VEL 3. ZártHelyi 1. Váltakozó áramú kör számítása:

2. Távvezeték átvitele: Számítás: P2, Q2, U2 adott, a vezeték eleji mennyiségek kiszámítása a ZV ismeretében. 3. FN, vagy 2FN számítása: 4.a Védelmek csoportosítása különböző szempontok alapján: Feladatuk szerint: Alapvédelem: A védett szakaszon bárhol bekövetkezett meghibásodás esetén a védett elemre telepített többi elemnél gyorsabban működik. Tartalék védelem: Az alapvédelem hatástalansága esetén működik, de attól nem független. Fedővédelem: Az alapvédelem hatástalansága estén működik, attól teljesen független. Mit érzékelnek/megszólalást kiváltó jellemző mennyiség: - Túl áram érzékelés: túl áramvédelmek /Túl áram - relé/ - Feszültség érzékelés: feszültség csökkenési-és emelkedési védelmek /feszültség relé/ -Impedancia érzékelés: impedancia védelem, távolsági védelem /impedancia-relé/ -Differenciál elvű érzékelés: differenciálvédelmek, szakaszvédelmek, igen/nem jelet összehasonlító védelmek /különbözeti-relé, frekvencia-relé/ -Zárlati teljesítményérzékelés: /teljesítmény/indukciós/- irány relé/ - egyéb speciális relék Működési elv szerint: -Elektromágneses indukciós -Elektrodinamikus -Hőhatáson alapuló -Egyenirányítós -Elektronikus, egyéb. Generációk szerint: -elektronikus védelmek -egyenirányítós -nullindikátoros elektromechanikus védelmek -analóg mérést végző elektronikus védelmek -analóg leképezésű, de impulzustechnikai feldolgozást végző elektronikus védelmek -analóg/digitális átalakítás (mintavételes), mikroprocesszoros védelmek 4.b Védelmi alap követelmények: Szelektivitás: Mindig csak a meghibásodott hálózatrészt válassza le az energiarendszerről. /Szelektivitás fogalma: A védelmi rendszer szelektív működésű, ha hiba felléptekor a védelmek által vezérelt megszakítók csak a hibás részt választják le az energia rendszerről, a rendszer többi része üzemben marad./ -abszolút szelektív védelem: csak az adott vezetékre védhetnek (pl.: differenciál védelem) -relatív szelektív védelem: átnyúlhatnak más vezetékre is (pl.: impedancia védelem) Gyors működés: Az ív minél hamarabbi megszűntetése, az ív romboló hatása lineárisan függ az ívidőtől. Azaz legyen gyors a védelem, de ne a szelektivitás rovására. -differenciál védelem: 8-10 ms -impedancia védelem: 30 ms -túl áram védelem: 40 ms / A villamos berendezésekben bekövetkező zárlat súlyos veszélyt jelent a rendszer üzemén. A kár nagymértékben csökkenthető, esetleg teljesen el is kerülhető, ha a védelem igen gyorsan működik. A gyors működés egyrészt a berendezés sérülését csökkenti mind a hibahelyen, mind

ubes

UREF R1

ube

uki R2

up

a betápláló ép rendszerrészeken, másrészt a rendszer üzemének zavartalan folytatását biztosítja./ Üzembiztonság: Ne működjön feleslegesen, ill. működjön, amikor kell. Érzékenység: Úgy kell a védelmet beállítani, hogy zavaró hatásra megfelelően működjön. Valamely védelem beállítását részletes zárlatszámítás alapján határozzák meg. A zárlatszámításokat általában fémes zárlatok feltételezésével végzik el, és bizonyos meggondolásokkal csökkentik a lehetséges zárlati variációk számát. Az így kapott eredményeket csak nagy biztonsági tényezővel szabad használni, vagyis a számításoknál adódó beállítási érték és a tényleges beállítási érték viszonyát nagyra kell választani azért, hogy a primer zavaró tényezők ellenére a védelem jól működjék. Ilyen zavaró tényezők, pl.: hibahelyi átmeneti ellenállás ívellenállás, földzárlatoknál a földelési (spontán földelési) ellenállás; a különböző egyszerű zárlatfajták (3F, 2F, 2FN, FN), valamint a nem hatásosan földelt csillagpontú hálózaton a kettős földzárlat különböző áram- és feszültségviszonyai stb. A védelmet úgy kell kiválasztani és beállítani, hogy az összes zavaró hatás ellenére a védett szakaszon fellépő zárlatra gyorsan, szelektíven és megbízhatóan működjék. Gazdaságosság: Gazdaságos egy védelem, ha az általa elérhető kárcsökkenési érték nagyobb, mint működése esetén a kiesés kára, karbantartási létesítési költségek. Egyszerűség: 5. Műveleti erősítők lineáris alkalmazásai: 6. Komparátor méretezése: Hiszterézises komparátorok:

A műveleti erősítő felépítésénél fogva nagyon jól használható különböző feszültségszintek figyelésére, összehasonlítására. Ehhez elsősorban nagy feszültségerősítése nyújt lehetőséget. Ha Ube > Uref => Uki=15V; Ha Ube < Uref => Uki=-15V;

A komparátort mind az invertáló, mind a nem invertáló bemenet felöl lehet vezérelni. Invertáló bemenet felöl vezérelt komparátor

A pozitív bemenet feszültsége a szuperpozíció tétel segítségével kiszámítható:

21

1

21

2

RR

RU

RR

Ruu REFkip +

++

=

A kimenet billenése (egyik telítési állapotból a másikba átváltása akkor következik be, ha az ubes előjelet vált. A váltás határa: ube=up. Mivel a kimenet két értéket vehet fel, ezért a billenés két bemeneti állapotnál történik:

21

1

21

22

21

1

21

21

ˆ

ˆ

RR

RU

RR

RUU

RR

RU

RR

RUU

REFkibe

REFkibe

++

+=

++

+=

−

+

Amennyiben az ubes pozitív, akkor a kimenet Ûki+ értéken lesz. Ez akkor áll fenn, ha a ube≤Ube1. A kimenet akkor lesz Ûki- értéken, ha ube≥Ube2. A referencia feszültség tetszőleges előjelű lehet. A fentiek alapján az áramkör transzfer karakterisztikája:

Ûki-

Ûki+

ube

uki UREFR1/(R1+R2)

Ube1 Ube2

UH

A hiszterézis tartomány nagysága:

( )−+ −+

= kikiH UURR

RU ˆˆ

21

2

Nem-invertáló bemenet felöl vezérelt komparátor

A pozitív bemenet feszültsége a szuperpozíció tétel segítségével kiszámítható:

21

1

21

2

RR

Ru

RR

Ruu bekip +

++

=

A kimenet billenése (egyik telítési állapotból a másikba átváltása akkor következik be, ha az ubes előjelet vált. A váltás határa: UREF=up. Mivel a kimenet két értéket vehet fel, ezért a billenés két bemeneti állapotnál történik:

++−=

++−=

−

+

1

2

1

22

1

2

1

21

1ˆ

1ˆ

R

RU

R

RUU

R

RU

R

RUU

REFkibe

REFkibe

Amennyiben az ubes pozitív, akkor a kimenet Ûki+ értéken lesz. Ez akkor áll fenn, ha a ube≥Ube1. A kimenet akkor lesz Ûki- értéken, ha ube≤Ube2. A referencia feszültség tetszőleges előjelű lehet. A fentiek alapján az áramkör transzfer karakterisztikája: A hiszterézis tartomány nagysága:

( )−+ −= kikiH UUR

RU ˆˆ

1

2

7. Túláram relé elektronikus kapcsolása és működése:

ubes

UREF

R1 ube uki R2

up

Ûki-

Ûki+

ube

uki

UREF(1+R2/R1)

Ube1 Ube2

UH

Az 5.21. ábrán látható vázlat szerint az áramváltó egyik fázisának szekunder tekercsébõl jövő Iv vonali áram az RI leképező ellenálláson halad át, amelynek sarkain az árammal arányos feszültség keletkezik. Ezt a feszültséget az 1 jelű közbenső feszültségváltó a 2 jelű kétoldalas egyenirányítóhoz továbbítja. A kondenzátorral simított lüktető egyenfeszültség a 3 jelű beállító ellenállásra kerül. Itt állítható be a tranzisztort vezérlő, vagyis a tuláramrelé megkívánt megszólalási áramának megfelelő Ube bemeneti feszültség. Ennek elegendően nagy értékénél a tranzisztor, vezető állapotba billen, ami analóg a mechanikus áramrelé forgórészének elmozdulásával. Az UT feszültségről táplált KR kioldórelé ekkor meghúz. Ha a relé nem önálló szerepben kerül felhasználásra, a vezető állapotba billent tranzisztor nem a KR relét vezérli, hanem kimenete további elektronikus relé (pl.: irányrelé, időrelé, stb.) bemenő jeleként azt vezérli.

8. Időrelé működése és kapcsolása: Az 5.23. ábrán látható tranzisztoros időrelé tulajdon-képpen egy RC tagos késleltetés. A kapcsolás a tranzisztoron kívül az R előtét-ellenállásból, az Rb beállító-ellenállásból, az RM mérőellenállásból és a C kondenzátorból áll. Az ÚT a tápfeszültség. A C kondenzátor sarkain az Ube bemeneti feszültség exponenciálisan nõ és ha eléri a beállított értéket, akkor a tranzisztor vezet és a megjelenő Uki kimeneti feszültség további körök vezérlését végezheti.

9. Elektronikus védelmek bemeneti körei: Analóg mennyiségek bevitele: A védett objektum áramával arányos jeleket mindig közbenső áramváltókon, a feszültségével arányos jeleket pedig közbenső feszültségváltókon keresztül - a megfelelő szintre csökkentve

- vezetik az elektronikus áramkörökhöz.

A 7. 1. ábrán példaként egy túláramvédelemnél alkalmazott megoldás látható. Az NP primer tekercs a védelem külső sorozatkapcsaira csatlakozik. Az Nsz szekundertekercs pedig hídkapcsolású egyenirányítón keresztül táplálja az R ellenállást, amelyen az árammal arányos egyenirányított feszültség jelenik meg. Ilyen kapcsolási elrendezés mellett (ti. hogy az egyenirányítás után zárják le az áramváltó szekunder oldalát) az egyenirányító diódákon eső feszültség az áramgenerátoros jellegű táptálás következtében még egészen kis áramok esetén sem befolyásolja a pontos alakhű leképezést. A primer és szekunder tekercs közé felhasított Á árnyékolófóliát kell elhelyezni, amelyet a védelem földelt fémházával össze kell kötni. Így megakadályozható, hogy a nagyfeszültségű primer áramváltók felől kapacitív úton túlfeszültségek és zavarok kerüljenek az elektronikus áramkörökbe. A Z Zener-dióda a maximális érzékelési tartomány feletti nagy zárlati áramoknak megfelelő, túlzottan nagy feszültségek ellen nyújt védelmet. A bemenő áramváltó jellemzően 1/2000/4000-es áttétellel bír. Átviteli tulajdonságai alapvetően befolyásolják a védelem viselkedését, különösen a tranziens állapotban, az az első 20-40 msec alatt. Jelentősen javul a viselkedése, amennyiben az áramváltó lezárása zérusértékű impedanciával történik. Az igen nagyszámú KÖF és KIF túláramvédelmeknél gyakran nem szükséges a fázisonkénti érzékelés, ezért több bemenethez úgy alkalmaznak egyetlen túláramérzékelőt, hogy pl.: az IR, IS és IT áramok közül csak a maximális pillanatérték kerül az áramérzékelőhöz.

A 7. 2. ábrán, pl. egy háromfázisú áramérzékelőt tápláló bemeneti egység látható, amely maximumkiválasztó egyenirányító kapcsolást tartalmaz. Így egyetlen elektronikus elemmel minden fáziszárlati esemény érzékelhető. A működés kényege abban áll, hogy a legnagyobb áram kinyitja a másik kettő egyenirányító hidait lezáró ellen-polaritású diódákat. Ennek eredményeként az R jelű munkaellenálláson csak a pillanatnyi legnagyobb áram folyik át.

Kétállapotú logikai jelek bevitele: A kétállapotú jelek belső elektronikába való bevitelére az egyik kézenfekvő megoldás a miniatűr, általában nyomtatott áramkörbe ültethető, „kisrelé” alkalmazása. A galvanikus leválasztást lényegében a kisrelé végzi.

A megjelenő U0 jel feszültségét az Re csökkenti le a kisrelé alacsonyabb szintjére (12, vagy 14 VDC). Az ellenpolaritású D jelű dióda a relé tekercsein megjelenő kapcsolási túlfeszültségek elleni védelemre szolgál. Az U0 kontaktust egy külső, központilag elhelyezett, zérus sorrendű feszültségérzékelő vezérli. Ez ad engedélyező parancsot a Jb reed-relé közbeiktatásával a tranzisztoron keresztül az elektronikus érzékelő áramkör 3I0 jelet fogadó IC bemenetre. A másik lehetőség az optikai csatoló felhasználása, ahol a külső parancs világítódiódás (LED) optocsatolót hajt meg. Ma már inkább elterjedt az optocsatolóval történő leválasztás. Ezen módon is elérhető 5-8 kV-os szigetelési szilárdsággal bíró leválasztás.

Az R1-R2 feszültségosztó és áramkorlátozó. A Z jelű zénerdióda szintén korlátozó szerepet tölt be. A D1-es dióda a fordított polaritás esetében megvédi az optocsatoló LED diódáját átütés ellen. Az L jelű trigger áramkör jelformálást végez. Tápegységek: Bonyolultabb feladatokat ellátó, nagyobb fogyasztású védelmekhez általában az egyszerű kivitelű DC-DC konverteres (egyen-egyenfeszültség átalakítós) tápegységeket használnak.

Egyik legelterjedtebb típusa látható a 7. 7. ábrán. Ez az átalakító egy közös kollektorú vasmagtelítődéses vezérlésű, nyitóüzemű, ellenütemű DC - AC konverterből (egyen - váltakozó feszültség átalakítóból) és az ezt követő egyenirányítóból és stabilizátorból ál1. A T1 és T2 nagyfeszültségű tranzisztorok felváltva kapcsolják rá a 220 V egyenfeszültséget a Tr transzformátor NP1 és NP2 primer tekercseire. Az ábrán feltüntetett polaritás viszonyok esetén, amikor pl. Tl tranzisztor nyitni, tehát vezetni kezd, és kollektorárama növekszik, akkor báziskörében az NV1 vezérlőtekercsben indukálódó feszültség hatására nyitóirányú áram folyik. Az ily módon előálló pozitív visszacsatolás a tranzisztor nyitott állapotát fenntartja mindaddig, amíg a vasmag a növekvő kollektoráram hatására telítésbe nem kerül. Eddig a pillanatig az NV2 tekercsben és így a Tz tranzisztor báziskörében záró irányú feszültség indukálódik. Telített állapotban az NV1 tekercsben megszűnik a fluxusváltozás, nem indukálódik feszültség. Ekkor T1 tranzisztor kollektorkörében folyó áram csökkenni kezd, a vasmag kikerül a telítésből, a csökkenő áram ellentétes irányú feszültséget indukál a vezérlő tekercsekben, minek hatására T, teljesen lezár, T2 pedig kinyit. Ez a folyamat a vasmag telítődésének vezérletével periodikusan ismétlődik, így a Tr fluxusa időben kb. fűrészfog alakú lesz, ezért az Nsz szekunder tekercsek kapcsain közel négyszög alakú váltakozó feszültség jelenik meg. Ennek frekvenciáját több kHz értékre választják, ehhez Tr transzformátort ferrit vasmagból kell készíteni, és így kis geometriai méretekkel is már viszonylag nagy teljesítményeket lehet átvinni. Nagyobb objektumok összes védelmi és automatikai feladatait összevontan ellátó komplex berendezések táplálására a lényegesen nagyobb fogyasztás miatt már bonyolultabb, ún. szabályozott DC - AC konvertereket használnak.

10. Elektromágneses relék elve, működése, erő – útdiagram: Áramok és feszültségek nagyságának érzékelésére, tehát áramrelének és feszültségrelének leggyakrabban az egyszerű elektromágneses relét alkalmazzák. Mûködését az 5.4.a) ábrán vázolt un. billenőmágnes szemlélteti. A mágneses húzóerő iránya mindig Az erővonalak rövidülési törekvésének felel meg, azaz a légrést csökkenti. Mivel az erő iránya független a mágnest gerjesztő áram irányától, ezért az elektromágneses relé egyenáramra és váltakozó áramra egyaránt használható. A vasmagot rugóerő tartja nyitva. A vasmagot körülvevő tekercs elegendő árama esetén a mágneses fluxus négyzetével arányos húzóerő kerül túlsúlyba, s a vasmag mozgó részét zárja. A mozgó rész neve: fegyverzet. A fegyverzettel együtt mozgó érintkező végzi a működtető (vezérlő) áramkör zárását. Amíg a vasmag nem telítődik, addig a fluxus a gerjesztőárammal arányos, s mivel az F húzóerő a fluxus négyzetétől függ:

ahol k és ki szerkezeti állandó.

Forgó fegyverzetű elektromágneses relé:

1: vasmag 2: fegyverzet 3: tengely 4: tekercs Az ábrán látható billenőmágneses relé működésekor a légrés gyakorlatilag megszűnik, a mágneses kör ellenállása csökken, így a fluxus változatlan gerjesztőáram mellett is jelentősen megnő. Ennek

megfelelően négyzetesen nagyobb lesz az F húzóerő is. Ugyanakkor a rugó visszahúzó ereje a rugó nyúlásával csak lineárisan növekszik. Így az elmozdulás során megtett út függvényében az eredő erőhatás fokozódik, ami ütésszerűen gyors működést, valamint biztos és nagy érintkezőnyomást eredményez. A zárt állapotban nagyon megnőtt húzóerő miatt a relé nyugalmi állapotba való visszatérése csak a meg-szólalási határáramnál sokkal kisebb áram alatt jöhet létre, tehát a tartóviszony igen nagy. E hátrányos tulajdonság miatt a billenőmágneses megoldást áramrelénél és feszültségrelénél kerülik, viszont elterjedten használják segédrelének, ahol a tartóviszonynak nincs jelentősége. A relé villamos nyomatéka a rákapcsolt villamos mennyiség négyzetével arányos,

2* ICM iv = ill. 2* UCM uv = ahol Ci és Cu a működési állandók, I a relé

tekercsein folyó áram erőssége, U a relé tekercsére kapcsolt feszültség. Az összes elektromágneses relé működése során változnak a nyomatékviszonyok a meghúzás, azaz az elmozdulás függvényében.

Szerkezeti kialakítás szerinti csoportosításuk: -Forgó fegyverzetű; -Billenő fegyverzetű; -Behúzó fegyverzetű elektromágneses relék;

/Valamint: Lehet -abszolút primer relé � áramváltó nélkül méri az áramot és meg is szakítja (0,4kV-on) � áramváltóval méri és meg is szakítja (10kV-on)

fprell – kb 10Hz ; 99,098,011 −≈⟨=

te K

K

11. Indukciós relé felépítése és működése, nyomaték görbéi, energiairány mérési módja: Az indukciós relék működése időben változó mágneses fluxusok és áramok kölcsönhatásán alapszik. A relé mozgó részében létrejövő áramokat is az állórészt körülvevő tekercs vagy tekercsek által gerjesztett fluxusok indukálják. Az indukciós relék csak váltakozó áramra használhatók. Az indukciós relék kiviteli módja kétféle: a mozgó rész tárcsa vagy dob. Forgatónyomaték keletkezéséhez legalább két, térben és fázisban eltolt fluxusra van szükség. Az 5.6. ábra a rövidrezáró-menetes tárcsás kivitelű indukciós relé szerkezeti vázlatát mutatja. Az osztatlan vasmagot körülvevő tekercsben folyik a relét gerjesztő Ir áram, amely a vasban a vele egyező fázisú 2 fluxust létesíti.

A tárcsánál mindkét végén felhasított vasmag egyik ágát egy-egy rézgyűrű veszi körül. A vasmag e részén a fluxus: 1, amely a rövidrezárt gyűrűben indukált áram hatására a 2 fluxushoz képest szöggel késik. Az alumínium tárcsa tengelyéhez erősített érintkező zárja elmozduláskor a működtető áramkört. Az elmozdulás beállítható rugóerővel szemben történik, ami megszabja a működést kiváltó forgatónyomaték és ezen keresztül a megszólaláshoz szükséges áram nagyságát. A két fluxus az alumínium tárcsában köráramokat indukál. A nyomatékot mindegyik fluxusnak a másik által indukált körárammal való

kapcsolata hozza létre. Kimutatható, hogy a nyomaték amely bármilyen kivitelű indukciós relére érvényes. Adott nagyságú fluxusok tehát akkor adják a

legnagyobb nyomatékot, ha egymással 90o-ot zárnak be. Ha a szög nulla, nyomaték sincs. Áramreléknél és feszültségreléknél 2 egyaránt a relé I tekercsáramával arányos (amíg nincs telítés), a fluxusok közötti szög pedig szerkezeti állandó, így a meghúzást kiváltó erőhatás (nyomaték):

Minthogy a tárcsa (dob) elfordulásával - az elektromágneses relékkel ellentétben - a légrés, így a fluxus és az erőhatás nem változik, viszont a rugóerő lineárisan nõ, az indukciós áram,- vagy feszültségreléknél előfordulhat, hogy a relé a nyugalmi és meghúzott állapot között, köz-benső helyzetben áll meg, ami bizonytalan érintkezést eredményezhet. Ezért az indukciós reléket önállóan áramreléknek vagy feszültségreléknek ritkán használják. Fontos szerephez jutnak azonban egyes összetett reléknél és kitűnően alkalmazhatók energia-irányrelének. Nyomaték görbék: a,

Az α – 900 belső eltolási szögű, azaz φ – 00 belső szögű teljesítmény irány relék /a φ az U és a + Mmax közötti szög/

b,/ meddő energia-irányrelé ( _ sin -relé):

Az α – 00 belső eltolási szögű, azaz φ – 900 belső szögű teljesítmény irány relék /a φ az U és a + Mmax közötti szög/

Mivel a relé nyomatékirány-érzékelése nagy, igen elterjedten energiairány-relének alkalmazzák 12. Polarizált (Deprez) relé működése, alkalmazása mérleg-elven, mint impedancia relé, és mint energiairány relé: Polarizált relé: A lágyvas járom alsórészének közepéhez csatlakozó állandómágnes m fluxusa aszimmetria miatt a vasmag mindkét ágában egyforma. A vasmagot körülfogó tekercselés menetiránya

olyan, hogy az abban folyó egyenáram mágneses fluxusa az állandómágnes terét a vasmag egyik ágában erősíti, a másikban csökkenti. Ennek hatására az érintkezőt tartó lágyvas nyelv a nyugalmi állapotban középállást biztosító gyenge rugóerőt legyőzve, az erősebb mágneses terű oldalra billen. Ha a tekercselésben az egyenáram irányát megfordítjuk, akkor a vasmag oldalai is szerepet cserélnek: az érintkező nyelve a másik irányba tér ki. Az egyenirányítós relék tehát

önmagukban egyenáramú áramirányrelék, változtatható rugóerő esetén pedig egyenáramú áram-, ill. feszültség-relék. a. Impedancia relé:

Az 5. 18. ábra szerinti hídkapcsolással impedancia relét nyerünk. Az U és I a feszültségváltó és az áramváltó szekunder kapcsait jelenti. Mivel ezeket a hídkapcsolásban fémesen összekötni nem szabad, ezért a rajzon látható segéd-mérőváltók szükségesek, amelyek a körök elszigetelésén kívül a kedvező illesztést szolgáló áttétel módosítást is végzik. A hídkapcsolásban az U feszültséggel és az I árammal ily módon arányos feszültségeket egymáshoz képest ellen-tétes értelemben egyenirányítjuk. A hídágban elhelyezett

polarizált relé tekercsén átfolyó ip áram iránya attól függ, hogy a két egyenfeszültség közül melyik van túl-súlyban. A relé árama: ip= kl|U|-k2|I| A relé tehát két állapotot tud megkülönböztetni: kl|U|>k2|I| és kl|U|<k2|I| Határesetben, amikor a két egyenfeszültség egyforma, a relén nem folyik át áram. Ekkor:

ip=0 Az ábrán a relé megszólalási impedanciájának változtatási módja is látható; a feszültségkörben lévő segédmérő - váltó változtatható megcsapolással készül. Végeredményben az egyenirányítós impedanciarelé is a mérlegelvet valósítja meg,

akárcsak az elektromágneses és indukciós relé kombinációja, csupán az egymással szemben működő nyomatékok szerepét veszik át az ellentétes irányban ható egyenfeszültégek. b. Energiairány relé: Az 5. 19. ábra az egyenirányítós relék energia-irányrelé kapcsolását szemlélteti.

E célra mind a feszültségváltó (U), mind az áramváltó (I) szekunder köréhez egy-egy háromtekercsű segédmérőváltót kell csatlakoztatni. A híd-kapcsolás egyik oldalán a váltakozófeszültség és -áram vektoros összegét (U+I), másik oldalán ezek vektoros különbségét (U-I) képezzük és egymással ellentétes értelemben egyenirányítjuk. Az egyes térnegyedekre felrajzolt vektor-ábrákból közvetlenül kiolvasható, hogy ha U és I egymással hegyes szöget zár be akkor a vektoros összeg abszolút-értéke, tehát a híd bal

oldalán jelentkező egyenfeszültség van túlsúlyban a jobb oldalhoz képest, ahol a vektoros különbség abszolút értékével arányos egyenfeszültség uralkodik. A hídágban lévő polarizált relén akkor az áram az ábrán jelölt irányú lesz. Ha U és I tompaszöget zár be, ip áram iránya ellentétessé válik. Ha pedig az áram a feszültségre merőleges (=90o vagy 270o), a polarizált relé tekercsében nem folyik áram. A leirt viselkedés pontosan megfelel a wattos energia-irányrelé (cos -relé) tulajdonságainak. Az ábrán a feszültségkörben feltüntetett Zu elõtétimpedancia és az áramváltó körben elhelyezett Zi söntimpedancia megfelelő megválasztásával az egyenirányításra kerülő váltakozó áramú mennyiségek szöghelyzete módosítható, s így nemcsak cos relé, hanem sin relé, 45o-os relé, vagy bármilyen más belső szögű relé is egyszerűen kialakítható. Az egyenirányítós energia-irányrelé igen nagy érzékenységükkel és kis fogyasztásukkal tűnnek ki, ezért az összetett védelmekben elterjedten alkalmazzák.

13. Túláram – idő relé alapkapcsolások: 2fázisú egyfokozatú, kétfokozatú, zérus sorrendű kiegészítéssel, irányított túláram – idő védelem: Az 5. 25. ábra független késleltetésű, háromfázisú, szekunder túláram - idő védelem:

Az 5. 26. ábra a független késleltetésű túláram - idő védelem kétfázisú változata:

Kettős (kétfokozatú) túláram - idő védelmek: az 5.29. ábrán egy kétfázisú, de zérus sorrendű érzékeléssel ellátott, független késleltetésű túláram - idő védelem látható:

Irányított túláram - id ő védelmek: Az 5.31. ábrán egy független késleltetésű irányított túláram - idő védelem háromfázisú kapcsolása látható:

Az 5. 32. ábra, az irányított túláramvédelem kétfázisú kivitelét szemlélteti:

14. Túláram – idő védelmek fajtái: