Distanza relè sono gli elementi di protezione della distanza più importanti, che dipendono dalla distanza del punto sorgente / alimentatore e dal punto in cui si verifica il guasto. Il principio di questi relè differisce da una forma di protezione ad altre perché le sue prestazioni dipendono dal rapporto tra tensione e corrente. Si dice che siano relè a doppio attuatore perché una bobina è eccitata dalla tensione e l'altra bobina è eccitata dalla corrente. Questo tipo di relè è più ampiamente utilizzato dove è necessaria la protezione dai guasti, la protezione di backup nelle linee di trasmissione e distribuzione ad alta velocità e anche quando il relè di sovracorrente è molto lento. Questo articolo aiuta a conoscere in dettaglio il relè a distanza e i suoi tipi.
Cos'è il relè a distanza?
Il relè di distanza è anche indicato come relè di impedenza o elemento di protezione della distanza o dispositivo controllato in tensione . Il suo funzionamento dipende principalmente dalla distanza tra le impedenze dei punti in cui si verifica il guasto e dove è installato il relè (punto di alimentazione). Il relè viene attivato quando il rapporto tra tensione e corrente è impostato su un valore predeterminato o inferiore al relè. Questo tipo di relè viene utilizzato per la protezione di backup, la protezione dai guasti, la protezione di fase e la protezione principale delle linee di trasmissione e distribuzione. Il schema relè a distanza è mostrato sotto .
Il design del relè di distanza è un semplice relè di sovracorrente. Di seguito è riportato il diagramma del relè a distanza con le caratteristiche di tensione e corrente. La linea tratteggiata nel diagramma sottostante rappresenta la condizione operativa a un'impedenza costante del punto o della linea.
Teoria dei relè a distanza
Il relè di distanza è un elemento di protezione della distanza progettato per misurare il punto difettoso. Il funzionamento di questo relè dipende dal valore dell'impedenza. Fa scattare l'interruttore e chiude i contatti quando l'impedenza del punto guasto è inferiore a impedenza del relè. La tensione e la corrente che fluiscono attraverso il PT e il CT sono continuamente monitorate dal relè e inizia a funzionare solo quando il rapporto tra tensione e corrente (valore di impedenza) è inferiore al valore di impedenza predeterminato del relè.
Principio del relè a distanza
Il principio di funzionamento del relè a distanza è molto semplice e si basa sul rapporto tra tensione e corrente, ovvero impedenza. Questo relè contiene un trasformatore di potenziale per fornire tensione e trasformatore di corrente per l'elemento di corrente, che è collegato in serie con l'intero circuito. La corrente secondaria del TA produce la coppia di deflessione mentre il potenziale trasformatore produce la coppia di ripristino. Come sappiamo, il suo funzionamento dipende dal rapporto tra tensione e corrente, ovvero il rapporto tra il valore di impedenza, noto anche come relè di impedenza.
Il relè a distanza inizia a funzionare solo quando il rapporto tra tensione e corrente, il che significa che l'impedenza è inferiore al valore di impedenza predeterminato del relè. Poiché l'impedenza della linea di trasmissione è direttamente proporzionale alla sua lunghezza, il relè inizia a funzionare se si verifica un guasto entro la lunghezza della linea di trasmissione o una distanza predeterminata.
Come funziona il relè a distanza?
Il funzionamento del relè a distanza è spiegato in due condizioni come condizione normale e condizione di guasto.
Condizione normale: Si dice che sia una condizione operativa perché la tensione di linea o la coppia di ripristino è superiore alla corrente o alla coppia di deflessione.
Dalla figura sopra, possiamo osservare che l'impedenza o il relè di distanza è posto sulla linea di trasmissione tra i punti AB Considerare che l'impedenza della linea è Z in condizione di funzionamento. Il relè a distanza inizia a funzionare solo quando l'impedenza della linea è inferiore all'impedenza Z del relè
Condizione difettosa: In questa condizione, esiste la possibilità che si verifichi un guasto sulla linea di trasmissione quando l'entità della corrente supera la tensione (inferiore). Ciò significa che la corrente sulla linea è inversamente proporzionale all'impedenza del relè. Quindi il relè inizia a funzionare in questa condizione perché l'impedenza sulla linea diminuisce e inferiore al valore di impedenza predeterminato.
Se si è verificato un guasto F1 sulla linea AB, l'impedenza della linea viene ridotta al di sotto del valore predeterminato del relè e si mette in funzione inviando il comando di intervento all'interruttore. I contatti del relè sarebbero aperti se il guasto fosse raggiunto oltre lo stato positivo.
Tipi di relè a distanza
Poiché il relè a distanza dipende dal rapporto tra i valori di tensione e corrente, sono classificati in 3 tipi. Sono
Relè di impedenza
Questo tipo di relè dipende dall'impedenza Z idonea per la protezione da guasto di fase della linea di trasmissione di moderata lunghezza
Relè di reattanza
Questo tipo di relè dipende dal valore di reattanza X adatto alla protezione da guasto a terra della linea.
Ingresso o staffetta MHO
Questo tipo di relè dipende dal valore dell'ammettenza Y adatto per la protezione dai guasti di fase di lunghe linee di trasmissione, utilizzato dove si verificano forti sbalzi di tensione e anche di misure di distanza.
Se si verifica un guasto, il relè di distanza inizia a funzionare in base ai valori di impedenza o ammettenza o reattanza.
Relè a distanza definita
Questo tipo di relè inizia a funzionare quando il valore della reattanza o dell'ammettenza è inferiore a un valore di impedenza predeterminato del relè. Questi sono relè di tipo impedenza, reattanza, ammettenza o mho.
Relè a distanza temporale
Il funzionamento di questo tipo di relè dipende dal valore dell'impedenza. Ciò significa che il suo funzionamento dipende dalla distanza tra il guasto e il punto del relè. Funziona in modo più efficiente e prima quando il guasto è più vicino al punto di relè. Questi sono sottoposti a relè di tipo impedenza, reattanza o mho.
Test del relè a distanza e sua procedura
Il test del relè a distanza è necessario per controllare le impostazioni del relè di protezione, la configurazione del relè, l'installazione, il test e la messa in servizio dell'intero dispositivo per la protezione
Poiché i relè di distanza sono utilizzati per la protezione universale da cortocircuito, le sue condizioni operative dipendono dalla misurazione delle grandezze elettriche come tensione e corrente, dalla valutazione del valore di impedenza per guasto, che è proporzionale alla distanza tra il relè e il punto di guasto si verifica.
Verificare che tutte le 3 zone del relè di protezione siano impostate correttamente.
La zona 1 è impostata per la modalità di intervento istantaneo in direzione di marcia avanti
La zona 2 è impostata per l'eccesso di portata con un ritardo (singolo) in avanti
La zona 3 è impostata per il superamento con ritardo nella modalità doppia per la direzione inversa.
Assicurarsi che il tipo di sistema di alimentazione utilizzato per la linea di trasmissione 400kV del modello trifase e due carichi (3 carichi resistivi con due 9kV) funzionino a 400V
Assicurarsi che tutte le restanti modalità operative di protezione siano disattivate durante il test di qualsiasi modalità di protezione.
Verificare che tutti i collegamenti di TP, CT e collegamenti della linea di trasmissione siano collegati correttamente
Caratteristiche del relè a distanza
Di seguito sono riportate le caratteristiche del relè a distanza nella condizione di funzionamento. La corrente che fluisce attraverso il TA è presa sull'asse X e la tensione fornita dal PT è presa sull'asse Y.
Se l'impedenza della linea di trasmissione è maggiore dell'impedenza del relè in condizione di guasto, la coppia positiva viene prodotta al di sopra della linea caratteristica di funzionamento. Allo stesso modo, se l'impedenza della linea è inferiore all'impedenza del relè in condizione di guasto, viene prodotta la coppia negativa.
Caratteristiche operative del relè di distanza
Inoltre, le caratteristiche di funzionamento del relè a distanza possono essere spiegate utilizzando il piano R-X. Sia il raggio del cerchio l'impedenza della linea.
X è l'angolo di fase e R è la posizione del vettore.
Caratteristiche di funzionamento sul piano R-X
Nella regione positiva, l'impedenza della linea sarà inferiore al raggio del cerchio. Nella regione negativa, l'impedenza della linea sarà maggiore del raggio del cerchio. Da queste caratteristiche operative, possiamo concludere che questi tipi di relè sono adatti per linee di trasmissione ad alta velocità e si dice che siano relè ad alta velocità.
Esempio
SIPROTEC 7SA522 è un esempio di relè a distanza, che è un tipo moderno di relè. Viene utilizzato per ottenere una protezione della distanza a tutto schema e svolge tutte le funzioni necessarie per proteggere la linea elettrica. Di seguito è riportato lo schema unifilare di questo tipo di relè.
Esempio di relè a distanza
Dalla figura sopra,
21 / 21N è la protezione a distanza
FL è il localizzatore di guasti
50N / 51N, 67N è la protezione da guasto a terra direzionale
50/51/67 è per la protezione di backup da sovracorrente
50 STUB è uno stadio di sovracorrente stub-bus
68 / 68T rappresenta l'oscillazione di potenza (rilevamento o intervento)
85/21 è per la protezione a distanza della teleprotezione27WI è per la protezione dell'alimentazione debole
85 / 67N è per il teletrasporto per la protezione da guasto a terra
50HS è per la protezione dell'interruttore
50BF è guasto al freno
59/27 è per la protezione da sovratensioni
810 / U è sopra / sotto la protezione
25 è il controllo della sincronizzazione
79 è richiudibile automaticamente
74TC è il circuito di scatto
86 indica il comando di blocco
Vantaggi
Il vantaggi del relè a distanza i relè di sovracorrente sono riportati di seguito
- Sostituisce la protezione delle linee di trasmissione da sovracorrente
- Fornisce protezione molto velocemente
- Il coordinamento e l'applicazione sono molto semplici
- Disponibile con impostazioni permanenti e non è necessario regolare nuovamente le impostazioni
- Effetto di una generazione di livelli di guasto, l'ampiezza della corrente di guasto è inferiore
- Consente un rivestimento ad alto carico
Svantaggi
Il svantaggi del relè a distanza o il relè di impedenza sono mostrati di seguito
- Poiché opera su entrambi i lati dei difetti di una linea, si dice che non sia direzionale.
- Non riesce a riconoscere i difetti interni ed esterni di una linea
- La resistenza dell'arco di una linea di guasto influisce sulla funzione del relè di distanza. Poiché esiste un arco quando il guasto si verifica in qualsiasi punto.
- Gli sbalzi di potenza influiscono sulle prestazioni del relè a distanza perché l'area coperta dal cerchio sui lati del piano R-X è ampia
- La capacità di misurazione della resistenza ai guasti è limitata.
Applicazioni
Il applicazioni di relè a distanza siamo
- Questi sono i più usati per proteggere linee di trasmissione e linee di distribuzione su tensioni CA elevate
- Fornisce una protezione di backup delle tensioni CA contro i numerosi guasti nelle linee di distribuzione e trasmissione trifase, fase per fase e fase-terra.
- I relè statici di distanza sono ampiamente utilizzati perché forniscono protezione a distanza per tutti i tipi di guasti di linea nelle linee di trasmissione (corta, media, lunga e principale).
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