منحنی های حفاظت، رله اضافه جریان یکی از ساده‌ترین و مقرون به صرفه ترین انواع حفاظتی است که برای فیدرهای سیستم قدرت، ترانسفورماتورها، ژنراتورها و موتورها استفاده می‌شود. از زمان ظهور عناصر ساده الکترومکانیکی، تا کاربردهای پیشرفته ریزپردازنده که در رله‌های مدرن استفاده می‌شوند، حفاظت از جریان اضافه برای قرن‌ها در قلب سیستم قدرت بوده است.
ویژگی‌های رله‌های اضافه جریان بر اساس زمان‌های عملیاتی است که معمولاً توسط منحنی زمان در برابر جریان کنترل می‌شود. سه نوع اصلی رله اضافه جریان وجود دارد:
- لحظه‌ای
- وابسته به زمان (زمان معین یا معکوس)
- مختلط (زمان معین یا معکوس)
زمان کار رله‌های لحظه‌ای معمولا کمتر از 3 سیکل است. این رله‌ها بدون تأخیر زمانی عمدی کار می‌کنند، بنابراین به آنها واحدهای لحظه‌ای می‌گویند. جریان پیکاپ قابل تنظیم است و مهندس برنامه می‌تواند تنظیمات مختلفی را از طیف گسترده‌ای انتخاب کند.
رله‌های حفاظتی وابسته به زمان همانطور که از نامش پیداست با تاخیر زمانی عمدی کار می‌کنند. حداقل جریانی که رله در آن کار می‌کند (جریان دریافتی) و زمان قبل از خطا هر دو قابل تنظیم هستند.
در مجموع پنج نوع رله وابسته به زمان وجود دارد که به دو دسته تقسیم می‌شوند: زمان معین و زمان معکوس.
رله‌های حفاظتی زمان معین با تاخیر زمانی عمدی کار می‌کنند و همراه با سطح پیکاپ فعلی قابل تنظیم هستند. اگرچه این رله‌ها قابل تنظیم هستند، اما تأخیر زمانی آنها لزوماً به مقدار جریان بستگی ندارد.
رله‌های حفاظتی زمان معکوس بسته به بزرگی جریان، معمولاً با مشخصه معکوس، زمان کارکرد دارند (زمان عملکرد رله با بزرگ‌تر شدن جریان کوچک‌تر است). این رله‌ها همچنین دارای دو تنظیم هستند: جریان پیک آپ و نوع منحنی.
در رله‌های الکترومکانیکی، منحنی با استفاده از یک صفحه تنظیم می‌شود، به همین دلیل است که این تنظیم به عنوان «تنظیم شماره‌گیری زمان» یا TDS شناخته می‌شود. در برخی از رله‌ها، به جای تنظیم Time Dial از Time Dial Multiplier استفاده می‌شود اما عملکرد آنها مشابه است.
TOC & IDMT
زمان معکوس بیش از جریان همچنین به عنوان زمان بیش از جریان (TOC) یا معکوس زمان معین حداقل (IDMT) شناخته می‌شود که نشان می‌دهد زمان تردد رله با جریان خطا اعمال شده متناسب است.
زمان خطای یک منحنی معکوس از پارامترهای زیر محاسبه می شود:
- منحنی سفر. از مجموعه استاندارد منحنی های IEC و IEEE انتخاب شده است.
- جریان دریافت رله (A). نقطه تنظیم دریافت جریان الکتریکی در رله است.
- جریان خطا (A). جریان خطای اتصال کوتاه مورد انتظار I.
- تنظیم TMS یا TD. تنظیم ضریب زمان IEC (TMS). شماره گیری زمان IEEE (TD).
درجات منحنی های حفاظت معکوس اضافه جریان
مدت زمانی که طول می‌کشد تا رله حفاظتی خاموش شود بسته به شیب منحنی متفاوت است، این منحنی‌ها حفاظت می‌توانند توسط مهندسان برای هماهنگی با سایر دستگاه‌های حفاظتی بالادست برای انتخاب پذیری و پشتیبان استفاده شوند. طبق استانداردهای آمریکا، پنج نوع مختلف رله اضافه جریان زمانی وجود دارد.
منحنی های مشخصه زمان-جریان آنها عبارتند از:
- حداقل قطعی (CO-6)
- نسبتا معکوس (CO-7)
- معکوس (CO-8)
- بسیار معکوس (CO-9)
- بسیار معکوس (CO-11)
هنگامی که بر روی نمودار ترسیم می‌شود، ویژگی‌های مختلف بین هر منحنی آشکار می‌شود. هرچه شکل منحنی معکوس‌تر باشد، تفاوت در زمان خطا بیشتر است.
تغییر شکل منحنی های حفاظت معکوس EM به معنای جایگزینی کل واحد است که می‌تواند بسیار گران باشد و منجر به تجهیزات اضافی شود.
رله‌های حفاظتی دیجیتال مدرن قابل برنامه‌ریزی هستند و بنابراین اشکال منحنی را می‌توان به راحتی بدون نیاز به تعویض تغییر داد.
منحنی های زمان معکوس چگونه محاسبه می شوند؟
هر منحنی حفاظت رله استاندارد شده زمان سفر خود را از معادلات IEEE C37.112 یا IEC 60255 محاسبه می کند.
معادله IEEE C37.112-1996 برای زمان خطا
که در این رابطه:
- A = ضریب زمان برای خطای بیش از حد جریان
- I = جریان واقعی
- Is = تنظیم پیکاپ رله
- p = توان برای زمان معکوس
- B = ضریب تایمر برای خطای بیش از حد جریان
توجه: IEEE C37.112-1996 ضرایبی را در معادله منحنی استاندارد خود مشخص نمی‌کند و بنابراین منحنی هر سازنده مشابه است. گاهی اوقات از TDM (Time Dial Multiplier) به جای TD (Time Dial) استفاده می‌شود. رابطه آنها به شکل زیر است:
TDM = TD / 7
معادله IEC 60255 برای زمان خطا
بدون دیدگاه