Skyddsrelä: fungerar, typer, kretsar och dess tillämpningar

En elektriskt manövrerad strömbrytare som en relä spelar en nyckelroll för att styra en elektrisk krets genom en oberoende lågeffektsignal, annars används där ett antal kretsar ska styras genom den enda signalen. Först användes reläer som signalförstärkare inom långdistanstelegrafkretsar och efter det i stor utsträckning i tidiga datorer och telefonväxlar för att uppnå logiska operationer. Det finns olika typer av reläer tillgängliga och varje typ används utifrån kraven. Så den här artikeln diskuterar en översikt över ett skyddsrelä eller skyddsrelä – arbeta med applikationer.

Vad är ett skyddsrelä?

En skyddsrelädefinition är; a ställverk enhet som används för att upptäcka fel och starta strömbrytare operation för att separera det felaktiga elementet i systemet. Dessa reläer är fristående och kompakta enheter som upptäcker onormala förhållanden som inträffar inom de elektriska kretsarna genom att konstant mäta de elektriska storheterna som är olika i fel och normala förhållanden. Vid feltillstånd kan de elektriska storheterna ändras som ström, spänning, fasvinkel och frekvens. Skyddsrelädiagrammet visas nedan.

Arbetsprincip för skyddsrelä

Ett skyddsrelä används för att skydda enheten när felet upptäcks i ett system. När felet upptäcks hittas felplatsen och ger sedan utlösningssignalen till effektbrytaren eller CB. Dessa reläer fungerar på de två principerna som elektromagnetisk attraktion och elektromagnetisk induktion.

Elektromagnetiskt attraktionsrelä fungerar helt enkelt på båda försörjningen som AC & DC och det attraherar spolen mot elektromagnetpoler. Dessa typer av reläer fungerar omedelbart och det fördröjer inte medan det elektromagnetiska induktionsreläet helt enkelt bara fungerar på AC-försörjning och det använder induktionsmotorn för att generera vridmomentet. Så dessa används regelbundet som riktningsreläer för att skydda kraftsystemet och även i höghastighetsbaserade växlingsapplikationer.

Skyddsrelätyper

Skyddsreläer finns i olika typer som används efter behov.

Överströmsreläer

Överströmsreläer fungerar genom strömmen. Överströmsreläerna kan aktiveras genom strömmen. Detta relä inkluderar ett upptagningsvärde och detta relä aktiveras när mätningen och strömmängden överstiger det upptagningsvärdet.

Dessa reläer finns i två typer av momentana och tidsfördröjda typer där dessa två reläer ofta tillhandahålls i en enda behållare. Dessa två aktiveras av en liknande ström; men deras separata upptagningsvärden kan justeras separat genom att ändra tappinställningarna i ingången.

Överströmsreläer är inte dyra, så de används på lågspänningskretsar och även i specifika högspänningssystemapplikationer. Den största nackdelen med detta relä är att det också kan välja strömfluktuationer såväl som fel inom närliggande zoner.

Elektromekaniska reläer

Elektromekaniska reläer är de tidigaste reläerna men de används på många områden än idag. Detta relä fungerar helt enkelt med hjälp av ett magnetfält som genereras av en elektromagnetisk spole när en styrsignal tillförs det. Detta relä ändrar spänningar och strömmar till elektriska, magnetiska krafter och vridmoment som trycker mot fjäderspänningar i reläet. Fjäderbelastningen och tapparna på de elektromagnetiska spolarna i reläet är huvudprocesserna genom vilka en användare ställer in ett relä. Se den här länken för att veta mer om en Elektromekaniskt relä .

Riktningsreläer

Dessa reläer aktiveras av strömflödet i en viss riktning. Den kan upptäcka en variation mellan manöver- och referensströmmen. Detta relä används i kombination med några andra reläer som överströmsrelä så att kapaciteten och selektiviteten hos det skyddande reläsystemet förbättras. Det här reläet reagerar helt enkelt på variationen av fasvinkeln mellan både den aktiva och en referensström är känd som polariserande storhet.

Distansreläer

Detta avståndsrelä används för att skilja mellan normala driftförhållanden och ett fel och skiljer även på fel inom ett visst område och inom en annan del av systemet. Avståndsrelädriften är otillräcklig för ett visst område av impedansupptagningsvärden. Detta relä plockar upp när impedansmätningen är låg eller ekvivalent med det föredragna impedansvärdet.

I det här reläet är parametrarna som spänning och ström balanserade från varandra och detta relä reagerar på spännings- och strömförhållandet som är överföringsledningens impedans från reläets plats mot den intressanta punkten. Denna impedans används för att bestämma avståndet genom en transmissionsledning, så det är känt som ett avståndsrelä. Dessa reläer finns i olika typer som reaktans-, mho- och impedansreläer.

Se den här länken för att veta mer om Distansrelä .

Pilotreläer

Pilotreläet används för att avgöra om ett fel finns inom eller utanför den skyddade ledningen. Om felet är internt mot den skyddade linjen, då alla brytare (CB) vid linjeterminalerna utlöses vid maximal hastighet. På liknande sätt, om felet är externt mot den skyddade ledningen, blockeras eller förhindras strömbrytarens utlösning. Det finns tre typer av pilotreläer tillgängliga tråd, kraftledningsbärare och mikrovågspilot som används för skyddsrelä.

Differentialreläer

Ett differentiellt skyddsrelä fungerar helt enkelt genom att kontrastera huvudskillnaden mellan ingående och utgående strömstyrka såväl som värden. Om skillnaden är över upptagningsvärdet kan systemet separeras och brytarkretsen (CB) utlöses.

Skyddsreläkrets

Skyddsreläet används för att upptäcka onormala förhållanden inom de elektriska kretsarna genom att konstant mäta de olika elektriska storheterna under normala såväl som felförhållanden. De elektriska storheter som kan variera i feltillstånd är; ström, spänning, fasvinkel & frekvens.

En typisk skyddsreläkrets visas som kan delas upp i tre delar som diskuteras nedan.

• Den första delen av kretsen är primärlindningen av en CT som också kallas en strömtransformator. Denna CT är ansluten till transmissionsledningen i serie som ska skyddas.
• Den andra delen inkluderar sekundärlindningen av strömtransformator , CB & reläets manöverspole.
• Den sista delen av kretsen är utlösningskretsen som kan vara antingen AC/DC. Så det inkluderar huvudsakligen en strömkälla, strömbrytarnas utlösningsspole och reläets stationära kontakter.

Arbetssätt

En gång en kortslutning vid 'F'-punkten på transmissionsledning inträffar, kommer strömflödet inom transmissionsledningen att öka till ett enormt värde. Så detta leder till att det flyter kraftig ström genom reläspolen och får skyddsreläet att fungera genom att helt enkelt stänga sina kontakter.

Följaktligen stänger den utlösningskretsen för CB och gör att CB öppnar och separerar det felaktiga segmentet från systemet. Så på detta sätt säkerställer detta skyddsrelä säkerheten för kretsens utrustning från att gå sönder och systemets typiska funktion.

Skyddsreläkoder

I design av elektriska kraftsystem indikerar ANSI-koderna vilka funktioner en skyddsenhet stöder som ett relä/strömbrytare. Dessa enheter skyddar helt enkelt såväl elektriska system som komponenter från skador när ett elektriskt fel inträffar. ANSI-koder är mycket användbara för att identifiera mellanspänningsbaserade mikroprocessoranordning funktioner. Skyddsreläets ANSI-koder listas nedan.

Skydd av nuvarande funktioner

Skyddet av aktuella funktioner med koder listas nedan.

ANSI 50/51 indikerar fas över ström.
ANSI 50N/51N (eller) 50G/51G indikerar ett jordfel.
ANSI 50BF indikerar brytarfel.
ANSI 46 indikerar en obalanserad eller negativ sekvens.
ANSI 49 RMS indikerar termisk överbelastning.

Riktningsströmskydd

Skydd av riktningsström med koder listas nedan.

ANSI 67 indikerar den riktade fasöverströmmen.
ANSI 67N/67NC indikerar ett riktningsjordfel.

Riktningseffektskyddsfunktioner

Skyddet av riktningseffekt med koder listas nedan.

ANSI 32P indikerar riktad aktiv övereffekt.
ANSI 320/40 indikerar riktad reaktiv övereffekt.

Maskinskyddsfunktioner

Maskinskyddsfunktionen med koder listas nedan.

ANSI 37 indikerar fasunderström.
ANSI 48/51LR/14 indikerar en låst rotor eller extrem starttid.
ANSI 66 indikerar starter per timme.
ANSI 50V/51V indikerar spänning/begränsad överström.
ANSI 26/63 indikerar Buchholz/termostat.
ANSI 38/49T indikerar övervakning av temperatur.

Spänningsskyddsfunktioner

Spänningsskyddsfunktionen med koder listas nedan.

ANSI 27D indikerar en positiv sekvens under spänning.
ANSI 27R indikerar att de förblir under spänning.
ANSI 27 indikerar underspänning.
ANSI 59 indikerar överspänning.
ANSI 59N indikerar förskjutning av nollspänning.
ANSI 47 indikerar en överspänning i negativ sekvens.

Skyddsfunktioner för frekvens

Skyddsfunktionerna för frekvensen med koder listas nedan.

ANSI 81H indikerar överfrekvens.
ANSI 81L indikerar underfrekvens.
ANSI 81R indikerar frekvensförändring.
ANSI 81R indikerar frekvensförändring.

Test av skyddsrelä

I nuvarande kraftsystem spelar skyddsreläer en nyckelroll så deras tillförlitliga funktion måste alltid kontrolleras. Så dessa reläer bör testas under sin livscykel. Dessutom krävs relätestning på normal basis för att säkerställa att rätt drift upprätthålls. Om testningen av skyddsreläet inte utförs väl på en regelbunden basis, kan elektriska fel uppstå och orsaka skador på utrustning och skada på arbetare.

Det finns tre typer av skyddsrelätester som utförs bänktestning, idrifttagningstestning och underhållstestning som diskuteras nedan.

Bänktestning

Detta test utförs för att testa reläet på egen hand & att det är lika med designen. Detta undviker att både mer kostsamma och tidskrävande problem uppstår i senare skeden inom ett projekt.

Idrifttagningsprovning

När elsystemet har konstruerats innebär idrifttagning av skyddsreläet att det större systemet fungerar som förväntat. Så, till exempel, när skyddsreläet är anslutet till ställverket, bör det fungera som förväntat och svara på förreglingar och andra replikerade förhållanden. I framtiden kommer reläets funktion att ha verifierats.

Underhållstestning

När väl underhållstestning har utförts antas hela designändamålet, men skyddsreläets beteende bör verifieras för underdrift. Bortsett från särskilda fel, kan detta relä inte märka förändringar i egenskaperna hos ett system som nätverksbelastningar som ändras över tiden. Så dessa långsiktiga förändringar kan kräva att skyddsreläet omprogrammeras för att säkerställa att den beräknade driften bibehålls.

När man testar skyddsreläet finns det många parametrar som måste testas ofta baserat på typen av test som reläets visuella inspektion, anslutningsdelar, öppning och stängning av strömbrytare (CB), skyddsfunktioner, logiska funktioner, binärt skyddsrelä och analoga in- och utgångar, Primär injektion, Isolationsresistanstestning & sekundär injektionstestning.

Fördelar & nackdelar

De fördelarna med ett skyddsrelä inkluderar följande.

• Detta relä övervakar olika parametrar kontinuerligt som ström, spänning, effekt och frekvens.
• Det förbättrar systemets stabilitet genom isolering av defekt sektion
• Detta relä rensar felet på nolltid, så det minskar skadan.
• Detta relä upptäcker fel och felaktiga sektioner i systemet.
• Det minskar brandrisken.
• Det ger elektrisk säkerhet och skyddar en person under arbetet med systemet.
• Det förbättrar systemets prestanda, stabilitet och tillförlitlighet.
• Driften av dessa reläer är mycket snabb och även mycket snabb att återställa.
• Dessa kan användas i både nätaggregat som AC & DC.
• Dessa reläer fungerar helt enkelt på millisekunder och resultatet är omedelbart.
• Dessa är de mest pålitliga, robusta, kompakta och mycket enkla.
• Det är tillämpligt inom olika områden.

De nackdelar med ett skyddsrelä inkluderar följande.

• Ett skyddsrelä kan inte undvika fel i ett kraftsystem, så detta relä tillbringar mer tid i kraftsystemets övervakning.
• Den behöver periodiskt underhåll samt testning, inte statiska reläer.
• Funktionen av detta relä kan helt enkelt påverkas på grund av komponentens åldrande, föroreningar och damm som resulterar i falska snubblar.
• Dessa reläer ger säkerhet och konsekvens som krävs för att fungera med förtroende.

Ansökningar

De tillämpningar av ett skyddsrela y inkluderar följande.

• Ett skyddsrelä används för att tjäna elskydd.
• Skyddsreläet upptäcker ett problem under dess tidiga skede och minskar eller eliminerar skador på utrustningen avsevärt.
• Denna reläenhet är huvudsakligen utformad för att lösa ut en CB (strömbrytare) när ett fel upptäcks.
• Detta relä fungerar som en detekteringsenhet, så det upptäcker felen, känner till sin position och slutligen ger det utlösningssignalen till strömbrytaren
• Detta är en ställverksenhet som används för att upptäcka felen och startar strömbrytaren för att separera det felaktiga elementet från systemet.
• Dessa är mycket användbara i högspännings- och medelspänningsskydd och överströms- till komplexa avståndsskydd.

Vilka är nyckelfunktionerna för skyddsreläer?

Huvudfunktionerna hos skyddsreläer är;

• Den upptäcker förekomsten av ett fel.
• Den upptäcker felplatsen.
• Den upptäcker förekomsten av feltyp.
• Den stänger utlösningskretsen och driver CB (strömbrytare) för att separera det felaktiga systemet.

Vilken typ av skyddsrelä används i en induktionsmotor?

MPR eller motorskyddsrelä används för att skydda högspänningsinduktionsmotorn.

Vilka är de väsentliga delarna av ett skyddsrelä?

De väsentliga delarna av ett skyddsrelä inkluderar huvudsakligen ett avkänningselement, jämförelseelement och kontrollelement.

Vad används skyddsreläer till?

Ett skyddsrelä används för att upptäcka felaktig utrustning och övervakar ström och spänning med CT och PT.

Vilka typer av reläer används för 3-fasskydd?

Ett 3-fas spänningskontrollrelä används i trefasskydd.

Detta är alltså en översikt över ett skyddsrelä – arbeta med applikationer. För att manövrera skyddsreläet på ett tillfredsställande sätt måste det ha dessa egenskaper som hastighet, selektivitet, tillförlitlighet, enkelhet, känslighet, ekonomi etc. Här är en fråga till dig, vad är en effektbrytare?