انواع رله حفاظتی کدام است؟
در تعریفی کلی و ساده می توان گفت این دستگاه از مصرف کننده‌های برق در برابر تغییرات کمیت های الکتریکی و فیزیکی نگهداری لازم را می نماید و دستگاهی که موجب به وجود این تغییرات شده است را به طول کلی از مدار خارج می نماید.
رله‌ها یا تجهیزات حفاظتی، دستگاه‌هایی هستند که با قطع مدار و بازکردن کلیدهای قدرت، کارحفاظت قطعات و دستگاه‌های سیستم قدرت در برابر آسیب و اتصالیها انجام می‌دهند. پیش از اینکه کلید قدرت 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 یا اندازه فیزیکی مانند دما و جابجایی روغن (در رله بوخهولتس) برانگیخته شده و موجب به کار افتادن دستگاه‌های دیگر و در پایان بازشدن چرخه از سوی کلید قدرت (در سیستم تولید و انتقال و پخش) یا دژنکتور می‌گردد.
انواع رله حفاظتی
رله ها را از نظر اتصال به شبکه و دستگاه به دو دسته مختلف تقسیم می شوند که هر کدام زیر مجموعه جدایی را شامل می شود با این شباهت که مهمترین وظیفه آن ها نگهداری از دستگاه ها می باشد. این دو نوع عبارت هستند از:
رله اولیه :
در این نوع از رله حفاظتی سیم پیچی تحریک شونده ای که در آن تعبیه شده به شکل مستقیم در مدار جای می گیرد. نحوه کار این رله بدون ولتاژ و یا ترناس برق است ، به این معنی که رله کارکرد خود را بدون این که به جریان برقی اتصال داشته باشد به خوبی عمل می کند. ضرورت وجود رله در دستگاه بسیار حائز اهمیت می باشد با وجود این رله می توانید ایرادهای دستگاه خود را به راحتی بیابید.
رله ثانویه :
در این نوع رله سیم تحریک شونده ای که در آن قرار دارد توسط ولتاژ شبکه ای و یا ترانس برق تغذیه می گردد و از این طریق می تواند از دستگاه نگهداری نماید. به طور کلی چنانچه که این رله در دستگاه تعبیه شود می تواند به رله اولیه کمک کند که عملکرد خود را به خوبی انجام نماید. رله ثانویه بسیاری از عملکردهای رله اولیه را بر عهده دارد و به همین علت عمر و ماندگاری هر یک از آن ها را افزایش می دهد . چنانچه که این دستگاه ها با هم باشد قدرت و توان آن ها افزایش پیدا می کند .از این حیث بسیاری از افراد از این رله هم در دستگاه ها خود بهره برداری می نمایند تا هم عمر دستگاه را افزایش دهند و هم عملکرد رله اولیه بهبود می یابد. اما دسته بندی بیشتر رله ها به صورت زیر می باشد:
• رله اضافه بار
• رله اضافه جريان
• رله هاي ولتاژي
• رله خطاي زمين
• رله ديفرانسيل
• رله زمين محدود شده
• رله هاي فركانسي
• رله بر گشت توان
• رله حفاظت در برابر بار نامتقارن
• رله حفاظتي در برابر زمان استارت طولاني
• رله حفاظتي در برابر تعداد استارت مكرر
• رله بوخهلتس
رله حفاظت چیست؟
رله های حفاظتی قدمتی بسیار طولانی دارند . وجود این قطعه در دستگاه یا یک تابلو برق صنعتی قادر است هرگونه نقص در سیستم الکتریکی را تشخیص دهد. رله حفاظتی قابلیت قطع کننده مدار را داشته ، به گونه ای آن را هدایت می کند که هر قسمت معیوب در سیستم کاملاً ایزوله گرد. به طور کلی این رله در نقش ردیاب برای مواقع غیر عادی در مدار عمل می کند .
نحوه کار رله حفاظت در تابلو برق
رله حفاظت قابلیت پیکربندی الکتریکی سیستم را دارد . این رله در تابلو برق معیوب بودن آن را تشخیص می دهد. بعضی از متغیرهای یک سیستم الکتریکی همچون فرکانس ، ولتاژ ، جریان ، مقاومت و راویه فاز باشند. هنگامی که مقدار یک متغیر تغییر داشته باشد یک سیگنال خطا به رله حفاظت ارسال می نماید که در صورت پیغام خطا دستگاه را از مدار خارج می کند.
دلایل اتصالی در تابلو برق
برخی از عوامل که منجر به ایجاد اتصالی می‌شود، درونی و برخی بیرونی هستند.
عوامل بیرونی : عوامل بیرونی زیاد هستند و تاثیرات بسیار زیادی هم بر شبکه ها دارند. یکی از مهم ترین آن ها رعد و برق است. از دیگر عوامل اضافه ولتاژ است که سبب می‌شود تا گرمای زیاد تولید شود. پدیده های طبیعی دیگری مانند افتادن درختان، پرنده ها، برف و بوران، توفان های سهمگین. هنگامی که یکی از این عوامل رخ می‌دهد با بروز اتصالی جریان در یک نقطه افزایش پیدا کرده و گرما زیاد شده و آتش سوزی رخ می‌دهد.
عوامل درونی: سامانه های توزیع و خطوط انتقال انرژی به این شیوه دچار آسیب می‌شوند. مثلا بافت قدیمی عایق ها و چیده نشدن درست آن ها، بافت قدیمی جداکننده ها در ژنراتور، خطوط و کابل ها و همچنین تراسفورماتورها.
چرا ما از رله حفاظتی استفاده می کنیم؟
رله وسیله ای الکتریکی است که با انرژی گرفتن از مدار دیگر ، یک مدار را می بندد. به دلایل زیادی می توان از آنها استفاده کرد. یکی از مواردی که امروز به آن پرداختیم برای ایمنی بود. هنگامی که ما برای تأمین انرژی دستگاه ولتاژ بالا یا جریان زیاد از رله استفاده می کنیم ، در حالی که ولتاژ کمتری برای تأمین انرژی کنترل های رله استفاده می شود.
رله حفاظتی برای چه مواردی استفاده می شود؟
همانطور که قبلاً گفته شد، انواع رله حفاظتی سیستم قدرت ممکن است سیستم الکتریکی را از مشکلات معیوب محافظت کنند. این سیستم می تواند مسائل معیوب و خطوط برق را شناسایی و مکان یابی کند و همچنین می تواند به طور خودکار اقدامات حفاظتی و اقدامات مدار کنترل را آغاز کند. امروزه رله های حفاظتی ممکن است از چندین رله مختلف ترکیب شده باشند.
این رله ها ممکن است انواع مختلفی از محرک ها را نیز داشته باشند و ممکن است جنبه های مختلف سیستم را کنترل کنند. رله یک سیستم ممکن است به ورودی های مشخص شده خاصی پاسخ دهد و ترکیبی با انواع مختلفی از مسائل و شرایط سروکار دارد.
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 …..
رله الکترومکانیکی چیست؟
انواع رله الکترومکانیکی، به عنوان یک آهنربای مغناطیسی در صنعت کاربرد دارد. این رله که با اسامی مختلفی همچون رله ی صنعتی ، رله ی شیشه ای، رله ماژول یا رله ی فرمان نیز معرفی می گردد، با استفاده از خاصیت مغناطیسی که دارد، معمولا برای باز و بسته شدن ، پالس فرمان مصرف می گردد.
با عبور جریان از سیم پیچ، یک میدان مغناطیسی در اطراف میله فلزی رله به وجود می آورد. با به وجود آمدن این میدان مغناطیسی ، کنتاکت متحرک به صورت مکانیکی به کنتاکت ثابت آن اتصال داده می شود. با قطع جریان ورودی به رله نیز، میله فلزی به محل اولیه خود برگشت می خورد.
رله های جریانی
این رله ها بر حسب مقدار وردی جریان در رله عمل می کند . حال این جریان می تواند جریان فازها، جریان سیم نول، مجموع جبری جریان های 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 ولتاژی
این رله ها بر حسب ولتاژ وارد شده به رله کار می کند که ولتاژ های آن بر حسب فاز هایی همچون رله های اضافه یا کمبود ولتاژ و….) و یا مجموع جبری چند ولتاژ باشد.
رله های فرکانسی
این رله ها بر حسب فرکانس ولتاژ ورودی فعالیت دارد .
رله های توانی
این رله ها بر اساس توان فعالیت دارد مثلا رله هایی که توان دستگاه را اندازه گیری می نمایند یا رله هایی که توان اکتیو و راکتیو را اندازه گیری می کنند.
رله های جهتی
این رله ها از جنس رله های توانی می باشند که بر اساس زاویه بین بردارهای ولتاژ و جریان فعالیت دارند همانند رله های اضافه جریان جهتی که در خطوط چند سو تغذیه رینگ و پارالل کاربرد دارند .
- رله های امپدانسی : مانند رله های دیستانس که در خطوط انتقال کاربرد فراوانی دارند.
- رله های وابسته به کمیت های فیزیکی : مانند حرارت – فشار – سطح مایعات و …. مانند رله بوخ هلتس ترانسفورمرها
- رله های خاص : رله هایی هستند که در جهت خاصی کاربرد دارند مثل رله تشخیص خطای بریکر – رله مونیتورینگ مدار تریپ بریکر – رله لاک اوت و …..
رله اتصال زمین
ساختمان و طرز کار این رله ها شبیه به رله های اضافه جریان می باشد که وظیفه اصلی این رله، تشخیص بروز هر گونه اتصالی بین هر کدام از فازها با زمین و یا دو سه فاز با زمین نیز است. رله های اضافه جریان سیستم سه فازه و رله اتصال زمین تواماً به صورت یک سیستم حفاظتی واحد بسته می گردد .معمولا رله اتصال زمین حساس تر از رله های اضافه جریان هستند که هر گاه یکی از فازها به زمین متصل شود ، رله اتصال زمین همراه با رله اضافه جریان همان فاز عمل می نماید .
رله بوخهلتس
این رله به عنوان مهمترین رله های حفاظتی ترانسفورماتورهای قدرت معرفی می شوند ، نقش اصلی این نوع رله تشخیص سریع هر گونه اتصالی در محفظه داخلی ترانسفورماتور و قطع سریع برق ورودی به آن است .
به طور معمول همه ترانسفورماتورهای قدرت توسط مایع مخصوصی همچون روغن عایق کاری و خنک می گردند . به خاطر سرد و گرم شدن روغن مزبور ظرف انبساطی برای آن تعبیه شده و این ظرف از طریق لوله رابطی به محفظه داخلی ترانسفورماتور اتصال داده می شود.
رله بوخهلس بر روی لوله رابط بین ترانسفورماتور و ظرف انبساط تعبیه می شود و روغن از این لوله عبور می نماید . بنابراین تمامی محفظه داخلی رله پر از روغن است. هر گاه هر گونه اتصالی در محفظه داخلی ترانسفورماتور پدید آید ، در نقطه اتصالی مقداری جرقه و قوس الکتریکی زده می شود . در نهایت این عمل کمی از روغن اطراف محل اتصالی سوخته و تولید حباب های گازی شکلی را می کند . در رله بوخهلس اگر سطح روغن همچنان کاهش پیدا کند منجر به عملکرد و تحریک مدار هشدار و قطع می شود . در بعضی موارد مقداری هوای نشتی به رله راه پیدا می کند و مانند حباب های گاز منجر به تحریک رله می گردد.
فرق رله با کلید چیست؟
از رله می توان به‌عنوان یک کنترل کننده هوشمند بهره برداری نمود ولی کلید این قابلیت را ندارد تا از راه دور کنترل کرد. رله ها ابتدا در مدارهای تلگرافی راه دور به عنوان تکرارکننده سیگنال کاربرد داشتند آن ها سیگنال دریافتی از یک مدار را با انتقال آن بر روی مدار دیگر منتقل می نمایند. رله ها در سوئیچ های تلفنی و کامپیوترهای ساده برای انجام عملیات منطقی بسیار کاربرد دارند. در حال حاضر به عنوان رله حفاظتی برای محافظت مدار الکترونیکی و مصرف کننده هایی همچون الکترو موتورها و تجهیزات روشنایی کاربرد زیادی در صنعت دارند.
تفاوت رله و کلید
حال که با انواع رله آشنا شدید بهتر است تفاوت رله و کلید را نیز به خوبی درک کنید. در مهندسی برق، هر دو قطعات کلید و رله از اجزای الکتریکی مهم محسوب می شوند. آن ها دستگاه های الکترومکانیکی هستند که برای کنترل و محافظت از سیستم طراحی شده اند. این قطعات در بسیاری از کاربردهای برق خانگی، صنایع مختلف نظیر خودروسازی، مخابرات، سیستم قدرت و صنایع سیستم کنترل، یافت می شوند. سوئیچ ها نسبت به رله قدیمی تر بوده و قابلیت حمل جریان کمتری دارند. انواع مختلف سوئیچ بر اساس الزامات پروژه الکترونیکی موجود است.
برخی از انواع سوئیچ عبارتند از سوئیچ ضامن، کشویی، دکمه ای، راکر و غیره. رله ها کلیدهای الکتریکی هستند که به طور ویژه کار می کنند و می توانند از راه دور، روشن یا خاموش شوند. همانطور که اشاره شد، این قطعه انواع مختلفی دارد. آن ها با ولتاژهای کاری استاندارد (5 ولت، 6 ولت، 12 ولت، 18 ولت، 24 ولت و 48 ولت) عرضه می گردند.
سخن پایانی
رله‌ها یا تجهیزات حفاظتی، دستگاه‌هایی محسوب می شوند که با قطع مدار و بازکردن کلیدهای قدرت، کارحفاظت قطعات و دستگاه‌های سیستم قدرت در برابر آسیب و اتصالی ها صورت می گیرد. در صورتی که مقدار کمیت تحریک بیشتر شود اثر الکترومغناطیسی سیم پیچ رله افزایش خواهد یافت ، و بالاتر از سطح مشخصی از مقدار تحریک ، مکانیزم متحرک رله فقط شروع به حرکت می نماید. درست بعد از عبور از میزان تحریک ، مکانیزم در حال حرکت رله شروع به حرکت می نماید و در آخر در پایان مسیر تماس های رله را می بندد.
