رله های لحظه ای، معکوس زمان و تاخیر زمانی

در این پست به توضیح رله های لحظه ای، رله زمان معکوس و رله تاخیر زمانی و ویژگی های آنها می پردازیم. یکی از ویژگی های مهم رله زمانی کارکرد آن است. منظور از “زمان کار” مدت زمانی است که از لحظه ای که عنصر محرک انرژی می گیرد تا لحظه ای که کنتاکت های رله بسته می شوند، می باشد. گاهی اوقات کنترل زمان عملکرد یک رله مطلوب و ضروری است. برای این منظور از لوازم مکانیکی با رله استفاده می شود.

در طول هماهنگی رله در طرح حفاظتی سیستم قدرت الکتریکی، عمداً به مدتی نیاز است تا برخی از رله‌های خاص پس از تأخیرهای زمانی خاص کار کنند. رله‌های تاخیر زمانی معین رله‌هایی هستند که پس از یک زمان مشخص کار می‌کنند. فاصله زمانی بین لحظه ای که جریان محرک از سطح پیکاپ عبور می کند و لحظه ای که در نهایت کنتاکت های رله بسته می شود، ثابت است. این تأخیر به مقدار کمیت محرک بستگی ندارد. برای تمام کمیت های محرک، بالاتر از مقادیر انتخابی، زمان کار رله ثابت است.

رله لحظه ای چیست و چه کاربردهایی می تواند داشته باشد؟

رله لحظه ای رله ای است که در آن تاخیر زمانی عمدی در نظر گرفته نشده است. در این حالت، کنتاکت های رله بلافاصله پس از اینکه جریان در سیم پیچ رله از حداقل مقدار کالیبره شده فراتر رفت، بسته می شوند. اگرچه فاصله زمانی کوتاهی بین لحظه پیکاپ و بسته شدن کنتاکت های رله وجود خواهد داشت، هیچ تاخیر زمانی عمدی اضافه نشده است. رله لحظه ای زمان کار کمتر از 0 • 1 ثانیه دارند. رله آنی فقط در مواردی موثر است که امپدانس بین رله و منبع در مقایسه با امپدانس بخش محافظت شده کوچک باشد.

زمان کار رله لحظه ای گاهی اوقات در سیکل هایی بر اساس فرکانس سیستم قدرت بیان می شود. به عنوان مثال، یک چرخه در یک سیستم 50 چرخه 1/50 ثانیه خواهد بود. آنها بلافاصله زمانی که جریان از مقدار برداشت خود بیشتر شود، بدون تاخیر زمانی عمدی عمل می کنند. به صورت داده شده است، رله لحظه ای برای عملیات رله سریع با زمان عملیاتی کمتر از 0.1 ثانیه استفاده می شوند. برای حفاظت دیفرانسیل جریان های هجومی ترانسفورماتور استفاده می شود. حفاظت پشتیبان برای انواع رله های دیفرانسیل و فاصله. رله لحظه ای زمانی استفاده می شوند که امپدانس بین منبع و رله با توجه به امپدانس سیستم محافظت شده کمتر باشد.

تعریف رله زمان معکوس

رله زمان معکوس رله ای است که در آن زمان کارکرد تقریباً با مقدار کمیت محرک نسبت معکوس دارد. شکل مشخصه های زمان-جریان یک رله جریان معکوس را نشان می دهد. در مقادیر جریان کمتر از پیکاپ، رله هرگز کار نمی کند. در مقادیر بالاتر، زمان کار رله با افزایش جریان به طور پیوسته کاهش می یابد. تأخیر زمان معکوس را می توان با مرتبط کردن لوازم مکانیکی با رله ها به دست آورد.

در یک رله القایی، تأخیر زمان معکوس را می توان با قرار دادن یک آهنربای دائمی (معروف به آهنربای کششی) به گونه ای به دست آورد که دیسک رله شار بین قطب های آهنربا را قطع کند. هنگامی که دیسک حرکت می کند، جریان های ایجاد شده در آن باعث ایجاد کشش روی دیسک می شود که حرکت آن را کند می کند.

انواع دیگر رله ها

در انواع دیگر رله ها، تاخیر زمانی معکوس را می توان توسط داشپات روغن یا فیوز محدودیت زمانی معرفی کرد. شکل یک رله برقی زمان معکوس را با استفاده از داشپات روغن نشان می دهد. پیستون در داشپت روغن که به پیستون متحرک متصل است، حرکت رو به بالا آن را کند می کند. در یک مقدار فعلی دقیقاً برابر با پیکاپ، پیستون به آرامی حرکت می کند و تاخیر زمانی حداکثر است. در مقادیر بالاتر جریان رله، به دلیل کشش بیشتر پیستون، زمان تاخیر کوتاه می شود. مشخصه زمان معکوس را نیز می توان با اتصال فیوز با محدودیت زمانی به موازات پایانه های سیم پیچ تریپ همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است به دست آورد.

مسیر شنت که توسط فیوز محدودیت زمانی ایجاد می‌شود، در مقایسه با امپدانس نسبتاً بالای سیم‌پیچ تریپ، امپدانس ناچیزی دارد. بنابراین، تا زمانی که فیوز دست نخورده باقی بماند، عملاً کل جریان ثانویه CT را از سیم پیچ تریپ منحرف می کند. هنگامی که جریان ثانویه از ظرفیت حمل جریان فیوز بیشتر شود، فیوز منفجر می شود و کل جریان از سیم پیچ عبور می کند و در نتیجه قطع کننده مدار باز می شود. فاصله زمانی بین وقوع جریان اضافی و خاموش شدن بریکر توسط ویژگی های فیوز کنترل می شود. انتخاب دقیق فیوز می‌تواند ویژگی‌های معکوس زمان مورد نظر را ارائه دهد، اگرچه لزوم تعویض پس از عملیات یک نقطه ضعف است.

رله تاخیر زمانی

در رله تاخیر زمانی بین لحظه پیکاپ و بسته شدن کنتاکت های رله فاصله زمانی مشخصی وجود دارد. این تنظیم زمانی خاص مستقل از مقدار جریان عبوری از سیم پیچ رله است. برای تمام مقادیر جریان بیش از مقدار پیکاپ یکسان است. شایان ذکر است که عملاً همه رله‌های زمان معکوس با حداقل زمان مشخصی نیز ارائه می‌شوند تا رله هرگز در زمان اضافه بارهای بسیار طولانی در عمل آنی نباشد.

رله محافظی که زمانی کار می کند که جریان در مدار به مقدار از پیش تعیین شده برسد، رله اضافه جریان نامیده می شود. مقدار از پیش تعیین شده جریانی که در آن رله با راه اندازی یک سیگنال سفر شروع به کار می کند، به عنوان مقدار دریافت آن شناخته می شود. حفاظت از تک تک تجهیزات الکتریکی در برابر جریان اضافه ضروری است، از این رو رله اضافه جریان پرکاربردترین رله حفاظتی در سیستم قدرت است.

از کاربردهای رله اضافه جریان می توان به حفاظت از خطوط توزیع، سیستم های صنعتی، موتورهای بزرگ، تجهیزات برق و … اشاره کرد که اکثر رله های اضافه جریان مورد استفاده برای حفاظت جریان اضافه از نوع الکترومغناطیسی هستند. اما به دلیل تکامل سریع تکنولوژی، امروزه از رله های عددی اضافه جریان مبتنی بر ریزپردازنده ها یا میکروکنترلرها برای حفاظت از اضافه جریان استفاده می شود.