Elettromeccanico o statico? Pro e contro dei relè di potenza inversa

Gli ingegneri valutano i pro e i contro dei relè di potenza inversa elettromeccanici e-a stato solido quando dimensionano i dispositivi di protezione del generatore. Fondamentalmente, entrambe le unità hanno lo stesso scopo protettivo fondamentale: impedire ai generatori di funzionare in condizioni di potenza inversa. Questo scenario di guasto si verifica dopo che un generatore si sincronizza con la rete-se la potenza del suo motore primo diminuisce improvvisamente, la potenza attiva rifluisce dalla rete all'avvolgimento del generatore. Il relè deve inviare istantaneamente un segnale di intervento per disconnettere l'unità dalla rete. Senza questa interruzione rapida, il generatore girerà come un motore elettrico e infliggerà danni permanenti al suo motore principale. Le differenze fondamentali tra i due tipi di relè derivano dai metodi di rilevamento della potenza inversa, insieme alle lacune in termini di affidabilità, velocità di risposta allo sgancio e set di funzionalità-integrate.

I relè di potenza inversa elettromeccanici prendono in prestito la struttura principale dai misuratori di wattora di tipo-a induzione. Accoppiano bobine di tensione e corrente per creare correnti parassite all'interno di un disco rotore in alluminio, che genera coppia rotazionale. Durante il normale funzionamento in avanti, un arresto meccanico blocca il disco nella sua posizione iniziale. Quando entra in azione la potenza inversa, la coppia cambia direzione, facendo ruotare il disco all'indietro per azionare un microinterruttore o un contatto al mercurio. Questo semplice design meccanico elimina la necessità di un'alimentazione ausiliaria separata; il relè preleva tutta l'energia operativa direttamente dal circuito di tensione misurata. È un sistema plug{7}}and{8}}adatto per i pannelli di sincronizzazione manuale di base e i piccoli gruppi di generatori diesel. Questi relè resistono molto bene allo stress da sovraccarico, tollerando picchi di breve-durata diverse volte superiori alla corrente nominale senza guasti. Gli utenti regolano una spirale o uno shunt magnetico per impostare la soglia di intervento dell'energia inversa. Una volta calibrata, l'impostazione rimane stabile a lungo-termine, anche in ambienti operativi con-vibrazioni elevate e-umidità elevata.

Detto questo, le unità elettromeccaniche presentano notevoli inconvenienti. Il disco del rotore ha bisogno di tempo per sviluppare una coppia sufficiente per muoversi, creando tempi di risposta lenti che vanno da 200 a 500 millisecondi-o più in alcune unità. Questo ritardo li rende poco adatti ai sistemi che richiedono una disconnessione quasi-istantanea durante i guasti di alimentazione inversa. Anche la loro precisione e sensibilità sono limitate: la soglia minima di potenza di intervento è generalmente compresa tra il 3% e il 5% della potenza nominale completa. Anche la distorsione armonica e una lieve deriva di frequenza introducono piccoli errori di misurazione dell'angolo di fase. I contatti meccanici in movimento si usurano nel corso di viaggi ripetuti, aumentando la resistenza dei contatti o rischiando la saldatura dei contatti, costringendo i team della struttura a programmare ispezioni e test regolari. La cosa più importante è che questi relè non hanno funzionalità di comunicazione dati. Emettono solo un semplice segnale di attivazione/disattivazione e non possono trasmettere dettagli diagnostici ai sistemi di controllo-come ad esempio quale fase ha attivato il guasto di alimentazione inversa, quanta energia inversa era presente o quanto tempo è durata la condizione anomala.