Come funziona un relè direzionale di sovracorrente
Proteggere una sezione di linea specifica, non l'intera barra
Un relè direzionale di sovracorrente (67) combina un elemento standard di sovracorrente (50/51) con un' unità direzionale che distingue la corrente di guasto in avanti (zona protetta) da quella all'indietro (fuori zona).
Elementi principali
- Ingresso corrente: Secondario CT (tipicamente 1 A o 5 A).
- Ingresso tensione (polarizzante): Secondario VT (fase-fase o fase-terra) che fornisce fasore di riferimento.
- Elemento direzionale: Calcola coppia/angolo di fase tra corrente di esercizio e tensione polarizzante. Opera solo quando l'angolo cade entro ±90° (o settore regolabile) della direzione avanti.
- Elemento di sovracorrente: Tempo definito o tempo inverso (curve IEC/IEEE).
- Uscita: Contatto di apertura per interruttore.
Principio di funzionamento (esempio guasto fase)
- Carico normale: La corrente scorre in avanti; l'angolo tra I e Vpol ≈ angolo carico (0–30° in ritardo) → unità direzionale permissiva ma sovracorrente non scatta.
- Guasto in avanti: Magnitudine I ↑, angolo sposta verso −90° (guasto induttivo) → entrambi gli elementi soddisfatti → apertura.
- Guasto all'indietro: Magnitudine I ↑ ma angolo ≈ +90° a +180° → unità direzionale blocca → nessuna apertura (relè di backup a valle cancella).
Scelte di tensione polarizzante
- Fase-fase (Vab, Vbc, Vca): Standard per relè di fase; connessione a 90° (in quadratura) dà coppia massima a fattore potenza unità.
- Fase-terra (Va, Vb, Vc): Usato per direzionale terra (67N); tensione zero-sequenza (3V₀) spesso preferita per stabilità.
- Sequenza negativa (V₂): Non influenzata dal carico, buona per condizioni di debole infeed.
Applicazioni chiave
- Alimentatori paralleli / anelli principali — isolare segmento guasto.
- Lato alto trasformatore — prevenire apertura per guasti lato BT.
- Protezione generatore — coordinamento potenza inversa / perdita eccitazione.
- Stazioni convertitore HVDC — protezione filtri CA.
Implementazione moderna
Relè numerici (IEC 61850) calcolano la direzione tramite fasori basati su DFT, offrono angoli caratteristici programmabili, multiple sorgenti polarizzanti e curve di coordinazione integrate—tutto in un unico terminale.