ดิฟเฟอเรนเชียลรีเลย์ : วงจร การทำงาน ประเภท และการใช้งาน

ก รีเลย์ เป็นสวิตซ์ชนิดหนึ่งที่ใช้เปิดหรือปิดอุปกรณ์ที่ใช้กระแสสูงและแรงสูงโดยใช้สัญญาณ รีเลย์ถูกจำแนกออกเป็นประเภทต่างๆ เช่น แลทช์ชิ่ง รีด โซลิดสเตต ยานยนต์ ไทม์เมอร์ดีเลย์ ดิฟเฟอเรนเชียลรีเลย์ เป็นต้น ในการป้องกันระบบไฟฟ้า ต่างๆ ประเภทของรีเลย์ ถูกนำมาใช้ แต่ในหมู่พวกเขา รีเลย์ที่ใช้บ่อยมากเพื่อป้องกันหม้อแปลง เช่นเดียวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากความผิดพลาดของท้องถิ่น เป็นรีเลย์แบบดิฟเฟอเรนเชียล รีเลย์นี้ตอบสนองอย่างมากต่อความผิดพลาดที่เกิดขึ้นในเขตป้องกัน อย่างไรก็ตาม รีเลย์นี้จะตอบสนองน้อยกว่าต่อความผิดพลาดที่เกิดขึ้นนอกเขตป้องกัน บทความนี้ให้ข้อมูลสั้น ๆ เกี่ยวกับก รีเลย์ที่แตกต่างกัน - การทำงานกับแอพพลิเคชั่น

ดิฟเฟอเรนเชียลรีเลย์คืออะไร?

รีเลย์ซึ่งทำงานเมื่อความแตกต่างของเฟสเซอร์สำหรับปริมาณไฟฟ้าที่เท่ากันอย่างน้อยสองค่าหรือสูงกว่านั้นเกินค่าคงที่เรียกว่ารีเลย์แบบดิฟเฟอเรนเชียล โดยทั่วไป รีเลย์ส่วนใหญ่จะทำงานเมื่อปริมาณใดๆ เกินกว่าค่าคงที่ อย่างไรก็ตาม รีเลย์นี้ทำงานตามความแตกต่างระหว่างปริมาณไฟฟ้าที่เท่ากันตั้งแต่สองปริมาณขึ้นไป

หน้าที่ของดิฟเฟอเรนเชียลรีเลย์คือการให้การป้องกันแบบเลือกรับที่มีความเร็วสูง ละเอียดอ่อน และเป็นธรรมชาติ รีเลย์เหล่านี้จะไม่ให้ความปลอดภัยแก่ความผิดพลาดในการพันขดลวดแบบเลี้ยวต่อเลี้ยวภายในเครื่องจักรและหม้อแปลง เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากความผิดพลาดเหล่านั้นมีจำนวนเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย ซึ่งอยู่ภายใต้ความไวในการรับของรีเลย์

หลักการทำงานของดิฟเฟอเรนเชียลรีเลย์

ดิฟเฟอเรนเชียลรีเลย์ทำงานบนหลักการของการเปรียบเทียบระหว่างมุมเฟสและปริมาณไฟฟ้าที่เท่ากันตั้งแต่สองตัวขึ้นไป การเปรียบเทียบปริมาณไฟฟ้าทั้งสองนี้ภายในวงจรด้วยดิฟเฟอเรนเชียลรีเลย์นั้นง่ายมากในการใช้งานและมีผลในเชิงบวก

ตัวอย่างเช่น เมื่อเปรียบเทียบกับกระแสเข้าและกระแสออกในสาย ถ้ากระแสมากผ่านสายป้องกันเมื่อเทียบกับกระแสที่ออกจากกระแส กระแสเพิ่มเติมจะต้องจ่ายภายในฟอลต์ ดังนั้นความแตกต่างระหว่างปริมาณไฟฟ้าทั้งสองจึงสามารถควบคุมรีเลย์เพื่อแยกวงจรได้

ในสภาวะการทำงานปกติ กระแสเข้าและออกจะเท่ากันในเฟสและขนาด ดังนั้นรีเลย์จะไม่ทำงาน อย่างไรก็ตาม หากเกิดความผิดปกติใดๆ ขึ้นภายในระบบ การไหลของกระแสเหล่านี้จะไม่เทียบเท่าในเฟสและขนาดอีกต่อไป

รีเลย์ชนิดนี้ใช้ในลักษณะที่ความแตกต่างระหว่างกระแสไฟเข้าและออกตลอดขดลวดการทำงานของรีเลย์ ดังนั้น ขดลวดรีเลย์สามารถกระตุ้นในสภาวะความผิดปกติได้เนื่องจากปริมาณกระแสที่หลากหลาย ดังนั้นรีเลย์นี้จึงทำหน้าที่และเปิด เบรกเกอร์ สำหรับการสะดุดวงจร

ในข้างต้น วงจรดิฟเฟอเรนเชียลรีเลย์ มีหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าสองตัวที่เชื่อมต่อกับหน้าใด ๆ ของหม้อแปลงไฟฟ้า เช่น CT หนึ่งตัวต่อที่ด้านปฐมภูมิ และอีกตัวต่อที่ด้านทุติยภูมิของ PT ( หม้อแปลงไฟฟ้า ). รีเลย์นี้เปรียบเทียบการไหลของกระแสทั้งสองด้าน หากกระแสของวงจรไม่สมดุล รีเลย์นี้มีแนวโน้มที่จะทำงาน รีเลย์เหล่านี้สามารถเป็นดิฟเฟอเรนเชียลปัจจุบัน สมดุลแรงดัน และรีเลย์ดิฟเฟอเรนเชียลแบบเอนเอียง

ประเภทของดิฟเฟอเรนเชียลรีเลย์

รีเลย์เหล่านี้ถูกจำแนกออกเป็นสามประเภทคือ ดิฟเฟอเรนเชียลปัจจุบัน สมดุลแรงดัน และรีเลย์ดิฟเฟอเรนเชียลแบบเปอร์เซ็นต์หรือรีเลย์ลำแสงไบแอส

รีเลย์ส่วนต่างดุลปัจจุบัน

รีเลย์แบบดิฟเฟอเรนเชียลนี้ทำงานเมื่อใดก็ตามที่เกิดข้อผิดพลาดในพื้นที่ที่มีการป้องกัน จากนั้นจะมีการเปลี่ยนแปลงของกระแสเข้าและออกของพื้นที่นั้น ดังนั้นโดยการเปรียบเทียบกระแสเหล่านี้ในเฟสหรือขนาดหรือทั้งสองอย่าง เราสามารถตรวจพบความผิดปกติภายในพื้นที่ที่ได้รับการป้องกัน หากความแตกต่างมีค่ามากกว่าค่าคงที่ รีเลย์นี้จะเปรียบเทียบกระแสทั้งสองและส่งสัญญาณทริปไปยัง CB (เบรกเกอร์) การเชื่อมต่อวงจรป้องกันรีเลย์ส่วนต่างสำหรับสภาวะปกติหรือความผิดปกติภายนอก & ระหว่างความผิดปกติภายในจะแสดงในรูปต่อไปนี้

CT สองตัวในวงจรด้านบนถูกใช้ที่ปลายทุกส่วนเพื่อป้องกัน ในระหว่าง CT ทั้งสอง คอยล์รีเลย์จะเชื่อมต่อง่ายๆ ที่ตำแหน่งศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน เพื่อไม่ให้กระแสไหลผ่านคอยล์รีเลย์ในสภาวะปกติ เพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานผิดพลาดของรีเลย์

ในสภาวะความผิดปกติภายนอกและปกติจากวงจรด้านบน การไหลของกระแสที่เคลื่อนเข้าสู่บริเวณที่มีการป้องกันจะเทียบเท่ากับการไหลของกระแสที่ไหลออกจากบริเวณที่มีการป้องกัน (I1 – I2 = 0) ดังนั้นจะไม่มีการไหลของกระแสตลอดคอยล์รีเลย์ ดังนั้นจึงยังคงให้บริการไม่ได้

ในทำนองเดียวกัน ในกรณีฟอลต์ภายในจากรูปด้านบน การไหลของกระแสในพื้นที่ป้องกันจะแตกต่างจากการไหลของกระแสที่ปล่อยไว้ (I1 – I2 ≠ 0) ดังนั้นความแตกต่างของการไหลของกระแสเหล่านี้จึงเรียกว่ากระแสหมุนเวียนซึ่งถูกป้อนไปยังขดลวดการทำงานของรีเลย์และรีเลย์จะทำงานหากแรงบิดในการทำงานสูงกว่าเมื่อเทียบกับแรงบิดในการยับยั้ง

รีเลย์ดิฟเฟอเรนเชียลสมดุลแรงดัน

CT สองตัวในรีเลย์ดิฟเฟอเรนเชียลบาลานซ์แรงดันนั้นเชื่อมต่อกันง่ายๆ ที่ด้านใดก็ได้ขององค์ประกอบที่จะได้รับการป้องกัน นั่นคือขดลวดกระแสสลับ ซึ่งแสดงในรูปด้านบน รีเลย์ประเภทนี้จะเปรียบเทียบแรงดันสองแรงดันในเฟสหรือขนาดหรือทั้งสองอย่าง & มันจะตัดวงจรรีเลย์หากความแตกต่างนั้นเกินค่าที่ตั้งไว้

ขดลวดปฐมภูมิของ CT มีอัตราส่วนกระแสที่คล้ายกันซึ่งเชื่อมต่อกับสายนำร่องเป็นอนุกรม สายเหล่านี้เชื่อมต่อเสมอโดยเพียงแค่ต่อปลายวงจรสองด้านดังที่แสดงในรูปด้านบน & ขดลวดทุติยภูมิ CTs เชื่อมต่อกับคอยล์ปฏิบัติการของรีเลย์

ในวงจรรีเลย์ข้างต้น การไหลของกระแสในขดลวดหลักของ CT จะเหมือนกันในสภาวะการทำงานปกติ ดังนั้นเมื่อกระแสไหลเท่ากัน แรงดันภายในขดลวดทุติยภูมิก็จะเท่ากัน ดังนั้นจึงไม่มีการไหลของกระแสในขดลวดการทำงานของรีเลย์

ในทำนองเดียวกันในสภาวะที่ผิดพลาด ความแตกต่างของเฟสเซอร์จะมีอยู่ภายในกระแสของขดลวดปฐมภูมิ ดังนั้นจึงมีความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดที่สอง ตอนนี้ความแตกต่างของเฟสเซอร์จะมีอยู่ในแรงดันไฟฟ้าของขดลวดทุติยภูมิซึ่งป้อนให้กับขดลวดปฏิบัติการของรีเลย์และเชื่อมต่อกับขดลวดทุติยภูมิเป็นอนุกรม ด้วยเหตุนี้การไหลของกระแสจะอยู่ที่นั่นตลอดการทำงานของคอยล์ของรีเลย์

เปอร์เซ็นต์ความแตกต่างของรีเลย์

แผนผังไดอะแกรมของรีเลย์ส่วนต่างเปอร์เซ็นต์แสดงอยู่ด้านล่างซึ่งเรียกอีกอย่างว่า a รีเลย์ลำแสงลำเอียง .

การจัดเรียงแผนผังของเปอร์เซ็นต์หรือรีเลย์ส่วนต่างแบบเอนเอียงแสดงอยู่ด้านล่าง วงจรนี้ประกอบด้วยขดลวดสองส่วนใหญ่เช่นการยับยั้งและขดลวดปฏิบัติการ ที่นี่ คอยล์ควบคุมจะเชื่อมต่อกับจุดกึ่งกลางของคอยล์ควบคุม

ที่นี่ ขดลวดควบคุมจะสร้างแรงบิดในการทำงานเพื่อให้รีเลย์ทำงาน ในขณะที่ขดลวดควบคุมจะสร้างแรงไบอัสหรือแรงบิดในการยับยั้ง ซึ่งค่อนข้างจะตรงกันข้ามกับแรงบิดในการทำงาน
รีเลย์นี้ทำงานด้วยกระแสดิฟเฟอเรนเชียลที่ไหลไปทั่วบริเวณที่มีการป้องกัน เมื่อใดก็ตามที่ไม่มีข้อผิดพลาดภายในพื้นที่ป้องกันหรือมีข้อผิดพลาดนอกพื้นที่คุ้มครอง แรงบิดในการยับยั้งจะสูงกว่าเมื่อเทียบกับแรงบิดในการทำงาน ดังนั้นสิ่งนี้จะทำให้วงจรการเดินทางเปิดขึ้นและทำให้รีเลย์ไม่ทำงาน

อย่างไรก็ตาม หากเกิดข้อผิดพลาดภายในพื้นที่ที่มีการป้องกัน แรงบิดในการทำงานจะสูงขึ้นเมื่อเทียบกับแรงบิดที่ยับยั้ง ด้วยเหตุนี้ ลำแสงจึงปิดวงจรตัดวงจรเพื่อเริ่มต้นสัญญาณตัดผ่านรีเลย์ไปยัง CB หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์

ในวงจรสมมูลข้างต้น กระแสดิฟเฟอเรนเชียลภายในคอยล์ปฏิบัติการคือ i2 – i1 ในขณะที่คอยล์ควบคุมคือ i1 + i2/2 เนื่องจากการเชื่อมต่อตรงกลางของคอยล์ทำงาน

ดังนั้นอัตราส่วนของ i2 – i1 (กระแสการทำงานที่ต่างกัน) ต่อ (i1 + i2)/2 (กระแสไฟฟ้าที่ยับยั้ง) จึงมีเปอร์เซ็นต์คงที่เสมอ ดังนั้นรีเลย์นี้จึงเรียกว่า เปอร์เซ็นต์ความแตกต่างของรีเลย์ . ในการใช้งานรีเลย์นี้ กระแสดิฟเฟอเรนเชียลควรสูงกว่าเมื่อเทียบกับเปอร์เซ็นต์คงที่นี้

ข้อดี

ข้อดีของดิฟเฟอเรนเชียลรีเลย์มีดังต่อไปนี้

• การจัดการสัญญาณดิจิตอลเป็นไปได้อย่างสมบูรณ์ด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ 16 บิต
• นี่คือการป้องกันที่สำคัญที่สุดในระบบไฟฟ้า
• ความแม่นยำในการวัดสูงในทุกช่วงของการตั้งค่าเนื่องจากวิธีการแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอลแบบ 16 บิตที่แม่นยำ
• สิ่งเหล่านี้สามารถปรับให้เข้ากับระบบเตือนภัยและสถานีย่อยที่แตกต่างกันได้อย่างง่ายดาย
• รีเลย์เหล่านี้ตอบสนองได้ดีเพราะไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างความผิดพลาดเล็กน้อยและภาระหนักได้
• รีเลย์เหล่านี้หลีกเลี่ยงการทำงานผิดปกติภายในเครือข่าย

ข้อเสีย

ข้อเสียของดิฟเฟอเรนเชียลรีเลย์มีดังต่อไปนี้

• ความแม่นยำของรีเลย์ดิฟเฟอเรนเชียลในปัจจุบันในการไหลของกระแสหนักจะได้รับผลกระทบเนื่องจากความจุของสายเคเบิลนำร่อง
• เดอะ หม้อแปลงกระแส ในรีเลย์นี้ไม่สามารถมีลักษณะหรือพิกัดที่คล้ายกันได้เนื่องจากอิมพีแดนซ์ของสายนำสัญญาณและข้อผิดพลาดในการก่อสร้าง ดังนั้นสิ่งนี้ทำให้รีเลย์ทำงานไม่ถูกต้อง
• การสร้างรีเลย์ประเภทสมดุลแรงดันไฟฟ้ามีความซับซ้อนเพื่อให้ได้ความสมดุลที่สมบูรณ์แบบระหว่าง CT
• การป้องกันของรีเลย์นี้สามารถใช้กับสายที่สั้นกว่าได้อย่างมีประสิทธิภาพ

แอพพลิเคชั่น

การใช้งานของดิฟเฟอเรนเชียลรีเลย์มีดังต่อไปนี้

• รีเลย์นี้ใช้บ่อยมากในการปกป้องเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าจากความผิดพลาดเฉพาะที่
• โดยปกติรีเลย์เหล่านี้ใช้เป็นหลักในการปกป้องอุปกรณ์จากความผิดพลาดภายใน ดังนั้นการป้องกันราคา Merz เป็นรีเลย์ประเภทหนึ่งที่ใช้เพื่อป้องกันสเตเตอร์ของกระแสสลับที่คดเคี้ยวจากความผิดพลาดภายใน
• รีเลย์ชนิดนี้ป้องกันขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้า
• สิ่งเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการปกป้องสิ่งของที่มีขนาดกะทัดรัดและรวมถึงอุปกรณ์ระบบไฟฟ้า เช่น บัสบาร์, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, เครื่องปฏิกรณ์, สายส่ง, หม้อแปลง, เครื่องป้อน ฯลฯ

ดังนั้น นี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับภาพรวมของดิฟเฟอเรนเชียล รีเลย์ – ทำงาน ด้วยแอพพลิเคชั่น ดิฟเฟอเรนเชียลรีเลย์ควรมีปริมาณไฟฟ้าใกล้เคียงกันอย่างน้อยสองหรือสูงกว่า ปริมาณเหล่านี้ควรรวมถึงการกระจัดเฟสสำหรับการทำงานของรีเลย์ นี่คือคำถามสำหรับคุณ อะไรคือหน้าที่ของรีเลย์?