رله حفاظتی بیش از 160 سال پیش اختراع شد. در طول 60 سال گذشته تغییرات قابل توجهی را تجربه کرده است که بارزترین آن کاهش اندازه آن است. رله حفاظتی یک دستگاه تابلو برق است که عیب را تشخیص می دهد و شروع به کار مدار شکن می کند تا عنصر معیوب را از بقیه سیستم جدا کند.
رله حفاظتی چیست؟
آنها دستگاه های فشرده و مستقلی هستند که می توانند شرایط غیرعادی را تشخیص دهند. رله های حفاظتی با اندازه گیری مداوم مقادیر الکتریکی که در شرایط عادی و خطای متفاوت هستند، شرایط غیرعادی در مدارهای الکتریکی را تشخیص می دهند.
مقادیر الکتریکی که ممکن است تحت شرایط خطا تغییر کنند عبارتند از:
ولتاژ، جریان، فرکانس و زاویه فاز. از طریق تغییرات در یک یا چند مورد از این مقادیر، خطاها وجود، نوع و مکان خود را به رله‌های حفاظتی نشان می‌دهند. پس از تشخیص عیب، رله برای بستن مدار قطع بریکر عمل می کند. این باعث باز شدن بریکر و قطع شدن مدار معیوب می شود. رله حفاظتی در پست‌های الکتریکی برای ایجاد زنگ هشدار یا حذف سریع هر عنصر از سیستم قدرت در صورت رفتار غیرعادی آن عنصر استفاده می‌شود.
رله حفاظتی آسیب را به حداقل می رساند
رفتار غیرعادی یک عنصر ممکن است باعث آسیب یا تداخل در عملکرد موثر بقیه سیستم شود. رله حفاظتی آسیب وارده به تجهیزات و وقفه در سرویس را در هنگام وقوع خرابی الکتریکی به حداقل می رساند.
رله ها همراه با برخی تجهیزات دیگر به کاهش آسیب و بهبود خدمات کمک می کنند طرح رله حفاظتی شامل ترانسفورماتورهای جریان محافظ، ترانسفورماتورهای ولتاژ، رله های محافظ، رله های تاخیر زمانی، رله های کمکی، مدارهای ثانویه، مدارهای تریپ و غیره می باشد. هر جزء نقش خود را ایفا می کند که در عملکرد کلی طرح بسیار مهم است. رله حفاظتی کار گروهی همه این قطعات است. رله محافظ همچنین نشانی از محل و نوع خطا را ارائه می دهد.
کار رله حفاظتی
هنگامی که یک اتصال کوتاه در خط انتقال رخ می دهد، جریان جاری در خط به مقدار زیادی افزایش می یابد. این منجر به جریان سنگینی از سیم پیچ رله می شود که باعث می شود رله با بستن کنتاکت های آن کار کند. به نوبه خود، مدار تریپ بریکر را می بندد و باعث باز شدن مدار شکن می شود و بخش معیوب را از بقیه سیستم جدا می کند. به این ترتیب رله ایمنی تجهیزات مدار را از آسیب و کار عادی بخش سالم سیستم تضمین می کند.
الزامات رله حفاظتی
عملکرد اصلی این است که باعث حذف سریع سرویس جلویی هر عنصری از سیستم قدرت در هنگام شروع به کار غیرعادی یا اختلال در عملکرد مؤثر بقیه سیستم می شود. برای اینکه سیستم رله حفاظتی بتواند این عملکرد را به طور رضایت بخشی انجام دهد، باید ویژگی های زیر را داشته باشد:
- گزینش پذیری
- سرعت
- حساسیت
- قابلیت اطمینان
- سادگی
- اقتصادی بودن
اطلاعات بیشتر در مورد هر یک از آنها را در ویژگی های اساسی و الزامات عملکردی رله حفاظتی بخوانید.
انواع رله حفاظتی
اکثر رله های در حال کار در سیستم قدرت الکتریکی امروزه از نوع الکترومکانیکی هستند. آنها بر روی دو اصل عملیاتی زیر کار می کنند:
- جاذبه الکترومغناطیسی
- القای الکترومغناطیسی
رله‌های جذب الکترومغناطیسی به‌واسطه جذب آرمیچر به قطب‌های یک آهن‌ربای الکترومغناطیسی یا کشیدن پیستون به داخل یک شیر برقی عمل می‌کنند. چنین رله هایی ممکن است توسط d.c فعال شوند. یا a.c. مقادیر.
رله های القایی الکترومغناطیسی بر اساس اصل موتور القایی کار می کنند و به طور گسترده ای برای اهداف رله حفاظتی شامل AC استفاده می شوند. مقادیر. به دلیل اصل کارکرد آنها با مقادیر dc استفاده نمی شوند.
وظایف مختلف رله حفاظتی عبارتند از:
حذف سریع قطعه ای که با بستن مدار قطع مدار قطع کننده یا به صدا درآوردن آلارم، رفتار غیرعادی دارد.
قسمت غیرعادی عملکرد را جدا کنید تا از آسیب یا تداخل در عملکرد موثر بقیه سیستم جلوگیری شود.
با جدا کردن قسمتی که عملکرد غیرعادی دارد از خطاهای بعدی جلوگیری کنید.
قطعه معیوب را در سریع ترین زمان ممکن جدا کنید تا آسیب به خود قسمت معیوب به حداقل برسد. به عنوان مثال، اگر یک عیب سیم پیچ در ماشین وجود داشته باشد و اگر برای مدت طولانی ادامه داشته باشد، احتمال آسیب به کل سیم پیچ وجود دارد. در مقابل، اگر به سرعت قطع شود، ممکن است به جای کل سیم پیچ، فقط چند سیم پیچ آسیب ببیند.
محدود کردن گسترش اثر خطا و ایجاد کمترین تداخل در بقیه سیستم سالم. بنابراین با قطع قطعه معیوب، اثرات خطا موضعی می شود.
برای بهبود عملکرد سیستم، قابلیت اطمینان سیستم، ثبات سیستم و تداوم خدمات.
خطاها را نمی توان به طور کامل اجتناب کرد، اما می توان آنها را به حداقل رساند.
بنابراین رله حفاظتی نقش مهمی در تشخیص عیوب، به حداقل رساندن اثرات خطا و به حداقل رساندن آسیب ناشی از عیوب دارد.
عملکرد رله حفاظتی
ما معمولاً یک سیستم قدرت الکتریکی را از نظر بخش‌های تأثیرگذارتر آن در نظر می‌گیریم – ایستگاه‌های بزرگ تولید، ترانسفورماتورها، خطوط فشار قوی و غیره. در حالی که اینها برخی از عناصر اساسی هستند، بسیاری از اجزای ضروری و جذاب دیگر نیز وجود دارند. رله حفاظتی یکی از این موارد است.
عملکرد رله حفاظتی این است که باعث حذف سریع هر عنصر از سیستم قدرت در هنگام اتصال کوتاه یا شروع به کارکرد غیرعادی می شود که ممکن است باعث آسیب یا اختلال در عملکرد موثر سیستم شود. تجهیزات رله در این کار توسط قطع کننده های مدار کمک می کنند که می توانند عنصر معیوب را هنگامی که تجهیزات رله از آنها خواسته می شود جدا کنند.
مقاومت رله حفاظتی
کلیدهای مدار به طور کلی به گونه ای قرار می گیرند که هر ژنراتور، ترانسفورماتور، باس، خط انتقال و غیره را می توان به طور کامل از بقیه سیستم جدا کرد. این قطع کننده های مدار باید ظرفیت کافی داشته باشند تا بتوانند به طور لحظه ای حداکثر جریان اتصال کوتاهی را که می تواند از آنها عبور کند و سپس این جریان را قطع کند.
آنها همچنین باید در برابر بسته شدن در چنین اتصال کوتاه و سپس قطع آن بر اساس استانداردهای معین تجویز شده مقاومت کنند. فیوزینگ در جایی به کار می رود که رله های محافظ و قطع کننده های مدار از نظر اقتصادی توجیه پذیر نباشند.
وظیفه اصلی رله حفاظتی
اگرچه وظیفه اصلی رله حفاظتی کاهش اثرات اتصال کوتاه است، سایر شرایط عملیاتی غیرعادی ایجاد می شود که به خدمات رله حفاظتی نیز نیاز دارند. این امر به ویژه در مورد ژنراتورها و موتورها صادق است. یکی از عملکردهای ثانویه رله حفاظتی، ارائه نشانه ای از محل و نوع خرابی است.
چنین داده‌هایی نه تنها به تسریع تعمیر کمک می‌کنند، بلکه در مقایسه با مشاهده‌های انسانی و رکوردهای اسیلوگرافی خودکار، ابزاری را برای تجزیه و تحلیل اثربخشی ویژگی‌های پیشگیری از خطا و کاهش از جمله خود رله حفاظتی فراهم می‌کنند.
