డిఫరెన్షియల్ రిలే : సర్క్యూట్, వర్కింగ్, రకాలు & దాని అప్లికేషన్లు

ఎ రిలే సిగ్నల్‌ని ఉపయోగించి అధిక కరెంట్ మరియు అధిక వోల్టేజ్ ఆధారిత పరికరాన్ని ఆన్ లేదా ఆఫ్ చేయడానికి ఉపయోగించే ఒక రకమైన స్విచ్. రిలేలు లాచింగ్, రీడ్, సాలిడ్ స్టేట్, ఆటోమోటివ్, టైమర్ ఆలస్యం, డిఫరెన్షియల్ రిలే మొదలైన వివిధ రకాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి. పవర్ సిస్టమ్ రక్షణలో, వివిధ రిలే రకాలు ఉపయోగించబడతాయి కానీ వాటిలో, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను రక్షించడానికి చాలా తరచుగా ఉపయోగించే రిలే, అలాగే స్థానికీకరించిన లోపాల నుండి జనరేటర్, ఒక అవకలన రిలే. ఈ రిలే రక్షణ జోన్‌లో సంభవించిన లోపాలకు చాలా ప్రతిస్పందిస్తుంది, అయితే రక్షిత జోన్ వెలుపల సంభవించే లోపాలకు అవి తక్కువ ప్రతిస్పందిస్తాయి. ఈ వ్యాసం a గురించి సంక్షిప్త సమాచారాన్ని అందిస్తుంది అవకలన రిలే - అప్లికేషన్లతో పని చేయడం.

డిఫరెన్షియల్ రిలే అంటే ఏమిటి?

కనిష్టంగా రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ అదే విద్యుత్ పరిమాణాల కోసం ఫాజర్ వ్యత్యాసం నిర్ణీత మొత్తాన్ని మించిపోయినప్పుడు పనిచేసే రిలేను అవకలన రిలే అంటారు. సాధారణంగా, ఏదైనా పరిమాణం స్థిర విలువకు మించి ఉన్నప్పుడు చాలా రిలేలు పని చేస్తాయి, అయితే ఈ రిలే రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ విద్యుత్ పరిమాణాల మధ్య వ్యత్యాసం ఆధారంగా పనిచేస్తుంది.

అవకలన రిలే యొక్క విధి అధిక-వేగం, సున్నితమైన & సహజంగా ఎంపిక చేయబడిన రక్షణను అందించడం. ఈ రిలేలు మెషీన్లు మరియు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లలోని టర్న్-టు-టర్న్ వైండింగ్ ఫాల్ట్‌లకు భద్రతను అందించవు, ఎందుకంటే రిలే యొక్క పికప్ సెన్సిటివిటీ కింద ఆ లోపాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన కరెంట్‌లో చిన్న పెరుగుదల ఉంటుంది.

డిఫరెన్షియల్ రిలే వర్కింగ్ ప్రిన్సిపల్

అవకలన రిలే దశ కోణం & రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ విద్యుత్ పరిమాణాల మాగ్నిట్యూడ్‌ల మధ్య పోలిక సూత్రంపై పనిచేస్తుంది. ఒక సర్క్యూట్‌లోని ఈ రెండు విద్యుత్ పరిమాణాలను అవకలన రిలేతో పోల్చడం అనేది అప్లికేషన్‌లో చాలా సులభం & చర్యలో సానుకూలంగా ఉంటుంది.

ఉదాహరణకు, ఒక లైన్‌లో ప్రవేశించే కరెంట్ & వదిలి కరెంట్‌తో పోల్చితే, రక్షిత రేఖ ద్వారా భారీ కరెంట్ వెళితే, దాని నుండి బయలుదేరే కరెంట్‌తో పోలిస్తే, అప్పుడు అదనపు కరెంట్ తప్పక తప్పక సరఫరా చేయాలి. కాబట్టి, రెండు విద్యుత్ పరిమాణాల మధ్య వ్యత్యాసం సర్క్యూట్‌ను వేరు చేయడానికి రిలేను నియంత్రించగలదు.

సాధారణ ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులలో, ప్రవేశించే & వదిలివేసే ప్రవాహాలు దశ & పరిమాణంలో సమానంగా ఉంటాయి కాబట్టి రిలే పని చేయదు. అయినప్పటికీ, సిస్టమ్‌లో ఏదైనా లోపం సంభవించినట్లయితే, ఈ ప్రవాహాల ప్రవాహం ఇకపై దశ & పరిమాణంలో సమానంగా ఉండదు.

ఈ రకమైన రిలే రిలే యొక్క ఆపరేటింగ్ కాయిల్స్ అంతటా కరెంట్ సరఫరాలోకి ప్రవేశించడం మరియు వదిలివేయడం మధ్య వ్యత్యాసం ఉండే విధంగా ఉపయోగించబడుతుంది. కాబట్టి, కరెంట్ యొక్క వివిధ పరిమాణాల కారణంగా రిలే కాయిల్ తప్పు పరిస్థితులలో శక్తినిస్తుంది. కాబట్టి, ఈ రిలే విధులు & తెరుస్తుంది సర్క్యూట్ బ్రేకర్ సర్క్యూట్ ట్రిప్పింగ్ కోసం.

పై వాటిలో అవకలన రిలే సర్క్యూట్ , పవర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క ఏదైనా ముఖానికి అనుసంధానించబడిన రెండు కరెంట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లు ఉన్నాయి, ఒక CT ప్రాథమిక వైపున కనెక్ట్ చేయబడింది మరియు మరొకటి PT యొక్క ద్వితీయ వైపు కనెక్ట్ చేయబడింది ( పవర్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ ) ఈ రిలే కేవలం రెండు వైపులా ప్రవాహాల ప్రవాహాన్ని పోల్చింది. సర్క్యూట్ యొక్క ప్రస్తుత ప్రవాహంలో ఏదైనా అసమతుల్యత ఉంటే, ఈ రిలే పని చేస్తుంది. ఈ రిలేలు కరెంట్ డిఫరెన్షియల్, వోల్టేజ్ బ్యాలెన్స్ & బయాస్డ్ డిఫరెన్షియల్ రిలేలు కావచ్చు.

డిఫరెన్షియల్ రిలే రకాలు

ఈ రిలేలు మూడు రకాల కరెంట్ డిఫరెన్షియల్, వోల్టేజ్ బ్యాలెన్స్ మరియు పర్సంటేజ్ డిఫరెన్షియల్ రిలే లేదా బయాస్డ్ బీమ్ రిలేగా వర్గీకరించబడ్డాయి.

కరెంట్ బ్యాలెన్స్ డిఫరెన్షియల్ రిలే

రక్షిత ప్రాంతంలో లోపం ఉన్నప్పుడల్లా ఈ అవకలన రిలే పని చేస్తుంది, ఆ ప్రాంతంలోని ప్రవేశించే & వదలుతున్న కరెంట్‌లో వైవిధ్యం ఉంటుంది. కాబట్టి ఈ ప్రవాహాలను దశ లేదా పరిమాణంలో లేదా రెండింటిలోనూ పోల్చడం ద్వారా, మేము రక్షిత ప్రాంతంలోని లోపాన్ని గుర్తించగలము. వ్యత్యాసం స్థిర విలువను అధిగమించినట్లయితే, ఈ రిలే రెండు కరెంట్‌లను పోలుస్తుంది & ట్రిప్ సిగ్నల్‌ను CB (సర్క్యూట్ బ్రేకర్)కి ప్రసారం చేస్తుంది. సాధారణ స్థితి లేదా బాహ్య లోపం & అంతర్గత లోపం సమయంలో అవకలన రిలే రక్షణ సర్క్యూట్ కనెక్షన్‌లు తదనుగుణంగా క్రింది చిత్రంలో చూపబడ్డాయి.

పై సర్క్యూట్‌లోని రెండు CTలు రక్షించబడటానికి విభాగం యొక్క ప్రతి చివర ఉపయోగించబడతాయి. రెండు CTల మధ్య, రిలే కాయిల్ సాధారణ పరిస్థితుల్లో రిలే కాయిల్ అంతటా కరెంట్ ప్రవాహం ఉండదు కాబట్టి ఈక్విపోటెన్షియల్ పొజిషన్ వద్ద కనెక్ట్ చేయబడింది. తద్వారా రిలే యొక్క పనిచేయకపోవడాన్ని నివారించవచ్చు.

ఎగువ సర్క్యూట్ నుండి సాధారణ & బాహ్య తప్పు పరిస్థితులలో, రక్షిత ప్రాంతంలోకి కదులుతున్న కరెంట్ ప్రవాహం రక్షిత ప్రాంతం (I1 - I2 = 0) నుండి దూరంగా వెళ్లే ప్రవాహానికి సమానం. అందువల్ల రిలే కాయిల్ అంతటా కరెంట్ ప్రవాహం ఉండదు. కాబట్టి, ఇది సేవలో లేదు.

అదేవిధంగా, పైన పేర్కొన్న బొమ్మ నుండి అంతర్గత దోషం విషయంలో, రక్షిత ప్రాంతంలోకి విద్యుత్ ప్రవాహం దానిని విడిచిపెట్టిన కరెంట్ ప్రవాహానికి భిన్నంగా ఉంటుంది (I1 - I2 ≠ 0). కాబట్టి ఈ కరెంట్ ప్రవాహ వ్యత్యాసాలను సర్క్యులేటింగ్ కరెంట్ అని పిలుస్తారు, ఇది రిలే యొక్క ఆపరేటింగ్ కాయిల్‌కు అందించబడుతుంది & ఆపరేటింగ్ టార్క్ ఆపరేటింగ్ టార్క్‌తో పోలిస్తే ఎక్కువగా ఉంటే రిలే పనిచేస్తుంది.

వోల్టేజ్ బ్యాలెన్స్ డిఫరెన్షియల్ రిలే

వోల్టేజ్ బ్యాలెన్స్ డిఫరెన్షియల్ రిలేలోని రెండు CTలు కేవలం పైన చిత్రంలో చూపబడిన ఆల్టర్నేటర్ వైండింగ్ అని రక్షించబడే మూలకం యొక్క ఏ వైపుననైనా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ఈ రకమైన రిలే రెండు వోల్టేజ్‌లను ఫేజ్ లేదా మాగ్నిట్యూడ్‌లో లేదా రెండింటిలోనూ పోల్చి చూస్తుంది & వ్యత్యాసం స్థిర సెట్ విలువను మించి ఉంటే అది రిలే సర్క్యూట్‌ను ట్రిప్ చేస్తుంది.

CT యొక్క ప్రాధమిక వైండింగ్‌లు ఒకే విధమైన ప్రస్తుత నిష్పత్తులను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి సిరీస్‌లో పైలట్ వైర్‌తో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. పై చిత్రంలో చూపిన విధంగా రెండు సర్క్యూట్ చివరలను కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా ఈ వైర్లు ఎల్లప్పుడూ కనెక్ట్ చేయబడతాయి & CTల ద్వితీయ వైండింగ్ రిలే యొక్క ఆపరేటింగ్ కాయిల్‌కి కనెక్ట్ చేయబడింది.

పై రిలే సర్క్యూట్‌లో, CTల యొక్క రెండు ప్రధాన వైండింగ్‌లలో కరెంట్ ప్రవాహం సాధారణ ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులలో ఒకే విధంగా ఉంటుంది. కాబట్టి కరెంట్ ప్రవాహం ఒకేలా ఉన్నప్పుడు, సెకండరీ వైండింగ్‌లోని వోల్టేజ్ ఒకే విధంగా ఉంటుంది. కాబట్టి, రిలే యొక్క ఆపరేటింగ్ కాయిల్‌లో కరెంట్ ప్రవాహం లేదు.

అదేవిధంగా లోపభూయిష్ట పరిస్థితులలో, ప్రాథమిక కాయిల్ ప్రవాహాలలో ఫేసర్ వ్యత్యాసం ఉంటుంది. అందువలన, రెండవ వైండింగ్ వద్ద వోల్టేజ్లో వ్యత్యాసం ఉంది. ఇప్పుడు సెకండరీ కాయిల్ యొక్క వోల్టేజ్‌లో ఫాజర్ వ్యత్యాసం ఉంటుంది, ఇది రిలే యొక్క ఆపరేటింగ్ కాయిల్‌కు అందించబడుతుంది మరియు ఇది సిరీస్‌లో ద్వితీయ వైండింగ్‌తో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. దీని కారణంగా, రిలే యొక్క ఆపరేటింగ్ కాయిల్ అంతటా ప్రస్తుత ప్రవాహం ఉంటుంది.

శాతం డిఫరెన్షియల్ రిలే

శాతం అవకలన రిలే యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది, దీనిని a అని కూడా పిలుస్తారు పక్షపాత పుంజం రిలే .

శాతం లేదా బయాస్డ్ డిఫరెన్షియల్ రిలే యొక్క స్కీమాటిక్ అమరిక క్రింద చూపబడింది. ఈ సర్క్యూట్‌లో ప్రధానంగా రెస్ట్రెయినింగ్ & ఆపరేటింగ్ కాయిల్ వంటి రెండు కాయిల్స్ ఉంటాయి. ఇక్కడ, ఆపరేటింగ్ కాయిల్ కేవలం నిరోధిత కాయిల్ యొక్క కేంద్ర బిందువుకు కనెక్ట్ చేయబడింది.

ఇక్కడ, ఆపరేటింగ్ కాయిల్ ఆపరేటింగ్ టార్క్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, తద్వారా రిలే పని చేస్తుంది, అయితే నిలుపుదల కాయిల్ ఆపరేటింగ్ టార్క్‌కు చాలా రివర్స్‌గా ఉండే బయాస్ ఫోర్స్ లేదా రెస్ట్రేనింగ్ టార్క్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
ఈ రిలే రక్షిత ప్రాంతం అంతటా ప్రవహించే అవకలన ప్రవాహంతో పనిచేస్తుంది. రక్షిత ప్రాంతంలో లోపం లేనప్పుడల్లా లేదా రక్షిత ప్రాంతం వెలుపల లోపం ఉన్నప్పుడల్లా ఆపరేటింగ్ టార్క్‌తో పోలిస్తే టార్క్ నిలుపుదల ఎక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి ఇది ట్రిప్ సర్క్యూట్‌ను తెరిచేలా చేస్తుంది మరియు తద్వారా రిలే పనిచేయదు.

అయినప్పటికీ, రక్షిత ప్రాంతంలో లోపం ఉన్నట్లయితే, ఆపరేటింగ్ టార్క్ నిలుపుదల టార్క్‌తో పోలిస్తే ఎక్కువగా ఉంటుంది. దీని కారణంగా, బీమ్ ట్రిప్ సర్క్యూట్‌ను మూసివేస్తుంది, తద్వారా CB లేదా సర్క్యూట్ బ్రేకర్‌కు రిలే ద్వారా ట్రిప్ సిగ్నల్‌ను ప్రారంభిస్తుంది.

పై సమానమైన సర్క్యూట్‌లో, ఆపరేటింగ్ కాయిల్‌లోని డిఫరెన్షియల్ కరెంట్ i2 – i1 అయితే ఆపరేటింగ్ కాయిల్ మధ్య కనెక్షన్ కారణంగా రెస్ట్రేనింగ్ కాయిల్ i1 + i2/2.

కాబట్టి i2 – i1 (డిఫరెన్షియల్ ఆపరేటింగ్ కరెంట్)కి (i1 + i2)/2 (నిలుపుదల కరెంట్) నిష్పత్తి ఎల్లప్పుడూ స్థిర శాతాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అందువలన, ఈ రిలే అంటారు a శాతం అవకలన రిలే . ఈ రిలేను ఆపరేట్ చేయడానికి, ఈ స్థిర శాతంతో పోలిస్తే అవకలన కరెంట్ ఎక్కువగా ఉండాలి.

ప్రయోజనాలు

అవకలన రిలే యొక్క ప్రయోజనాలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• 16-బిట్ మైక్రోప్రాసెసర్‌తో డిజిటల్ సిగ్నల్ హ్యాండ్లింగ్ పూర్తిగా సాధ్యమవుతుంది.
• విద్యుత్ వ్యవస్థలో ఇది అత్యంత ముఖ్యమైన రక్షణ.
• ఖచ్చితమైన 16-బిట్ అనలాగ్-టు-డిజిటల్ మార్పిడి పద్ధతి కారణంగా సెట్టింగ్‌ల యొక్క అన్ని పరిధులలో ఖచ్చితత్వాన్ని కొలవడం ఎక్కువగా ఉంటుంది.
• ఇవి వివిధ అలారం & సబ్‌స్టేషన్ సిస్టమ్‌లకు చాలా సరళంగా అనుకూలిస్తాయి.
• ఈ రిలేలు చాలా ప్రతిస్పందిస్తాయి ఎందుకంటే అవి చిన్న లోపాలు & భారీ లోడ్‌ల మధ్య తేడాను గుర్తించలేవు.
• ఈ రిలేలు నెట్‌వర్క్‌లోని లోపాలను నివారిస్తాయి.

ప్రతికూలతలు

అవకలన రిలే యొక్క ప్రతికూలతలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• పైలట్ కేబుల్ కెపాసిటెన్స్ కారణంగా భారీ కరెంట్ ప్రవాహంలో ప్రస్తుత అవకలన రిలే ఖచ్చితత్వం ప్రభావితమవుతుంది.
• ది ప్రస్తుత ట్రాన్స్ఫార్మర్లు పైలట్ కేబుల్ ఇంపెడెన్స్ & నిర్మాణపరమైన లోపాల కారణంగా ఈ రిలేలో ఒకే విధమైన లక్షణాలు లేదా రేటింగ్‌లు ఉండవు. కాబట్టి ఇది రిలే తప్పుగా పనిచేయడానికి కారణమవుతుంది.
• CT ల మధ్య ఖచ్చితమైన సమతుల్యతను సాధించడానికి వోల్టేజ్ బ్యాలెన్స్ రకం రిలే నిర్మాణం సంక్లిష్టంగా మారుతుంది.
• ఈ రిలే యొక్క రక్షణ తక్కువ-పొడవు పంక్తుల కోసం సమర్థవంతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

అప్లికేషన్లు

అవకలన రిలే యొక్క అనువర్తనాలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• స్థానికీకరించిన లోపాల నుండి జనరేటర్లు & ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లను రక్షించడంలో ఈ రిలే చాలా తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది.
• సాధారణంగా, ఈ రిలేలు ప్రధానంగా అంతర్గత లోపాల నుండి పరికరాలను రక్షించడానికి ఉపయోగిస్తారు. కాబట్టి, మెర్జ్ ప్రైస్ ప్రొటెక్షన్ అనేది ఒక రకమైన డిఫరెన్షియల్ రిలే, ఇది ఆల్టర్నేటర్ యొక్క స్టేటర్ వైండింగ్‌ను అంతర్గత లోపాల నుండి రక్షించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఈ రకమైన రిలే ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క మూసివేతను రక్షిస్తుంది.
• ఇవి కాంపాక్ట్ వస్తువుల రక్షణకు మరియు బస్ బార్‌లు, జనరేటర్లు, రియాక్టర్‌లు, ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్‌లు, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు, ఫీడర్‌లు మొదలైన పవర్ సిస్టమ్ పరికరాలకు కూడా సరిగ్గా సరిపోతాయి.

కాబట్టి, ఇదంతా అవకలన యొక్క అవలోకనం గురించి రిలే - పని అప్లికేషన్లతో. అవకలన రిలేలో కనీసం రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ సారూప్య విద్యుత్ పరిమాణాలు ఉండాలి. ఈ పరిమాణాలలో రిలే ఆపరేషన్ కోసం దశల స్థానభ్రంశం ఉండాలి. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, రిలే యొక్క పని ఏమిటి?