Relè di protezione differenziale

Definizione: Il relè il cui funzionamento dipende dalla differenza di fase di due o più grandezze elettriche è noto come relè di protezione differenziale. Funziona sul principio del confronto tra l'angolo di fase e la grandezza delle stesse grandezze elettriche.

Per esempio: Considerare il confronto tra la corrente in ingresso e in uscita della linea di trasmissione. Se l'entità della corrente di ingresso della linea di trasmissione è superiore a quella della corrente di uscita, significa che la corrente addizionale scorre attraverso di essa a causa dell'errore. La differenza di corrente può far funzionare il relè di protezione differenziale.

Di seguito sono riportate le condizioni essenziali per il funzionamento del relè di protezione differenziale.

• La rete in cui il relè deve utilizzare due o più quantità elettriche simili.
• Le quantità hanno lo sfasamento di circa 180º.

Il relè di protezione differenziale viene utilizzato perprotezione del generatore, trasformatore, alimentatore, grande motore, sbarre collettrici, ecc. Di seguito viene riportata la classificazione del relè di protezione differenziale.

• Relè differenziale attuale
• Relè differenziale di tensione
• Relè differenziale polarizzato o percentuale
• Relè differenziale di bilanciamento di tensione

Relè differenziale attuale

Un relè che rileva e opera la differenza di fase tra la corrente che entra nell'impianto elettrico e la corrente che lascia l'impianto elettrico è chiamata relè differenziale di corrente. Una disposizione di relè di massima corrente collegata per funzionare come un relè differenziale è mostrata nella figura seguente.

Viene mostrata la disposizione del relè di massima correntenella figura sottostante. La linea tratteggiata mostra la sezione che viene utilizzata per essere protetta. Il trasformatore di corrente è posizionato su entrambe le estremità della zona di protezione. Il secondario dei trasformatori è collegato in serie con l'aiuto del filo pilota. In tal modo, la corrente induce nei flussi CT nella stessa direzione. La bobina operativa del relè è collegata sul secondario dei TA.

Nella normale condizione operativa, la magnitudinedi corrente nel secondario dei CT rimane lo stesso. La corrente zero scorre attraverso la bobina operativa. Al verificarsi del guasto, la grandezza della corrente sul secondario dei TA diventa disuguale a causa della quale il relè inizia a funzionare.

Bobina differenziale polarizzata o percentuale

Questa è la forma più utilizzata di relè differenziale. La loro disposizione è identica a quella del relè differenziale attuale; l'unica differenza è che questo sistema consiste in una bobina di ritenuta aggiuntiva collegata ai fili pilota come mostrato nella figura seguente.

La bobina operativa si collega al centro delbobina di contenimento. Il rapporto della corrente nel trasformatore di corrente diventa sbilanciamento a causa della corrente di guasto. Questo problema è risolto dall'uso della bobina di ritenuta.

Relè differenziale polarizzato a induzione

Questo tipo di relè a induzione consiste in un disco che ruota liberamente tra gli elettromagneti. Ciascuno dell'elettromagnete è costituito dall'anello ombreggiato in rame. L'anello può muoversi dentro o fuori dall'elettromagnete. Il disco subisce una forza a causa del contenimento e dell'elemento operativo.

La coppia risultante sull'anello ombreggiato diventazero se la posizione dell'anello è bilanciata per entrambi gli elementi. Ma se l'anello si sposta verso il nucleo di ferro, le coppie non uguali agiscono sull'anello a causa della bobina di azionamento e di contenimento.

Relè differenziale di bilanciamento di tensione

Il relè differenziale attuale non è adattoper la protezione degli alimentatori. Per la protezione degli alimentatori, vengono utilizzati i relè differenziali di tensione. Il relè differenziale di tensione utilizza due posti del trasformatore di corrente simili attraverso la zona di protezione con l'aiuto del filo pilota.

I relè sono collegati in serie con ilsecondario del trasformatore di corrente. I relè sono collegati in modo tale che nessuna corrente lo attraversi nelle normali condizioni operative. Il relè differenziale del bilanciamento di tensione utilizza i TA del nucleo d'aria in cui le tensioni inducono la corrente.

Quando si verifica il guasto nella zona di protezione, illa corrente nei TA diventa sbilanciata a causa della quale la tensione nel secondario dei TA disturba. La corrente inizia a scorrere attraverso la bobina operativa. Pertanto, il relè inizia a funzionare e dà il comando all'interruttore di funzionare.