Définition: Le relais dont le travail dépend de la distance entre l’impédance de la section défectueuse et la position sur laquelle le relais installé est connu sous le nom de relais d’impédance ou de relais de distance. Il s’agit d’un équipement à tension.
Le relais mesure l’impédance du point défectueux, si l’impédance est inférieure à l’impédance du paramètre de relais, elle donne la commande de déclenchement au disjoncteur pour fermer leurs contacts. Le relais d’impédance surveille en continu le courant de ligne et la tension traverse respectivement le CT et le PT. Si le rapport de tension et de courant est inférieur au relais commence, le relais commence à fonctionner.
Principe de fonctionnement du relais d’impédance
Dans la condition de fonctionnement normale, la valeur de la tension de ligne est supérieure au courant. Mais lorsque le défaut se produit sur la ligne, l’amplitude du courant monte et que la tension devient moindre. Le courant de ligne est inversement proportionnel à l’impédance de la ligne de transmission. Ainsi, l’impédance diminue à cause de laquelle le relais d’impédance commence à fonctionner.
La figure ci-dessous explique le relais d’impédance de manière beaucoup plus facile. Le transformateur potentiel fournit la tension à la ligne de transmission et le courant circule en raison du transformateur de courant. Le transformateur de courant est connecté en série avec le circuit.
Considérez que le relais d’impédance est placé sur la ligne de transmission pour la protection de la ligne AB. Le Z est l’impédance de la ligne en condition de fonctionnement normale. Si les impédances de la ligne tombent en dessous de l’impédance Z, le relais commence à fonctionner.
Soit, le défaut F1 se produit dans la ligne AB. Ce défaut diminue l’impédance de la ligne sous l’impédance de réglage du relais. Le relais commence à fonctionner et envoie la commande de déclenchement au disjoncteur. Si le défaut atteignit au-delà de la zone de protection, les contacts du relais restent non clos.
Caractéristique de fonctionnement d’un relais d’impédance
La tension et les éléments de fonctionnement de courant sont les deux composants importants du relais d’impédance. L’élément de fonctionnement actuel génère le couple de déviation tandis que l’élément de stockage de tension génère le couple de restauration. L’équation de couple du relais est indiquée dans la figure ci-dessous
Le -k3 est l’effet printanier du relais. Le V et I sont la valeur de la tension et du courant. Lorsque le relais est en état de fonctionnement normal, le couple net du relais devient nul.
Si l’effet de contrôle du ressort devient négligé, l’équation devient
La caractéristique de fonctionnement concernant la tension et le courant est illustrée dans la figure ci-dessous. La ligne pointillée de l’image représente la condition de fonctionnement à l’impédance de ligne constante.
La caractéristique de fonctionnement du relais d’impédance est représentée dans la figure ci-dessous. La région de couple positive du relais d’impédance est au-dessus de la ligne caractéristique de fonctionnement. Dans la région de couple positive, l’impédance de la ligne est plus que l’impédance de la section défectueuse. De même, dans la région négative, l’impédance de la section défectueuse est plus que l’impédance de ligne
L’impédance de la ligne est représentée par le rayon du cercle. L’angle de phase entre l’axe x et r représente la position du vecteur. Si l’impédance de la ligne est inférieure au rayon du cercle, elle montre la région de couple positive. Si l’impédance est supérieure à la région négative, elle représente la région de couple négative.
Ce type de relais est appelé le relais à grande vitesse.
Relais d’induction de type électromagnétique
Dans un tel type de relais, le couple est induit par l’action électromagnétique sur la tension et le courant. Ces couples sont comparés. Considérez le circuit du relais d’induction de type électromagnétique. Le solénoïde B est excité par la tension fournie du PT. Cette tension développe le couple dans le sens des aiguilles d’une montre, et il tire le piston p2 dans la direction vers le bas. Le ressort se connecte au piston p2 Appliquez la force de retenue dessus. Ce printemps génère le couple mécanique dans le sens des aiguilles d’une montre.
Le solénoïde A génère l’autre couple dans le sens des aiguilles d’une montre et déplace ainsi le piston p1 vers le bas. Le solénoïde est excité par le CT des lignes. Ce couple est appelé le couple de déviation ou de ramassage.
Lorsque le système est exempt de défaut, les contacts du relais deviennent ouverts. Lorsque le défaut se produit dans la zone de protection, le courant du système augmente à cause de laquelle le courant à travers le relais augmente également. Plus le couple est développé sur le solénoïde A. Le couple de restauration en raison de la tension diminue. Les bras d’équilibre du relais commencent à tourner dans la direction opposée, fermaient ainsi leurs contacts.
L’attraction du solénoïde a, c’est-à-dire (élément actuel) est proportionnelle à i2 et cela dû au solénoïde B (élément de tension) à V2. Par conséquent, le relais fonctionnera quand
La valeur des constantes k1 et k2 dépendent des tours d’ampère des deux solénoïdes et des rapports des transformateurs de l’instrument. En fournissant des tappings sur la bobine, le réglage du relais peut être modifié.
L’axe y montre le temps de fonctionnement du relais et l’axe x représente leurs impédances. Le temps de fonctionnement du relais reste des constantes. La valeur de la tension et du courant devient constante à la distance prédéterminée et après cela, leur valeur devient infinie.
Relais d’impédance de type d’induction
Relais d’impédance de type d’inductionLe diagramme du circuit du relais d’impédance de type d’induction est illustré dans la figure ci-dessous. Ce relais comprend le courant et l’élément de tension. Le relais a un disque en aluminium, qui tourne entre les électromagnets.
L’électromaigreau supérieur a deux enroulements séparés. L’enroulement primaire est connecté à la bobine secondaire du transformateur de courant. Le réglage actuel de l’enroulement est varié à l’aide du pont de bouchon placé sous le relais.
L’électromagnétique du relais se connecte en série les uns avec les autres. Le flux induit entre les électromaignes produit le couple de rotation, qui tourne le disque en aluminium du relais. L’aimant permanent fournit le couple de contrôle et de freinage.
Dans les conditions de fonctionnement normales, la force exercée sur l’armature est plus que l’élément d’induction qui maintient les contacts de déclenchement ouverts. Lorsque le défaut se produit dans le système, le disque en aluminium commence à tourner et leur rotation est directement proportionnelle au courant de l’électromaigrette. La rotation du disque enroule le ressort.
L’angle de rotation du disque pour le fonctionnement du relais dépend de la force agissant sur leur armature. La force agissant sur l’armature est directement proportionnelle à la tension appliquée. Ainsi, l’angle de rotation dépend également de la tension.
Caractéristique temporelle du relais d’impédance de type à grande vitesse
Le chiffre ci-dessous montre que le relais ne fonctionne pas pour la valeur supérieure à la valeur de ramassage à 100%. Les courbes 1 sont la caractéristique réelle, et la courbe 2 est la caractéristique simplifiée de la courbe 1.
Inconvénients du relais d’impédance du plan
Inconvénients du relais d’impédance du planVoici les inconvénients du relais d’impédance.
- Il donne la réponse sur le côté du CT et du PT. Ainsi, il devient difficile pour le disjoncteur de déterminer si le défaut est externe ou interne.
- Le relais est facilement affecté par la résistance à l’arc de la ligne.
- Il est très sensible au swing de puissance. Les ailes puissantes génèrent les défauts sur la ligne à cause de laquelle les impédances de la ligne varient.
Le relais fonctionne toujours lorsque l’impédance de la ligne est inférieure aux paramètres de relais.