رله و کلیدهای قدرت

معرفی کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف

مقدمه ای بر کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف :

بمنظور حفاظت تأسیسات روشنائی، برق صنعتی، سیم و کابل و ماشین آلات در برابر اضافه بار و جریان اتصال کوتاه از فیوز، کلید- فیوز و کلیدهای اتوماتیک استفاده میگردد. لیکن به لحاظ اینکه اولا فیوزها همیشه نمی توانند عمل حفاظت موضعی و سلکتیو را در انواع مختلف شبکه ها بطور کامل و بدون خطا انجام دهند و در ثانی بعلت اینکه در شبکه سه فاز در موقع ازدیاد جریان اغلب قطع سه فاز بطور همزمان لازم و ضروری است لذا نمی توان همیشه از فیوز و کلید- فیوز استفاده کرد. در ضمن در بعضی از شبکه های توزیع می بایست به محض برگشت جریان (ولتاژ) یا افت بیش از حد مجاز ولتاژ، مدار بطور خودکار قطع و آلارمهای لازم ایجاد گردد. همچنین در بعضی موارد ورود اتوماتیک یا دستی ژنراتور اضطراری یا ترانسفورماتور در شبکه توزیع جهت تداوم کار شبکه یا انجام تعمیرات دوره ای شبکه اجتناب ناپذیر می باشد. در چنین حالاتی فقط از کلید اتوماتیک می توان استفاده کرد.

کلیدهای اتوماتیک علاوه بر موارد فوق نسبت به فیوزها و کلید- فیوزها دارای مزایای زیر می باشند :

کلید خودکار پس از قطع مدار در اثر جریان زیاد و یا هر عامل دیگری بلافاصله مجددا آماده بهره برداری می باشد.

با کمک کنتاکتهای فرعی که در آن تعبیه شده می توان وضعیت کلید را در هر حالت (قطع، وصل یا وقوع خطا) توسط سیگنال تعیین و در اطاق فرمان منعکس کرد.

ساختمان این کلیدها بگونه ای است که اگر کلید را بر روی یک مدار اتصال کوتاه شده ببندیم، در ضمن عمل بسته شدن، رله اضافه جریان کلید بسرعت وارد عمل شده و مدار را قطع می کند.

– کلیدهای فشار ضعیف :

از انواع کلیدهای فشار ضعیف می توان به کلیدهای زیراشاره کرد:

– کلیدهای اتوماتیک کمپکت(Moulded case circuit breaker:M.C.C.B)

– کلیدهای اتوماتیک هوایی(Air circuit breaker:A.C.B)

– کلیدهای مینیاتوری(Miniature circuit breaker:MCB)

– کلیدهای حافظ موتور(Motor protection circuit breaker:M.P.C.B)

– کلیدهای محافظ جان(Residual current circuit breaker:R.C.C.B )

-کلید اتوماتیک و کلید غیر اتوماتیک:ابتدا لازم است بدانیم کلیدهای اتوماتیک با کلیدهای غیر اتوماتیک چه فرقی دارند،کلیدهای اتوماتیک به کلیدهایی گفته میشود که دارای رله هستند و هر کدام برای کاربردهای مخصوصی مورد استفاده قرار میگیرد بطور مثال کلیدهای اتوماتیک هوایی دارای رله های بسیار هوشمندی هستند واین رله ها از نوع رله های الکترونیکی هستند،اما کلیدهای غیر اتوماتیک کلیدهایی هستند که صرفا”برای قطع و وصل مورد استفاده قرار میگیرد و فاقدرله میباشند بطور مثال کنتاکتور یک تجهیز غیر اتوماتیک است که برای قطع و وصل های گوناگون با کاربردهای مختلف یک مشخصه ای دارد مثلا”کنتاکتور AC3 برای بارهای القایی است.

*بیشترین توسعه ای که روی کلیدهای فشار ضعیف انجام میدهند رویcurrent limiting است که هر چه این خاصیت بیشتر شود کلید گرانتر میشود.این خاصیت مستقیما”به زمان قطع کلید بستگی دارد.

*معمولأ در کاتالوگ کلیدهای فشار ضعیف دو مشخصه فنی به نامهای Icu و Ics مشخص شده اند که دانستن مفهوم آنها در انتخاب کلید مهم است.

: Icu جریان اتصال کوتاهی که کلید تنها یکبار بدون انکه آسیبی ببیند قادر به قطع آن می باشد و برای دفعات بعدی نیاز به تعمیر و سرویس و یا تعویض دارد.

: Ics جریان اتصال کوتاهی که کلید به دفعات قادر به قطع آن می باشد بدون اینکه آسیبی ببیند و یا نیاز به تعمیر و یا تعویض پیدا کند.

بحث اتصال کوتاه در استاندارد IEC60974-2 دارای دو Category میباشد:

Category 1 :در این نوع، کلیدها بدون رنج اتصال کوتاه هستند و به ازای اتصال کوتاه لازم است مورد بازبینی قرار گیرند.

Category2:در این نوع، کلیدها یک مدت زمان کوتاه برای تحمل جریان اتصال کوتاه دارند و این قضیه به Current Limiting وسیله بستگی دارد.

در نوع دوم حفاظت و سلامت تجهیزات بهتر از نوع اول است.

– کلیدهای اتوماتیک کمپکت(( Molded Case Circuit Breaker (MCCB) :

Iu جریان دایم ، نرم این کلیدها از۱۶۰A تا ۱۶۰۰A است اما این کلیدها حداکثر تا ۳۲۰۰A ساخته می شوند. فریم این کلیدها با افزایش جریان نامی آنها بزرگ می شود. بطور مثال کلیدهای کمپکت ساخت شرکتABB،تیپ Isomax ان از ۱۲۵A تا ۳۲۰۰A ساخته میشود.

– کلیدهای هوایی : ((Air Circuit Breaker(ACB):

این کلیدها از انواع دیگری از کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف هستند که در آن آمپراژ بالا مورد استفاده قرارمی گیرند. حد بالای جریانی این کلیدها تا ۶۳۰۰A می باشد.Iu جریان دایم ، نرم این کلیدها از۶۳۰A تا ۱۶۳۰۰A است مورد مصرف این کلیدها عمدتأ در ورودی تابلوها

می باشد که هم جریان بالایی دارد و هم برقراری Selectivity کامل بین کلیدهای ورودی و کلیدهای خروجی که معمولأ از نوع کمپکت می باشند ضروری است.

کلیدهای هوایی دارای رله هایی که در داخل خود کلید جاسازی شده اند(Built-in) می باشد. ویژگی این رله ها خاصیت تاخیری یا Time Delay آنهاست که عنصر اصلی در تامین Selectivity از طریق صدور فرمان قطع با تاخیر می باشند. (Selectivity همان پدیده تقدم قطع در خروجیها نسبت به ورودی هاست. به این معنی که اگر خطایی در یک فیدر خروجی رخ داد، ابتدا کلید خروجی قطع شود و تنها در صورت تداوم خطا روی مدار و عمل نکردن کلید خروجی، کلید ورودی با تاخیر کل تابلو را بی برق می کند. اهمیت این موضوع در این است که در صورت وقوع خطا در یکی از خروجیها کل تابلو بی برق نشود.)

یادآوری : استفاده از کلیدهای کمپکت در هر دو مدار خروجی و ورودی در تابلو حتی اگر کلید ورودی دو سایژ بالاتر از بالاترین سایز کلید در خروجیها انتخاب شود، تنها در محدوده کوچکی از جریان اتصال کوتاه، Selectivity را تامین می کند و به هر حال Selectivity کامل بدست نمی دهد.

– کلیدهای مینیاتوری((Miniature Circuit Breaker (MCB) :

از انواع کلیدهای فشار ضعیف که معمولأ در جریانهای پایین و در تابلوهای روشنایی وتاابلوهای توزیع با توان کم و یا جهت حفاظت مدارات کنترل و فرمان تجهیزات و تاسیسات برقی مورد استفاده قرار می گیرد. جریان قطع اتصال کوتاه این کلیدها معمولأ چندان بالا نیست.حداکثر جریان مورد استفاده با کلید مینیاتوری ۱۰۰A است و همینطور جریان قطع اتصال کوتاه این کلیدها بصورت نرم ۱۰KA و حداکثر ۲۵KA است.این کلیدها دارای دو نوع کاربرد صنعتیIEC60947 وکاربرد مسکونیIEC60898 هستند.

– کلیدهای حافظ موتور((Motor Protection Circuit Breaker (MPCB) :

همانگونه که از اسم این کلیدها معلوم است این کلیدها برای حفاظت موتورها بسیار کاربرد دارند،این کلیدها معمولا” تا۱۰۰A و ۱۰۰KA ساخته میشوند و برای موتورهای تا ۵۵KW مناسب هستند.این کلیدها حفاظت به دو نوع تقسیم میشوند.

کلیدهای حافظ جان((Residual current Circuit Breaker(RCCB):

رله

نوعی کلید الکتریکی سریع یا بلادرنگ است که با هدایت یک مدار الکتریکی دیگر باز و بسته می‌شود. روش کنترل باز و بسته شدن این کلید الکتریکی به صورتهای مختلف مکانیکی، حرارتی، مغناطیسی، الکترو استاتیک و … می باشد. رله را ژوزف هانری در سال ۱۸۳۵ میلادی اختراع کرد.از آنجا که رله می‌تواند جریانی قوی‌تر از جریان ورودی را هدایت کند، به معنی وسیع‌تر می‌توان آن را نوعی تقویت کننده نیز دانست.در گذشته رله‌ها معمولاً با سیم‌پیچ ساخته می‌شد و از جریان برق برای تولید میدان مغناطیسی و باز و بسته کردن مدار سود می‌برد. امروزه بسیاری از رله‌ها به صورت حالت جامد ساخته می‌شوند و اجزای متحرک ندارند.

انواع رله‌های قدرت

* رله دیستانس
* رله دیفرانسیل
* رله بوخهلس
* رله سنجشی

در رله‌های سنجشیِ دقت و حساسیت معینی تعریف می‌شود تا در موقع تغییر کردن یک کمیت الکتریکی و یا ‏یک کمیت فیزیکی دیگری شروع به کار کند. چنین رله‌ای برای مقدار معینی از یک ‏کمیت مشخص تنظیم می‌شود و اگر آن کمیت از مقدار تعیین و تنظیم شده کمتر و یا ‏بیشتر باشد رله آن تغییرات را می‌سنجد. رله سنجشی دو نوع دارد:

۱-ساده ۲-مرکب

۱-رله سنجشی ساده اغلب دارای یک سیم پیچی تحریک شونده می‌باشد که در اثر ‏تغییر جریان و یا ولتاژ تحریک و موجب وصل شدن کنتاکتی می‌شود؛ مانند رله حرارتی و رله ‏جریان زیاد و رله فشار کم.

۲-همچنین رله سنجشی مرکب دارای دو سیم پیچی تحریک شونده‌است که همانند رله‌ای که نسبت ولتاژ و جریان را می‌سنجد (رله سنجش مقاومت ظاهری)، آن قسمت از شبکه را که اتصالی شده‌است از مدار جدا می‌کند، مانند رله دیستانس. ‏

رله زمانی

رله زمانی به تنهایی برای حفاظت تأسیسات الکتریکی کاربرد ندارد، بلکه همراه با رله ‏سنجشی برای حفاظت شبکه الکتریکی استفاده می‌گردد. زمان استعمال رلهٔ زمانی در مواقعی است که تأخیری عمدی در عمل کلیدزنی (قطع و وصل با فرکانس بسیار پایین) در شبکه مورد نظر باشد. ‏

رله جهت یاب

از رله جهت یاب، برای کنترل و سنجش جهت توان و نیرو در شبکه الکتریکی و یا قسمتی از شبکه ‏جریان متناوب استفاده می‌شود. این رله از آن جهت نقش تعیین کننده‌ای در شبکه دارد که تعیین جهت نیرو برای حفاظت محلی و ‏سلکتیو در اغلب شبکه‌ها کاملاً ضروری و لازم است. به کمک رله جهت یاب می‌توان فقط ‏آن قسمت از شبکه که خسارت دیده و معیوب شده را از مدار خارج کرد. حتی می‌توان از این ‏رله جهت حفاظت ژنراتور و توربین در موقع برگشت توان نیز استفاده نمود