Protective Relay : Paggana, Mga Uri, Circuit at Mga Aplikasyon Nito

Isang electrically operated switch tulad ng a relay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagkontrol ng isang de-koryenteng circuit sa pamamagitan ng isang independiyenteng signal na may mababang kapangyarihan, kung hindi man ay ginagamit kung saan ang isang bilang ng mga circuit ay dapat na kontrolin sa pamamagitan ng iisang signal. Una, ang mga relay ay ginamit bilang mga signal repeater sa loob ng malalayong telegraph circuit at pagkatapos noon, malawakang ginagamit sa mga unang computer at palitan ng telepono upang makamit ang mga lohikal na operasyon. Mayroong iba't ibang uri ng mga relay na magagamit at ang bawat uri ay ginagamit batay sa kinakailangan. Kaya tinatalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang-ideya ng isang proteksiyon na relay o relay ng proteksyon – nagtatrabaho sa mga aplikasyon.

Ano ang isang Protective Relay?

Ang kahulugan ng proteksiyon na relay ay; a switchgear device na ginagamit upang makita ang mga pagkakamali at simulan ang circuit breaker operasyon upang paghiwalayin ang may sira na elemento ng system. Ang mga relay na ito ay mga self-contained at compact na device na nakakatuklas ng mga abnormal na kondisyon na nagaganap sa loob ng mga de-koryenteng circuit sa pamamagitan ng patuloy na pagsukat ng mga de-koryenteng dami na hindi magkatulad sa fault at normal na mga kondisyon. Sa mga kundisyon ng fault, ang mga dami ng kuryente ay maaaring magbago tulad ng kasalukuyang, boltahe, anggulo ng phase at dalas. Ang diagram ng proteksiyon na relay ay ipinapakita sa ibaba.

Prinsipyo sa Paggawa ng Proteksiyon na Relay

Ginagamit ang protective relay para protektahan ang device kapag natukoy ang fault sa loob ng isang system. Kapag natukoy ang fault, makikita ang lokasyon ng fault at pagkatapos ay ibibigay ang tripping signal sa circuit breaker o CB. Gumagana ang mga relay na ito sa dalawang prinsipyo tulad ng electromagnetic attraction at electromagnetic induction.

Gumagana lang ang electromagnetic attraction relay sa parehong mga supply tulad ng AC at DC at inaakit nito ang coil patungo sa mga electromagnet pole. Ang mga ganitong uri ng relay ay agad na gumagana at hindi ito naaantala habang ang Electromagnetic induction relay ay gumagana lamang sa AC supply at ginagamit nito ang induction motor upang makabuo ng torque. Kaya't ang mga ito ay regular na ginagamit tulad ng mga direksiyon na relay upang protektahan ang power system at gayundin sa high-speed-based switching operation na mga application.

Mga Uri ng Proteksiyon na Relay

Available ang mga proteksiyon na relay sa iba't ibang uri na ginagamit batay sa mga kinakailangan.

Mga Overcurrent Relay

Ang mga overcurrent relay ay nagpapatakbo sa pamamagitan ng kasalukuyang. Ang mga overcurrent na relay ay maaaring kumilos sa pamamagitan ng kasalukuyang. Ang relay na ito ay may kasamang pick-up value at ang relay na ito ay nag-a-activate kapag ang pagsukat at dami ng kasalukuyang ay lumampas sa pick-up na halaga.

Available ang mga relay na ito sa dalawang uri ng instantaneous at mga uri ng time-delay kung saan ang dalawang relay na ito ay kadalasang ibinibigay sa loob ng iisang lalagyan. Ang dalawang ito ay isinaaktibo ng isang katulad na kasalukuyang; ngunit, ang kanilang mga hiwalay na halaga ng pickup ay maaaring hiwalay na isaayos sa pamamagitan ng pagbabago sa mga setting ng pag-tap sa loob ng input.

Ang mga overcurrent relay ay hindi mahal, kaya ginagamit ito sa mga low-voltage na circuit at gayundin sa mga partikular na high-voltage system application. Ang pangunahing kawalan ng relay na ito ay, maaari rin nitong piliin ang pagbabagu-bago ng kasalukuyang pati na rin ang mga pagkakamali sa loob ng kalapit na mga zone.

Mga Electromechanical Relay

Ang mga electromechanical relay ay ang pinakamaagang relay ngunit ginagamit nila sa maraming lugar hanggang ngayon. Gumagana lamang ang relay na ito gamit ang isang magnetic field na nabuo ng isang electromagnetic coil kapag may ibinigay na control signal dito. Binabago ng relay na ito ang mga boltahe at agos sa mga electric, magnetic forces at torque na tumutulak laban sa mga spring strain sa loob ng relay. Ang spring strain at taps sa mga electromagnetic coils sa loob ng relay ay ang mga pangunahing proseso kung saan ang isang user ay nagtatakda ng relay. Mangyaring sumangguni sa link na ito upang malaman ang higit pa tungkol sa isang Electromechanical Relay .

Mga Directional Relay

Ang mga relay na ito ay isinaaktibo ng daloy ng kasalukuyang sa isang tiyak na direksyon. Maaari itong makakita ng pagkakaiba-iba sa pagitan ng kasalukuyang kumikilos at reference. Ginagamit ang relay na ito kasama ng ilang iba pang relay tulad ng over current relay upang mapabuti ang kapasidad at selectivity ng protective relay system. Ang relay na ito ay tumutugon lamang sa pagkakaiba-iba ng anggulo ng phase sa pagitan ng parehong actuating at isang reference na kasalukuyang ay kilala bilang ang polarizing na dami.

Mga Relay ng Distansya

Ang distance relay na ito ay ginagamit upang makilala sa pagitan ng mga normal na kondisyon ng operating at isang fault at nag-iiba din ng mga fault sa loob ng isang partikular na lugar at sa loob ng ibang elemento ng system. Ang operasyon ng relay ng distansya ay hindi sapat sa isang partikular na hanay ng mga halaga ng impedance pickup. Ang relay na ito ay kukuha kapag ang pagsukat ng impedance ay mababa o katumbas ng ginustong halaga ng impedance ng pickup.

Sa relay na ito, ang mga parameter tulad ng boltahe at kasalukuyang ay balanse mula sa isa't isa at ang relay na ito ay tumutugon sa boltahe at kasalukuyang ratio na siyang impedance ng linya ng paghahatid mula sa lokasyon ng relay patungo sa punto ng interes. Ang impedance na ito ay ginagamit upang matukoy ang distansya sa pamamagitan ng isang transmission line, kaya ito ay kilala bilang isang distance relay. Ang mga relay na ito ay magagamit sa iba't ibang uri tulad ng reactance, mho at impedance relay.

Mangyaring sumangguni sa link na ito upang malaman ang higit pa tungkol sa Distance Relay .

Mga Pilot Relay

Ang pilot relay ay ginagamit upang matukoy kung ang isang fault ay nasa loob o labas ng protektadong linya. Kung ang kasalanan ay panloob patungo sa protektadong linya, kung gayon ang lahat ng mga circuit breaker (CB) sa mga terminal ng linya ay na-trip sa pinakamataas na bilis. Katulad nito, kung ang fault ay nasa labas patungo sa protektadong linya, ang circuit breaker tripping ay naharang o pinipigilan. May tatlong uri ng pilot relay na available na wire, power line carrier at microwave pilot na ginagamit para sa protective relaying.

Mga Differential Relay

Gumagana lamang ang isang differential protective relay sa pamamagitan ng pag-iiba ng pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng pagpasok at pag-alis ng kasalukuyang magnitude pati na rin ang mga halaga. Kung ang pagkakaiba ay higit sa halaga ng pickup, maaaring paghiwalayin ang system at ma-trigger ang breaker circuit (CB).

Proteksiyon na Relay Circuit

Ang proteksiyon na relay ay ginagamit upang makita ang mga abnormal na kondisyon sa loob ng mga de-koryenteng circuit sa pamamagitan ng pagsukat ng iba't ibang dami ng kuryente na patuloy sa ilalim ng normal pati na rin ang mga kundisyon ng fault. Ang mga de-koryenteng dami na maaaring mag-iba sa mga kondisyon ng pagkakamali ay; kasalukuyang, boltahe, anggulo ng bahagi at dalas.

Ang isang tipikal na proteksiyon na relay circuit ay ipinapakita na maaaring paghiwalayin sa tatlong bahagi na tinalakay sa ibaba.

• Ang unang bahagi ng circuit ay ang pangunahing paikot-ikot ng isang CT na tinatawag ding kasalukuyang transpormer. Ang CT na ito ay konektado sa linya ng paghahatid sa serye upang maprotektahan.
• Kasama sa ikalawang bahagi ang pangalawang paikot-ikot ng kasalukuyang transpormer , CB at ang operating coil ng relay.
• Ang huling bahagi ng circuit ay ang tripping circuit na maaaring AC/DC. Kaya pangunahin nitong kasama ang pinagmumulan ng power supply, ang circuit breakers trip coil at ang mga nakatigil na contact ng relay.

Nagtatrabaho

Sa sandaling isang short circuit sa 'F' point sa linya ng paghahatid nangyayari, pagkatapos ay ang daloy ng kasalukuyang sa loob ng linya ng paghahatid ay tataas sa isang napakalaking halaga. Kaya nagiging sanhi ito ng pag-agos ng mabigat na kasalukuyang sa buong relay coil at ginagawa ang protective relay function sa pamamagitan lamang ng pagsasara ng mga contact nito.

Dahil dito, isinasara nito ang trip circuit ng CB at ginagawang bukas ang CB at pinaghihiwalay ang may sira na segment mula sa system. Kaya sa paraang ito, tinitiyak ng protective relay na ito ang seguridad ng kagamitan ng circuit mula sa pagkasira at tipikal na paggana ng system.

Mga Code ng Proteksyon sa Relay

Sa disenyo ng electrical power system, ipinapahiwatig ng mga ANSI code kung ano ang mga feature na sinusuportahan ng protective device tulad ng relay/circuit breaker. Pinoprotektahan lang ng mga device na ito ang mga electrical system pati na rin ang mga bahagi mula sa pinsala kapag nagkaroon ng electrical fault. Ang mga ANSI code ay lubhang kapaki-pakinabang sa pagtukoy ng medium voltage-based aparatong microprocessor mga function. Ang proteksyon relay ANSI code ay nakalista sa ibaba.

Proteksyon ng Kasalukuyang Mga Pag-andar

Ang proteksyon ng mga kasalukuyang function na may mga code ay nakalista sa ibaba.

Ang ANSI 50/51 ay nagpapahiwatig ng phase over current.
Ang ANSI 50N/51N (o) 50G/51G ay nagpapahiwatig ng earth fault.
Ang ANSI 50BF ay nagpapahiwatig ng pagkabigo ng breaker.
Ang ANSI 46 ay nagpapahiwatig ng hindi balanse o negatibong pagkakasunod-sunod.
Ang ANSI 49 RMS ay nagpapahiwatig ng thermal overload.

Direksyon sa Kasalukuyang Proteksyon

Ang proteksyon ng directional current na may mga code ay nakalista sa ibaba.

Ang ANSI 67 ay nagpapahiwatig ng direksyon na bahagi ng over-current.
Ang ANSI 67N/67NC ay nagpapahiwatig ng isang directional earth fault.

Mga Pag-andar na Proteksyon ng Direksyon sa Power

Ang proteksyon ng direksyon ng kapangyarihan na may mga code ay nakalista sa ibaba.

Ang ANSI 32P ay nagpapahiwatig ng direksyon na aktibo sa kapangyarihan.
Ang ANSI 320/40 ay nagpapahiwatig ng direksiyon na reaktibo sa kapangyarihan.

Mga Pag-andar sa Proteksyon ng Machine

Ang function ng proteksyon ng makina na may mga code ay nakalista sa ibaba.

Ang ANSI 37 ay nagpapahiwatig ng phase undercurrent.
Ang ANSI 48/51LR/14 ay nagpapahiwatig ng naka-lock na rotor o matinding oras ng pagsisimula.
Ang ANSI 66 ay nagpapahiwatig ng mga pagsisimula bawat oras.
Ang ANSI 50V/51V ay nagpapahiwatig ng boltahe/ pinigilan sa kasalukuyang.
Ang ANSI 26/63 ay nagpapahiwatig ng Buchholz/thermostat.
Ang ANSI 38/49T ay nagpapahiwatig ng pagsubaybay sa temperatura.

Mga Function ng Proteksyon ng Boltahe

Ang function na proteksyon ng boltahe na may mga code ay nakalista sa ibaba.

Ang ANSI 27D ay nagpapahiwatig ng isang positibong pagkakasunod-sunod sa ilalim ng boltahe.
Ang ANSI 27R ay nagpapahiwatig na nananatili sila sa ilalim ng boltahe.
Ang ANSI 27 ay nagpapahiwatig sa ilalim ng boltahe.
Ang ANSI 59 ay nagpapahiwatig ng overvoltage.
Ang ANSI 59N ay nagpapahiwatig ng pag-aalis ng neutral na boltahe.
Ang ANSI 47 ay nagpapahiwatig ng negatibong sequence na overvoltage.

Mga Pag-andar ng Proteksyon ng Dalas

Ang mga function ng proteksyon ng dalas na may mga code ay nakalista sa ibaba.

Ang ANSI 81H ay nagpapahiwatig ng sobrang dalas.
Ang ANSI 81L ay nagpapahiwatig sa ilalim ng dalas.
Ang ANSI 81R ay nagpapahiwatig ng pagbabago sa rate ng dalas.
Ang ANSI 81R ay nagpapahiwatig ng pagbabago sa rate ng dalas.

Pagsubok sa Proteksyon ng Relay

Sa kasalukuyang mga sistema ng kuryente, ang mga relay ng proteksyon ay gumaganap ng isang mahalagang papel upang ang kanilang maaasahang operasyon ay kailangang suriin sa lahat ng oras. Kaya, ang mga relay na ito ay dapat na masuri sa panahon ng kanilang ikot ng buhay. Bukod pa rito, kinakailangan ang pagsusuri ng relay sa isang normal na batayan upang matiyak na napanatili ang tamang operasyon. Kung ang pagsubok ng proteksyon relay ay hindi ginagampanan nang maayos sa isang regular na batayan, maaaring magkaroon ng mga electrical fault at magdulot ng pagkasira at pinsala ng kagamitan sa mga manggagawa.

May tatlong uri ng mga pagsubok sa proteksyon ng relay na isinasagawa sa bench testing, commissioning testing, at maintenance testing na tinatalakay sa ibaba.

Bench Testing

Isinasagawa ang pagsubok na ito upang subukan ang relay sa sarili nitong at na ito ay katumbas ng disenyo. Iniiwasan nito ang mas magastos pati na rin ang mga problemang umuubos ng oras na mangyari sa mga susunod na yugto sa loob ng isang proyekto.

Pagsusulit sa Commissioning

Kapag ang de-koryenteng sistema ay idinisenyo, ang pagkomisyon ng proteksiyon na relay ay kinabibilangan ng pagsuri sa mas malaking sistema na gumagana gaya ng inaasahan. Kaya, halimbawa, kapag nakakonekta na ang protective relay sa switchgear, dapat itong gumana gaya ng inaasahan, at tumugon sa mga interlock at iba pang mga kinokopyang kundisyon. Sa hinaharap, mapapatunayan na ang paggana ng relay.

Pagsusuri sa Pagpapanatili

Sa sandaling maisagawa ang pagsusuri sa pagpapanatili, ang buong layunin ng disenyo ay ipinapalagay, gayunpaman, ang pag-uugali ng proteksiyon na relay ay dapat na ma-verify para sa mas mababang operasyon. Bukod sa mga partikular na pagkabigo, hindi mapapansin ng relay na ito ang mga pagbabago sa loob ng mga katangian ng isang system tulad ng mga network load na binago sa paglipas ng panahon. Kaya't ang mga pangmatagalang pagbabagong ito ay maaaring mangailangan ng proteksyon relay na i-reprogram upang matiyak na ang tinantyang operasyon ay napanatili.

Habang nagsasagawa ng pagsubok sa proteksyon relay mayroong maraming mga parameter na kailangang masuri nang madalas batay sa uri ng pagsubok tulad ng visual na inspeksyon ng relay, mga bahagi ng koneksyon, pagbubukas at pagsasara ng circuit breaker (CB), mga function ng proteksyon, mga function ng logic, binary ng proteksiyon na relay & analog input at output, Pangunahing iniksyon, Pagsubok sa paglaban sa pagkakabukod at pagsusuri sa pangalawang iniksyon.

Mga Kalamangan at Kahinaan

Ang mga pakinabang ng isang proteksyon relay isama ang mga sumusunod.

• Ang relay na ito ay patuloy na sinusubaybayan ang iba't ibang mga parameter tulad ng kasalukuyang, boltahe, kapangyarihan at dalas.
• Pinapabuti nito ang katatagan ng system sa pamamagitan ng paghihiwalay ng may sira na seksyon
• Ang relay na ito ay nag-aalis ng error sa ilang sandali, kaya binabawasan nito ang pinsala.
• Nakikita ng relay na ito ang mga pagkabigo at may sira na mga seksyon sa system.
• Binabawasan nito ang panganib ng sunog.
• Nagbibigay ito ng seguridad sa kuryente at pinoprotektahan ang isang tao habang nagtatrabaho sa system.
• Pinapabuti nito ang pagganap, katatagan at pagiging maaasahan ng system.
• Ang operasyon ng mga relay na ito ay napakabilis at napakabilis ding i-reset.
• Ang mga ito ay maaaring magamit sa parehong mga power supply tulad ng AC at DC.
• Gumagana lang ang mga relay na ito sa mga millisecond at instant ang kinalabasan.
• Ito ang pinaka-maaasahan, matatag, compact at napakasimple.
• Naaangkop ito sa iba't ibang larangan.

Ang disadvantages ng isang proteksyon relay isama ang mga sumusunod.

• Ang isang proteksiyon na relay ay hindi maiiwasan ang mga pagkakamali sa loob ng isang power system, kaya, ang relay na ito ay gumugugol ng mas maraming oras sa pagsubaybay sa power system.
• Nangangailangan ito ng pana-panahong pagpapanatili pati na rin ang pagsubok ng hindi mga static na relay.
• Ang operasyon ng relay na ito ay maaaring maapektuhan lamang dahil sa pagtanda, polusyon, at alikabok ng bahagi na nagreresulta sa mga maling biyahe.
• Ang mga relay na ito ay nagbibigay ng seguridad at pagkakapare-pareho na kinakailangan upang gumana nang may kumpiyansa.

Mga aplikasyon

Ang mga aplikasyon ng isang proteksyon rela y isama ang mga sumusunod.

• Ang isang proteksyon relay ay ginagamit sa paghahatid ng elektrikal na proteksyon.
• Nakikita ng proteksyon relay ang isang problema sa maagang yugto nito at makabuluhang binabawasan o inaalis ang pinsala sa kagamitan.
• Ang relay device na ito ay pangunahing idinisenyo upang i-trip ang isang CB (circuit breaker) kapag may napansing sira.
• Gumagana ang relay na ito tulad ng isang detecting device, kaya natutukoy nito ang mga fault, alam ang posisyon nito at sa wakas ay nagbibigay ito ng tripping signal sa circuit breaker
• Ito ay isang switchgear device na ginagamit upang makita ang mga pagkakamali at simulan ang pagpapatakbo ng circuit breaker upang paghiwalayin ang may sira na elemento mula sa system.
• Ang mga ito ay lubhang nakakatulong sa mataas na boltahe at katamtamang boltahe na proteksyon at overcurrent sa kumplikadong proteksyon sa distansya.

Ano ang mga Pangunahing tungkulin ng Mga Proteksiyon na Relay?

Ang mga pangunahing pag-andar ng mga proteksiyon na relay ay;

• Nakikita nito ang pagkakaroon ng isang fault.
• Nakikita nito ang lokasyon ng pagkakamali.
• Nakikita nito ang pagkakaroon ng uri ng kasalanan.
• Isinasara nito ang trip circuit at pinapagana ang CB (circuit breaker) upang paghiwalayin ang sira na sistema.

Anong uri ng protective relay ang ginagamit sa isang induction motor?

Ang MPR o motor protection relay ay ginagamit para sa pagprotekta sa high-voltage induction motor.

Ano ang mga mahahalagang elemento ng isang protective relay?

Pangunahing kasama sa mahahalagang elemento ng protective relay ang sensing element, comparison element, at control element.

Ano ang ginagamit ng mga protective relay?

Ginagamit ang protective relay para makita ang mga sira na kagamitan at sinusubaybayan ang kasalukuyang at boltahe gamit ang mga CT at PT.

Ano ang mga uri ng mga relay na ginagamit para sa 3-phase na proteksyon?

Ang isang 3-phase voltage control relay ay ginagamit sa tatlong-phase na proteksyon.

Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng isang proteksiyon na relay – nagtatrabaho sa mga aplikasyon. Upang mapatakbo ang protective relay nang kasiya-siya, dapat itong magkaroon ng mga katangiang ito tulad ng bilis, selectivity, pagiging maaasahan, pagiging simple, sensitivity, ekonomiya, atbp. Narito ang isang tanong para sa iyo, ano ang isang circuit breaker?