رله حفاظتی

 رله‌ها یا تجهیزات حفاظتی، دستگاه‌هایی هستند که با قطع مدار و بازکردن کلیدهای قدرت، کارحفظ کالاها و دستگاه‌های سیستم توان در برابر آسیب و اتصالیها انجام می‌دهند. پیش از اینکه کلید توان بتواند باز شود، سیم پیچی کنشگر آن باید روشن شود این روشن شدن از سوی رله‌ها انجام می‌پذیرد. رله به دستگاهی گفته می‌شود که در پی دگرگونی اندازه برقی مانند ولت و گردش و یا اندازه فیزیکی مانند دما و جابجایی روغن (در رله بوخهولتس) برانگیخته شده و مایه به کار افتادن دستگاه‌های دیگر و در پایان بازشدن چرخه از سوی کلید توان (در سیستم تولید وانتفال و پخش) یادژنکتور می‌گردد.

 

بنابراین از سوی رله قسمت معیوب از شبکه جداسازی شده و مانع از آن می‌شود که دیگر بخشهای سالم شبکه همچنان به کار خود ادامه دهند و پایداری و استواری شبکه به همان حالت پیشین نگهداشته شود. کالاها و دستگاه‌ها در برابر آسیب و اتصالی‌ها پناه داده شده و اندازه آسیب‌های درونی به آنها محدود می‌گردد.

پدید آمدن اتصالی‌ها و تأثیرات آن

به دو علت زیر اتصالی‌ها می‌توانند پدید آیند

الف – تأثیرات درونی:

تأثیرات درونی که باعث از کار افتادن و از بین رفتن دستگاه‌ها یا توان‌راه‌ها (خطوط انتقال انرژی) و سامانه‌های پخش (توزیع) می‌شود به اینگونه‌اند: پوسیدن بخشهای جداگر در یک منبع تولید (ژنراتورها)، ترانسفورماتور، خط، کابل و دیگر بخش‌ها. این آسیب‌ها می‌تواند به دلیل پیرشدگی عایق‌ها، نبود آراستگی درست، ساخت نادرست و یا نصب نادرست عایق‌ها باشد.

 

 

ب – تأثیرات بیرونی:

تأثیرات بیرونی دارای تأثیرات فراوانی است از آن جمله آذرخش، اضافه ولتاژها که باعث پدید آمدن گرما شود، برف و باران، باد و توفان، شاخه درختها، جانوران و پرندگان، به پایین افتادن چیزی به اشتباه در کردار و آسیب‌هایی که از سوی مردم بوجود می‌آید و غیره. هنگامی که یک اتصالی در چرخه رخ دهد، جریان افزایش یافته و ولتاژ (ناهمسانی پتانسیل) کاهش پیدا می‌کند افزایش جریان، گرمای فراوانی را پدیدآورده که می‌تواند به آتش‌سوزی یا انفجار بینجامد. اگر اتصالی بگونه آذرخش باشد می‌تواند آسیب فراوانی به همراه داشته باشد.

 

 

برای نمونه اگر آذرخشی بر روی خطوط انتقال پدید آمده و زود زدوده نشود سیم خط انتقال را سوزانده و باعث پاره شدن آن خواهد شد و پیآمد آن نبود برق برای زمان دراز خواهد بود. کاهش ولتاژ که در پی یک اتصالی پدید می‌آید برای دستگاه‌های برقی بسیار زیان آور است و اگر این ولتاژ کم برای چندین ثانیه ادامه داشته باشد، ژنراتورها از کار بازایستاده، و منابع تولید برق نا به سامان و ناآراسته خواهد شد پس با رخداد جریان زیاد و ولتاژ کم به سبب اتصالی در چرخه می‌بایست به تندی اتصالی پیدا و زدوده شود و گردش ولتاژ به حالت عادی بازگردانده شود.

رله‌های گردشی (جریانی)

رله‌های گردشی (جریانی) برای حفظ شبکه‌های برقی در برابر آسیب برخاسته از گزندهای گردش بکار می‌روند. بیشتر آسیب‌هایی که از سوی رله‌های جریانی شناسایی داده می‌شوند به اینگونه است:

 

 

  1. اتصال کوتاه در شبکه
  2. اضافه جریان
  3. اضافه بار
  4. جزیان نشتی (خطای زمین)
  5. ناهمسانی جریان سه فاز
  6. کاهش بار (دربارهٔ چرخاکها)
  7. افزایش زمان راه اندازی (دربارهٔ چرخاکها)
  8. چفت بودن روتور (دربارهٔ چرخاکها)

رله اتصال کوتاه و افزوده جریان و اتصالی زمین

نخستین و یکی از برجسته‌ترین رله ای که در یک سیستم هست، رله اتصال کوتاه و افزوده گردش و نشتی زمین می‌باشد. این رله ها با رله افزوده بار ناسانی آشکاری دارد چون رله افزوده بار بر پایه گنجایش گرمای واحد می‌باشند.

این رله‌ها می‌توانند دارای دو گروه خمیدگی برش باشند:

  1. نوع زمان ثابت که پارامتر گردش و زمان به هم وابستگی ندارند و بگونه جداگانه آراسته می‌گردند و رله بر پایه گردش آرایش در زمان آراسته شده فرمان برش را می‌فرستد.
  2. نوع زمان کاهشی که در این حالت زمان برش رله با یک خمش به گردش گذری از رله وابسته می‌باشد.

به این گونه که هر چه گردش گذری از رله بیشتر گردد زمان برش رله کمتر خواهد بود. بسته به رفتار و نوع بهره‌گیری از رله خمش‌های استانداردی برای این رله‌ها شناختار می‌گردد

ویژگی‌های یک رله

روی هم رفته رله حفاظتی باید دارای ویژگی‌های زیر باشند:

  1. سرعت رفتار: این پارامتر در رله بسیار ارزشمند است چون رله هنگام گزند بایستی هرچه زودتر بخش‌های آسیب دیده را از بخش‌های درست جدا نمایند.
  2. ریزسنجی (حساسیت): این پارامتر به کمترین گردشی که مایه برش رله می‌گردد برمی‌گردد.
  3. شناسایی و گزینش در شرایط گزند: این پارامتر نیز بسیار برجسته است زیرا در شبکه‌هایی که دارای چند باس بار و پناه افزار هستند هنگام رخداد گزند می‌باید بخش آسیب دیده به درستی شناسایی شده و از شبکه جدا گردد و بخشهای درست کار خود را دنبال کنند.
  4. پایداری: این پارامتر به این بازمی‌گردد که یک  رله به همهٔ گزندهایی که در کران پناهی خود به درستی واکنش نشان دهد و در برابر گزندهای بیرون از این کران واکنش نشان ندهد.[۱]

دسته‌بندی رله ها بر پایه پارامترهای اندازه‌گیری

الف) رله‌های گردشی: این رله‌ها بر پایه اندازه گردش ورودی به رله رفتار می‌کند. حال این گردش می‌تواندگردش در فازها، گردش در سیم نول، برآیند جبری گردشهای فازها باشد (رله‌های گردش بالا – رله‌های ارت فالت و ….) و گردش ورودی رله می‌تواند کاستی دو یا چند گردش باشد (رله‌های دیفرانسیل و رستریکت ارت فالت)

ب) رله‌های ولتاژی: این رله‌ها بر پایه ولتاژ ورودی به رله عمل می‌کند این ولتاژ می‌تواند ولتاژ فازها باشد (رله‌های افزوده یا کمبود ولتاژ و ….) و یا می‌تواند برآیند جبری چند ولتاژ باشد (رله دگرگونی جای نوک تلاقی بردارهای سه فاز)

ج) رله‌های فرکانسی: این رله‌ها بر پایه بسامد ولتاژ ورودی عمل می‌کند (رله‌های افزایش و کمبود فرکانس) د) رله‌های توانی: این رله‌ها بر پایه توان عمل می‌کنند برای نمونه رله‌هایی که جهت توان رااندازه‌گیری می‌کنند یا رله‌هایی که توان اکتیو و راکتیو را اندازه‌گیری می‌کنند.

ه) رله‌های سویدار: این رله‌ها از گونه رله‌های توانی هستند که بر پایه کنج بین بردارهای ولتاژ و گردش کار می‌کنند مانند رله‌های افزوده گردش سویدار که در توانراه‌های چند سویه تغذیه زنجیره‌ای و پارالل بکار می‌روند و یا رله‌های سویدار توان که برای پرهیز از چرخاکی شدن آفریدار هنگام برش کوپلینگ آن بکار می‌رود.

و) رله‌های ناگذراییی (امپدانسی): مانند رله دیستانس که در توانراه‌ها کاربرد فراوانی دارند.

ز) رله‌های وابسته به اندازه‌های فیزیکی: مانند گرما – فشار – سطح آبینه‌ها (مایعات) و …. مانند رله بوخ هلتس ترانسفورمرها

ح) رله‌های ویژه: رله‌هایی هستند که برای خواست‌های ویژه به کار می‌روند همچون رله شناسایی گزند کلید – رله پاییدن چرخه تریپ بریکر – رله لاک اوت و …..

این رله‌ها در دو نمونهٔ مکانیکی و میکروکنترلری تولید و به بازار صنعت عرضه می‌شوند که رله‌های مکانیکی در صنایع قدیمی مورد استفاده قرار گرفته و به تدریج در حال جایگزینی با رله‌های میکروکنترلر هستند. قابلیت زمان ثبت خطا، اندازه‌گیری میزان پارامترهای خطا (به عنوان مثال میزان جریان اتصال کوتاه) و سرعت عملکرد بسیار بالا از جمله ویژگی‌های بارز رله‌های میکروکنترلری می‌باشد.

 

رله های مکانیکی

نمونه ای از رله میکروکنترلری

 

بسته‌بندی رله‌ها

رله‌های حفاظتی ممکن است به صورت تکی یا بصورت مولتی فانکش (چند رله در یک بسته‌بندی) عرضه شوند، در رله‌های مولتی فانکشن کاربر می‌تواند حفاظت‌های مختلف را با استفاده از یک رله بر روی سیستم خود اعمال کند

 

نمونه ای از رله مولتی فانکشن

شاید این مطالب را هم دوست داشته باشید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*