സംരക്ഷണ റിലേകൾ ... തുടർച്ച

റിലേകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ലേഖനങ്ങളുടെ തുടർച്ചയാണിത്

 

സംരക്ഷണ റിലേകൾ ഒന്നാംഭാഗം

സംരക്ഷണ റിലേകൾ രണ്ടാംഭാഗം

സംരക്ഷണ റിലേകൾ മൂന്നാംഭാഗം

സംരക്ഷണ റിലേകൾ നാലാംഭാഗം

റിലേ സ്വഭാവവിശേഷങ്ങൾ ( Relay characteristics)

ട്രിപ്പിങ്ങിനെടുക്കുന്ന സമയത്തെ (tripping time) അടിസ്ഥാനമാക്കി റിലേകളെ പലതരത്തിൽ തരം തിരിയ്ക്കാം അവ താഴെക്കൊടുക്കുന്നു. (യഥാർത്ഥത്തിൽ ട്രിപ്പിങ്ങ് സമയം അഥവാ ഫാൾട്ട് ക്ലിയറിങ്ങ് സമയം (fault clearing time) എന്നത് ഫാൾട്ടുണ്ടായ സമയം മുതൽ ഫാൾട്ടുണ്ടായ ഭാഗത്തേയ്ക്കുള്ള പ്രവാഹം പൂർണ്ണമായും നിലയ്ക്കുന്നതു വരെയുള്ള സമയമാണ്‌. റിലേ ഫാൾട്ടിനെ തിരിച്ചറിഞ്ഞ് സർക്യൂട്ട് ബ്രേക്കറിനു നിർദ്ദേശം നല്കിയാലും കുറച്ചു സമയം സർക്യൂട്ട് ബ്രേക്കർ അതിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിനായി എടുക്കും. അതായത് മെക്കാനിസം പ്രവർത്തിച്ച് മൂവിങ്ങ് കോണ്ടാക്ട് അകലുന്ന സമയം, ആർക് പൂർണ്ണമായും അവസാനിച്ച് കറണ്ട് പൂർണ്ണമായും അവസാനിച്ച സമയം എന്നിവയൊക്കെ. അതായത് ഫാൾട്ട് ക്ലിയറിങ്ങ് സമയമെന്നത് റിലേ സമയം + ബ്രേക്കർ സമയം ആണ്‌. അതിൽ റിലേ സമയമാണ്‌ നമ്മൾ ഇപ്പോൾ പറയുന്നത്. അതായത് ഫാൾട്ട് തിരിച്ചറിഞ്ഞതുമുതൽ റിലേ ട്രിപ്പിങ്ങ് കോണ്ടാക്ടുകൾ ക്ലോസ് ചെയ്യുന്ന സമയം വരെ)

1,ഇൻസ്റ്റന്റേനിയസ് റിലേ (instantaneous Relay) :- ഇത്തരം റിലേകൾക്ക് പ്രത്യേകിച്ചൊരു ടൈം ഡിലേയില്ല (time delay). ഫാൾട്ടുണ്ടായ ഉടനെ ട്രിപ് സിഗ്നൽ നല്കും. (യഥാർത്ഥത്തിൽ ചെറിയൊരു സമയം എടുക്കും, സി.ടിയുടെ സ്വഭാവം, റിലേ കാന്തവല്ക്കരണത്തിനായുള്ള (magnetization) സമയം മുതലായവ മൂലം. ഇതു പക്ഷേ റിലേയുടെ ഡിലേയായി കണക്കാക്കാറില്ല. വളരെ വളരെ ചെറിയ ഡിലേ മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ. പ്രായോഗിക തലത്തിൽ അതു തള്ളിക്കളയാം). സാധാരണ അട്രാക്ഷൻ ടൈപ്പ് റിലേകൾ ഇത്തരത്തിലുള്ളവയാണ്‌.

2, ടൈം ഡിലേ റിലേ (time delay relay) - പ്രസാരണ, വിതരണ ലൈനുകളിലുണ്ടാകുന്ന പലേ ഫാൾട്ടുകളും താല്ക്കാലിക (temporary) സ്വഭാവത്തിലുള്ളതാണ്‌. മില്ലി സെക്കന്റുകൾക്കുള്ളിൽ പലപ്പോഴും ഇത്തരം ഫാൾട്ടുകൾ ഇല്ലാതാകും. അതിനാൽ ഇത്തരം ഫാൾട്ടുകൾക്ക് ലൈൻ ട്രിപ്പാകാതെയിരുന്നാലും വലിയ കുഴപ്പമില്ല. മാത്രവുമല്ല അനാവശ്യമായി വൈദ്യുത തടസ്സം ഒഴിവാക്കുവാനുമാകും. എന്നാൽ ഫാൾട്ടുകൾ തുടരുകയാണെങ്കിൽ ട്രിപ്പാകുകയും വേണം. കൂടാതെ ലൈനിലുണ്ടാകുന്ന അലോസരങ്ങൾ (disturbances), ആവേഗങ്ങൾ (impulse) മുതലായവയും റിലേ ഫാൾട്ടായി തിരിച്ചറിയാറുണ്ട്. ഇവ പക്ഷേ വളരെചെറിയ സമയത്തിനുള്ളിൽ മിയ്ക്കവാറും ഇല്ലാതാകും. ഇങ്ങനെയുള്ള സന്ദർഭങ്ങളിലും ട്രിപ്പാകുന്നതൊഴിവാക്കിയാൽ വളരെ നേരത്തേയ്ക്കുള്ള വൈദ്യുത തടസ്സം ഒഴിവാക്കാം.

ഈ അവസരത്തിലാണ്‌ ടൈം ഡിലേ റിലേ (time delay relay) പ്രയോജനപ്പെടുന്നത്. അതായത് റിലേയ്ക്ക് ചെറിയൊരു ടൈം ഡിലേ (time delay) നല്കുന്നു. ഈ ടൈം ഡിലേ ആവശ്യാനുസരണം ക്രമീയ്ക്കുകയുമാകാം (ഇവിടെ നോക്കുക) ഫാൾട്ട് തിരിച്ചറിഞ്ഞാലും ടൈം ഡിലേ റിലേകൾ ക്രമീകരിച്ച സമയം കഴിഞ്ഞേ ട്രിപ് സിഗ്നൽ നല്കൂ. ഇത്തരം റിലേകൾ രണ്ടു തരത്തിലുണ്ട്, അവ,

1, ഡെഫനിറ്റ്  ടൈം ഡിലേ റിലേ (Definite time delay relay):- ഇത്തരം റിലേകൾ മുൻകൂട്ടി സെറ്റ് ചെയ്ത നിശ്ചിത സമയത്തിനു ശേഷം ട്രിപ്പ് സിഗ്നൽ നല്കുന്നു. ബാക്കപ്പ് റിലേകൾക്ക് ഈ രീതി അവലംബിയ്ക്കാറുണ്ട്.

2, ഇൻവേഴ്സ് റിലേ (inverse Relay):- ഡെഫനിറ്റ് ടൈം ഡിലേ റിലേകളിൽ ട്രിപ്പിങ്ങിന്റെ സമയം നിശ്ചിതമാണ്‌ (fixed). ഫാൾട്ട് കറണ്ടിന്റെ (fault current) അളവെത്രയാണെങ്കിലും ആ സമയത്തിനു മാറ്റമില്ല. ഉദാഹരണത്തിനു 2 സെക്കന്റ് സമയം സെറ്റ് ചെയ്താൽ എല്ലാത്തരം ഫാൾട്ടുകൾക്കും 2 സെക്കന്റിനുശേഷമേ ട്രിപ്പാകൂ. എന്നാൽ വലിയ ഫാൾട്ടു കറണ്ടു കറണ്ടുകൾക്ക് ഇത്തരം ടൈം ഡിലേ ആശാസ്യമല്ല. അതേ സമയം ഡിലേ വേണാം താനും. ഇതിനൊരു പരിഹാരമാണ്‌ ഇൻവേഴ്സ് റിലേ. ഇത്തരം റിലേകൾക്ക് ട്രിപ്പിങ്ങിന്റെ സമയം ഫാൾട്ടു കറണ്ടിന്റെ വിപരീതാനുപാതത്തിലാകും (inversely Proportional). അതായത് ഫാൾട്ട് കറണ്ട് കൂടുതലാണെങ്കിൽ കുറഞ്ഞ സംയത്തിനുള്ളിൽ ട്രിപ് സിഗ്നൽ നല്കും, എന്നാൽ കുറഞ്ഞ ഫാൾട്ട് കറണ്ടുകൾക്ക് കുറച്ചൂടെ സമയമെടുത്തേ ട്രിപ്പാകൂ.

3, IDMT-inverse defenit minimum time lag relay - ഇത്തരം റിലേയ്ക്ക് മേല്പ്പറഞ്ഞ രണ്ടു സ്വഭാവവും ഉണ്ടാകും. അതായത് ട്രിപ്പിങ്ങ് സമയം ഫാൾട്ട് കറണ്ടിനു വിപരീതമാണെങ്കിലും എത്രകണ്ട് ഫാൾട്ടുകറണ്ടു വന്നാലും ഒരു നിശ്ചിത ടൈം ഡിലേ ഉണ്ടാകും. വിതരണ ലൈനുകൾക്കും, പ്രസാരണ ലൈനുകളു ബാക്കപ്പ് റിലേകൾക്കും ഈ രീതി അവലംബിയ്ക്കുന്നു.

ഇൻവേഴ്സ് റിലേകൾ താഴെപ്പറയുന്ന തരത്തിലുണ്ട്

standard inverse

very inverse Relay

IDMT Relay

extremely inverse Relay

റിലേകളുടെ സ്വഭാവ സവിശേഷതകൾ മനസ്സിലാക്കുന്നതിനായി താഴെയുള്ള ഗ്രാഫ് നോക്കുക. ഇൻവേഴ്സ് എന്നത് റിലേയുടെ സ്വഭാവമാണ്‌. റിലേയുടെ ടൈം ഡിലേ ആ ഗ്രാഫിനെ ആശ്രയിച്ചിരിയ്ക്കും. യഥാർത്ഥത്തിൽ ട്രിപ്പിങ്ങ് സമയമെന്നത് റിലേയുടെ ടൈം സെറ്റിങ്ങിനെ (Time setting) ആശ്രയിച്ചിരിയ്ക്കും. റിലേ സ്വഭാവത്തിനു മാറ്റം വരാതെ സമയം സെറ്റു ചെയ്യാവുന്നതാണ്‌.

റിലേ ഗ്രേഡിങ്ങ്

ചിത്രം നോക്കുക A എന്ന സബ്സ്റ്റേഷനിൽ നിന്നും AB എന്ന പ്രസാരണ ലൈൻ ഉണ്ട്. അതുപോലെ B എന്ന സബ്സ്റ്റേഷനിൽ നിന്നും C സ്റ്റേഷനിലേയ്ക്ക് BC എന്ന ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനും ഉണ്ട്. C സബ്സ്റ്റേഷനിൽ നിന്നും CD എന്ന ലൈനും ഉണ്ട്. ഓരോ സബ്സ്റ്റേഷനിലും അതത് ലൈനുകൾക്ക് സംരക്ഷണ റിലേകളും ഉണ്ട്. അതായത് CD ലൈനിന്റെ റിലേ C സബ്സ്റ്റേഷനിലും BC ലൈനിന്റെ റിലേ B സ്റ്റേഷനിലും, AB ലൈനിന്റെ റിലേ A സ്റ്റേഷനിലുമാണുള്ളത്. കൂടാതെ CD ലൈനിന്റെ ബാക്കപ്പ് സംരക്ഷണമായി B സ്റ്റേഷനിലേയും A സ്റ്റേഷനിലേയും റിലേകൾ പ്രവർത്തിയ്ക്കും. അതുപോലെ BC ലൈനിന്റെ ബാക്കപ്പ് ആയി A സ്റ്റേഷനിലെ റിലേയും പ്രവർത്തിയ്ക്കും.

CD ലൈനിൽ ഒരു ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുണ്ടായാൽ ഫാൾട്ട് കറണ്ട് A സ്റ്റേഷൻ മുതൽ ലൈനിലൂടെ ഒഴുകും. എന്നാൽ CD ലൈനിന്റെ C സ്റ്റേഷനിലുള്ള റിലേ മാത്രമാണ്‌ സാധാരണയായി ടിപ്പാകേണ്ടത്. അതു ട്രിപ്പായില്ലെങ്കിൽ മാത്രം B സ്റ്റേഷനിലും, അതും പ്രവർത്തിച്ചില്ലെങ്കിൽ A സ്റ്റേഷനിലും ട്രിപ്പാകണം. മാത്രവുമല്ല CD ലൈനിലെ ഫാൾട്ടിനു ആദ്യമേതന്നെ B യിലേയോ A യിലേയോ റിലേകൾ ട്രിപ്പായിക്കൂടാ. അങ്ങനെ വന്നാൽ AB, BC ലൈനുകളിലെ വൈദ്യുതപ്രവാഹവും അനാവശ്യമായി തടസ്സപ്പെടും. ഇതിനായി റിലേകൾ ഫാൾട്ടുണ്ടായ ഭാഗത്തെ കൃത്യമായി തിരിച്ചറിയേണ്ടതുണ്ട്, മാത്രവുമല്ല ആദ്യം പ്രവർത്തിയ്ക്കേണ്ട റിലേ ട്രിപ്പാകാതെ വന്നാൽ കൃത്യമായി തിരിച്ചറിയുകയും വേണം. ഇതിനായി റിലേകൾ തമ്മിൽ പരസ്പരം സമഞ്ജസപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട് ഇതിനെ റിലേ കോർഡിനേഷൻ അഥവാ റിലേ ഗ്രേഡിങ്ങ് എന്നു പറയും

കറണ്ടിനെ ആസ്പദമാക്കിയുള്ള ഗ്രേഡിങ്ങ്.

ഫാൾട്ട് കറണ്ട് (Fault current)

ലൈനിൽ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുണ്ടായാൽ (short circuit)  ലൈനിലൂടെ ഒഴുകുന്ന കറണ്ടാണല്ലോ ഫാൾട്ട് കറണ്ട്. ഫാൾട്ട് കറണ്ടിന്റെ അളവ് ലൈനിലെ വോൾട്ടേജിനും ലൈനിലെ ഇമ്പീഡൻസിനും (impedance) അനുസരിച്ചാകും. ഫാൾട്ടുണ്ടായ സ്ഥാനം സ്രോതസ്സിൽ നിന്നും അകലെയായാൽ അവിടെ വരെയുള്ള ഇമ്പീഡൻസ്, സ്രോതസ്സിനോടടുത്ത് ഫാൾട്ടുണ്ടായാലുള്ള ഇമ്പീഡൻസിനേക്കാൾ കൂടുതലാകും. അതിനാൽ സ്രോതസ്സിൽ നിന്നും ദൂരെ ഫാൾട്ടുണ്ടായാൽ ഫാൾട്ടു കറണ്ട് കുറവും, സ്രോതസ്സിനോടടുക്കുമ്പോൾ ഫാൾട്ട് കറണ്ട് കൂടുതലുമാകും

CD ലൈൻ സ്രോതസ്സിൽ നിന്നും കൂടുതൽ ദൂരെയായതിനാൽ ആ ലൈനിൽ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് ഉണ്ടായാൽ BC യിൽ ഫാൾട്ടുണ്ടായാലുണ്ടാകുന്നതിലും കുറവായിരിയ്ക്കും ഫാൾട്ട് കറണ്ട്. അതിനാൽ CD ലൈനിന്റെ റിലേയിലെ കറണ്ട് സെറ്റിങ്ങിനേക്കാൾ കൂടുതലാണ്‌ BC യുടേതെങ്കിൽ CD യിലെ ഫാൾട്ടിനു BC ട്രിപ്പാകില്ല,  ഈ രീതിയിൽ സ്രോതസ്സിനടുത്തുള്ള ലൈനിലെ റിലേയുടെ കറണ്ട് സെറ്റിങ്ങ് കൂട്ടിവയ്ക്കുകയും തുടർന്നുള്ള ലൈനുകളിലെ റിലേ സെറ്റിങ്ങ് ക്രമാനുഗതമായി കുറച്ചു വയ്ക്കുകയും ചെയ്താൽ ഇതു സാധ്യമാക്കാവുന്നതാണ്‌.

ട്രിപ്പിങ്ങ് സമയം അടിസ്ഥാനമാക്കിയ ഗ്രേഡിങ്ങ് (Grading as per tripping time):- കറണ്ട് അടിസ്ഥാനമാക്കിയ ഗ്രേഡിങ്ങ് ഫലപ്രദമായി നടക്കണമെങ്കിൽ ലൈനുകൾ വളരെ നീളമുള്ളതാകണം. അല്ലെങ്കിൽ ഫാൾട്ടുകറണ്ടുകൾ തമ്മിൽ കാര്യമായ വ്യത്യാസമുണ്ടാകില്ല.

ഇങ്ങനെ വരുമ്പോൾ സമയത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഗ്രേഡിങ്ങ്  (time grading) ഉപയോഗിയ്ക്കാം. ഈ രീതിയിൽ ഏറ്റവും അവസാനമുള്ള റിലേയുടെ (CD) ടൈം സെറ്റിങ്ങ് ഏറ്റവും കുറച്ചു വയ്ക്കുകയും, സ്രോതസ്സിനോടടുക്കുമ്പോൾ (AB) ട്രിപ്പിങ്ങ് സമയം കൂട്ടി വയ്ക്കുകയുമാണ്‌ ചെയ്യുക. ഇങ്ങനെ വരുമ്പോൾ അവസാന ലൈനിലെ ഫാൾട്ടിന്‌ ആദ്യം ആ ലൈനിന്റെ റിലേ ട്രിപ് ചെയ്യുകയും (സർക്യൂട്ട് ബ്രേക്കർ) അതു സംഭവിച്ചില്ലെങ്കിൽ മാത്രം അടുത്ത റിലേ ട്രിപ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യും.

ഇങ്ങനെ സമയം അടിസ്ഥാനമാക്കി ഗ്രേഡിങ്ങ് നടത്തുമ്പോൾ സ്രോതസ്സിനോട് ഏറ്റവും അടുത്ത റിലേയുടെ സെറ്റിങ്ങ് ഏറ്റവും കൂടുതലാണല്ലോ. ഇതുമൂലം ഒരു പ്രശ്നമുണ്ട്, ആ ലൈനിൽ ഫാൾട്ടുണ്ടായാലും അത്രയും സമയം കഴിഞ്ഞേ ട്രിപ്പാകൂ. അതുമൂലം കൂടുതൽ പ്രശ്നങ്ങളുണ്ടായേക്കാം. എന്നാൽ inverse റിലേകളുപയോഗിച്ച് ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിയ്ക്കാനാകും. അവയുടെ ട്രിപ്പിങ്ങ് സമയം ഫാൾട്ടുകറണ്ടിനു വിപരീതാനുപാതത്തിലാണല്ലോ.

ബാലൻസ്ഡ് ബീം റിലേ (Balanced Beam Relay):- ഒന്നിലധികം പരാമീറ്ററുകൾ (Quantities) തമ്മിൽ താരതമ്യം ചെയ്ത് ഫാൾട്ട് തിരിച്ചറിയുന്നതിനാണ്‌ ഇത്തരം റിലേകൾ ഉപയോഗിയ്ക്കുന്നത്. ചിത്രം കാണുക.

ആർമ്മേച്ചറിന്റെ ധാരം (pivot) ഒരു വശത്താക്കുന്നതിനു പകരം നടുക്കു (center) സ്ഥാപിയ്ക്കുന്നു (ത്രാസ്സ് പോലെ) ഇടത്തുവശത്തും വലതു വശത്തും രണ്ടു കോയിലുണ്ടാകും. ഇടതു വശത്തെ കോയിലിനെ റീസ്ട്രൈനിങ്ങ്  കോയിലെന്നും (Restraining coil) വലതു വശത്തേതിനെ ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് കോയിലെന്നും (Operating coil)  പറയും., താരതമ്യം ചെയ്യേണ്ട കറണ്ടുകളെ ഇരു കോയിലിലും കടത്തിവിടും. Restraining coil ആർമ്മേചറിനെ ഇടതുവശത്തേയ്ക്കും ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് കോയിൽ വലതു വശത്തേയ്ക്കും ആകർഷിയ്ക്കും. ഇരു കോയിലുകളുടേയും ശക്തിയിൽ ഏതിനാണ്‌ കൂടുതലെന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിയ്ക്കും റിലേയുടെ പ്രവർത്തനം. റീസ്ട്രയിങ്ങ് കോയിൽ റിലേയെ ട്രിപ്പിങ്ങിൽ നിന്നും പിന്തിരിപ്പിയ്ക്കുകയും ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് കോയിൽ ട്രിപ്പാകാൻ സഹായിയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. Restraining കോയിലിന്റെ ബലത്തെ ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് കോയിലിന്റെ ബലം മറികടക്കുമ്പോൾ ആർമേച്ചർ വലത്തേകോയിലിനോടടുക്കുകയും ട്രിപ് സിഗ്നൽ നല്കുകയും ചെയ്യുന്നു. സാധാരണ ഗതിയിൽ വോൾട്ടേജും കറണ്ടും തമ്മിൽ താരതമ്യം ചെയ്ത് പ്രവർത്തിയ്ക്കുന്ന ഡിസ്റ്റൻസ് റിലേ, ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളിലെ ഓവർ ഫ്ലക്സിങ്ങ് റിലേ തുടങ്ങിയവയ്ക്ക് ഈ രീതി അവലംബിയ്ക്കും.

ഡയറക്ഷണൽ റിലേ (Directional Relay)

ഇതു വരെ പറഞ്ഞ റിലേകലെല്ലാം ഇരു വശത്തേയ്ക്കുള്ള ഫാൾട്ടുകൾക്കും പ്രവർത്തിയ്ക്കും. ഇവയെ നോൺ ഡയറക്ഷണൽ റിലേകൾ (Non directional relay) എന്നു കൂടി പറയാം. ഒരു വശത്തു മാത്രം വൈദ്യുത സ്രോതസ്സുള്ള റേഡിയൽ ഫീഡറുകൾക്ക് ഇതു പ്രശ്നമല്ല. എന്നാൽ ഒട്ടനവധി വൈദ്യുത സ്രോതസ്സുകളും, പരസ്പരം ബന്ധിതമായ സബ്സ്റ്റേഷനുകളും, പ്രസാരണലൈനുകളുമൊക്കെയുള്ള വൈദ്യുത ശൃംഖലയിൽ ഫാൾട്ടുണ്ടാകുമ്പോൾ പല ലൈനുകളിലായി ഫാൾട്ടു കറണ്ടൊഴുകും. ദിശ നോക്കാതെ റിലേ ട്രിപ് ചെയ്താൽ അനാവശ്യമായ വൈദ്യുത തടസ്സവും അതുവഴി ശൃംഖലയുടെ തകർച്ചയുമാകും ഫലം. ഇതിനു പരിഹാരമാണ്‌ ഡയറക്ഷണൽ റിലേകൾ. അവ സ്ഥാപിച്ചിരിയ്ക്കുന്ന ലൈനിലെ ഒരു ദിശയിലുള്ള ഫാൾട്ടിനു മാത്രേ ഈ റിലേ പ്രവർത്തിയ്ക്കൂ. ഒരു ഉദാഹരണം കൊണ്ടു വ്യക്തമാക്കാം, ചിത്രം നോക്കുക

A എന്ന സബ്സ്റ്റേഷനിൽ നിന്നും B എന്ന സ്റ്റേഷനിലേയ്ക്ക് AB ലൈനുണ്ട്. കൂടാതെ ഇരു സബ്സ്റ്റേഷനുകളിലേയ്ക്കും വേറെയുൽ ലൈനുകൾ വരുന്നുണ്ട്. AB ലൈനിൽ A  സ്റ്റേഷനിലും B യിലും ഓവർകറണ്ട് റിലേകളുണ്ട്. AB യിൽ ഒരു ഫാൾട്ടുണ്ടായാൽ Aയിൽ നിന്നും B  നിന്നും ഫാൾട്ട് കറണ്ട് ഫാൾട്ടിലേയ്ക്കൊഴുകും. രണ്ടു റിലേകളും ഫാൾട്ടിനെ തിരിച്ചറിയുകയും AB ട്രിപ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യും. എന്നാൽ Bയിൽ നിന്നുള്ള വേറൊരു ലൈനിൽ ഫാൾട്ടുണ്ടായാലോ, അപ്പോഴും ഫാൾട്ട് കറണ്ട് AB യിലൂടെ ഒഴുകുമല്ലോ. 

യഥാർത്ഥത്തിൽ ഫാൾട്ടുണ്ടായത് C ലൈനിലാണ്‌. അതിന്റെ  റിലേയാണ്‌ ആദ്യം ട്രിപ്പാകേണ്ടത്. എന്നാൽ ഒരേ സ്റ്റേഷനിലുള്ളതിനാൽ B യ്ക്കും C യ്ക്കും സാധാരണ ഗതിയിൽ ഒരേ കറണ്ട് സെറ്റിങ്ങും ടൈം സെറ്റിങ്ങുമാകും ഉണ്ടാകുക. അതിനാൽത്തന്നെ B കൂടെ ട്രിപ്പാകാനിടയുണ്ട്. ഇതുമൂലം  ഫാൾട്ടില്ലാഞ്ഞിട്ടും AB യിലൂടെയുള്ള പ്രവാഹം തടസ്സപ്പെടും. എന്നാൽ ഫാൾട്ടിന്റെ ദിശതിരിച്ചറിഞ്ഞ് പ്രവർത്തിയ്ക്കുമായിരുന്നെങ്കിൽ B റിലേയ്ക്ക് ട്രിപ്പാകേണ്ട ആവശ്യമില്ലായിരുന്നു. ഇവിടെയാണ്‌ ഡയറക്ഷണൽ റിലേ ഉപയോഗപ്പെടുന്നത്. ഡയറക്ഷണൽ റിലേകൾ ഫാൾട്ടുണ്ടായ ദിശകൂടി തിരിച്ചറിയുകയും, അതിനനുസരിച്ചു പ്രവർത്തിയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. സ്റ്റേഷൻ B യിലെ റിലേ AB ലൈനിന്റെ ദിശയിലുള്ള ഫാൾട്ടിനു മാത്രം പ്രവർത്തിയ്ക്കും അതുപോലെ A യിലെ റിലേ B സ്റ്റേഷനിലേയ്ക്കുള്ള ദിശയിൽ ഫാൾട്ട് കറണ്ടൊഴുകിയാൽ മാത്രമേ പ്രവർത്തിയ്ക്കൂ.

ഡയറക്ഷണൽ പവർ റിലേ (Directional Power Relay)

ഇത്തരം റിലേകൾ വൈദ്യുത പവർ (Electric power) നിശ്ചിത ദിശയിൽ പ്രവഹിച്ചാൽ ട്രിപ് സിഗ്നൽ നല്കും. ചിത്രം നോക്കുക.

സാധാരണ ഇൻഡക്ഷൻ റിലേ. പക്ഷേ കുറച്ചു വ്യത്യാസമുണ്ട്. അപ്പർ മാഗ്നറ്റിൽ ചുറ്റിയിരിയ്ക്കുന്ന കോയിലിൽ ലൈനിലെ വോൾട്ടേജാണ്‌ നല്കുക(പൊട്ടൻഷ്യൽ ട്രാൻസ്ഫോർമർ വഴി). ലോവർ മാഗ്നറ്റിലെ കോയിലിൽ ലൈൻ കറണ്ടും (കറണ്ട് ട്രാൻസ്ഫോർമർ വഴി) കടത്തിവിടും. രണ്ടു കാന്തങ്ങളും ചേർന്ന് ഡിസ്കിനെ തിരിയ്ക്കും. എന്നാൽ ഡിസ്ക് തിരിയുന്ന ദിശ പവറിന്റെ പ്രവാഹത്തിന്റെ ദിശയേ ആശ്രയിച്ചിയാണുള്ളത്. അതായത് ഒരു ദിശയിൽ പവറൊഴുകിയാൽ ഡിസ്ക് സ്പ്രിങ്ങിനനുകൂലമായി ട്രിപ് കോണ്ടാക്ടുകളിൽ നിന്നകന്നു നില്ക്കും, വിപരീത ദിശയിലാണ്‌ പവർ പ്രവാഹമെങ്കിൽ ഡിസ്ക് സ്പ്രിങ്ങിനെതിരെ ട്രിപ് കോണ്ടാക്ടുകളോടടുത്തു വന്ന് ട്രിപ് ചെയ്യിയ്ക്കും. ഒരു കാര്യം പ്രത്യേകം ശ്രദ്ധിയ്ക്കണം. ഡയറക്ഷണൽ പവർ റിലേകൾ ഓവർകറണ്ട് ഫാൾട്ടിനോടല്ല പ്രതികരിയ്ക്കുന്നത്. മറിച്ച് വൈദ്യുതോർജ്ജത്തിന്റെ പ്രവാഹത്തിന്റെ ദിശയോടാണ്‌ പ്രതികരിയ്ക്കുക. സാധാരണ ഗതിയിൽ ഊർജ്ജം പ്രവഹിയ്ക്കേണ്ടതിന്റെ വിപരീത ദിശയിൽ ഊർജ്ജപ്രവാഹമുണ്ടായാൽ റിലേ ട്രിപ് ചെയ്യിയ്ക്കും.

ലൈനിലെ അല്ലെങ്കിൽ സർക്യൂട്ടിലെ പൊട്ടൻഷ്യൽ ട്രാൻസ്ഫോർമറിൽ നിന്നും ലഭിയ്ക്കുന്ന വോൾട്ടേജിന്റേയും, സി.റ്റി. യിൽ നിന്നുള്ള കറണ്ടിന്റേയും ആപേക്ഷിക ദിശയാണ്‌ വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ ദിശ.

ഡയറക്ഷണൽ ഓവർ കറണ്ട് റിലേ. (Directional Over current Relay) 

ഇവ ഒരു പ്രത്യേക ദിശയിൽ മാത്രം ഓവർകറണ്ട് ഫാൾട്ടുണ്ടായാലേ പ്രവർത്തിയ്ക്കൂ. മറു ദിശയിലാണ്‌ ഫാൾട്ടെങ്കിൽ പ്രവർത്തിയ്ക്കില്ല. ഒരു സാധാരണ ഓവർകറണ്ട് റിലേയോടൊപ്പം (Over current Relay) ഒരു ഡയറക്ഷണൽ പവർ റിലേ (Directional Power Relay) കൂടി സമാന്തരമായി സ്ഥാപിച്ച് ഡയറക്ഷണൽ ഓവർകറണ്ട് റിലേ സാധ്യമാക്കാം. ഡയറക്ഷണൽ പവർ റിലേയിലേയ്ക്ക് വോൾട്ടേജും കറണ്ടും നല്കുന്നു, ഓവർകറണ്ട് റിലേയ്ക്കാകട്ടെ കറണ്ടു മാത്രവും. ഓവർകറണ്ട് റിലേയുടെ സെക്കന്ററി കോയിൽ (Secondary) ഡയറക്ഷണൽ പവർ റിലേയുടെ ട്രിപ് കോണ്ടാക്ടുകളുമായി (Trip contacts) ശ്രേണിയായിട്ടാണ്‌ (Series) കണക്ടു ചെയ്തിട്ടുള്ളത്. അതിനാൽ ഡയറക്ഷണൽ റിലേയുടെ ട്രിപ് കോണ്ടാക്ടുകൾ ക്ലോസ് (close) ആയാൽ മാത്രമേ ഓവർകറണ്ട് റിലേയുടെ സെക്കന്ററിയുടെ പരിപഥം പൂർണ്ണമാകൂ. അങ്ങനെ വന്നാലേ ഡിസ്കിനെ തിരിയ്ക്കാൻ ഓവർകറണ്ട് റിലേയ്ക്കാകൂ.

 സംരക്ഷിയ്ക്കപ്പെടേണ്ടതിന്റെ വിപരീത ദിശയിൽ ഫാൾട്ടുണ്ടായാൽ ഡയറക്ഷണൽ റിലേ അതിന്റെ ട്രിപ് കോണ്ടാക്ടുകളെ ക്ലോസ് ചെയ്യില്ല. അതിനാൽ ഓവർകറണ്ട് റിലേയ്ക്കു പ്രവർത്തിയ്ക്കാനാകില്ല. എന്നാൽ ഉദ്ദേശിയ്ക്കുന്ന ദിശയിൽ ഫാൾട്ടുണ്ടായാൽ ഡയറക്ഷണൽ റിലേയുടെ കോണ്ടാക്ടുകളെ അത് ക്ലോസ് ചെയ്യുകയും ഓവർകറണ്ട് റിലേയുടെ സെക്കന്ററി പരിപഥം പൂർത്തിയാകുകയും ചെയ്യും. അപ്പോൾ ഓവർകറണ്ട് റിലേ പ്രവർത്തിച്ച് ട്രിപ് സിഗ്നൽ നല്കുകയും ചെയ്യും. അപ്പോൾ സർക്യൂട്ട് ബ്രേക്കറിനു ട്രിപ് സിഗ്നൽ കിട്ടും.

 

ഡിസ്റ്റൻസ് റിലേ (Distance relay)

ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനുകളുടെ  (transmission line) സംരക്ഷണത്തിനായുള്ള റിലേയാണിത്. അടിസ്ഥാനപരമായി ഇതൊരു റെഷ്യോ ടൈപ് (ratio) റിലേയാണ്‌. ഫാൾട്ടുണ്ടായ ലൈനിലെ വോൾട്ടേജും (voltage) കറണ്ടും (Current) തമ്മിലുള്ള അനുപാതം (ratio)  മുൻകൂട്ടി നിശ്ചയിച്ച ഒരു അളവിലും താഴെയായാൽ റിലേ ട്രിപ് സിഗ്നൽ നല്കുന്നു. എ.സി. വ്യൂഹങ്ങളിൽ വോൾട്ടേജും കറണ്ടും തമ്മിലുള്ള അനുപാതത്തെ ഇമ്പീഡൻസ് (impedance) എന്നു പറയും. (ഏതാണ്ട് പ്രതിരോധത്തിനു സമാനം). ലൈനിലെ ഇമ്പീഡനസ് ഒരു നിശ്ചിത പരിധിയിലും താഴെവന്നാൽ റിലേ പ്രവർത്തിയ്ക്കും. ചിത്രം നോക്കുക. ഇവിടെ AB എന്ന ലൈനിൽ C എന്ന സ്ഥലത്ത് ഒരു ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുണ്ടാകുന്നു. ഫാൾട്ടുണ്ടാകുമ്പോൾ ലൈനിലെ കറണ്ട് സാധാരണയിൽ നിന്നും വളരെയധികം കൂടും, എന്നാൽ വോൾട്ടേജാകട്ടെ കുറയുകയാണ്‌ ചെയ്യുക. അതിനാൽ അവയുടെ അനുപാതം അഥവാ ഇമ്പീഡൻസ് മുൻകൂട്ടി സെറ്റ് ചെയ്തുവച്ച മൂല്യത്തിലും താഴെയാകുകയും, റിലേ ട്രിപ്പാകുകയും ചെയ്യും. ഇങ്ങനെ ലൈനിലെ ഇമ്പീഡൻസിനെ ആസ്പദമാക്കി ഫാൾട്ടിനെ തിരിച്ചറിയുന്നതിനാൽ ഇവയെ ഇമ്പീഡൻസ് റിലേ (impedance relay)എന്നും പറയുന്നു.

ഫാൾട്ടില്ലാത്ത സമയത്ത് ആകെ റിലേയ്ക്കനുഭവപ്പെടുന്ന ഇമ്പീഡൻസ് എന്നത് ലോഡിന്റെ ഇമ്പീഡൻസ് + ലൈനിന്റെ ഇമ്പീഡൻസ് ആണ്‌. എന്നാൽ ഫാൾട്ടുണ്ടാകുന്ന സമയത്ത് ലൈനിന്റെ ഇമ്പീഡൻസുമാത്രമേ (ഫാൾട്ടുണ്ടായ സ്ഥലം വരെയുള്ള) ഫലത്തിൽ റിലേയ്ക്കു ദൃശ്യമാകൂ. ലൈനിന്റെ ഇമ്പീഡൻസ് ലോഡിന്റെ ഇമ്പീഡൻസിനേക്കാൾ വളരെക്കുറവായിരിയ്ക്കും. മാത്രവുമല്ല ലൈനിന്റെ ഇമ്പീഡൻസ് അതിന്റെ നീളത്തിനാനുപാതികമായിരിയ്ക്കും. ഫാൾട്ടുണ്ടാകുന്ന സ്ഥലം റിലേയുടെ സി.റ്റി, പി.റ്റി എന്നിവ സ്ഥാപിച്ച സ്ഥലത്തുനിന്നും ( ലൈനിന്റെ തുടക്കം) ദൂരത്താണെങ്കിൽ ഇമ്പീഡൻസു കൂടുതലും, അഥവാ അടുത്താണെങ്കിൽ കുറവുമായിരിയ്ക്കും. ഇതു കാരണം റിലേയുടെ ട്രിപ് സെറ്റിങ്ങ് ലൈനിന്റെ ദൂരത്തെ ആസ്പദമാക്കി സെറ്റ് ചെയ്യാവുന്നതാണ്‌. അതായത് ഒരു സ്ഥലത്തു സ്ഥാപിയ്ക്കുന്ന റിലേ ലൈനിന്റെ എത്രഭാഗം വരെ സംരക്ഷിയ്ക്കണം എന്നു മുൻകൂട്ടി തീരുമാനിയ്ക്കാം. അതിനാൽ ഇത്തരം റിലേകളെ ഡിസ്റ്റൻസ് റിലേകളെന്നു (Distance relay) പറയുന്നു.

ബാലൻസ്ഡ് ബീം ടൈപ് റിലേകൾ ഇമ്പീഡൻസ് റിലേയ്ക്കായി ഉപയോഗിയ്ക്കാം. റീസ്ടൈനിങ്ങ് കോയിലിൽ വോൾട്ടേജും (PT) ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് കോയിലിൽ കറണ്ടും (CT) നല്കുന്നും. ഫാൾട്ടില്ലാത്ത സമയത്ത് വോൾട്ടേജ് സാധാരണ അളവിലുണ്ടാകും, കറണ്ട് കുറവായിരിയ്ക്കും. ഈ സമയത്ത് വോൾട്ടേജ് കോയിലിന്റെ കാന്തികശക്തി കറണ്ട് കോയിലിനെ അപേക്ഷിച്ച് കൂടുതലായതിനാൽ ആർമേച്ചർ ഇടതു വശത്തേയ്ക്കു ചെരിഞ്ഞിരിയ്ക്കും. അതിയാൽ ട്രിപ്പിങ്ങ് കോണ്ടാക്ടുകൾ ഓപ്പൺ ആയിരിയ്ക്കും. എന്നാൽ ഫാൾട്ടുണ്ടാകുമ്പോൾ കറണ്ട് വളരെയധികം കൂടുകയും വോൾട്ടേജ് കുറയുകയും ചെയ്യും. അതിനാൽ കറണ്ട് കോയിലിന്റെ ബലം കൂടുകയും ബീം വലത്തോട്ടു ചെരിഞ്ഞ് ട്രിപ് സിഗ്നൽ നല്കുകയും ചെയ്യും.

വോൾട്ടേജ് കോയിലിന്റെ ബലം വോൾട്ടേജിനും കറണ്ട് കോയിലിന്റേത് കറണ്ടിനും ആനുപാതികമായിരിയ്ക്കും.കറണ്ട് കോയിലിന്റെ ബലം വോൾട്ടേജ് കോയിലിന്റേതിനെ അധികരിയ്ക്കുമ്പോൾ റിലേ ട്രിപ്പാകുന്നു. ഇരു കോയിലുകളിലും അല്ലെങ്കിൽ ഒരു കോയിലിൽ മാത്രമോ ടാപ്പിങ്ങുകൾ ക്രമീകരിച്ച് കോയിലിന്റെ കാന്തിക ശക്തിയ്ക്കും അതുവഴി ട്രിപ് സെറ്റിങ്ങിനും മാറ്റം വരുത്താവുന്നതാണ്‌. ഇത്തരം റിലേകൾക്ക് പ്രത്യേകിച്ചൊരു സമയ ഡിലേയില്ല. അതിനാൽ ഇത്തരം റിലേകളെ ഡഫനിറ്റ് ഡിസ്റ്റൻസ് റിലേകളെന്നു പറയും. ടൈം ഡിലേ സെറ്റ് ചെയ്യാവുന്ന റിലേകളെ ടൈം ഡിസ്റ്റൻസ് റിലേകളെന്നു പറയും.

തുടരും .............

റിലേ ഭാഗം 4 വിവിധതരം റിലേകൾ

റിലേ തുടർച്ച...

 

റിലേ ആദ്യഭാഗത്തിന്‌ ഇവിടെ നോക്കുക

വിവിധതരം റിലേകൾ (Different types of relays)

റിലേകളെ അവയുടെ പ്രവർത്തന രീതിയനുസരിച്ച് താഴെക്കാണും വിധം തരം തിരിയ്ക്കാം

തെർമൽ റിലേകൾ-Thermal relays - വൈദുതിയുടെ  താപഫലം (Heating effect) ഉപയോഗിച്ചാണ്‌ ഇതു പ്രവർത്തിയ്ക്കുക. മോട്ടോറുകൾക്കു സരക്ഷണത്തിനുള്ള ഓവർലോഡ് റിലേകൾ ഇത്തരത്തിലുള്ളതാണ്‌

ഇലക്ട്രോമെക്കാനിക്കൽ റിലേകൾ(Electromechanical relays) : വൈദ്യുതിയുടെ കാന്തികഫലം ഉപയോഗിച്ചാണ്‌ ഇവ പ്രവർത്തിയ്ക്കുക. ഇവ പ്രധാനമായും രണ്ടു തരത്തിലാണുള്ളത്

    ഇലക്ട്രോമാഗ്നെറ്റിക് അട്രാക്ഷൻ - Electromagnetic attraction,

    ഇലക്ട്രോമാഗ്നെറ്റിക് ഇൻഡക്ഷൻ- Electromagnetic induction,

മുൻ കാലങ്ങളിൽ HT,EHT സർക്യൂട്ടുകളിലെ സംരക്ഷണ റിലേകൾ ഇത്തരത്തിലുള്ളതാണ്‌.

സ്റ്റാറ്റിക് റിലേകൾ ( Static Relays) : ഇലക്ട്രോണിക് സർക്യൂട്ടുകളെ ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിയ്ക്കുന്നവയാണിവ. മെക്കാനിക്കൽ റിലേകളെ അപേക്ഷിച്ച്, വേഗത, വിശ്വാസ്യത, കൃത്യത എന്നിവയൊക്കെ ഇവയ്ക്കു കൂടുതലാണ്‌.

ഡിജിറ്റൽ അഥവാ ന്യൂമറിക്കൽ റിലേകൾ Numerical Relays)- ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ടുകളണാവയ്ക്കടിസ്ഥാനം. ഇവ വളരെ സെൻസിറ്റീവും, വിശ്വാസയോഗ്യവുമാണ്‌. ഇപ്പോൾ ഇവ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിയ്ക്കുന്നു.

ഇല്കട്രോ മെക്കാനിക്കൽ റിലേകൾ. (Electromechanical Relays)

ഇത്തരം റിലേകൾ വൈദ്യുതിയുടെ കാന്തികപ്രഭാവത്തെ ആസ്പദമാക്കിയാണ്‌ പ്രവർത്തിയ്ക്കുക. ഇവയ്ക്കു ചലിയ്ക്കുന്ന ഭാഗങ്ങൾ (Moving parts) ധാരാളമുണ്ടാകും. ഇതിനു പ്രധാനമായും കറണ്ടിനാനുപാതികമായി കാന്തിക മണ്ഡലം (Magnetic field) സൃഷ്ടിയ്ക്കുന്ന ഒന്നോ അതിലധികമോ കോയിലുകൾ (coils) കാന്തിക കോറുകൾ (Magnetic cores) എന്നിവയുണ്ടാകും. കൂടാതെ സർക്യൂട്ട് ബ്രേക്കറിനെ ട്രിപ്പ് ചെയ്യുന്നതിനായുള്ള ട്രിപ്പിങ്ങ് കോണ്ടാക്ടുകൾ (Trip contacts), അലാം കോണ്ടാക്ടുകൾ (Alarm Contacts) , റിലേ പ്രവർത്തിച്ചത് സൂചിപ്പിയ്ക്കുന്ന സൂചകങ്ങൾ (flags) മുതലായവയും ഇതിന്റെ ഭാഗമാണ്‌. ഇലക്ട്രോമെക്കാനിക്കൽ റിലേകൾ പ്രധാനമായും രണ്ടു തരത്തിലാണുള്ളത്. അവ

1, ഇലക്ട്രോമഗ്നെറ്റിക് അട്രാക്ഷൻ റിലേകൾ (Electromagnetic attraction Relays)

കാന്തിക ആകർഷണത്തെ ആധാരമാക്കിയാണ്‌ ഇവ പ്രവർത്തിയ്ക്കുക. ചിത്രം കാണുക.

ഇതിന്‌ കാന്തിക ശക്തി സൃഷ്ടിയ്ക്കുന്ന ഒരു വൈദ്യുതകാന്തവും (Electromagnet), ആ കാന്തത്തിന്റെ ശക്തിയാൽ ആകർഷിയ്ക്കപ്പെടുന്ന ഒരു പച്ചിരുമ്പ് ആർമേച്ചറും (iron armature) ഉണ്ട്. ആർമേച്ചറിന്റെ ഒരു വശം ഒരു ധാരത്തെ (pivot) ആസ്പദമാക്കി തിരിയാൻ പാകത്തിനു ആധാരത്തിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിയ്ക്കുകയാണ്‌. ഈ ആധാരത്തെ സ്ഥിരമാക്കി വച്ചുകൊണ്ട് മറ്റേ അഗ്രത്തിനു ചലിയ്ക്കാനാകും. മറ്റേ അഗ്രമാണ്‌ വൈദ്യുതകാന്തത്തിന്റെ ആകർഷണത്താൽ ചലിയ്ക്കുക. ആ അഗ്രത്തിനടുത്തായി ആർമ്മേച്ചർ കാന്തത്തിനടുത്തെത്തുമ്പോൾ ക്ലോസ് (close)  ആകും വിധം സർക്യൂട്ട് ബ്രേക്കറിന്റെ ട്രിപ് കോണ്ടാക്ടുകൾ (Trip contacts) സ്ഥാപിച്ചിരിയ്ക്കും. ആർമേച്ചറിന്റെ ചലിയ്ക്കുന്ന അഗ്രത്തെ പിറകോട്ട് വലിച്ചുകൊണ്ട് ഒരു സ്പ്രിങ്ങ് (restraining spring) സ്ഥാപിച്ചിട്ടുണ്ട്.

വൈദ്യുതകാന്തതമെന്നത് ഒരു കാന്തിക കോറിൽ ചെമ്പു കമ്പികൾ ചുറ്റിയ ഒരു സംവിധാനമാണ്‌. ഈ കോയിലിനെ റിലേയുടെ ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് കോയിൽ (Operating coil) എന്നു പറയും. ഈ കോയിലിലൂടെ കറണ്ടൊഴുകുമ്പോൾ അതു കാന്തവല്ക്കരിയ്ക്കുകയും (magnetize) ആർമ്മേച്ചറിനെ ആകർഷിയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. ആർമ്മേച്ചർ കാന്തത്തിന്റെ ആകർഷണത്തില്പ്പെട്ട് മുന്നോട്ടു നീങ്ങുമ്പോൾ ട്രിപ് കോണ്ടാക്ടുകൾ ക്ലോസ് ആകുകയും ബ്രേക്കർ ട്രിപ് ആകുകയും ചെയ്യും. ഇതാണ്‌ റിലേയുടെ ലഘു ഘടന.

സംരക്ഷിയ്ക്കപ്പെടേണ്ട സർക്യൂട്ടിലെ കറണ്ടിനാനുപാതികമായ കറണ്ടാണ്‌ റിലേ കോയിലിലൂടെ കടന്നു പോകുക. റിലേയുടെ വൈദ്യുത കാന്തം സൃഷ്ടിയ്ക്കുന്ന കാന്തിക ശക്തി (magnetic strength or operating torque) കോയിലിലൂടെ കടന്നു പോകുന്ന കറണ്ടിനും, റിലേകോയിലിലെ ചുറ്റുകളുടെ എണ്ണത്തിനും ആനുപാതികമായിട്ടാകും. ഫാൾട്ടില്ലത്ത സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ കറണ്ട് കുറവായിരിയ്ക്കുമല്ലോ. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ വൈദ്യുതകാന്തത്തിന്റെ കാന്തിക ശക്തി കുറവായിരിയ്ക്കും. അപ്പോൾ കാന്തശക്തിയേക്കാൽ കൂടിയ ശക്തിയിലാകും ആർമേച്ചറിന്മേൽ സ്പ്രിങ്ങിന്റെ വലിവ് (restraining force). അതുകൊണ്ട് സ്പ്രിങ്ങിനെ വലിവിനെ മറികടന്നു കൊണ്ട് കാന്തത്തിന്‌ ആർമേച്ചറിനെ ആകർഷിച്ചടുപ്പിക്കാനാകില്ല. അതിനാൽ ഫാൾട്ടില്ലാത്തപ്പോൾ റിലേയിലെ ട്രിപ് കോണ്ടാക്ടുകൾ ഓപ്പൺ ആയിക്കിടക്കും. എന്നാൽ ഓവർകറണ്ട് ഫാൾട്ടുണ്ടാകുമ്പോൾ ലൈനിലെ കറണ്ട് കൂടും, സ്വാഭാവികമായും റിലേകോയിലിലെ കറണ്ട് കൂടുകയും കാന്തത്തിന്റെ ശക്തി കൂടുകയും ചെയ്യും. അങ്ങനെ കാന്തിക ശക്തികൂടി ആർമ്മേച്ചറിനെ അത് സ്പ്രിങ്ങിന്റെ വലിവിനെ മറികടന്നുകൊണ്ട് ആകർഷിച്ചടുപ്പിയ്ക്കും. അപ്പോൾ റിലേയിലെ ട്രിപ് കോണ്ടാക്ടുകൾ ക്ലോസ് ആകുകയും ബ്രേക്കർ ട്രിപ് ആകുകയും ചെയ്യും. ഇതാണ്‌ സാമാന്യ പ്രവർത്തനം.

മുകളിൽകാണിച്ചിരിയ്ക്കുന്ന റിലേ പ്രവർത്തിയ്ക്കുന്നത് അതിന്റെ കോയിലിലൂടെ കടന്നു പോകുന്ന കറണ്ടു മൂലം സൃഷ്ടിയ്ക്കപ്പെടുന്ന കാന്തിക ബലം, സ്പ്രിങ്ങിന്റെ ബലത്തെ മറികടക്കുമ്പോഴാണ്‌. റിലേയുടെ കോയിൽ ഉദ്പ്പാദിപ്പിയ്ക്കുന്ന കാന്തിക ബലം അതിലൂടെ കടന്നു പോകുന്ന കറണ്ടിന്റെ അളവിനോടും, കോയിലിന്റെ ചുറ്റുകളുടെ എണ്ണത്തോടും ആനുപാതികമായിരിയ്ക്കും. മുകളിൽ കാണിച്ചിട്ടുള്ള റിലേയിൽ ചുറ്റുകളുടെ എണ്ണം സ്ഥിരമായതിനാൽ റിലേ ട്രിപ് ചെയ്യുന്ന കറണ്ടും സ്ഥിരമായിരിയ്ക്കും. ഇതു മൂലം ഒരു നിശ്ചിത അളവു കറണ്ടിനു നിർമ്മിച്ച റിലേ മറ്റൊരളവിനുപയോഗിയ്ക്കാനാകില്ല. ഇതിനു പരിഹാരമായി ചുറ്റുകളുടെ എണ്ണം വ്യത്യാസപ്പെടുത്താവുന്ന തരത്തിൽ ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് കോയിൽ ക്രമീകരിയ്ക്കുകയാണെങ്കിൽ റിലേയുടെ ട്രിപ്പിങ്ങ് കറണ്ടും ക്രമീകരിയ്ക്കാം. ഇതിനായി ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് കോയിലിൽ ടാപ്പിങ്ങുകൾ (tappings) നല്കുകയാണ്‌ ചെയ്യുക. ടാപ്പിങ്ങുകളെ ആവശ്യാനുസരണം കണക്ഷൻ നല്കുന്നതിനായി പ്ലഗ്ഗ് (plug) എന്ന സവിധാനവും നല്കുന്നു. പ്ലഗ്ഗിന്റെ സഹായത്തോടുകൂടി ഏതു ടാപ്പ് (tap) വേണമെങ്കിലും തെരഞ്ഞെടുക്കാം. അതുവഴി ട്രിപ്പിങ്ങ് കറണ്ട് ക്രമീകരിയ്ക്കാം. കൂടുതൽ ചുറ്റുകൾ സർക്യൂട്ടിൽ വരത്തക്ക വിധമാണ്‌ പ്ലഗ് സെറ്റിങ്ങ് എങ്കിൽ കുറഞ്ഞ കറണ്ടും, അതല്ല കുറവു ചുറ്റുകൾ വരത്തക്കവിധമാണ്‌ സെറ്റിങ്ങെങ്കിൽ കൂടിയ കറണ്ടും ആകും ട്രിപ്പിങ്ങിനു വേണ്ടി വരിക. ചിത്രം നോക്കുക.

അട്രാക്ഷൻ തരം റിലേയിലെ മറ്റൊരു തരമാണ്‌ സോളിനോയിഡ് അഥവാ പ്ലഞ്ചർ ടൈപ്പ് റിലേ (Plunger type relay). ഇതിൽ ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് കോയിൽ ഒരു സോളിനോയിഡിന്റെ (Solenoid) രൂപത്തിലാണുള്ളത്‌. അതിനോട് ചേർന്ന് ഒരു ഇരുമ്പ് പ്ലഞ്ചറുണ്ടാകും (iron plunger). ട്രിപ്പിങ്ങ് കോണ്ടാക്ടുകൾ പ്ലഞ്ചറിന്റെ ചലനത്തെയനുസരിച്ചാണ്‌ പ്രവർത്തിയ്ക്കുക. ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് കോയിലിലെ കറണ്ട് ഒരു പരിധിയിലധികമായാൽ സോളിനോയിഡ് പ്ലഞ്ചറിനെ അതിനുള്ളിലേയ്ക്കു ആകർഷിയ്ക്കും. പ്ലഞ്ചർ സോളിനോയ്ഡിലേയ്ക്കു നീങ്ങുകയും ട്രിപ്പിങ്ങ് കോണ്ടാക്ടുകൾ ക്ലോസ് ആകുകയും ചെയ്യും.

ഇലക്ട്രോമാഗ്നെറ്റിക് ഇൻഡക്ഷൻ- Electro magnetic induction

ഇവ വൈദ്യുത കന്തിക പ്രേരണത്തെ (electro magnetic induction) ആസ്പദമാക്കിയാണ്‌ പ്രവർത്തിയ്ക്കുന്നത്. ചിത്രം കാണുക

 

ഈ റിലേയ്ക്ക് ഒരു പ്രധാന ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് വൈദ്യുതകാന്തം (Operating electromagnet) ഉണ്ടാകും. ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് കോയിൽ ഇതിന്റെ കോറിൽ ചുറ്റിയിരിയ്ക്കും. ലൈനിലെ കറണ്ടിനാനുപാതികമായ കറണ്ട് ഇതിലൂടെ കടന്നു പോകുകയും ആനുപാതികമായ ഒരു കാന്തിക മണ്ഡലം സൃഷ്ടിയ്ക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യും. ഈ കാന്തിക മണ്ഡലം കോയിലിനു താഴെയായി സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള അലൂമിനിയം ഡിസ്കിൽ (aluminium disc) വൈദ്യുത കാന്തിക പ്രേരണം വഴി വൈദ്യുതി ഉല്പ്രേരിതമാക്കും. ഇത് ഡിസ്കിനുള്ളിൽ കറണ്ടുല്പ്പാദിപ്പ്യ്ക്കുകയും, ആ കറണ്ടു മൂലമുള്ള കാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റേയും, കോയിലിന്റെ കാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റേയും പരസ്പരപ്രവർത്തനം വഴി ഡിസ്കിൽ കറങ്ങാനുള്ള ബലം ഉദ്പ്പാദിപ്പിയ്ക്കും. ഡിസ്കിന്റെ കറക്കത്തെ ഒരു സ്പ്രിങ്ങ് (restraining ring) വഴി നിയന്ത്രിയ്ക്കുന്നതിനാൽ ഡിസ്കിനു തുടർച്ചയായി കറങ്ങാനാവില്ല. എന്നാൽ സ്പ്രിങ്ങിന്റെ ബലത്തെ മറികടക്കാൻ പാകത്തിനുള്ള ബലം കാന്തികമണ്ഡലം വഴി ഉണ്ടായാൽ ഡിസ്ക് തിരിഞ്ഞ് മൂവിങ്ങ് കോണ്ടാക്ടും സ്ഥിര കോണ്ടാക്ടും (Moving contact and fixed contact) തമ്മിൽ മുട്ടുകയും ട്രിപ് കോണ്ടാക്ടിനെ ക്ലോസ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യും.

ഒരു വൈദ്യുത കോയിൽ (single coil) മാത്രം ഉദ്പ്പാദിപ്പിയ്ക്കുന്ന കാന്തികമണ്ഡലത്തിന്‌ ഡിസ്കിൽ കറങ്ങാനുള്ള ശകതി ഉദ്പ്പാദിപ്പിയ്ക്കാനാകില്ല. അതിനൂ പരസ്പരം ഫേസ് വ്യത്യാസമുള്ള (Phase difference) ഒന്നിലധികം കാന്തികമണ്ഡലം ആവശ്യമാണ്‌. ഇതിനായി ഓവർകറണ്ട് റിലേയിൽ രണ്ടാമതൊരു വൈദ്യുത കാന്തം കൂടി സ്ഥാപിയ്ക്കുകയോ, പോൾ ഷേഡിങ്ങ് എന്ന സംവിധാനം ഉപയോഗിയ്ക്കുകയോ ചെയ്യും.

ഇൻഡക്ഷൻ ടൈപ്പ് റിലേകൾ അവയുടെ നിർമ്മാണ രീതിയ്ക്കനുസരണമായി വിവിധ തരത്തിലുണ്ട്. അവ

1, വാട്ട് മീറ്റർ ടൈപ് റിലേ (watt meter type Relay) - ഇതിൽ രണ്ടു വൈദ്യുതകാന്തങ്ങളുണ്ടാകും. ഒന്നിനെ അപ്പർ മാഗ്നറ്റെന്നും (Upper magnet) മറ്റേതിനെ ലോവർ മാഗ്നറ്റെന്നുമാണ്‌ (lower magnet) പറയുന്നത്. അപ്പർമാഗ്നറ്റിലാണ്‌ പ്രധാന ഓപരേറ്റിങ്ങ് കോയിലുള്ളത് (Operating coil- Primary winding) . കറണ്ട് ട്രൻസ്ഫോർമറിന്റെ (C.T) സെക്കന്ററി ഇതിലാണ്‌ കണക്ട് ചെയ്യുക. കൂടാതെ ഒരു സെക്കന്ററി വൈൻഡിങ്ങ് (secondary) കൂടി അപ്പർ മാഗ്നറ്റിലുണ്ടാകും ഈ കോയിൽ ലോവർ മാഗ്നറ്റിലെ കോയിലുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിയ്ക്കും. അപ്പർ ലോവർ മാഗ്നറ്റുകൾക്കിടയിലാണ്‌ അലൂമിനിയം ഡിസ്ക് സ്ഥാപിയ്ക്കുക. അപ്പർ മാഗ്നറ്റിലെ പ്രധാന കോയിലിലൂടെ കറണ്ടൊഴുകുമ്പോൾ സെക്കന്ററി വൈൻഡിങ്ങിലും ഉല്പ്രേരണം (electro magnetic Induction) വഴി കറണ്ടൊഴുകും. ഈ കറണ്ടും പ്രധാന കോയിലിലെ കറണ്ടും തമ്മിൽ ഫേസ് വ്യത്യാസമുള്ളതിനാൽ ലോവർ മാഗ്നറ്റുണ്ടാക്കുന്ന കാന്തിക മണ്ഡലവും അപ്പർ മാഗ്നറ്റിന്റെ കാന്തിക മണ്ഡലവും തമ്മിൽ ഫേസ് ഡിഫറൻസുണ്ടാകും. ഈ രണ്ടു കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളും ഡിസ്കിനെ തിരിയ്ക്കാനുള്ള ബലം സൃഷ്ടിയ്ക്കുകയും അത് സ്പ്രിങ്ങിന്റെ ബലത്തെ മറികടന്നാൽ ട്രിപ് സിഗ്നൽ നല്കുകയും ചെയ്യും.

2 ഷേഡഡ് പോൾ റിലേ (Shaded pole Relay) :- ഇതിൽ ഒറ്റ കാന്തമേ ഉണ്ടാകൂ. വൈദ്യുത കാന്തത്തിന്റെ ദ്രുവങ്ങൾക്കടുത്തായി ഒരു ചെമ്പു വളയം(Copper ring) സ്ഥാപിച്ചിരിയ്ക്കും. ഇതിനെയാണ്‌ പോൾ ഷേഡിങ്ങ് (pole shading) എന്നു പറയുന്നത്. വൈദ്യുത കാന്തിക പ്രേരണം വഴി ഈ വളയത്തിൽ വൈദ്യുതി ഉല്പ്രേരിതമാകുകയും പ്രധാന കാന്തിക മണ്ഡലവുമായി ഫേസ് വ്യത്യാസമുള്ള കാന്തിക മണ്ഡലം സൃഷ്റ്റിയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. അതുവഴി ഡിസ്കിൽ കറങ്ങാനുള്ള ബലം സംജാതമാകും.

3, ഇൻഡക്ഷൻ കപ്പ് റിലേ (Induction cup relay) : ഇതിൽ ഡിസ്കിനു പകരം ഒരു അലൂമിനിയം കപ്പ് (cup) ആകും ഉണ്ടാകുക. ഷേഡിങ്ങ് പോൾ സംവിധാനം ഉപയോഗിയ്ക്കുകയോ ഒന്നിലധികം കറണ്ടുകൾ ഉപയോഗിയ്ക്കുകയോ ചെയ്യും.

ഡിസ്കിൽ ഉദ്പ്പാദിപ്പിയ്ക്കുന്ന ശക്തി (rotating torque) കറണ്ടിനാനുപാതികമായിരിയ്ക്കും. ആദ്യം പറഞ്ഞ റിലേയിലേതുപോലെ തന്നെ ഇതിലും ചുറ്റുകളുടെ എണ്ണം ക്രമീകരിച്ച് ട്രിപ്പിങ്ങ് കറണ്ടിനെ ക്രമീകരിയ്ക്കാം. വൈദ്യുത കാന്തിക പ്രേരണം അടിസ്ഥാനമാക്കി പ്രവർത്തിയ്ക്കുന്നതിയാൽ എ.സി. വൈദ്യുതിയിൽ മാത്രമേ ഇൻഡക്ഷൻ റിലേകൾ പ്രവർത്തിയ്ക്കൂ.

ട്രിപ്പിങ്ങ് സമയം ക്രമീകരിയ്ക്കൽ. (Tripping time adjustment)

ഇൻഡക്ഷൻ റിലേയിൽ ഡിസ്ക് തിരിഞ്ഞ് ചെന്ന് ട്രിപ്പിങ്ങ് കോണ്ടാക്ടുകളെ ക്ലോസ് ചെയ്യുമ്പോഴാണ്‌ ട്രിപ്പിങ്ങ് നടക്കുന്നത്. ഡിസ്കിന്റെ തിരിയലിന്റെ ശക്തി ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് കോയിലിലൂടെ കടന്നു പോകുന്ന കറണ്ടിനാനുപാതികമാണല്ലോ. മാത്രവുമല്ല ഡിസ്കിനോടു ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള മൂവിങ്ങ് കോടാക്ടിന്‌ ഡിസ്കിനെ ചലനം മൂലം കുറച്ചു ദൂരം സഞ്ചരിച്ചെങ്കിലേ ഫിക്സഡ് കോണ്ടാക്റ്റുമായി മുട്ടാനാകൂ. ഈ ദൂരം വ്യത്യാസപ്പെടുത്തിയാൽ റിലേ ട്രിപ്പിങ്ങിനെടുക്കുന്ന സമയവും വ്യത്യാസപ്പെടുത്താം. ട്രിപ് കോണ്ടാക്ടിന്റെ സ്ഥാനം കൂടുതലായി പിറകോട്ടു സ്ഥാപിച്ചാൽ ഇത്തരം ഫാൾട്ടുകളിൽ റിലേ ട്രിപ്പ് ചെയ്യാനെടുക്കുന്ന സമയം കൂട്ടാം, അതുപോലെ മുന്നോട്ടടുപ്പിച്ചാൽ സമയം കുറയ്ക്കാം. ഇതുവഴി റിലേയുടെ പ്രവർത്തന സമയം ക്രമീകരിച്ചുകൊണ്ട് ഇഷ്ടപ്രകാരം ട്രിപ്പിങ്ങ് സമയം ക്രമീകരിയ്ക്കാം.

ഇൻഡക്ഷൻ റിലേയിൽ ടാപ്പിങ്ങുകളുടേയും അതിനോടനുബന്ധിച്ചുള്ള പ്ലുഗ്ഗിന്റേയും സഹായത്താൽ ട്രിപ്പിങ്ങ് കറണ്ടും,ഫിക്സഡ് കോണ്ടാക്ടിന്റെ സ്ഥാനം മാറ്റുന്നതിലൂടെ ട്രിപ്പിങ്ങ് സമയവും ഇഷ്ടാനുസരണം ക്രമീകരിയ്ക്കാം. ഈ സൗകര്യമുള്ളതുകൊണ്ട് ഇൻഡക്ഷൻ റിലേ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചു വന്നിരുന്നു.

                                                                                    തുടരും..........