حفاظت ترانس “رله دیفرانسیل “Diffrantiol Protection
ايده اصلي اين حفاظت اين است كه جريان ورودي و خروجي را مقايسه مي كند . اگر با هم برابر بود اين حفاظت عمل نميكند ولي اگرخطايي اتفاق افتد اين حفاظت عمل خواهد كرد و آن را تشخيص مي دهد . روش آن به اين صورت كه مجموع جريان ورودي و خروجي در هنگام خطا صفر نمي شود در اين مواقع رله عمل مي كند و همه قسمتهاي تحت حفاظت خود را از مدار خارج مي كند. معمولا اين حفاظت براي مدارهاي كوتاه , باس بارها , خطهاي كوچك و ترانسفورماتورها استفاده مي شوند
رله دیفرانسیل یا حفاظت اصلی ترانسفورماتور، مقایسه جریان های طرفین آن به عهده داشته وعملکردآن ناشی از عوامل زیر می باشد:
1. اتصالی در داخل تراسفوماتور (نظیر اتصال فاز به بدنه،فازبه فاز،اتصال حلقه ویا اتصال بین سیم پیچ های اوله وثانویه).
2. اتصالی خارج از ترانسفورماتور بر اثر عوامل خارجی در محدوده حفاظت رله یعنی بینct های طرفین.
3. حالت های کاذب ناشی از اشکال در مدارات ct مربوطه.
رله دیفرانسیل دارای ویژگی قطع سریع ،دقت بالا و قدرت تشخیص و تفکیک عیوب واقع شده در محدوده بینct های دوطرف ترانسفوماتور قدرت می باشد.
لازم بذکر است رله های دیفرانسیل در جریانهای هجومی ترانسفورماتور،عمل نمی نماید ولی برای تشخیص فالت های واقع شده در محدودهct های دو طرف ترانسفورماتور قدرت همواره بهترین حفاظت، رله دیفرانسیل می باشد.
رله دیفرانسیل که مهمترین حفاظت ترانسفورماتور قدرت می باشد. زمانی عمل می کند که اتصالی به صورت ارت فالت یا حلقه یا دو فاز و یا به هرنحو دیگر در داخل ترانسفورماتور و یا خارج آن در محدوده ct های طرف فشارقوی و فشار ضعیف صورت گیرد و اگر درست محاسبه وتنظیم شده باشد نبایستی عملکرد کاذب داشته باشد و نحوه عملکرد آن به صورت تفاضلی است، بدین معنی که پس از برابرسازی وهم فاز سازی جریان دو طرف فشارضعیف وفشارقوی آن ها که اختلاف ناچیزی دارد، از قسمت عمل کننده رله عبور می کند که برای مواقع فالت خارج ازمحدوده دیفرانسیل، رله فوق به عمل نمیکند.
واحد هارمونيك گير رله ديفرانسيل چه كاري انجام مي دهد:
به هنگام جریان دادن ترانسفورماتور، در بطن جریان هجومی که از ترانسفورما تور کشیده می شود، هارمونیک های زوج بوجود می آید و انرژی این هارمونیک ها به اندازه ای است که به راحتی رله دیفرانسیل را تحریک و باعث عملکرد رله می گردند، در حالی که در این حالت باید ترانسفورماتور بتواند وارد مدار شده و از آن بار گرفته شود و لذا نیاز به تمهیدی است که رله دیفرانسیل، هارمونیک های زوج را درنظر نگیرد.
به همین منظور در هر رله دیفرانسیل واحدی به نام هارمونیک گیر تعبیه می شود تا به هنگام وصل ترانسفورماتور، در اثر هارمونیک های زوج تحریک شده و با باز کردن کنتاکتی که بر سر راه فرمان رله دیفرانسیل دارد، مانع از ارسال فرمان قطع آن شود. البته این ممانعت از ارسال فرمان قطع، موقتی بوده و لحظاتی بعد که از قدرت هارمونیک ها کاسته شد و واحد هارمونیک گیر از تحریک خارج گشت، کنتاکت فرعی واقع بر مسیر تریپ بسته می شود و شرایط برای فرمان رله دیفرانسیل نرمال می گردد.
رله ی حفاظت دیفرانسیل بر پایه ی جمع جبری جریان های ورودی و خروجی در محدوده ی حفاظت شده عمل می کند(البته رله های دیفرانسیل که بر اساس کمیت های ولتاژ نیز کار می کنند هم در سیستم وجود دارند). پویاترانس
در حالت عادی و نرمال شبکه,جریان ورودی به شبکه با جریان خروجی از آن برابر بوده و یا دارای نسبت مشخصی است.با توجه به مدار حفاظتی ثانویه و جهت جریان آن,در این حالت جریان ورودی به شاخه ی رله تفاضل جریان های نمونه برداری شده سمت اولیه و ثانویه سیستم بوده و برابر صفر و یا عدد کوچکی می شود.
تا هنگامی که جریان وارد شده به شاخه ی رله که بصورت تفاضل دو شاخه ی جریان می باشد,کمتر از حد تنظیم شده برای عملکرد رله باشد,سیستم شرایط نرمال داشته و لذا عمل نخواهد کرد و به محض بروز خطا و با از بین رفتن تعادل بین دو جریان به ترتیبی که متعاقبا در ادامه ی توضیح داده می شود,سیستم عمل خواهد کرد.
بطور کلی انواع سیستم های حفاظت دیفرانسیل به دو نوع زیر تقسیم بندی می شوند:
1-حفاظت دیفرانسیل جریان گردشی
2-حفاظت های دیفرانسیل تعادل ولتاژی
معمولا در شرایط خطا در صورتیکه نقطه ی اتصالی در محدوده ی حفاظت شده باشد,قسمتی از جریان ورودی به سیستم حفاظت شده به سمت نقطه ی اتصال جاری شده و عملا تعادل جریان های ورودی و خروجی سیستم که در حالت نرمال برقرار بوده است از بین می رود و این میزان اختلاف جریان از شاخه ی رله عبور نموده و باعث عملکرد آن می شود.معمولا از حفاظت دیفرانسیل به عنوان حفاظت اصلی (main) جهت حفاظت تجهیزات و بخش هایی از سیستم قدرت مانند ژنراتورها,ترانسفورماتورهای قدرت,راکتورها,کابل ها و خطوط کوتاه مهم,شینه ها و باسبار ها و موتور ها و … استفاده می شود.
همانطور که در ادامه توضیح داده خواهد شد,حفاظت دیفرانسیل می بایستی تنها به ازای خطاهای واقع در محدوده ی حفاظت شده عمل نموده و هرگونه خطای واقع شده در خارج از محدوده حفاظتی مانند اضافه بار,اتصال کوتاه های خارج از محدوده و… نباید باعث عملکرد سیستم حفاظت دیفرانسیل شود.
پس :عملكرد غلط رله هاي ديفرانسيل ناشي از جريان هجومي در ترانسفورماتورها :
جريان هجومي به دليل به اشباع رفتن هسته در زمان برق دار كردن ترانسفورماتور بوجود مي آيد.
ويژگي اصلي اين جريان داشتن مولفه DC بزرگ، داشتن هارمونيك هاي زياد و اندازه بزرگ مي باشد.
اين جريان تنها در طرف اوليه به وجود مي آيد .درصورتي كه مداري كه اتصال كوتاه در ترانسفورماتور را تشخيص مي دهد جريان هجومي را در نظر نگيرد همواره بلافاصله بعد از برق دار كردن ترانسفورماتور رله ديفرانسيل عمل كرده و باعث خارج شدن ترانسفورماتور از مدار مي شود.