رله حفاظتی چیست و انواع آن

رله ای که برای حفاظت دستگاههای برقی به کار برده می شود رله حفاظتی نامیده می شود ورله از نظر اتصال به شبكه به دو نوع ( اولیه ) پریمر ( و ثانویه ) زکوندر تقسیم می شود .

رله اولیه یا پریمر:

در این نوع رله سیم پیچی تحریك شونده مستقیما در مدار قرار دارد یعنی بدون ترانس جریان یا ولتاژ در مدار قرار می گیرد.

معایب رله اولیه :

1. حجم بزرگ  از نظر عایق بندی
2. حساسیت کمتر
3. عدم دسترسی در حین کار نمی توان دست زد.
4. محدودیت جریان و ولتاژ در ولتاژ و جریان زیاد نمی توان بكار برد.

مزایای رله اولیه :

1. ارزانتر
2. امكان تشخیص سریعتر اشكال در سیستم حفاظت

رله ثانویه یا زکوندر:

رله ای که سیم پیچ تحریك کننده آن از سیم پیچ ثانویه ترانس جریان یا ولتاژ شبكه ای که باید حفاظت شود نیرو می گیرد رله زکوندر نامیده می شود.

معایب رله ثانویه عبارتند از:

1. گرانتر
2. خرابی بیشتر

مزایای رله ثانویه عبارتند از:

1. حجم کوچكتر
2. حساسیت بیشتر

به طور کلی رله های حفاظتی باید دارای مشخصات زیر باشند :

• سرعت عملكرد :

 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 می گردد

• تشخیص و انتخاب در شرایط خطا :

این پارامتر نیز بسیار مهم است زیرا در شبكه هایی که دارای چند باس بار و رله حفاظتی هستند هنگام وقوع خطا می باید قسمت معیوب به درستی تشخیص داده شده و از شبكه جدا گردد و قسمتهای سالم به کار خود ادامه دهد

• پایداری :

این پارامتر به این باز میگردد که یك رله حفاظتی به تمامی خطاهایی که در محدوده حفاظتی خود به درستی عكس العمل نشان دهد و در مقابل خطاهای این محدوده عكس العملی نشان ندهد .

هدف از حفاظت :

برای جلوگیری از صدمه بیشتر قسمت آسیب دیده و جلوگیری از صدمه دیدن قسمت های سالم

مشخصات سیستم حفاظت :

1. سرعت عملكرد رله
2. قابلیت انتخاب
3. حساسیت
4. پایداری
5. هزینه

سرعت عملكرد رله : فاصله زمانی بین وقوع اتصال و عملكرد رله کم باشد.

قابلیت انتخاب : فقط قسمت آسیب دیده ازمدار خارج می شود

حساسیت : بین حداکثر مقدار مجازو حداقل مقدار غیر مجاز تفاوت گذاشته شود

پایداری : جلوگیری از عملكرد رله در شرایط گذرا

هزینه : رله ای که در هر قسمت از سیستم قرار می دهند بایستی هزینه رله را در نظر داشته باشند. حفاظت از خطوط 231 کیلو ولت 

دسته بندی رله حفاظتی براساس پارامترهای اندازه گیری :

• 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 رستریكت ارت فالت 

• رله های ولتاژی :

این رله ها براساس ولتاژ ورودی به رله عمل میكند این ولتاژ می تواند ولتاژ فازها باشد ) رله های اضافه یا کمبود ولتاژ و ….( و یا میتواند مجموع جبری چند ولتاژ باشد ) رله تغییر مكان نقطه تالقی بردارهای سه فاز .

• رله های فرکانسی :

این رله ها بر اساس فرکانس ولتاژ ورودی عمل می كند. رله های افزایش و کمبود فرکانس.

•  رله های توانی :

این رله ها براساس 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 .

• رله های جهتی :

این رله ها از جنس رله های توانی هستند که بر اساس زاویه بین بردارهای ولتاژ و جریان عمل می كنند مانند رله های اضافه جریان جهتی که در خطوط چند سو تغذیه رینگ و پارالل بكار می روند و یا رله های جهت توان که جهت پرهیز از موتوری شدن ژنراتور هنگام قطع کوپلینگ آن بكار میرود .

• رله های امپدانسی :

 مانند رله های دیستانس که در خطوط انتقال کاربرد فراوانی دارند .

• رله های وابسته به کمیت های فیزیكی :

مانند حرارت، فشار، سطح مایعات و …. مانند رله بوخ هلتس ترانسفورمرها

• رله های خاص :

 رله هایی هستند که برای منظورهای خاص به کار می روند مثال رله تشخیص خطای بریكر، رله مونیتورینگ مدار تریپ بریكر، رله الک اوت و….

رله جریانی

رله های جریانی به منظور حفاظت شبكه های الكتریكی در مقابل عیوب ناشی از خطاهای جریان بكار میروند. عمده عیوبی که توسط رله های جریانی تشخیص داده می شوند عبارت است از:

• اتصال کوتاه در شبكه 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 یكی از مهمترین حفاظت هایی که در یك سیستم وجود دارد حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و نشتی زمین می باشد . این حفاظت ها با حفاظت اضافه بار تفاوت آشكاری 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 می گیرد .

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 یك 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 عملكرد و نوع استفاده از رله منحنی های استانداردی برای این رله ها تعریف می گردد که بشرح : Standard Inverse Curve (SIT) Very Inverse Curve (VIT) Extremely است زیر (UIT (Curve Inverse Ultra) EIT (Curve Inverseحفاظت سیستم های الكتریكی 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 : ABB , Alstom , Siemens. Reyroll , CEE , Schneider , Power GE