رله های حفاظتی
رله چیست؟
حفاظت تجهیزات و دستگاه های سیستم قدرت در مقابل عیوب و اتصالیها ، به وسیله کلید قدرت انجام می گیرد قبل از اینکه کلید قدرت بتواند باز شود ، سیم پیچی عمل کنندة آن باید تغذیه شود این تغذیه به وسیله رله های حفاظتی انجام می پذیرد .
رله به دستگاهی گفته می شود که در اثر تغییر کمیت الکتریکی مانند ولت و جریان و یا کمیت فیزیکی مثل درجه حرارت و حرکت روغن ( در رله بوخهولس ) تحریک شده و باعث به کار افتادن دستگاههای دیگر و نهایتاً قطع مدار به وسیله کلید قدرت ( در سیستم تولید و انتقال و توزیع ) یا دژنکتور می گردد .
بنابراین به وسیله رله :
- محل وقوع عیب از شبکه جدا سازی شده باعث می شود که سایر قسمتهای سالم شبکه همچنان به کار خود ادامه دهند و پایداری و ثبات شبکه به همان حالت قبلی محفوظ بماند
- تجهیزات و دستگاهها در مقابل عیوب و اتصالی ها محافظت شده و میزان خسارات وارده به آنها محدود گردد .
سبب به وجود آمدن اتصالی ها و تأثیرات آنبه دو علت زیر اتصالی ها می توانند به وجود آیند :
الف – تأثیرات داخلی: تأثیرات داخلی که باعث خراب شدن و از بین رفتن دستگاهها یا خطوط انتقال و توزیع می شود عبارتند از :فاسد شدن قسمتهای عایق در یک مولد ، ترانسفورماتور ، خط ، کابل و غیره . این ضایعات و امکانات مکن است مربوط به عمر عایق ، عدم تنظیم صحیح ، عدم ساخت صحیح و یا عدم نصب صحیح عایق باشد .
ب – تأثیرات خارجی: تأثیرات خارجی شامل تأثیرات زیادی است از آن جمله رعد و برق ، اضافه بار که باعث به وجود آمدن حرارت شود ، برف و باران ، باد و طوفان ، شاخة درختها ، حیوانات و پرندگان ، سقوط اشیاء اشتباه در عملیات و خسارتهایی که یه وسیله مردم وارد می شود و غیره .
وقتی که یک اتصالی در مداری رخ دهد ، جریان افزایش یافته و ولتاژ ( اختلاف پتانسیل ) نقصان پیدا می کند افزایش جریان حرارت زیادی را به وجود آورده که ممکن است منجر به آتش سوزی یا انفجار شود . اگر اتصالی به صورت جرقه باشد ممکن است خسارت زیادی به بار آورد . برای مثال اگر جرقه ای بر روی خط انتقال نیرو به وجود آمده و سریعاً بر طرف نشود خط را سوزانده و باعث پاره شدن آن خواهد شد و نتیجه سبب قطع برق برای مدت طولانی خواهد شد . نقصان ولتاژ که در اثر یک اتصالی به وجود آید می آید برای دستگاههای الکتریکی بسیار زیان آور است و اگر این ولتاژ ضعیف برای چند ثانیه ایی ادامه داشته باشد ، موتورهای مشترکین از کار باز ایستاده ، دوران مولدهای برق نامنظم و نا مرتب خواهد شد پس در صورت وقوع جریان شدید و ولتاژ ضعیف به سبب اتصالی در مدار می بایست به فوریت اتصالی کشف و برطرف گردد و جریان ولتاژ به حالت عادی باز گردانده شود.
رله های جریانی : رله های جریانی به منظور حفاظت شبکه های الکتریکی در مقابل عیوب ناشی از خطاهای جریان بکار میروند . عمده عیوبی که توسط رله های جریانی تشخیص داده می شوند عبارت است از :
- اتصال کوتاه در شبکه
- اضافه جریان
- اضافه بار
- جریان نشتی (ارت فالت)
- عدم تقارن جریان سه فاز
- کاهش بار ( در مورد موتورها)
- افزایش مدت زمان راه اندازی (در مورد موتورها)
- قفل بودن روتور (در مورد موتورها)
حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و اتصالی زمین :
اولین و یکی از مهمترین حفاظت هایی که در یک سیستم وجود دارد حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و نشتی زمین می باشد . این حفاظت ها با حفاظت اضافه بار تفاوت آشکاری دارد چون حفاظت اضافه بار بر اساس ظرفیت حرارتی واحد می باشند . در این نوع حفاظت جریان سه فاز توسط سه عدد ترانسفورمر جریان حس می گردند و به رله انتقال می یابند و بر اساس آن حفاظت صورت می گیرد . در مورد حفاظت فوق منحنی قطع رله از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است زیرا حفاظت صحیح بر اساس آن صورت میگیرد .
این رله ها می توانند دارای دو گروه منحنی قطع باشند :
- نوع زمان ثابت که پارامتر جریان و زمان به هم وابستگی ندارند و به صورت جداگانه تنظیم می گردند و رله بر اساس جریان تنظیمی در زمان تنظیم شده فرمان قطع را صادر می کنند .
- نوع زمان کاهشی که در این حالت زمان قطع رله با یک منحنی به جریان عبوری از رله مرتبط می باشد . به این صورت که هر چه جریان عبوری از رله بیشتر گردد زمان قطع رله کمتر خواهد بود .
بسته به عملکرد و نوع استفاده از رله منحنی های استانداردی برای این رله ها تعریف می گردد که بشرح زیر است :
- Standard Inverse Curve (SIT)
- Very Inverse Curve (VIT)
- Extremely Inverse Curve (EIT)
- Ultra Inverse Curve (UIT)
حفاظت سیستم های الکتریکی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و امروزه کمپانی های متعددی در حال طراحی و ساخت رله های حفاظتی می باشند . برخی از کمپانی های معتبر که در این زمینه مشغول به فعالیت می باشند را معرفی می کنیم.
Siemens , Alstom , ABB , GE Power , Schneider , CEE , Reyroll
به طور کلی رله های حفاظتی باید دارای مشخصات زیر باشند :
سرعت عملکرد : این پارامتر در رله های حفاظتی بسیار حائز اهمیت است چون رله های حفاظتی هنگام خطا موظفند با سرعت هرچه تمامتر بخش های معیوب را از قسمت های سالم جدا نمایند .
حساسیت : این پارامتر به حداقل جریانی که سبب قطع رله می گردد بر میگردد .
تشخیص و انتخاب در شرایط خطا : این پارامتر نیز بسیار مهم است زیرا در شبکه هایی که دارای چند باس بار و رله حفاظتی هستند هنگام وقوع خطا می باید قسمت معیوب به درستی تشخیص داده شده و از شبکه جدا گردد و قسمتهای سالم به کار خود ادامه دهد.
پایداری : این پارامتر به این باز میگردد که یک رله حفاظتی به تمامی خطاهایی که در محدوده حفاظتی خود به درستی عکس العمل نشان دهد و در مقابل خطاهای این محدوده عکس العملی نشان ندهد .
دسته بندی رله های حفاظتی بر اساس پارامترهای اندازه گیری :
الف) رله های جریانی : این رله ها بر اساس میزان جریان ورودی به رله عمل می کند . حال این جریان می تواند جریان فازها , جریان سیم نول , مجموع جبری جریانهای فازها باشد (رله های جریان زیاد – رله های ارت فالت و …. ) و جریان ورودی رله می تواند تفاضل دو یا چند جریان باشد ( رله های دیفرانسیل و رستریکت ارت فالت )
ب) رله های ولتاژی : این رله ها بر اساس ولتاژ ورودی به رله عمل میکند این ولتاژ می تواند ولتاژ فازها باشد (رله های اضافه یا کمبود ولتاژ و ….) و یا میتواند مجموع جبری چند ولتاژ باشد ( رله تغییر مکان نقطه تلاقی بردارهای سه فاز)
ج) رله های فرکانسی : این رله ها بر اساس فرکانس ولتاژ ورودی عمل میکند ( رله های افزایش و کمبود فرکانس)
د) رله های توانی : این رله ها بر اساس توان عمل می کنند به عنوان مثال رله هایی که جهت توان را اندازه گیری می کنند یا رله هایی که توان اکتیو و راکتیو را اندازه گیری می کنند .
ه) رله های جهتی : این رله ها از جنس رله های توانی هستند که بر اساس زاویه بین بردارهای ولتاژ و جریان عمل میکنند مانند رله های اضافه جریان جهتی که در خطوط چند سو تغذیه رینگ و پارالل بکار می روند و یا رله های جهت توان که جهت پرهیز از موتوری شدن ژنراتور هنگام قطع کوپلینگ آن بکار میرود .
و) رله های امپدانسی : مانند رله های دیستانس که در خطوط انتقال کاربرد فراوانی دارند .
ز) رله های وابسته به کمیت های فیزیکی : مانند حرارت – فشار – سطح مایعات و …. مانند رله بوخ هلتس ترانسفورمرها
ح) رله های خاص : رله هایی هستند که برای منظورهای خاص به کار میروند مثلا رله تشخیص خطای بریکر – رله مونیتورینگ مدار تریپ بریکر – رله لاک اوت و …..
ساختار عملکرد رله های حفاظتی :
رله‌ها از نظر تکنولوژی ساخت به سه نوع الکترومکانیکی، استاتیک و دیجیتال تقسیم می‌گردند. نوع الکترومکانیکی رله‌ها در حال جایگزین‌شدن با انواع دیجیتال بوده و استفاده از آنها بسیار محدود شده است. در نوع استاتیکی طراحی بر مبنای ادوات الکترونیکی آنالوگ بوده و لذا فاقد امکان برنامه‌ریزی می‌باشند. در نوع دیجیتال از پردازنده جهت آنالیز جریان خطا و اعمال فرمان مناسب استفاده میشود و با توجه به این امر امکان برنامه‌ریزی رله و داشتن چندین مشخصه عملکردی متفاوت امکانپذیر خواهدبود. در این نوع رله‌ها چندین عملکرد مختلف که پیش از آن به کمک رله‌های مجزا انجام می‌گرفت را میتوان بصورت مجتمع در یک رله قرارداد که البته این امر میتواند باعث کاهش قابلیت اطمینان سیستم حفاظتی گردد. با این حال استفاده از رله‌های دیجیتال در حال حاضر گزینه اصلی حفاظتی بوده و پیشنهادات بر این مبنا ارائه می‌شوند
بنابراین به وسیله رله :
محل وقوع عیب از شبکه جدا سازی شده باعث می شود که سایر قسمتهای سالم شبکه همچنان به کار خود ادامه دهند و پایداری و ثبات شبکه به همان حالت قبلی محفوظ بماند· تجهیزات و دستگاه ها در مقابل عیوب و اتصالی ها محافظت شده و میزان خسارات وارده به آنها محدود گردد . سبب به وجود آمدن اتصالی ها و تأثیرات آن به دو علت زیر اتصالی ها می توانند به وجود آیند :
الف – تأثیرات داخلی
تأثیرات داخلی که باعث خراب شدن و از بین رفتن دستگاهها یا خطوط انتقال و توزیع می شود عبارتند از :
فاسد شدن قسمت های عایق در یک مولد ، ترانسفورماتور ، خط ، کابل و غیره . این ضایعات و امکانات ممکن است مربوط به عمر عایق ، عدم تنظیم صحیح ، عدم ساخت صحیح و یا عدم نصب صحیح عایق باشد .
ب – تأثیرات خارجی
تأثیرات خارجی شامل تأثیرات زیادی است از آن جمله رعد و برق ، اضافه بار که باعث به وجود آمدن حرارت شود . وقتی که یک اتصالی در مداری رخ دهد ، جریان افزایش یافته و ولتاژ ( اختلاف پتانسیل ) نقصان پیدا می کند افزایش جریان حرارت زیادی را به وجود آورده که ممکن است منجر به آتش سوزی یا انفجار شود . اگر اتصالی به صورت جرقه باشد ممکن است خسارت زیادی به بار آورد . برای مثال اگر جرقه ای بر رویخط انتقال نیرو به وجود آمده و سریعاً بر طرف نشود خط را سوزانده و باعث پاره شدن آن خواهد شد و نتیجه سبب قطع برق برای مدت طولانی خواهد شد . نقصان ولتاژ که در اثر یک اتصالی به وجود آید می آید برای دستگاههای الکتریکی بسیار زیان آور است و اگر این ولتاژ ضعیف برای چند ثانیه ایی ادامه داشته باشد ، موتورهای مشترکین از کار باز ایستاده ، دوران مولدهای برق نامنظم و نا مرتب خواهد شد پس در صورت وقوع جریان شدید و ولتاژ ضعیف به سبب اتصالی در مدار می بایست به فوریت اتصالی کشف و برطرف گردد و جریان ولتاژ به حالت عادی باز گردانده شود.رله های حفاظتی
انواع اتصالی
انواع اتصالی ها به قرار زیر است :
الف- اتصال فاز به زمین و فاز به فاز
گرچه اتصالی درسیستم سه فاز مربوط به فازها است ولی بیشتر مربوط به وصل نبودن سیم زمین می باشد جریان در یک اتصالی بین فاز به زمین کمتر از جریان در یک اتصالی فاز به فاز است و این امر به علت مقاومت بیشتر زمین است به همین جهت در بیشتر موارد رله های جدا گانه ایی برای اتصالی های فاز به زمین و فاز به فاز در نظر گرفته می شود.
ب- اتصالی های سه فاز
اتصالی سه فاز با هم شدید ترین نوع اتصالی بوده و اتصالی بین یک فاز و زمین خفیف ترین نوع اتصالی است.
انواع رله های حفاظتی و کاربرد آن
1- رله اضافه جریان
اینگونه رله ها به صورت اندکسیونی و الکترو نیکی در پست های برق کاربرد فراوانی دارند. وظیفه این رله آن است که اگر از خط مربوطه شدت جریان از حدی که در انتظار است و رلة اضافه جریان برای آن مقدار تنظیم شده ، افزایش یابد و یا اینکه اتصالی بین دو فاز و یا سه فاز بین خطوط انتقال پیش آید ، رله تحریک شده و با فرمانی که به کلید دژنکتور می دهد ، باعث قطع خط مزبور می شود . برای تحریک رلة اضافی جریان احتیاج به ترانسفورماتور جریان یا (CT) می باشد . این ترانسفورماتور ، جریان خط را متناسب به نسبت تبدیل آن به رله مزبور انتقال داده و باعث تحریک آن می شود . به عنوان مثال اگر نسبت تبدیل ترانسفورماتور جریان 1/200 باشد و رله برای مقدار شدت جریان 200 آمپر تنظیم شده باشد ، هر گاه شدت جریان خط انتقال از 200 آمپر زیادتر گردد مقدار شدت جریان ورودی به رله از یک آمپر تجاوز می نماید ، و در نتیجه باعث عملکرد رله و قطع کلید دژنکتور می گردد .
به علت اینکه خطوط انتقال انرژی به صورت سه فازه می باشند ، بنابراین برای هر کدام از فازها احتیاج به یک عدد ترانسفورماتور جریان و یک عدد رله اضافه جریان می باشد نحوه قرار گرفتن ترانسفورماتورهای جریان و رله های اضافه جریان در حالت عادی جریان عبوری از رله ها کمتر از حد تنظیمی آنها و در صورتی که هر کدام از خط ها اضافه بار بگیرد و یا اتصالی بین دو فاز و یا سه فاز رخ دهد رله های مربوطه عمل می نماید . مثلاً اگر شدت جریان فاز R بیش از حد معمول آن گردد ، CT آن به باعث تحریک رله اضافه جریان R می شود . هم چنین اگر فازهای B و Y به هم اتصال یابند ، رله های مربوطه آن تحریک و باعث عمل نمودن کلید قطع مدار می گردند . اصولاً این رله ها دارای دکمة نشان دهنده و یا پرچم رنگی کوچکی می باشند که در صورت تحریک رله ، عملکرد آن را اعلان می نماید .
2 – رله اتصال زمین (ارت فالت)
ساختمان و طرز کار این رله ها مانند رله های اضافه جریان بوده و وظیفه اصلی این رله، تشخیص بروز هر گونه اتصالی بین هر کدام از فازها با زمین و یا دو سه فاز با زمین نیز می باشند از نظر عملی ، رله های اضافه جریان سیستم سه فازه و رله اتصال زمین تواماً به صورت یک سیستم حفاظتی واحد بسته می شود . رله اتصال زمین اصولاً حساستر از رله های اضافه جریان بوده و هر گاه یکی از فازها به زمین اتصال یابد ، رله اتصال زمین همراه با رله اضافه جریان همان فاز عمل می نماید . (برای سه فاز فقط احتیاج به یک رله اتصال زمین می باشد .)
3- رله اتصال زمین محدود
وظیفه رله فوق تشخیص هر گونه اتصال خط انتقال با زمین می بود . برای سهولت تشخیص محل اتصال زمین در سیستم قدرت از رله ایی دیگر به نام رله اتصال زمین محدود هم استفاده شده است .
4 – رله جهتی
این رله ها از جنس رله های توانی هستند که بر اساس زاویه بین بردارهای ولتاژ و جریان عمل میکنند مانند رله های اضافه جریان جهتی که در خطوط چند سو تغذیه رینگ و پارالل بکار می روند و یا رله های جهت توان که جهت پرهیز از موتوری شدن ژنراتور هنگام قطع کوپلینگ آن بکار میرود .
بروز اتصالی در جهت جریانی که مدار جاری می شود مؤثر می باشد در بیشتر طراحی ها جهت جریان برای نصب دستگاه رله می بایست مشخص شود در این صورت از رله ها ی جهتی استفاده می شود از نظر ساختمان داخلی و طرز کار ، این رله به صورتهای اندوکسیونی و الکترونیکی ، کاربرد فراوانی دارد . رله های جهتی دارای دو سیم پیچ بوده که یکی از آنها مانند رله های اضافه جریان با شدت جریان ورودی I تحریک شده و سیم پیچ دیگر با ولتاژ مناسبی تحریک می گردد . این رله ها از دو قسمت جهت یاب و اضافه جریان تشکیل شده اند و این بدین معنی است که هر گاه در شبکه تحت حفاظت ، اتصالی رخ دهد ، ابتدا این رله جهت عبور شدت جریان به محل اتصالی را به وسیله قسمت جهت یاب تشخیص داده و سپس اگر جریان در جهت عملکرد رله باشد و هم چنین از نظر مقدار به اندازه ایی باشد که بتواند موجب تحریک قسمت اضافه جریان رله گردد ، رله مزبور تحریک شده و فرمان قطع را صادر می نماید.
5- رله قیاسی یا رله دیفرانسیلی
این رله برای حفاظت مولدها ، ترانسفورماتور ها ، خطوط انتقال نیرو و شین های واقع در ایستگاه های انتقال نیرو به کار می رود . توسط رله دیفرانسیل جریان ورودی و خروجی از دستگاه ، مقایسه می شود در شرایط عادی هنگامی که هیچگونه اتفاق با اتصالی رخ نداده است ، این جریان مساوی و یکسان می باشند . اگر در قسمت مورد حفاظت اتصالی رخ دهد جریان بلافاصله نا مساوی شده و این پدیده باعث عملکرد رله می شود .
6 – رله بوخهلتس
این رله یکی از مهمترین رله های حفاظتی ترانسفورماتورهای قدرت می باشد ، وظیفه تشخیص بروز هر گونه اتصالی در محفظة داخلی ترانسفورماتور و قطع سریع برق ورودی به آن می باشد . می دانیم که اصولاً ترانسفورماتورهای قدرت به وسیله مایع مخصوصی مانند روغن عایقکاری و خنک می شوند . به خاطر سرد و گرم شدن روغن مزبور ظرف انبساطی برای آن در نظر گرفته شده و این ظرف از طریق لولة رابطی به محفظه داخلی ترانسفورماتور متصل می باشد .رله بوخ هلتس بر روی لولة رابط بین ترانسفورماتور و ظرف انبساط قرار می گیرد و روغن از این لوله عبور می نماید .
بنابراین تمامی محفظه داخلی رله پر از روغن می باشد . هر گاه هر گونه اتصالی در محفظه داخلی ترانسفورماتور پدید آید ، در نقطه اتصالی مقداری جرقه و قوس الکتریکی زده می شود . در نتیجه این عمل کمی از روغن اطراف محل اتصالی سوخته و تولید حباب های گازی شکلی را می نماید . این حباب های گازی به طرف قسمت فوقانی ترانسفورماتور حرکت نموده و از طریق لوله رابطة به رلة بوخ هلتس وارد شده و در قسمت فوقانی رله جمع می گردند . این رله دارای شناوری می باشد که با تجمع حباب های گاز ، سطح روغن در رله پایین آمده و همراه با آن شناور نیز به پایین می آید. پایین آمدن شناور باعث بسته شدن کلید الکتریکی رله و تحریک مدار هشدار و یا قطع می گردد . در بعضی از مدل های این رله از دو شناور استفاده شده که شناور بالایی برای تحریک مدار هشدار و شناور پایینی برای فرمان مدار قطع دستگاه مورد حفاظت می باشد و اگر مقدار جرقه و قوس الکتریکی در محفظه داخلی ترانسفورماتور شدید باشد ، یک موج انفجاری در روغن داخلی ترانسفورماتور به وجود آمده و روغن ترانسفورماتور با سرعت زیادی به رلة بوخ هلهتس وارد می شود همانطوریکه قبلاً گفته شد، سرعت زیاد روغن باعث عملکرد دریچه ورودی رله می گردد . این دریچه با شناور پائینی رله هم محور بوده و مستقیماً باعث تحریک مدار قطع می شود . هر گاه در اثر علت های مختلفی از بدنة ترانسفورماتور مقداری روغن ریزش نماید ، به مرور زمان سطح روغن در ظرف انبساط کاهش یافته و به رله بوخهلس می رسد . در رله بوخ هلتس اگر سطح روغن همچنان کاهش یابد باعث عملکرد و تحریک مدار هشدار و قطع می گردد . در بعضی موارد مقداری هوای نشتی به رله راه یافته و مانند حباب های گاز باعث تحریک رله می شود.
تنظیم درجه حساسیت رله بوخ هولتس کاملاً تجربی است و بستگی به ترانس و رله دارد . در هر حال باید دقت داشت که رله خیلی حساس نباشد ، زیرا اضافه بار کم و جریانهای اتصال کوتاه شدید خارجی و حتی تغییرات درجه حرارت موسمی ، سبب جریان پیدا کردن روغن می شود که نباید رله بوخ هولتس را بکار اندازد
7- رله سنجشی : رله ایست که بادقت و حساسیت معینی در موقع تغییر کردن یک کمیت الکتریکی و یا یک کمیت فیزیکی دیگری شروع به کار کند. چنین رله ای برای مقدار معینی از یک کمیت مشخص تنظیم می شود و اگر ان کمیت از مقدار تعیین و تنظیم شده کمتر ویا بیشتر باشد رله ان تفییرات را می سنجد رله سنجشی بر دو نوع است: ساده و مرکب. رله سنجشی ساده اغلب دارای یک سیم پیچی تحریک شونده می باشد که در اثر تغییر جریان ویا ولتاژ تحریک و موجب وصل شدن کنتاکتی می شود.(رله حرارتی و رله جریان زیاد و رله فشار کم) رله سنجشی مرکب دارای دو سیم پیچی تحریک شونده میباشد مثل رله ای که نسبت ولتاژ و جریان را می سنجد (رله سنجش مقاومت ظاهری) به کمک چنین سنجشی می توان ان قسمت از شبکه را که اتصالی شده است از مدار جدا کرد.
8- رله زمانی : رله زمانی نه تنها در حفاظت تأسیسات الکتریکی بلکه در خود کار کردن انها نیز مورد استعمال بسیار دارد رله زمانی هیچ وقت به تنهایی به کار برده نمی شود بلکه با رله سنجشی با حفاظت شبکه الکتریکی مصرف می شود و مورد استعمال ان در موقعی است که تاخیری عمدی در عمل قطع و وصل مورد نظر باشد.
9- رله جهت یاب :
برای کنترل و سنجش جهت توان و نبرو در شبکه الکتریکی و یا قسمتی از شبکه جریان متناوب از رله جهت یاب استفاده می شود تعیین جهت نیرو برای حفاظت محلی و سلکتیو در اغلب شبکه ها کاملاً ضروری و لازم است به کمک رله جهت یاب می توان فقط ان قسمت از شبکه که خسارت دیده و معیوب شده از مدار خارج کرد حتی می توان از این رله جهت حفاظت ژنراتور و توربین در موقع برگشت وات و نیرو نیز استفاده نمود در جریان دائم برای تعیین و مشخص کردن نیرو تنها سنجش جریان کافی است و احتیاج به سنجش توان ندارد.
10- رله های جریانی :
رله های جریانی به منظور حفاظت شبکه های الکتریکی در مقابل عیوب ناشی از خطاهای جریان بکار میروند .
عمده عیوبی که توسط رله های جریانی تشخیص داده می شوند عبارت است از:
- اتصال کوتاه در شبکه
- اضافه جریان
- اضافه بار
- جریان نشتی
- عدم تقارن جریان سه فاز
- کاهش بار
- افزایش مدت زمان راه اندازی
- قفل بودن روتور
- رله کنترل فاز
وظایف این رله به شرح زیر است:
- تشخیص قطع یک یا دو فاز
- تشخیص جابجایی فازها
- قطع مدار در صورت متقارن نبودن ولتاژ سه فاز
- اعلام افزایش ولتاژ
- اعلام کاهش ولتاژ (با نشانگر >U )
- قطع مدار در صورت وجود شوک های ناشی از قطع و وصل متوالی برق
عملکرد رله :
پس از وصل شدن سه فاز و نول به ترمینال های L1 و L2 و L3 و MP در صورت مناسببودن ولتاژها و صحیح بودن توالی فازها نشانگر U روشن می شود در صورت صحیح نبودنتوالی فازها ( روشن شدن نشانگر PH) میتوان با عوض کردن جای دو فاز این مشکل را رفعکرد و بعد از طی شدن زمان تاخیر (حوالی 10 ثانیه) با روشن شدن چراغ RLY کنتاکت 15رله از 16 قطع و به 18وصل می شود.
در صورت بروز هر گونه اشکالی در شبکه نشانگر مربوط به آن اشکال روشن میشود(برای مثال برای خطای دو فاز شدن و جابجایی فاز چراغ PH و برای افزایش یا کاهش ولتاژچراغ های U روشن می شود ) و با خاموش شدن نشانگر RLY رله داخلی قطع می شود. ( اتصال 15 از 18 جدا شده و به 16 وصل میشود).
تنظیمات رله :
بر روی اغلب کنترل فازها دو پیچ تنظیم وجود داردکه کاربرد آنها را شرح می دهیم:
زمان عکس العمل : با این پیچ تنظیم می توان زمان تاخیر در قطع را تنظیم نمود که از آن برای پوشش دادن زمان استارت وجلوگیری از عمل رله در مواقع نامطلوب استفاده میشود.
1- حساسیت قطع فاز : با این پیچ تنظیم می توان نامتقارنی و ولتاژ برگشت را جهت قطع خروجی انتخاب کرد. ( در اکثر موارد حساسیت بین 15 تا 20 درصد مناسب است اما در موتور هایی که ولتاژ برگشت زیادی دارندمی توان از حساسیت 5 درصد استفاده کرد و در صورتی که عدم تقارن ولتاژ موجود در شبکه مزاحم عمل عادی رله باشد می توان از حساسیت های 25 تا30 درصد استفاده کرد.)
در انتها برای اطمینان از صحت تنظیم رله می توان در حالی که موتور در حال کار است فیوز یکی از سه فاز را قطع کرد تا شبکه دو فاز شود و رله کنترل فاز عمل کند.
کنتاکتور
در مورد کنتاکتور میتوان گفت که یک کلید مغناطیس است که وقتی ولتاژ مورد نظر به آن اعمال میشود یک سری کنتاکت(یا کلید)باز را بسته و یک سری کنتاکت بسته را باز میکند.که با استفاده از این خاصیت مدارهای مختلفی میتوان مدارهای زیادی رو طراحی کرد.
ساختمان کنتاکتور:
این کلید از دو هسته به شکل E یا U که یکی ثابت و دیگری متحرک است و در میان هسته ثابت یک بوبین یا سیم پیچ قرار دارد،تشکیل شده است. وقتی بوبین به برق وصل میشود با استفاده از خاصیت مغناطیسی ،نیروی کششی فنر را خنثی میکند و هسته فوقانی را به هسته تحتانی متصل کرده باعث میشود که تعدادی کنتاکت عایق شده از یکدیگر به ترمینال های ورودی و خروجی کلید متصل میشود و یا باعث باز شدن کنتاکت های بسته کنتاکتور بسته کنتاکتور گردد.
در صورتی که مدار تغذیه بوبین کنتاکتور قطع شود ،در اثر نیروی فنری که داخل کلید قرار دارد هسته متحرک دباره به حالت اول باز میگردد.
مزایای استفاده از کنتاکتور
کنتاکتورها نسبت به کلیدهای دستی صنعتی مزایایی به شرح زیر دارند:
- مصرف کننده می تواند از راه دور کنترل می شود.
- مصرف کننده میتواند از چند محل کنترل شود.
- امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک برای مراحل مختلف کار مصرف کننده وجود دارد.
- سرعت قطع و وصل کلید زیاد و استهلاک آن کم است.
- از نظر حفاظتی مطمئن ترند و حفاظت مطمئن تر و کامل تری دارند.
- عمر موثرشان بیشتر است.
- هنگام قطع برق،مدار مصرف کننده نیز قطع می شود و به استارت مجدد پیدا میکند؛در نتیجه از خطرات وصل ناگهانی دستگاه جلو گیری می کند.
