorsa per un particolare tipo di guasto. Quindi la distanza per cui il relè di sovracorrente protegge la linea dipende anche dall’impedenza della sorgente.

Un altro fattore importante che determina la grandezza della corrente di guasto è la tensione generata. La tensione generata dipende nuovamente dal tipo di eccitazione. Questo è un alternatore sovraeccitato funziona a un fattore di potenza in ritardo e allo stesso modo, un alternatore sotto eccitato funziona a un fattore di potenza principale. Quindi questi sono tutti i fattori da cui dipende la corrente di guasto. Sulla base di questi fattori, è stato progettato il relè di distanza.

Fondamentalmente, è progettato per una particolare distanza di protezione. In base alla posizione del guasto, viene calcolata l’impedenza complessiva a partire dall’alternatore. L’impedenza viene calcolata in base al rapporto tra tensione e corrente. L’impedenza della linea di trasmissione diventa quindi la quantità operativa per il relè di distanza.

Principio del relè

Il principio principale del relè a distanza è che funziona a seconda della distanza di guasto nella linea di trasmissione. Il suo funzionamento dipende dall’impedenza tra il punto di guasto e il punto in cui è installato il relè. L’impedenza tra il punto di guasto e la posizione del relè viene calcolata in base alla tensione e alle correnti della linea di trasmissione durante il caso di guasto. L’impedenza in quel particolare punto diventa la quantità operativa per il relè.

Diagramma relè a distanza

La figura seguente mostra la struttura del principio di funzionamento del relè a distanza. Come mostrato, inizia con la fonte di energia elettrica cioè, alternatore. Quindi per misurare la corrente, viene utilizzato un trasformatore di corrente in serie con la linea. Allo stesso modo, un trasformatore potenziale viene utilizzato in parallelo con la linea di trasmissione, per misurare la tensione di discesa a gradini.

Questi due parametri vengono alimentati al relè per valutare l’impedenza della linea di trasmissione. Il relè è collegato all’interruttore automatico, come mostrato. Ogni volta che il relè funziona, invia il segnale di intervento all’interruttore, che interrompe immediatamente o isola la linea difettosa dall’alternatore. Come mostrato nel diagramma, Zf è l’impedenza di guasto. Si presume che il guasto colpisca alla fine della linea di trasmissione.

Funzionamento del relè

Al fine di valutare l’impedenza, la tensione viene calcolata dal trasformatore potenziale e la corrente viene calcolata dal trasformatore di corrente. Ora per il funzionamento del relè, due coppie importanti svolgono un ruolo vitale. Uno sta deviando la coppia e l’altro sta ripristinando la coppia. Queste due coppie sono più importanti per il funzionamento del relè. Nel relè di distanza, la coppia di deflessione è prodotta da una corrente secondaria del trasformatore di corrente e la coppia di ripristino è ottenuta dalla tensione del trasformatore potenziale. In condizioni operative normali, la coppia di ripristino è maggiore della coppia di deflessione.

Quindi il relè rimane in modalità non operativa. Ma quando si verifica un guasto le correnti di guasto aumenta che aumentano la coppia di deflessione. Pertanto, la coppia di deflessione diventa maggiore della coppia di ripristino e il relè funziona. Una volta che la coppia di deflessione è aumentata, ha chiuso il circuito spostando le sue parti dinamiche. Il circuito di viaggio è chiuso.

Una volta chiuso il circuito di scatto, l’interruttore viene eccitato. L’intervento del circuito può essere fondamentalmente un interruttore elettromagnetico. Quando il circuito è eccitato, i contatti chiusi dell’interruttore vengono aperti. All’apertura dei contatti, la linea difettosa viene separata dalla parte sana del sistema. Questo è il modo in cui la linea di faglia è isolata. All’apertura dei contatti, si forma un arco tra i contatti, che devono essere estinti.

Caratteristiche del relè di distanza

Le caratteristiche del relè di distanza possono essere spiegate utilizzando il diagramma RX. L’impedenza della linea di trasmissione è rappresentata dal raggio del cerchio. Come mostrato, il raggio del cerchio è Z. L’angolo di fase tra R e X o anche chiamato un angolo di impedenza per rappresentare la posizione del vettore theta come mostrato. Le caratteristiche sono costituite da due assi. Uno è l’asse R e l’altro è l’asse X. Nel diagramma, la posizione del vettore è mostrata per R positivo e X positivo.

Il funzionamento può essere spiegato in quattro quadranti. Nel primo quadrante, R è positivo, X è positivo, il che significa che l’impedenza di guasto è maggiore dell’impedenza normale. Quindi il relè funzionerà. Nel secondo quadrante, l’angolo è negativo, quindi il relè non funzionerà. Allo stesso modo nel terzo quadrante, il relè funzionerà.

Nella regione in cui il relè non funziona, la coppia di ripristino è maggiore della coppia di deflessione. E nella regione operativa, la coppia di deflessione è maggiore della coppia di ripristino. I relè di distanza sono applicati in linee di trasmissione corte, medie e lunghe.

Tipi di relè

Abbiamo visto che il relè a distanza è progettato per una particolare distanza. In base alla distanza e alle caratteristiche, il relè di distanza può essere classificato come

Relè di reattanza

In questo tipo, l’asse X è parallelo all’asse R.

Questo tipo di relè non funziona per la resistenza della linea. Funzionerà solo per la reattanza

Vantaggi

• non rispondere ad ARCO
• può essere utilizzato per le piccole linee di trasmissione
• Si può essere in grado di senso di colpa veloce

Svantaggi

• In reattanza caratteristiche, non può essere usato per errore di posizionamento relè
• non sarà in grado di distinguere tra l’errore nella nostra stazione o altra stazione
• non è adatto per la linea di trasmissione lunga.

Impedenza Relè

Le caratteristiche sono rappresentate da un cerchio, come mostrato prima di

Vantaggi

• L’aggiunta del direzionale elemento può essere utilizzato per migliorare le prestazioni

Svantaggi

• si tratta di un non-direzionale relè che è il relè di rispondere a colpa su entrambi i lati del CT
• La curva è troppo grande, così mal funzionamento è possibile
• non può essere utilizzato per un lungo linee di trasmissione.

Relè Mho o caratteristiche di ammissione

I relè Mho sono più utilizzati per le lunghe linee di trasmissione.

Vantaggi

• L’area di guasto è ben definita
• È direzionale, quindi può essere progettata per funzionare per un lato particolare
• Può essere utilizzata per linee di trasmissione lunghe. Risponderà sia a guasto resistivo che a guasto reattivo

Svantaggi

• Non può essere utilizzato per piccole linee di trasmissione.

Quindi abbiamo visto il principio di funzionamento, le caratteristiche operative, i tipi e i vantaggi dei relè a distanza. La maggior parte dei relè può essere collegata a microprocessori per operazioni veloci e affidabili. Si può pensare che possiamo usare il relè di distanza per le operazioni ad alta frequenza?