OC Protection

17
OVER CURRENT RELAY The relay has two settings. These are the time setting and the plug setting. The time setting decides the operating time of  the relay while the plug setting decides the current required for the relay to pick up.

Transcript of OC Protection

Page 1: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 1/17

OVER CURRENT RELAY

The relay

 has

 two

 settings.

 These

 are

 the

 time

 

setting and the plug setting. The time setting 

decides the operating time of  the relay while 

the plug setting decides the  current required 

for the relay to pick up.

Page 2: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 2/17

The

 

current  setting of   relay

 

is  expressed  in  percentage 

ratio  of   relay  pick  up

 

current

 

to  rated 

secondary 

current 

of  

CT.That means,

Current setting =  Pick up current  *  100

Rated secondary

 current

 of 

 CT

 

For example, suppose ,we want that, an 

over

 

current

 

relay should operate when the system 

current

 

 just crosses

 125%

 of 

 rated

 current.

 

If  the relay is rated with 1 A, the normal pick upcurrent

 

of  

the 

relay 

is 

and 

it 

should 

be 

equal 

to 

secondary 

rated

 

current

 

of 

 

current transformer

 

connected to the 

relay.

Then, the

 relay

 will

 be

 operated

 when

 the

 

current 

of  CT

 

secondary becomes more than or equal 1.25 A.

Page 3: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 3/17

As per definition,

Current setting

 = 

1.25 

100 

125 %

• 1

The 

current 

setting is

 sometimes

 referred

 as

 

current

 

plug setting.

The

 

current

 

setting of  over

 

current

 

relay is 

generally ranged from 50% to 200%, in steps 

of  25%.

 For

 earth

 fault

 relay

 it

 is

 from

 10%

 to

 

70% in steps of  10%.

Page 4: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 4/17

Plug Setting Multiplier of  Relay

 

Plug setting multiplier of  relay

 

is referred as ratio of  

fault 

current 

in 

the 

relay 

to 

its 

pick 

up 

current. 

Suppose we have connected on protection CT of  ratio 200/1 A 

and 

current 

setting is

 150%.

 

Hence, pick up

 

current

 

of  the relay is, 1 × 150 % = 1.5 A

 

Now, suppose fault

 

current

 

in the CT primary is 1000 A. 

Hence, fault

 

current

 

in the CT secondary i.e. in the relay coil is, 

1000 ×

 

1/200 = 5 A

 

Therefore PSM of  the relay is, 5 / 1.5 =3.33

Page 5: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 5/17

Time Multiplier Setting

Overcurrent

 

relays normally play the dual roles of 

primary and

 backup

 protection.

Backup action requires a wait state.

By providing

 the

 additional

 setting

 feature

 of 

 TMS,

 this

 can be achieved.

TMS is defined as the ratio T/Tm 

, where T is the 

desired relay

 operating

 time

 for

 a given

 PSM

 and

 Tm

 

is 

the 

corresponding operating time at TMS=1.

Relay 

operating 

time 

can 

be 

varied 

by 

varying 

the 

TMS 

setting.

Page 6: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 6/17

Calculation of  Relay Operation Time

For calculating actual relay operating time, we 

need to

 know

 following

• Current setting.

• Fault 

current 

level.

• Ratio of 

 

current transformer.

• Time / PSM

 curve.

• Time setting.

Page 7: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 7/17

The plug

‐setting

 multiplier,

 PSM,

 is

 defined

 as

 follows:

where Irelay

 

is the current through the relay operating coil and PS is the plug‐setting of  the relay = pickup current.

The value

 of 

 PSM

 tells

 us

 about

 the

 severity

 of 

 the

 current as seen by the relay

A PSM less than 1 means that normal load current is 

flowing. At

 PSM

 > 1,

 the

 relay

 is

 supposed

 to

 pick

 up.

 Higher values of  PSM indicate how serious the fault is.

For example, let us consider a 1.0 A relay (i.e. a relay with 

current coil

 designed

 to

 carry

 1.0

 A

 on

 a continuous

 basis)

 whose plug has been set at 0.5 A, i.e. at 50%. Assume

that, for a certain fault, the relay current is 5.0 A. The 

relay, therefore,

 is

 said

 to

 be

 operating

 at

 a PSM

 of 

 (5.0/0.5) = 10.

Page 8: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 8/17

Inverse Time Over‐current Relay

Inverse time characteristic fits in very well, with the requirement that 

the more

 severe

 a fault

 is,

 the

 faster

 it

 should

 be

 cleared

 to

 avoid

 

damage to the apparatus

Page 9: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 9/17

Inverse definite minimum time (IDMT) over ‐current  relay 

This is possibly the most widely used  characteristic. 

The characteristic

 is

 inverse

 in

 the

initial part, which tends to a definite minimum 

operating time as the current becomes very high. The

 operating

 time

 is

Very  inverse time over ‐current  relay 

The inverseness

 

of  this

 characteristic

 is

 higher

 than

 that of  the IDMT characteristic.

The operating time is

Extremely  inverse

 time

 over 

‐current 

 relay 

The inverseness

 

of  this characteristic is higher than 

that of 

 the

 very 

 

inverse 

characteristic.The operating time is

Page 10: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 10/17

Guidelines for Setting Pickup Current for Phase Fault

Relays

• Pickup current

 should

 be

 above

 the

 maximum

 load

current.

Pickup current

 should

 be

 below

 minimum

 fault

 current.

• Pickup current should also be below the minimum 

fault current

 of 

 the

 feeder

 that

 it

 has

 to

 back

 up.

• The back up relay also should provide time for 

primary relay to operate. This time interval is known 

as coordination time interval.

Page 11: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 11/17

Application of  IDMT Relays for Protection of  a Distribution Feeder

The purpose of  relay RB

 

is to provide primary protection to line BC.

The purpose of  relay RA

 

is to provide primary protection to line AB

 

and 

back‐up to line BC.

We start

 the

 setting

 process

 from

 the

 tail

 end

 of 

 the

 system.

(a) Deciding the CT ratios and plug settings (pickup current):

(i) At relay B, the maximum load current, assuming 25% overload is:

80 A

 + (0.25

 x 80

 A)

 = 100

 A

Assuming 1 A relay to be used, the CT ratio can be selected to be 100 : 1. The plug  setting PS can be done at 100%, i.e. PS = 1.0 A.

Page 12: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 12/17

(ii) At relay A the maximum load current, assuming 25% 

overload is

(160+80)+0.25(160+80) 

300Assuming 1 A relay to be used, the CT ratio can be selected to 

be 300 : 1. The plug

1)setting

 

can be done at 100%, i.e. PS = 1.0 A.

(b) Deciding the time‐multiplier settings: Starting from the 

most remote

 relay

 RB

(i) Since RB

 

does not have to maintain selectivity with any 

other relay, it can be made to operate the fastest. Thus the 

TMS of 

 RB

 

can be

 selected

 as

 0.1.

(ii) Now, to maintain selectivity between R A

 

and RB , 

the 

following 

constraint 

must 

be 

met:

Page 13: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 13/17

The 

operating 

time 

of  

RB

 

for 

maximum 

fault 

 just 

beyond 

bus 

can 

be 

found from

For maximum fault at B, fault current = 3000 A on primary side which 

becomes(3000/100) = 30 A secondary. Since plug setting is done at 1.0 A,

The TMS of  RB

 

has already been set at 0.1. Substituting these values, we 

get

Page 14: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 14/17

Page 15: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 15/17

Page 16: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 16/17

Page 17: OC Protection

8/19/2019 OC Protection

http://slidepdf.com/reader/full/oc-protection 17/17