Un interruttore a comando elettrico come a staffetta svolge un ruolo chiave nel controllo di un circuito elettrico attraverso un segnale indipendente a bassa potenza, altrimenti utilizzato dove più circuiti devono essere controllati tramite il singolo segnale. In primo luogo, i relè sono stati utilizzati come ripetitori di segnale all'interno di circuiti telegrafici a lunga distanza e, successivamente, ampiamente utilizzati nei primi computer e centrali telefoniche per ottenere operazioni logiche. Sono disponibili diversi tipi di relè e ogni tipo viene utilizzato in base alle esigenze. Quindi questo articolo discute una panoramica di un relè di protezione o relè di protezione – lavorare con le applicazioni.
Che cos'è un relè di protezione?
Una definizione di relè di protezione è; un quadro dispositivo utilizzato per rilevare guasti e avviare il interruttore operazione per separare l'elemento difettoso del sistema. Questi relè sono dispositivi autonomi e compatti che rilevano condizioni anomale che si verificano all'interno dei circuiti elettrici misurando costantemente le quantità elettriche che sono dissimili in condizioni di guasto e normali. In condizioni di guasto, le grandezze elettriche possono variare come corrente, tensione, angolo di fase e frequenza. Lo schema del relè di protezione è mostrato di seguito.
Principio di funzionamento del relè di protezione
Un relè di protezione viene utilizzato per proteggere il dispositivo una volta rilevato il guasto all'interno di un sistema. Una volta rilevato il guasto, viene trovata la posizione del guasto e quindi fornisce il segnale di sgancio all'interruttore o all'interruttore automatico. Questi relè funzionano su due principi come l'attrazione elettromagnetica e l'induzione elettromagnetica.
Il relè di attrazione elettromagnetica funziona semplicemente su entrambe le alimentazioni come AC e DC e attira la bobina verso i poli dell'elettromagnete. Questi tipi di relè funzionano istantaneamente e non ritardano mentre il relè a induzione elettromagnetica funziona semplicemente solo con l'alimentazione CA e utilizza il motore a induzione per generare la coppia. Quindi questi vengono regolarmente utilizzati come relè direzionali per proteggere il sistema di alimentazione e anche in applicazioni di commutazione ad alta velocità.
Tipi di relè di protezione
I relè di protezione sono disponibili in diversi tipi che vengono utilizzati in base ai requisiti.
Relè di sovracorrente
I relè di sovracorrente funzionano attraverso la corrente. I relè di sovracorrente possono essere attivati attraverso la corrente. Questo relè include un valore di attivazione e questo relè si attiva quando la misura e la quantità di corrente superano tale valore di attivazione.
Questi relè sono disponibili in due tipi di tipo istantaneo e ritardato in cui questi due relè sono spesso forniti all'interno di un unico contenitore. Questi due sono attivati da una corrente simile; tuttavia, i loro valori di pickup separati possono essere regolati separatamente modificando le impostazioni del tocco all'interno dell'input.
I relè di sovracorrente non sono costosi, quindi utilizzati su circuiti a bassa tensione e anche in specifiche applicazioni di sistemi ad alta tensione. Lo svantaggio principale di questo relè è che può anche selezionare le fluttuazioni di corrente così come i guasti all'interno delle zone vicine.
Relè elettromeccanici
I relè elettromeccanici sono i primi relè, ma vengono utilizzati in molte aree ancora oggi. Questo relè funziona semplicemente utilizzando un campo magnetico generato da una bobina elettromagnetica una volta che gli viene fornito un segnale di controllo. Questo relè cambia le tensioni e le correnti in forze e coppie elettriche, magnetiche che spingono contro le sollecitazioni della molla all'interno del relè. La deformazione e i colpi della molla sulle bobine elettromagnetiche all'interno del relè sono i principali processi attraverso i quali un utente imposta un relè. Si prega di fare riferimento a questo link per saperne di più su un Relè elettromeccanico .
Relè Direzionali
Questi relè sono attivati dal flusso di corrente in una determinata direzione. Può rilevare una variazione tra la corrente di attuazione e di riferimento. Questo relè viene utilizzato in combinazione con altri relè come il relè di sovracorrente in modo da migliorare la capacità e la selettività del sistema di relè di protezione. Questo relè reagisce semplicemente alla variazione dell'angolo di fase tra la corrente di attuazione e una corrente di riferimento nota come quantità di polarizzazione.
Relè a distanza
Questo relè di distanza viene utilizzato per distinguere tra condizioni operative normali e un guasto e differenzia anche i guasti all'interno di una particolare area e all'interno di un diverso elemento del sistema. Il funzionamento del relè di distanza è inadeguato per un particolare intervallo di valori di rilevamento dell'impedenza. Questo relè si attiva quando la misurazione dell'impedenza è bassa o equivalente al valore di impedenza di pickup preferito.
In questo relè, i parametri come tensione e corrente sono bilanciati l'uno dall'altro e questo relè reagisce al rapporto di tensione e corrente che è l'impedenza della linea di trasmissione dalla posizione del relè verso il punto di interesse. Questa impedenza viene utilizzata per determinare la distanza attraverso una linea di trasmissione, quindi è noto come relè di distanza. Questi relè sono disponibili in diversi tipi come relè di reattanza, mho e impedenza.
Si prega di fare riferimento a questo link per saperne di più Relè a distanza .
Relè pilota
Il relè pilota viene utilizzato per determinare se un guasto è all'interno o all'esterno della linea protetta. Se il guasto è interno alla linea protetta, allora tutto il interruttori (CB) ai terminali di linea scattano alla massima velocità. Allo stesso modo, se il guasto è esterno verso la linea protetta, l'intervento dell'interruttore viene bloccato o impedito. Sono disponibili tre tipi di relè pilota a filo, portante di alimentazione e pilota a microonde che vengono utilizzati per il relè di protezione.
Relè differenziali
Un relè di protezione differenziale funziona semplicemente contrastando la differenza principale tra l'intensità della corrente in entrata e in uscita e i valori. Se la differenza è superiore al valore di attivazione, il sistema potrebbe essere separato e il circuito dell'interruttore (CB) verrà attivato.
Circuito relè di protezione
Il relè di protezione viene utilizzato per rilevare condizioni anomale all'interno dei circuiti elettrici misurando costantemente le diverse grandezze elettriche in condizioni normali e di guasto. Le grandezze elettriche che possono variare in condizioni di guasto sono; corrente, tensione, angolo di fase e frequenza.
Viene mostrato un tipico circuito di relè di protezione che può essere separato in tre parti discusse di seguito.
- La prima parte del circuito è l'avvolgimento primario di un TA che è anche chiamato trasformatore di corrente. Questo TA è collegato in serie con la linea di trasmissione da proteggere.
- La seconda parte comprende l'avvolgimento secondario del trasformatore di corrente , CB e la bobina di funzionamento del relè.
- La parte finale del circuito è il circuito di sgancio che può essere sia AC/DC. Quindi include principalmente una fonte di alimentazione, la bobina di sgancio degli interruttori automatici e i contatti fissi del relè.
Lavorando
Una volta un cortocircuito nel punto 'F' del linea di trasmissione si verifica, allora il flusso di corrente all'interno della linea di trasmissione aumenterà a un valore enorme. Quindi questo fa fluire una forte corrente attraverso la bobina del relè e fa funzionare il relè di protezione semplicemente chiudendo i suoi contatti.
Di conseguenza, chiude il circuito di scatto del CB e fa aprire il CB separando il segmento difettoso dal sistema. Quindi, in questo modo, questo relè di protezione garantisce la sicurezza dell'apparecchiatura del circuito dall'interruzione e dal funzionamento tipico del sistema.
Codici relè di protezione
Nella progettazione del sistema di alimentazione elettrica, i codici ANSI indicano quali caratteristiche supporta un dispositivo di protezione come un relè/interruttore automatico. Questi dispositivi proteggono semplicemente i sistemi elettrici e i componenti da lesioni una volta che si verifica un guasto elettrico. I codici ANSI sono molto utili per identificare quelli basati sulla media tensione dispositivo a microprocessore funzioni. I codici ANSI del relè di protezione sono elencati di seguito.
Protezione delle funzioni attuali
Di seguito è elencata la protezione delle funzioni correnti con codici.
ANSI 50/51 indica la sovracorrente di fase.
ANSI 50N/51N (o) 50G/51G indica un guasto a terra.
ANSI 50BF indica un guasto dell'interruttore.
ANSI 46 indica una sequenza sbilanciata o negativa.
ANSI 49 RMS indica sovraccarico termico.
Protezione della corrente direzionale
La protezione della corrente direzionale con codici è elencata di seguito.
ANSI 67 indica la sovracorrente di fase direzionale.
ANSI 67N/67NC indica un guasto a terra direzionale.
Funzioni di protezione dell'alimentazione direzionale
La protezione della potenza direzionale con codici è elencata di seguito.
ANSI 32P indica la potenza attiva direzionale.
ANSI 320/40 indica sovrapotenza reattiva direzionale.
Funzioni di protezione della macchina
Di seguito è elencata la funzione di protezione della macchina con codici.
ANSI 37 indica la sottocorrente di fase.
ANSI 48/51LR/14 indica un rotore bloccato o un tempo di avviamento estremo.
ANSI 66 indica avviamenti all'ora.
ANSI 50V/51V indica tensione/sovracorrente trattenuta.
ANSI 26/63 indica Buchholz/termostato.
ANSI 38/49T indica il monitoraggio della temperatura.
Funzioni di protezione dalla tensione
La funzione di protezione dalla tensione con codici è elencata di seguito.
ANSI 27D indica una sequenza positiva sotto tensione.
ANSI 27R indica che rimangono sotto tensione.
ANSI 27 indica sottotensione.
ANSI 59 indica sovratensione.
ANSI 59N indica lo spostamento della tensione neutra.
ANSI 47 indica una sovratensione di sequenza negativa.
Funzioni di protezione della frequenza
Di seguito sono elencate le funzioni di protezione della frequenza con codici.
ANSI 81H indica la frequenza eccessiva.
ANSI 81L indica sotto frequenza.
ANSI 81R indica la variazione del tasso di frequenza.
ANSI 81R indica la variazione del tasso di frequenza.
Test del relè di protezione
Negli attuali sistemi di alimentazione, i relè di protezione svolgono un ruolo chiave, quindi il loro funzionamento affidabile deve essere verificato in ogni momento. Quindi, questi relè dovrebbero essere testati durante il loro ciclo di vita. Inoltre, per assicurarsi che venga mantenuto il corretto funzionamento, è necessario eseguire un test dei relè su base normale. Se il test del relè di protezione non viene eseguito correttamente su base regolare, possono verificarsi guasti elettrici e causare danni alle apparecchiature e danni ai lavoratori.
Esistono tre tipi di test del relè di protezione che vengono eseguiti test al banco, test di messa in servizio e test di manutenzione che vengono discussi di seguito.
Test al banco
Questo test viene eseguito per testare il relè da solo e che sia uguale al design. Ciò evita che problemi più costosi e dispendiosi in termini di tempo si verifichino nelle fasi successive di un progetto.
Collaudo di messa in servizio
Una volta progettato l'impianto elettrico, la messa in servizio del relè di protezione comporta il controllo del funzionamento dell'impianto più grande come previsto. Quindi, ad esempio, una volta che il relè di protezione è collegato al quadro, dovrebbe funzionare come previsto e rispondere agli interblocchi e ad altre condizioni replicate. In futuro sarà verificata la funzione del relè.
Test di manutenzione
Una volta eseguiti i test di manutenzione, si presume l'intero scopo progettuale, tuttavia, il comportamento del relè di protezione deve essere verificato per il funzionamento al di sotto. A parte guasti particolari, questo relè non può notare cambiamenti nelle caratteristiche di un sistema come carichi di rete modificati nel tempo. Pertanto, queste modifiche a lungo termine potrebbero richiedere la riprogrammazione del relè di protezione per garantire il mantenimento del funzionamento stimato.
Durante il test del relè di protezione, ci sono molti parametri che devono essere testati frequentemente in base al tipo di test come l'ispezione visiva del relè, le parti di connessione, l'apertura e la chiusura dell'interruttore (CB), le funzioni di protezione, le funzioni logiche, il binario del relè di protezione e ingressi e uscite analogici, iniezione primaria, test di resistenza di isolamento e test di iniezione secondaria.
Vantaggi e svantaggi
Il vantaggi di un relè di protezione include il seguente.
- Questo relè monitora continuamente diversi parametri come corrente, tensione, potenza e frequenza.
- Migliora la stabilità del sistema attraverso l'isolamento della sezione difettosa
- Questo relè cancella l'errore in pochissimo tempo, quindi riduce i danni.
- Questo relè rileva guasti e sezioni difettose nel sistema.
- Riduce il rischio di incendio.
- Fornisce sicurezza elettrica e protegge una persona mentre lavora sul sistema.
- Migliora le prestazioni, la stabilità e l'affidabilità del sistema.
- Il funzionamento di questi relè è molto veloce e anche molto veloce da ripristinare.
- Questi possono essere utilizzati in entrambi gli alimentatori come AC e DC.
- Questi relè funzionano semplicemente in millisecondi e il risultato è istantaneo.
- Questi sono i più affidabili, robusti, compatti e molto semplici.
- È applicabile in diversi campi.
Il svantaggi di un relè di protezione include il seguente.
- Un relè di protezione non può evitare guasti all'interno di un sistema di alimentazione, quindi questo relè trascorre più tempo nel monitoraggio del sistema di alimentazione.
- Necessita di manutenzione periodica e di collaudo dei relè non statici.
- Il funzionamento di questo relè può essere semplicemente influenzato a causa dell'invecchiamento, dell'inquinamento e della polvere del componente, che si traducono in falsi scatti.
- Questi relè forniscono sicurezza e coerenza necessarie per operare con sicurezza.
Applicazioni
Il applicazioni di una protezione rela y includono quanto segue.
- Un relè di protezione viene utilizzato per servire la protezione elettrica.
- Il relè di protezione rileva un problema durante la sua fase iniziale e riduce o elimina significativamente i danni alle apparecchiature.
- Questo dispositivo relè è progettato principalmente per far scattare un CB (interruttore automatico) una volta rilevato un guasto.
- Questo relè funziona come un dispositivo di rilevamento, quindi rileva i guasti, conosce la sua posizione e infine fornisce il segnale di intervento all'interruttore
- Questo è un dispositivo del quadro utilizzato per rilevare i guasti e avvia il funzionamento dell'interruttore per separare l'elemento difettoso dal sistema.
- Questi sono molto utili nella protezione ad alta e media tensione e nella protezione da sovracorrente a distanza complessa.
Quali sono le funzioni chiave dei relè di protezione?
Le funzioni principali dei relè di protezione sono;
- Rileva la presenza di un guasto.
- Rileva la posizione del guasto.
- Rileva la presenza del tipo di guasto.
- Chiude il circuito di scatto e aziona il CB (interruttore automatico) per separare il sistema difettoso.
Che tipo di relè di protezione viene utilizzato in un motore a induzione?
L'MPR o relè di protezione motore viene utilizzato per proteggere il motore a induzione ad alta tensione.
Quali sono gli elementi essenziali di un relè di protezione?
Gli elementi essenziali di un relè di protezione includono principalmente un elemento sensibile, un elemento di confronto e un elemento di controllo.
A cosa servono i relè di protezione?
Un relè di protezione viene utilizzato per rilevare apparecchiature difettose e monitora la corrente e la tensione con TA e PT.
Quali sono i tipi di relè utilizzati per la protezione trifase?
Nella protezione trifase viene utilizzato un relè di controllo della tensione trifase.
Così, questo è una panoramica di un relè di protezione – lavorare con le applicazioni. Per far funzionare il relè di protezione in modo soddisfacente, deve avere queste qualità come velocità, selettività, affidabilità, semplicità, sensibilità, economia, ecc. Ecco una domanda per te, cos'è un interruttore automatico?
