ডিফারেনশিয়াল রিলে: সার্কিট, কাজ, প্রকার এবং এর প্রয়োগ

ক রিলে একটি সংকেত ব্যবহার করে উচ্চ কারেন্ট এবং উচ্চ ভোল্টেজ-ভিত্তিক ডিভাইস চালু বা বন্ধ করতে ব্যবহৃত এক ধরনের সুইচ। রিলেগুলি বিভিন্ন প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয় যেমন ল্যাচিং, রিড, সলিড স্টেট, স্বয়ংচালিত, টাইমার বিলম্ব, ডিফারেনশিয়াল রিলে ইত্যাদি। পাওয়ার সিস্টেম সুরক্ষায়, বিভিন্ন। রিলে ধরনের ব্যবহার করা হয় তবে তাদের মধ্যে, একটি ট্রান্সফরমারকে রক্ষা করার জন্য একটি খুব ঘন ঘন ব্যবহৃত রিলে, সেইসাথে একটি জেনারেটর স্থানীয় ত্রুটি থেকে, একটি ডিফারেনশিয়াল রিলে। এই রিলেটি সুরক্ষা অঞ্চলে ঘটে যাওয়া ত্রুটিগুলির জন্য খুব প্রতিক্রিয়াশীল তবে তারা সুরক্ষিত অঞ্চলের বাইরে ঘটে যাওয়া ত্রুটিগুলির প্রতি কম প্রতিক্রিয়াশীল। এই নিবন্ধটি একটি উপর সংক্ষিপ্ত তথ্য দেয় ডিফারেনশিয়াল রিলে - অ্যাপ্লিকেশনগুলির সাথে কাজ করা।

ডিফারেনশিয়াল রিলে কি?

যে রিলে কাজ করে একবার ন্যূনতম দুই বা তার বেশি একই বৈদ্যুতিক পরিমাণের জন্য ফ্যাসার পার্থক্য একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ ছাড়িয়ে গেলে তাকে ডিফারেনশিয়াল রিলে বলে। সাধারণত, বেশিরভাগ রিলে কাজ করে যখন কোনো পরিমাণ একটি নির্দিষ্ট মানের বাইরে চলে যায় তবে, এই রিলে দুটি বা ততোধিক একই বৈদ্যুতিক পরিমাণের মধ্যে পার্থক্যের উপর ভিত্তি করে কাজ করে।

একটি ডিফারেনশিয়াল রিলে এর কাজ হল উচ্চ-গতি, সংবেদনশীল এবং প্রাকৃতিকভাবে নির্বাচনী সুরক্ষা প্রদান করা। এই রিলেগুলি মেশিন এবং ট্রান্সফরমারগুলির মধ্যে টার্ন-টু-টার্ন ওয়াইন্ডিং ফল্টগুলির সুরক্ষা প্রদান করবে না কারণ সেই ত্রুটিগুলির দ্বারা উত্পন্ন কারেন্টের মধ্যে ছোট বৃদ্ধি, যা রিলে পিকআপ সংবেদনশীলতার অধীনে থাকে।

ডিফারেনশিয়াল রিলে কাজের নীতি

ডিফারেনশিয়াল রিলে ফেজ কোণ এবং দুই বা ততোধিক একই বৈদ্যুতিক পরিমাণের মাত্রার মধ্যে তুলনা করার নীতিতে কাজ করে। একটি ডিফারেনশিয়াল রিলে দিয়ে একটি সার্কিটের মধ্যে এই দুটি বৈদ্যুতিক পরিমাণ তুলনা করা খুবই সহজ প্রয়োগে এবং কার্যে ইতিবাচক।

উদাহরণস্বরূপ, একটি লাইনে প্রবেশ করা এবং প্রবাহিত কারেন্টের তুলনায়, যদি একটি বিশাল কারেন্ট সুরক্ষিত লাইনের মধ্য দিয়ে যায় তবে এটি থেকে প্রবাহিত কারেন্টের তুলনায় অতিরিক্ত কারেন্ট অবশ্যই ফল্টের মধ্যে সরবরাহ করতে হবে। সুতরাং, দুটি বৈদ্যুতিক পরিমাণের মধ্যে পার্থক্য সার্কিট আলাদা করার জন্য একটি রিলে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।

স্বাভাবিক অপারেটিং অবস্থার মধ্যে, প্রবেশ এবং প্রস্থান স্রোত পর্যায় এবং মাত্রার সমতুল্য তাই রিলে কাজ করবে না। যাইহোক, যদি সিস্টেমের মধ্যে কোনো ত্রুটি দেখা দেয়, তাহলে এই স্রোতের প্রবাহ আর পর্যায় এবং মাত্রার সমতুল্য হবে না।

এই ধরনের রিলে এমনভাবে ব্যবহার করা হয় যাতে রিলে অপারেটিং কয়েল জুড়ে বর্তমান সরবরাহ প্রবেশ করা এবং ছেড়ে যাওয়ার মধ্যে পার্থক্য। সুতরাং, কারেন্টের বিভিন্ন পরিমাণের কারণে রিলে কয়েলটি ত্রুটিযুক্ত পরিস্থিতিতে শক্তিযুক্ত হতে পারে। সুতরাং, এই রিলে কাজ করে এবং খোলে সার্কিট ব্রেকার সার্কিট ট্রিপ করার জন্য।

উপরে ডিফারেনশিয়াল রিলে সার্কিট , দুটি বর্তমান ট্রান্সফরমার রয়েছে যা পাওয়ার ট্রান্সফরমারের যেকোনো মুখের সাথে সংযুক্ত থাকে যেমন একটি CT প্রাথমিক দিকে সংযুক্ত থাকে এবং অন্যটি PT এর সেকেন্ডারি পাশে সংযুক্ত থাকে ( পাওয়ার ট্রান্সফরমার ) এই রিলে সহজভাবে উভয় পক্ষের স্রোতের প্রবাহ তুলনা করে। সার্কিটের বর্তমান প্রবাহে কোনো ভারসাম্যহীনতা থাকলে এই রিলেটি কাজ করতে থাকে। এই রিলেগুলি বর্তমান ডিফারেনশিয়াল, ভোল্টেজ ব্যালেন্স এবং পক্ষপাতমূলক ডিফারেনশিয়াল রিলে হতে পারে।

ডিফারেনশিয়াল রিলে প্রকার

এই রিলেগুলিকে তিন ধরনের কারেন্ট ডিফারেনশিয়াল, ভোল্টেজ ব্যালেন্স এবং শতাংশ ডিফারেনশিয়াল রিলে বা বায়াসড বিম রিলেতে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছে।

বর্তমান ব্যালেন্স ডিফারেনশিয়াল রিলে

এই ডিফারেনশিয়াল রিলে কাজ করে যখনই সংরক্ষিত অঞ্চলে কোনও ত্রুটি থাকে তখন সেই অঞ্চলের প্রবেশ এবং প্রস্থানের কারেন্টে একটি তারতম্য থাকবে। সুতরাং এই স্রোতগুলিকে হয় ফেজ বা মাত্রা বা উভয়ের মধ্যে তুলনা করে, আমরা সুরক্ষিত অঞ্চলের মধ্যে ত্রুটি সনাক্ত করতে পারি। যদি পার্থক্যটি একটি নির্দিষ্ট মানকে হারায় তবে এই রিলে দুটি স্রোতের তুলনা করে এবং CB (সার্কিট ব্রেকার) এ একটি ট্রিপ সংকেত প্রেরণ করে। স্বাভাবিক অবস্থা বা বাহ্যিক ত্রুটি এবং অভ্যন্তরীণ ত্রুটির সময় ডিফারেনশিয়াল রিলে সুরক্ষা সার্কিট সংযোগগুলি নিম্নলিখিত চিত্রে অনুরূপভাবে দেখানো হয়েছে।

উপরের সার্কিটের দুটি সিটি সুরক্ষিত করার জন্য বিভাগের প্রতিটি প্রান্তে ব্যবহার করা হয়। দুটি সিটির মাঝখানে, রিলে কয়েলটি ইকুপোটেনশিয়াল অবস্থানে সহজভাবে সংযুক্ত থাকে যাতে স্বাভাবিক অবস্থায় রিলে কয়েল জুড়ে কোনো কারেন্ট প্রবাহ না থাকে। যাতে রিলে এর ত্রুটি এড়ানো যায়।

উপরের সার্কিট থেকে স্বাভাবিক ও বাহ্যিক ত্রুটির পরিস্থিতিতে, সুরক্ষিত অঞ্চলে কারেন্টের প্রবাহ সুরক্ষিত অঞ্চল থেকে দূরে চলে যাওয়া কারেন্টের প্রবাহের সমতুল্য (I1 – I2 = 0)। তাই রিলে কয়েল জুড়ে কোন কারেন্ট প্রবাহ থাকবে না। সুতরাং, এটি পরিষেবার বাইরে থাকে।

একইভাবে, উপরের চিত্র থেকে একটি অভ্যন্তরীণ ত্রুটির ক্ষেত্রে, সুরক্ষিত অঞ্চলে কারেন্টের প্রবাহ তা ছেড়ে যাওয়া কারেন্টের প্রবাহের থেকে ভিন্ন (I1 – I2 ≠ 0)। তাই এই কারেন্ট প্রবাহের পার্থক্যগুলি সঞ্চালনকারী কারেন্ট হিসাবে পরিচিত যা রিলে এর অপারেটিং কয়েলে খাওয়ানো হয় এবং রিলে কাজ করে যদি অপারেটিং টর্ক রেস্ট্রেনিং টর্কের তুলনায় বেশি হয়।

ভোল্টেজ ব্যালেন্স ডিফারেনশিয়াল রিলে

ভোল্টেজ ব্যালেন্স ডিফারেনশিয়াল রিলেতে দুটি সিটি সহজভাবে উপাদানটির যেকোনো পাশে সংযুক্ত থাকে যা সুরক্ষিত থাকে যা হল অল্টারনেটর উইন্ডিং যা উপরের চিত্রে দেখানো হয়েছে। এই ধরনের রিলে কেবল দুটি ভোল্টেজের তুলনা করে ফেজ বা ম্যাগনিটিউড বা উভয় ক্ষেত্রেই এবং এটি রিলে সার্কিট ট্রিপ করে যদি পার্থক্য একটি নির্দিষ্ট সেট মান অতিক্রম করে।

সিটির প্রাথমিক উইন্ডিংগুলির অনুরূপ বর্তমান অনুপাত রয়েছে যা সিরিজে পাইলট তারের সাথে সংযুক্ত থাকে। উপরের চিত্রে দেখানো হিসাবে এই তারগুলি সর্বদা কেবল দুটি সার্কিট প্রান্তকে সংযুক্ত করে সংযুক্ত থাকে এবং CTs সেকেন্ডারি ওয়াইন্ডিং রিলেটির অপারেটিং কয়েলের সাথে সংযুক্ত থাকে।

উপরের রিলে সার্কিটে, CT এর উভয় প্রধান উইন্ডিংয়ে কারেন্টের প্রবাহ স্বাভাবিক অপারেটিং অবস্থায় একই হবে। সুতরাং যখন কারেন্টের প্রবাহ একই হবে, তখন সেকেন্ডারি উইন্ডিংয়ের মধ্যে ভোল্টেজ একই হবে। সুতরাং, একটি রিলে অপারেটিং কয়েলে কোন কারেন্ট প্রবাহ নেই।

একইভাবে ত্রুটিপূর্ণ অবস্থায়, প্রাথমিক কয়েলের স্রোতের মধ্যে একটি ফাসার পার্থক্য বিদ্যমান থাকবে। সুতরাং, দ্বিতীয় উইন্ডিং এ ভোল্টেজের পার্থক্য রয়েছে। এখন সেকেন্ডারি কয়েলের ভোল্টেজে একটি ফ্যাসার পার্থক্য থাকবে যা রিলে অপারেটিং কয়েলে দেওয়া হয় এবং এটি সিরিজের সেকেন্ডারি উইন্ডিংয়ের সাথে সংযুক্ত থাকে। এই কারণে, রিলেটির অপারেটিং কয়েল জুড়ে কারেন্ট প্রবাহ থাকবে।

শতাংশ ডিফারেনশিয়াল রিলে

শতাংশ ডিফারেনশিয়াল রিলে এর পরিকল্পিত চিত্রটি নীচে দেখানো হয়েছে যা একটি নামেও পরিচিত পক্ষপাতদুষ্ট মরীচি রিলে .

শতাংশ বা পক্ষপাতমূলক ডিফারেনশিয়াল রিলে এর পরিকল্পিত বিন্যাস নীচে দেখানো হয়েছে। এই সার্কিটে প্রধানত দুটি কয়েল থাকে যেমন রেস্ট্রেইনিং এবং একটি অপারেটিং কয়েল। এখানে, অপারেটিং কয়েলটি কেবল নিরোধক কয়েলের কেন্দ্র বিন্দুর সাথে সংযুক্ত।

এখানে, অপারেটিং কয়েল অপারেটিং টর্ক জেনারেট করে যাতে রিলে কাজ করে যেখানে রেস্ট্রেনিং কয়েল একটি বায়াস ফোর্স বা রেস্ট্রেনিং টর্ক জেনারেট করে যা অপারেটিং টর্কের বেশ বিপরীত।
এই রিলে ডিফারেনশিয়াল কারেন্টের সাথে কাজ করে যা সুরক্ষিত অঞ্চল জুড়ে প্রবাহিত হয়। যখনই সংরক্ষিত অঞ্চলের মধ্যে কোনও ত্রুটি থাকে না বা সুরক্ষিত অঞ্চলের বাইরে কোনও ত্রুটি থাকে তখন অপারেটিং টর্কের তুলনায় সংযত টর্ক বেশি হবে। সুতরাং এটি ট্রিপ সার্কিটকে খুলবে এবং এইভাবে রিলে নিষ্ক্রিয় হবে।

যাইহোক, যদি সংরক্ষিত অঞ্চলের মধ্যে কোনও ত্রুটি থাকে তবে অপারেটিং টর্ক নিরোধক টর্কের তুলনায় বেশি হবে। এই কারণে, মরীচিটি কেবল ট্রিপ সার্কিটকে বন্ধ করে দেয় যা সিবি বা সার্কিট ব্রেকারে রিলে মাধ্যমে একটি ট্রিপ সংকেত শুরু করে।

উপরের সমতুল্য সার্কিটে, অপারেটিং কয়েলের মধ্যে ডিফারেনশিয়াল কারেন্ট হল i2 – i1 যেখানে অপারেটিং কয়েলের মাঝের সংযোগের কারণে নিরোধক কয়েল হল i1 + i2/2।

সুতরাং i2 – i1 (ডিফারেনশিয়াল অপারেটিং কারেন্ট) এর সাথে (i1 + i2)/2 (প্রতিরোধকারী কারেন্ট) এর অনুপাত সবসময় একটি নির্দিষ্ট শতাংশ থাকে। অতএব, এই রিলে একটি হিসাবে পরিচিত শতাংশ ডিফারেনশিয়াল রিলে . এই রিলে চালানোর জন্য, এই নির্দিষ্ট শতাংশের তুলনায় ডিফারেনশিয়াল কারেন্ট বেশি হওয়া উচিত।

সুবিধাদি

ডিফারেনশিয়াল রিলে সুবিধার মধ্যে নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত।

• একটি 16-বিট মাইক্রোপ্রসেসর দিয়ে ডিজিটাল সিগন্যাল হ্যান্ডলিং সম্পূর্ণভাবে সম্ভব।
• এটি পাওয়ার সিস্টেমের মধ্যে সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য সুরক্ষা।
• একটি সুনির্দিষ্ট 16-বিট এনালগ-থেকে-ডিজিটাল রূপান্তর পদ্ধতির কারণে সেটিংসের সমস্ত পরিসরে পরিমাপের নির্ভুলতা বেশি।
• এগুলি বিভিন্ন অ্যালার্ম এবং সাবস্টেশন সিস্টেমের সাথে খুব সহজভাবে অভিযোজিত।
• এই রিলেগুলি খুব প্রতিক্রিয়াশীল কারণ তারা ছোটখাট ত্রুটি এবং ভারী লোডের মধ্যে পার্থক্য করতে পারে না।
• এই রিলেগুলি একটি নেটওয়ার্কের মধ্যে ত্রুটিগুলি এড়ায়।

অসুবিধা

ডিফারেনশিয়াল রিলে এর অসুবিধাগুলির মধ্যে নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।

• পাইলট তারের ক্যাপাসিট্যান্সের কারণে ভারী কারেন্ট প্রবাহে বর্তমান ডিফারেনশিয়াল রিলে নির্ভুলতা প্রভাবিত হবে।
• দ্য বর্তমান ট্রান্সফরমার পাইলট তারের প্রতিবন্ধকতা এবং নির্মাণগত ত্রুটির কারণে এই রিলেতে অনুরূপ বৈশিষ্ট্য বা রেটিং থাকতে পারে না। তাই এটি একটি রিলেকে ভুলভাবে পরিচালনা করে।
• CT-এর মধ্যে নিখুঁত ভারসাম্য অর্জনের জন্য একটি ভোল্টেজ ব্যালেন্স টাইপ রিলে নির্মাণ জটিল হয়ে ওঠে।
• এই রিলে সুরক্ষা ছোট-দৈর্ঘ্যের লাইনের জন্য কার্যকরভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

অ্যাপ্লিকেশন

ডিফারেনশিয়াল রিলে অ্যাপ্লিকেশন নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• এই রিলে খুব ঘন ঘন জেনারেটর এবং ট্রান্সফরমারকে স্থানীয় ত্রুটি থেকে রক্ষা করতে ব্যবহৃত হয়।
• সাধারণত, এই রিলেগুলি প্রধানত অভ্যন্তরীণ ত্রুটিগুলি থেকে সরঞ্জামগুলিকে রক্ষা করার জন্য ব্যবহৃত হয়। সুতরাং, Merz মূল্য সুরক্ষা হল এক ধরনের ডিফারেনশিয়াল রিলে, যা অল্টারনেটরের স্টেটর ওয়াইন্ডিংকে ভেতরের ত্রুটি থেকে রক্ষা করতে ব্যবহৃত হয়।
• এই ধরনের রিলে ট্রান্সফরমারের উইন্ডিংকে রক্ষা করে।
• এগুলি কমপ্যাক্ট আইটেমগুলির সুরক্ষার জন্য এবং বাস বার, জেনারেটর, চুল্লি, ট্রান্সমিশন লাইন, ট্রান্সফরমার, ফিডার ইত্যাদি পাওয়ার সিস্টেম সরঞ্জামগুলির জন্য পুরোপুরি উপযুক্ত।

সুতরাং, এই সব একটি ডিফারেনশিয়াল একটি ওভারভিউ সম্পর্কে রিলে - কাজ অ্যাপ্লিকেশন সহ। ডিফারেনশিয়াল রিলেতে ন্যূনতম দুই বা তার বেশি অনুরূপ বৈদ্যুতিক পরিমাণ থাকতে হবে। এই পরিমাণ রিলে অপারেশন জন্য ফেজ স্থানচ্যুতি অন্তর্ভুক্ত করা উচিত. এখানে আপনার জন্য একটি প্রশ্ন, রিলে এর কাজ কি?