-
Pri dimenzovaní ochrany generátora inžinieri zvažujú klady a zápory medzi elektromechanickým a polovodičovým-reverzným napájacím relé. Vo svojom jadre slúžia obe jednotky rovnakému kritickému ochrannému účelu: zastavenie chodu generátorov v podmienkach reverzného výkonu. Tento scenár poruchy sa rozvinie po synchronizácii generátora so sieťou-, ak výkon jeho hlavného ťahúňa náhle klesne, aktívny výkon prúdi späť zo siete do vinutia generátora. Relé musí okamžite vyslať vypínací signál na odpojenie jednotky od siete. Bez tohto rýchleho prerušenia sa generátor bude točiť ako elektrický motor a spôsobí trvalé poškodenie svojho hlavného hnacieho mechanizmu. Hlavné rozdiely medzi týmito dvoma typmi relé vyplývajú z ich metód spätného zisťovania výkonu spolu s medzerami v spoľahlivosti, rýchlosti odozvy a vstavaných-súprav funkcií.
-
Elektromechanické reverzné výkonové relé si požičajú svoju konštrukciu jadra z indukčných-wattmetrov-hodín. Spárujú napäťové a prúdové cievky, aby vytvorili vírivé prúdy vo vnútri hliníkového rotorového disku, ktorý generuje rotačný moment. Pri normálnej prevádzke s dopredným pohonom mechanická zarážka uzamkne disk v jeho základnej polohe. Keď sa spätný výkon zachytí, krútiaci moment sa zmení smerom, otáčaním disku dozadu sa aktivuje buď mikrospínač alebo ortuťový kontakt. Tento jednoduchý mechanický dizajn eliminuje potrebu samostatného pomocného napájania; relé odoberá všetku prevádzkovú energiu priamo z meraného napäťového obvodu. Je to plug{7}}and{8}}vhodné pre základné manuálne synchronizačné panely a malé súpravy dieselových generátorov. Tieto relé mimoriadne dobre odolávajú preťaženiu a bez zlyhania tolerujú krátke{10}}prepätia niekoľkonásobku ich menovitého prúdu. Používatelia nastavujú vlásenku alebo magnetický skrat, aby nastavili prah vypnutia pri spätnom chode. Po kalibrácii zostane nastavenie stabilné dlhodobo-aj vo vysoko{14}}vibračných a{15}}prevádzkových prostrediach{15}}.
-
To znamená, že elektromechanické jednotky majú značné nevýhody. Kotúč rotora potrebuje čas na vybudovanie dostatočného krútiaceho momentu, aby sa mohol pohnúť, čo spôsobuje pomalé časy odozvy v rozsahu od 200 do 500 milisekúnd-alebo dlhšie v niektorých jednotkách. Toto oneskorenie ich robí slabou zhodou pre systémy, ktoré vyžadujú takmer{5}}okamžité odpojenie pri poruchách spätného napájania. Ich presnosť a citlivosť sú tiež obmedzené: prah minimálneho vypínacieho výkonu je zvyčajne 3 % až 5 % plného menovitého výkonu. Harmonické skreslenie a malý frekvenčný drift tiež spôsobujú malé chyby merania fázového uhla. Pohyblivé mechanické kontakty sa opotrebúvajú pri opakovaných výletoch, zvyšujú kontaktný odpor alebo riskujú zváranie kontaktov, čo núti tímy zariadení plánovať pravidelnú kontrolu a testovanie. Najdôležitejšie je, že tieto relé nemajú žiadnu funkciu dátovej komunikácie. Vydávajú iba jednoduchý signál zapnutia/vypnutia a nedokážu preniesť diagnostické podrobnosti do riadiacich systémov,{13}}ako napríklad ktorá fáza spustila poruchu spätného napájania, koľko bolo prítomné spätné napätie alebo ako dlho trval abnormálny stav.
Pevné-digitálne reverzné napájacie relé fungujú na úplne elektronickom základe. Vzorkujú nespracované priebehy napätia a prúdu a potom používajú digitálny signálový procesor (DSP) alebo zabudovaný mikrokontrolér na výpočet trojfázovej veľkosti výkonu a smeru toku v reálnom čase. Bez rotujúcich mechanických častí, ktoré vytvárajú zotrvačné oneskorenie, ich rýchlosť jazdy výrazne prevyšuje elektromechanické alternatívy. Väčšina polovodičových modelov{5}}zaregistruje poruchu a odošle vypínací signál do 50 ms, pričom prémiové verzie skracujú okno odozvy iba na 20 ms. Prahové hodnoty snímania poskytujú tesnú presnosť s jemným doladením dostupným v krokoch po 0,1 % v rozsahu menovitého výkonu 0,5 % až 10 %; používatelia môžu tiež podľa potreby naprogramovať{12}}zámerné časové oneskorenia v milisekundovej mierke. Tieto zariadenia zlučujú viaceré ochranné funkcie do jednej jednotky, ktorá pokrýva detekciu porúch nadmerného-napájania, nedostatočného{15}}napájania a spätného napájania. Ukladajú priebehy porúch a protokoly udalostí a posúvajú tieto prevádzkové údaje do centrálnych monitorovacích platforiem prostredníctvom komunikačných protokolov Modbus alebo Ethernet. Absencia pohyblivých vnútorných komponentov zaručuje prirodzenú odolnosť voči vibráciám a fyzickým otrasom. Ich výstupné obvody sa spoliehajú na polovodičové spínače alebo utesnené suché kontakty, ktoré poskytujú extrémne dlhú životnosť s minimálnou degradáciou.
Polovodičové{0}}relé majú jeden kľúčový kompromis: vyžadujú konzistentný, vyhradený pomocný zdroj napájania-štandardné možnosti zahŕňajú 24 V DC alebo univerzálne 110/230 V AC/DC. Ak tento pomocný zdroj energie úplne zlyhá, relé stratí všetky ochranné funkcie, takže inžinieri musia navrhnúť redundantné riadiace napájacie obvody pre kritické inštalácie. Vnútorné elektronické obvody tiež citlivo reagujú na silné elektromagnetické rušenie a napäťové rázy.
