انواع رله ها و کاربرد آنها

[مجید بهره مند 43111]

حفاظت تجهیزات و دستگاه های سیستم قدرت در مقابل عیوب و اتصالیها ، به وسیله كلید قدرت انجام می گیرد قبل از اینكه كلید قدرت بتواند باز شود ، سیم پیچی عمل كنندة آن باید تغذیه شود این تغذیه به وسیله رله های حفاظتی انجام می پذیرد . رله به دستگاهی گفته می شود كه در اثر تغییر كمیت الكتریكی مانند ولت و جریان و یا كمیت فیزیكی مثل درجه حرارت و حركت روغن ( در رله بوخهولس ) تحریك شده و باعث به كار افتادن دستگاههای دیگر و نهایتاً قطع مدار به وسیله كلید قدرت ( در سیستم تولید و انتقال و توزیع ) یا دژنكتور می گردد . بنابراین به وسیله رله : · محل وقوع عیب از شبكه جدا سازی شده باعث می شود كه سایر قسمتهای سالم شبكه همچنان به كار خود

ادامه دهند و پایداری و ثبات شبكه به همان حالت قبلی محفوظ بماند .· تجهیزات و دستگاهها در مقابل عیوب و اتصالی ها محافظت شده و میزان خسارات وارده به آنها محدود گردد . سبب به وجود آمدن اتصالی ها و تأثیرات آنبه دو علت زیر اتصالی ها می توانند به وجود آیند : الف – تأثیرات داخلی تأثیرات داخلی كه باعث خراب شدن و از بین رفتن دستگاهها یا خطوط انتقال و توزیع می شود عبارتند از :فاسد شدن قسمتهای عایق در یك مولد ، ترانسفورماتور ، خط ، كابل و غیره . این ضایعات و امكانات مكن است مربوط به عمر عایق ، عدم تنظیم صحیح ، عدم ساخت صحیح و یا عدم نصب صحیح عایق باشد . ب – تأثیرات خارجیتأثیرات خارجی شامل تأثیرات زیادی است از آن جمله رعد و برق ، اضافه بار كه باعث به وجود آمدن حرارت شود ، برف و باران ، باد و طوفان ، شاخة درختها ، حیوانات و پرندگان ، سقوط اشیاء اشتباه در عملیات و خسارتهایی كه یه وسیله مردم وارد می شود و غیره . وقتی كه یك اتصالی در مداری رخ دهد ، جریان افزایش یافته و ولتاژ ( اختلاف پتانسیل ) نقصان پیدا می كند افزایش جریان حرارت زیادی را به وجود آورده كه ممكن است منجر به آتش سوزی یا انفجار شود . اگر اتصالی به صورت جرقه باشد ممكن است خسارت زیادی به بار آورد . برای مثال اگر جرقه ای بر روی خط انتقال نیرو به وجود آمده و سریعاً بر طرف نشود خط را سوزانده و باعث پاره شدن آن خواهد شد و نتیجه سبب قطع برق برای مدت طولانی خواهد شد . نقصان ولتاژ كه در اثر یك اتصالی به وجود آید می آید برای دستگاههای الكتریكی بسیار زیان آور است و اگر این ولتاژ ضعیف برای چند ثانیه ایی ادامه داشته باشد ، موتورهای مشتركین از كار باز ایستاده ، دوران مولدهای برق نامنظم و نا مرتب خواهد شد پس در صورت وقوع جریان شدید و ولتاژ ضعیف به سبب اتصالی در مدار می بایست به فوریت اتصالی كشف و برطرف گردد و جریان ولتاژ به حالت عادی باز گردانده شود.رله های جریانی : رله های جریانی به منظور حفاظت شبکه های الکتریکی در مقابل عیوب ناشی از خطاهای جریان بکار میروند . عمده عیوبی که توسط رله های جریانی تشخیص داده می شوند عبارت است از : þاتصال کوتاه در شبکهþاضافه جریان þاضافه بارþجریان نشتی (ارت فالت) þعدم تقارن جریان سه فازþکاهش بار ( در مورد موتورها)þافزایش مدت زمان راه اندازی (در مورد موتورها)þقفل بودن روتور (در مورد موتورها) حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و اتصالی زمین : اولین و یکی از مهمترین حفاظت هایی که در یک سیستم وجود دارد حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و نشتی زمین می باشد . این حفاظت ها با حفاظت اضافه بار تفاوت آشکاری 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 میگیرد .این رله ها می توانند دارای دو گروه منحنی قطع باشند :þ 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 .þ نوع زمان کاهشی که در این حالت زمان قطع رله با یک 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 عملکرد و نوع استفاده از رله منحنی های استانداردی برای این رله ها تعریف می گردد که بشرح زیر است : Standard Inverse Curve (SIT)Very Inverse Curve (VIT)Extremely Inverse Curve (EIT)Ultra Inverse Curve (UIT) حفاظت سیستم های الکتریکی 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.Siemens , Alstom , ABB , GE Power , Schneider , CEE , Reyroll به طور کلی رله های حفاظتی باید دارای مشخصات زیر باشند : þسرعت عملکرد : 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 . þحساسیت : این پارامتر به حداقل جریانی که سبب قطع رله می گردد بر میگردد .þتشخیص و انتخاب در شرایط خطا : این پارامتر نیز بسیار مهم است زیرا در شبکه هایی که دارای چند باس بار و رله حفاظتی هستند هنگام وقوع خطا می باید قسمت معیوب به درستی تشخیص داده شده و از شبکه جدا گردد و قسمتهای سالم به کار خود ادامه دهد.þپایداری : این پارامتر به این باز میگردد که یک رله حفاظتی به تمامی خطاهایی که در محدوده حفاظتی خود به درستی عکس العمل نشان دهد و در مقابل خطاهای این محدوده عکس العملی نشان ندهد . 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 ..... منبع prozhe

[مجید بهره مند 43111]

رله وساختمان آن :رله اصولا به دستگاهی گفته می شود که در اثر تغییر کمیت الکتریکی و یا کمیت فیزیکی مشخص تحریک می شود و موجب به کار افتادن دستگاه ویا دستگاه های الکتریکی دیگری می شود .رله ای که برای حفاظت دستگاههای برقی به کار برده می شود رله حفاظتی نامیده می شود ورله از نظر اتصال به شبکه به دو نوع اولیه ( پریمر) و ثانویه ( زکوندر ) تقسیم می شود .رله اولیه یا پریمر :در این نوع رله سیم پیچی تحریک 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 کمتر3- عدم دسترسی در حین کار (نمی توان دست زد )4- محدودیت جریان و ولتاژ ( در ولتاژ و جریان زیاد نمی توان بکار برد )مزایای رله اولیه :1- ارزانتر۲- امکان تشخیص سریعتر اشکال در سیستم حفاظترله ثانویه یا زکوندر :رله ای که سیم پیچ تحریک کننده آن از سیم پیچ ثانویه ترانس جریان یا ولتاژ شبکه ای که باید حفاظت شودنیرو می گیرد رله زکوندر نامیده می شود.معایب رله ثانویه عبارتند از :1- گرانتر 2- خرابی بیشترمزایای رله ثانویه عبارتند از :1- حجم کوچکتر 2- حساسیت بیشترهدف از حفاظت :برای جلوگیری از صدمه بیشتر قسمت آسیب دیده و جلوگیری از صدمه دیدن قسمت های سالممشخصات سیستم حفاظت :1- سرعت عملکرد رله 2- قابلیت انتخاب 3- حساسیت 4- پایداری 5- هزینه1- سرعت عملکرد رله : فاصله زمانی بین وقوع اتصال و عملکرد رله کم باشد.2- قابلیت انتخاب : فقط قسمت آسیب دیده ازمدار خارج می شود.3- حساسیت : بین حداکثر مقدار مجازو حداقل مقدار غیر مجاز تفاوت گذاشته شود .4- پایداری : جلوگیری از عملکرد رله در شرایط گذرا .5- هزینه : رله ای که در هر قسمت از سیستم قرار می دهند بایستی هزینه رله را در نظر داشته باشند.

[مجید بهره مند 43111]

[TABLE=width: 907]

[TR]

[TD]

انواع كليدهاي قدرت C.B :

1. كليد روغني كه از متداولترين كليدهاي فشارقوي با قدرت قطع بالا مي‌باشد.

در كليد روغني در درجة اول از روغن بعنوان عايق استفاده مي‌شود و بدين جهت هر چه فشار الكتريكي شبكه بيشتر باشد حجم روغن داخل كليد نيز زيادتر مي‌گردد. بطوريكه وزن روغن در كليد روغني KV 220 نزديك به 20 تن مي‌رسد و همين حجم زياد روغن يكي از بزرگترين معايب اين كليد بخصوص در مواقع آتش‌سوزي است.

كليد قدرت علاوه بر اينكه جريان اتصال كوتاه را قطع مي‌كند، بايد قادر باشد مدار اتصال كوتاه شده را نيز به شبكه برق وصل كند يا بعبارت ديگر در زير اتصال كوتاه وصل شود. از آنجا كه در اين حالت در لحظة وصل جريان اتصال كوتاه ضربه‌اي شديد از كليد مي‌گذرد. در اطراف كليد حوزة الكترومغناطيسي شديدي ايجاد مي‌شود كه سبب لرزش كشاكتها و كم شدن سطح تماس كشاكتها مي‌شود كه نتيجة آن بوجود آمدن نقطه جوشهايي در سطح كشاكتها و از كار افتادن كليد مي‌شود. براي جلوگيري از اين ارتعاشات بخصوص در كليدهاي فشارقوي هر قطب كليد داراي محفظة احتراق مخصوص بخود مي‌باشد.

 

2. كليد كم روغن ، در موقع جدا شدن دو كشاكت كليد زير بار دو محفظة روغني جرياني كه از آخرين نقطة تماس فلزي كشاكت مي‌گذرد باعث گداخته شدن و تبخير فلز ( مس) مي‌شود و با آن پايه و اساس جرقه يا قوس الكتريكي بين دو كشاكت جدا شده گذاشته مي‌شود. حرارت زياد جرقه روغن اطراف قوس را تبخير و ايجاد يك حباب گازي يا فشار زياد مي‌كند اين حباب گازي از لايه‌هاي مختلفي تشكيل شده كه از ديدگاه روغني به طرف مركز قوس عبارتند از :

الف ـ لاية بخار مرطوب روغن

ب ـ لاية بخار داغ و خشك

ج ـ لاية اطراف قوس مركب از C2H2 و H2 و H با حرارتي در حدود 1000 تا 5000 درجه كلوين .

كه كليد كم روغن بدو صورت قطع جريان كم و قطع جريان زياد بكار مي‌رود، كه اكثر كليدهاي كم روغن بر پايه قطع جريان زياد ساخته مي‌شوند بدين جهت كه ايجاد فشار و به جريان انداختن گاز در يك زمان معين و حساب شده شما راه حل صحيح قطع جرقه در روغن است . لذا قطع سريع جرقه در زمان يك نيمه پريود علاوه بر اينكه براي تأسيساتي برق بسيار مهم و با ارزش است، در ساختمان خود كليد نيز بسيار مؤثر است. زيرا بعلت قطع فوري جرقه اثرات حرارتي و مكانيكي آن نيز بر روي كشاكتها و محفظة احتراق كوچكتر مي‌شود و علاوه بر اينكه دوام كليد را بالا مي‌برد خود كليد نيز ارزان تهيه مي‌شود.

3. كليد اكسپانزيون:كليد راست كه در آن از آب بعنوان مادة خاموش ‌كنندة جرقه استفاده شده است و بهمين جهت اغلب كليد آبي ناميده مي‌شود. يكي از بهترين خواص اين كليد اين است كه چون آب داخل محفظة احتراق قابل اشتعال نيست هيچگونه انفجاري كليد را تهديد نمي‌كند و مانند كليدهاي روغني باعث آتش‌سوزي نمي‌شود.

هر قطب كليد داراي يك محفظة احتراق مخصوص خود است كه با مقداري آب و ماده ضريح پر شده است. محفظة احتراق كليد توسط دو رينگ الاستيكي ثابت نگهداشته مي‌شود و در صورتيكه فشار داخل محفظه بعلت تراكم گاز از حد معيني تجاوز كرد محفظة احتراق قدري بطرف بالا كشيده مي‌شود. و مقداري از گاز داخل محفظه به بيرون راه پيدا مي‌كند و در آب سرد محفظة ديگر تقطير مي‌شود.

در كليدهاي اكسپانزيون با ولتاژ زياد بجاي آب از روغن مخصوص كه نقطة اشتعال آن خيلي بالاست استفاده مي‌شود.

4. كليد هوائي : در كليدهاي قبلي مادة اولية خاموش كنندة جرقه مايع است و چون در اين نوع كليدها عواملي كه در خاموش كردن جرقه مؤثر هستند در اثر انرژي خود جرقه از تجزية روغن تهيه و آماده مي‌شوند، همه آنها كم و پيش تابع شدت جريان زمان قطع هستند. بعباردت ديگر قدرت جرقه تابع شدت جريان است. ولي در كليد هوائي اولاً براي خاموش كردن جرقه و خارج كردن يونها و خنك كردن جرقه از هواي سرد تحت فشار استفاده مي‌شود و در ثاني اين تنها كليدست كه قدرت خاموش كنندگي آن مستقل از جريان است و فقط تابع هواي كمپرس شده ايست كه قبلاً در يك منبع ذخيره شده و با فشار ثابت و مقدار ثابت براي هر شدت جرياني بداخل محفظة احتراق هدايت مي‌شود.

در كليدهاي هوائي بخصوص در فشار كم و متوسط ، كشاكت ثابت معمولاً بصورت قيف ساخته مي‌شود كه در داخل آن كشاكت ميله‌اي متحرك جاي مي‌گيرد و با تماس با آن كليد بسته مي‌شود. در موقع قطع كليد، كشاكت ميله‌اي از كشاكت ثابت جدا مي‌شود و اين دو كشاكت ابتدا در هواي ساكن موجود در محفظه جرقه حاصل مي‌گردد، طول اين قوس را كوتاه نگه مي‌دارند تا كار كليد كوچك شود. در ضمن بايد فاصلة دو كشاكت بحدّي باشد كه پس از خاموش شدن جرقه اين فاصله بتواند فشار برگشت شده‌ روي دو كشاكت را حفظ كند. بعبارت ديگر بايد فاصلة هوائي دو كشاكت استقامت الكتريكي كافي براي ولتاژ شبكه را داشته باشد.

5. كليد گاز سخت ( جامد) در پستها و شبكه‌هاي برق كوچك كه داراي تأسيساتي محدود و فاقد دستگاه كمپرسور و تهيه هواي فشرده مي‌باشند نصب كليدهاي هوائي اطراف اهوار فشرده) مقرون به صرفه نيست و بدين جهت اغلب از كليه اكسپانزيون (آبي) و يا از كليد گاز جامد نيز مانند كليدهاي روغن و كم روغن، گازي كه باعث خاموش كردن و برنگشتن جرقه مي‌شود، توسط خود جرقه بوجود مي‌آيد. لذا قدرت قطع اين كليد نيز تابع شدت جريان قطع است.

كليد گاز جامد جريان خيلي زياد را در اولين نيم پريود بمحض عبور جريان از عنصر و درست در همان موقعي كه لوله كشاكت دهندة مجراي خروجي گاز را باز مي‌كند قطع مي‌نمايد در صورتيكه جرقه جريانهاي كم و در فاصله بيشتر دو كشاكت و در زمان دومين نيمه موج قطع مي‌شود. اين كوتاه بودن زمان جرقه بعلت گاز شديدي است كه از عايق‌ها متصاعد مي‌شود و بهمين جهت سطوح ميله و لولة جرقه‌گير عايق نيز خيلي زود فرسوده و و مستحمل نمي‌شود. معمولاً پس از هر چند صدبار قطع احتياج به تعويض پيدا مي‌كنند. اين كليدها براي اختلاف سطح تا kg20 و قدرت قطع تا muA 200 ساخته مي‌شوند.

 

6. كليد SF6 : در اين نوع كليد از گاز SF6 بعنوان مادة خاموش كنندة جرقه و عايق بين دو كشاكت و نگهدارندة ولتاژ استفاده شده است. گاز SF6 الكترونهاي آزاد را جذب مي‌كند و ايجاد يون منفي بودن تحرك مي‌كند در شچه مانع ايجاد ابربهمني الكترونها كه باعث شكست عايق و ايجاد جرقه مي‌شود مي‌گردد. بطوريكه استقامت الكتريكي گاز SF6 به 2 تا 3 برابر استقامت الكتريكي هوا مي‌رسد. گاز SF6 از نظر شيميايي كاملاً با ثبات است وصل تركيبي آن خيلي كم و غير رسمي مي‌باشد و تقريباً 5 برابر هوا وزن دارد و در مقابل حرارت زياد نيز پايدار و غيرقابل اشتعال است.

اين كليد داراي يك كمپرسور و محفظة احتراق مي‌باشد در اين كليد از يك كشاكت ثابت و يك كشاكت متحرك استفاده نشده است بلكه قسمت اصلي كليد تشكيل شده از دو لولة ثابت كه به فاصلة معيني متناسب با ولتاژ نامي كليد در مقابل هم قرار گرفته‌اند. ارتباط اين دو لوله در حالت وصل كليد توسط موف انگشتانه مانند فلزي بنام موف اتصالي انجام مي‌گيرد. كمپرسور تشكيل شده از يك سيلندر عايق پر از گاز كه بوسيلة ميلة فرمان مخصوصي بطرف پايين و بالا حركت مي‌كند و در ضمن باعث قطع و وصل كليد نيز مي‌شود.

در قسمت تحتاني اين سيلندر عايق يك پيستون رينگ مانند بطور ثابت نصب شده است. اين مجموعه در موقع قطع كليد مانند يك كمپرسور و انژكتور عمل مي‌كند. با اين تفاوت كه گاز داخل كمپرسور با فشردن پيستون متراكم نمي‌شود، بلكه با پايين آمدن لولة سيلندري فشرده و متراكم مي‌شود . در موقع قطع كليد، كمپرسور كه در حقيقت بعنوان دستگاه تراكم كننده و دمنده گاز عمل مي‌كند بوسيلة اهرمي كه فرمان قطع را اجرا مي‌كند بطرف پايين كشيده مي‌شود. در اين حالت گاز SF6 داخل كمپرسور متراكم مي‌شود و موقعي كه گاز تراكم لازم براي مجراي ورود گاز از دو طرف جرقه باز مي‌شود و كمپرسور تبديل به انژكتور مي‌گردد. گاز تحت فشار بطور عمودي بر قوس وارد شده و در امتداد طول قوس در داخل لوله‌ها جريان پيدا مي‌كند و باعث قطع سريع جرقه در زمان عبور جريان از صفر مي‌شود. سپس از قطع كامل جريان سيلندر عايق كمپرسور در محل معين بطور ثابت قرار مي‌گيرد. در موقع وصل كليد سيلندري عايق مجدداً بالا مي‌رود و فضاي فال آن از گاز SF6 پر مي‌شود و كليد آماده براي قطع مجدد مي‌گردد. براي ولتاژهاي 130 k و 230k فرمان قطع و وصل كليد هيدروكيل است.

 

7. كليد خلاء : اصولاً الكترونهاي آزاد باعث هدايت جريان در فلزات و ايجاد قوس الكتريكي در عايق‌ها مي‌شوند. لذا در خلاء كامل چون هيچ عنصري وجود ندارد كه حاصل الكترونها باشد، بايد جدا شدن دوكشاكت فلزي جريان دار به احتمال قوي بدون ايجاد جرقه انجام بگيرد. لذا كليدهاي فشار قوي كه كشاكتهاي آن در خلاء از هم جدا شوند ساخته و از سه قسمت اصل زير تشكيل شده است :

1. كپسول خلاء از فولا و كرم نيكل با كشاكتورها

2. نگهدارند] کشاکتورها و ایزولاتورها

3. وسایل مکاکنیل رسانای فرمان قطع و وصل.

کشاکتهای اتصال دهنده این کلید در یک کپسول فلزی خلاء شده قرار دارند و عمل قطع و وصل کلید در این کپسول و در خلاء کامل انجام می گیرد. بعلت فشار خیلی کم داخل کپسول ( در حدود Bar ) فاصل] دو کشاکت کلید خلاء در حالت قطع برای فشار تا 30kv خیلی کم و در حدود 20 mm است در نتیجه بعلت کوچک بودن طول جرقه (20 mm) و هدایت خوب پلاسما و کوتاه بودن زمان جرقه که ماکزیمم از 6 ms تجاوز نمی کند. انرژی قوس الکتریکی در این کلید خیلی کوچکتر از کلیدهای مشابه دیگر می باشد. با توجه به اینکه اغلب قوس قبل از رسیدن جریان به صفر قطع می شود، می توان کلید را با وسیله قطع و وصل سریع مجهز کرد.

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=width: 100%]

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

[مجید بهره مند 43111]

[TABLE=width: 907]

[TR]

[TD]رلۀ بوخ هلتس

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=width: 100%]رلۀ بوخ هلتس یک رلۀ حفاظتی برای دستگاهی است که توسط روغن خنک میشود و یا از روغن به عنوان ایزولاسیون در آن استفاده شده است و دارای ظرف انبساط نیز می باشد . این رله با بوجود آمدن گاز یا هوا در داخل منبع روغن دستگاه و یا پائین رفتن سطح روغن از حد مجاز و یا در اثر جریان پیدا کردن شدید روغن بکار می افتد و سبب به صدا درآوردن سیگنال و دادن علامت می شود و یا اینکه مستقیماً دستگاه خسارت دیده را از برق قطع می کند . رلۀ بوخ هلتس به قدری دقیق است که به محض اتفاق افتادن کوچکترین خطائی عمل می کند و مانع آنمی شود که دستگاه خسارت زیادی ببیند . اگر از این رله برای ترانسفورماتور روغنی استفاده شود ، خطاهائی که سبب بکار انداختن رلۀ بوخ هلتس می شوند عبارتند از :

جرقه بین قسمتهای زیر فشار و هستۀ ترانسفورماتور

اتصال زمین

اتصال حلقه و کلاف

قطع شدن در یک فاز

سوختن آهن

چکه کردن روغن از ظرف روغن و یا از لوله های ارتباطی.

 

در خطاهای کوچک ، هوا یا گازهای متصاعد شده از روغن ، وارد لولۀ رابط بین ترانسفورماتور و منبع ذخیرۀ روغن (ظرف انبساط) شده و به داخل رلۀ بوخ هلتس که در یک قسمت از این لوله قرار دارد راه یافته و به طرف فسمت بالای رله که به صورت مخزن گاز درست شده است صعود می کند و در آنجا جمعمی شود .

گازهای راه یافته به داخل رلۀ بوخ هلتس به سطح فوقانی روغن فشار می آورد و باعث پائین آوردن سطح روغن در رلۀ بوخ هلتس میگردد . این فشار به شناور بالائی رله ، منتقل میشود و آن را به طرف پائین میراند . حرکت شناور باعث بستن و یا باز کردن کنتاکتهائی میشود که جهت دادن فرمان در یک محفظۀ جیوه ای تعبیه شده است . در موقعی که خطا به صورت یک اتصالی شدید باشد ، گازهای متصاعد شده در اثرقوس الکتریکیبه قدری زیاد می گردد که موجب راندن موجی از روغن به داخل ظرف انبساط میشود . اگر سرعت موج روغن از مقدار معینی که قبلاً تنظیم شده است تجاوز کند ، قبل از اینکه گازها به داخل رلۀ بوخ هلتس راه یابند ، دریچه اطمینان رله به کار می افتد و باعث قطع ترانسفورماتور از برق می شود . اگر رلۀ بوخ هلتس دارای دو گوی شناور باشد ، دریچه اطمینان طوری تنظیم می شود که در صورتیکه سرعت حرکت روغن مابین 50 تا 150 سانتیمتر بر ثانیه رسید ، رله قطع کند .

در رله هایی که شامل یک گوی شناور میباشد ، دریچه اطمینان با شناور لحیم شده است و در این رله ها وقتی سرعت روغن به 65 تا 90 سانتیمتر بر ثانیه رسید رله عمل می کند

● رله های جریانی :

رله های جریانی به منظور حفاظت شبکه های الکتریکی در مقابل عیوب ناشی از خطاهای جریان بکار میروند .

▪ عمده عیوبی که توسط رله های جریانی تشخیص داده می شوند عبارت است از :

ـ þاتصال کوتاه در شبکه

ـ þاضافه جریان

ـ þاضافه بار

ـ þجریان نشتی )ارت فالت)

ـ þعدم تقارن جریان سه فاز

ـ دþکاهش بار ( در مورد موتورها)

ـ þافزایش مدت زمان راه اندازی (در مورد موتورها)

ـ þقفل بودن روتور (در مورد موتورها)

● حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و اتصالیزمین :

اولین و یکی از مهمترین حفاظت هایی که در یک سیستم وجود دارد حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و نشتی زمین می باشد . این حفاظت ها با حفاظت اضافه بار تفاوت آشکاری 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 میگیرد .

▪ این رله ها می توانند دارای دو گروه منحنی قطع باشند :

ـ þ 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 .

ـ þ نوع زمان کاهشی که در این حالت زمان قطع رله با یک 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 عملکرد و نوع استفاده از رله منحنی های استانداردی برای این رله ها تعریف می گردد که بشرح زیر است :

ـStandard Inverse Curve (SIT)

ـ Very Inverse Curve (VIT)

ـ Extremely Inverse Curve (EIT)

ـ Ultra Inverse Curve (UIT)

حفاظت سیستم های الکتریکی 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.

Siemens , Alstom , ABB , GE Power , Schneider , CEE , Reyroll

▪ به طور کلی رلههای حفاظتی باید دارای مشخصات زیر باشند :

ـ þسرعت عملکرد :

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 .

ـ þحساسیت :

این پارامتر به حداقل جریانی که سبب قطع رله می گردد بر میگردد .

ـ þتشخیص و انتخاب در شرایط خطا :

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

ـ þپایداری :

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

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

[مجید بهره مند 43111]

[TABLE=width: 907]

[TR]

[TD]دسته بندی رله های حفاظتی بر اساسپارامترهای 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 ....

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

عملیاتوقتی جریان از سیم پیچ عبور می کند، میدان مغناطیسی حاصله یک میله فلزی را که به طور مکانیکی به یک اتصال متصل شده است، را جذب می کند. این حرکت موجب اتصال یا قطع یک اتصال با یک اتصال ثابت می شود. وقتی جریان قطع می شود، میله فلزی با نیروی تقریبی نصف قدرت میدان مغناطیسی به محل اولیه خود بر می گردد. معمولا این نیرو توسط یک فنر (spring) تامین می شود، البته از نیروی گرانش (gravity) نیز در موتورهای استارتر صنعتی ممکن است استفاده شود. اغلب رله ها برای عملیات سریع ساخته می شوند. در کاربردهای ولتاژ پائین، کاهش نویز دارای اولویت بیشتری است و در کاردهای ولتاژ بالا کاهش قوس الکتریکی اولویت بیشتری دارد.اگر انرژی سیم پیچ توسط DC تامین شود، خیلی اوقات یک دیود به دوسر سیم پیچ متصل می شود تا انرژی حاصل از میدان مغناطیسی را به هنگام قطع مصرف و یا به عبارتی پراکنده کند، که می تواند یک ضربه ولتاژ باشد و به سایر قسمتهای مدار ضربه بزند. اگر سیم پیچ برای کار با AC طراحی شده باشد، یک حلقه مسی در انتهای سیم پیچ، تابیده می شود. این حلقه(shading ring) یک جریان غیر هم فاز تولید می کند که کشش میله فلزی را در سیکلهای AC افزایش می دهد. یعنی هنگامی که جریان AC مقدار مینیمم خود را دارد این سیم با یک اختلاف فاز نسبت به آن دارای مقداری جریان است که می تواند میله را به سمت سیم پیچ نگه دارد و در غیر این صورت میله در هر سیکل از سیم پیچ جدا و دوباره متصل می شود و موجب ضربه زدن به سایر قسمتهای مدار می شود.به تشابه با عملیات کارکرد رله مغناطیسی، خواهید دید که در رله های حالت جامد از تریستور یا سایر سوئیچهای حالت جامد استفاده می شود. برای رسیدن به ایزولاسیون الکتریکی از(light-emitting diode) یعنی LED با یک ترانزیستور نوری استفاده می شود.انواع رلهLatching relayاین رله دو حالته(bistable) است. بعضی مواقع آنها را "Keep Relay" نیز می نامند. وقتی جریان قطع می شود، رله در حالت قبلی خود باقی می ماند. این عملیات توسط یک سیم پیچی استوانه ای، یک ضامن و بادامک و یا در حالت دیگر با دو سیم پیچ متقابل با یک فنر یا یک آهنربای دائمی و در حالتی دیگر توسط یک هسته با پسماند مغناطیسی (remnant core) برای نگه داشتن میله فلزی در جای خود هنگامیکه جریان قطع است، صورت می گیرد. در مثال ضامن و بادامک، با پالس اول رله روشن و با پالس بعدی خاموش می شود. در مثال دو سیم پیچ، پالس به یک سیم پیچ رله را روشن و با دادن پالس به رله متقابل (مخالف) رله خاموش می شود. این نوع رله دارای این مزیت است که توان را فقط در لحظه سوئیچ مصرف می کند و در حالت قبلی خود با توان ثابت خروجی باقی می ماند.Reedrelayاین رله دارای دسته ای اتصالات داخل خلاء یا لوله شیشه ای پر شده از گاز بی اثر است، که از اتصالات در مقابل فساد تدريجى در اثر مجاورت با هوا (atmospheric corrosion) حفاظت می کند. اتصالات با میدان مغناطیسی حاصل از سیم پیچ که دور لوله بسته شده، بسته می شوند. این رله ها دارای سرعت بیشتری نسبت به رله های معمول هستند.Mercury-wettedrelayاین رله نیز نوعی Reed Relay است که اتصالات آن به جیوه آغشته شده (mercury-wetted) است. اینچنین رله هائی برای سوئیچ کردن سیگنالهائی با ولتاژ پائین(یک ولت یا کمتر) به کار می روند استفاده می شوند، زیرا دارای مقاومت کم در اتصالات هستند. همچنین بدلیل جلوگیری جیوه از پرش های زائد، در شمارنده های سرعت بالا و وسایل زمان سنجی نیز کاربرد دارد. این رله به موقعیتش حساس است(position-sensitive) و باید به طور عمودی نصب شود تا درست کار کند. بدلیل سمیت و هزینه جیوه مایع، این نوع رله ها بندرت برای تجهیزات جدید استفاده می شوند.Polarizedrelayرله قطبی میله فلزی را بین قطبهای یک آهنربای دائم قرار می دهد تا حساسیت را افزایش دهد. رله های قطبی در اواسط قرن 21 در ارتباطات تلفنی برای آشکار سازی پالسهای ضعیف و تصحیح اعوجاج تلگرافی استفاده می شد. قطبها روی پیچهائی قرار داشتند که تکنسین ها می توانستند آنها را برای حساسیت بالا تنظیم کنند و سپس یک مقدار بایاس را برای جریان بحرانی به آنها اعمال می کردند که رله باید با آن کار کند.Machine toolrelayاین رله ها برای کنترل صنعتی ماشینها، ماشینهای انتقال و کنترل ترتیبی استاندارد شده اند. این رله با تعداد بسیاری اتصال مشخص می شود(بعضی مواقع در میدانهای مغناطیسی) که به راحتی از حالت نرمال باز به حالت نرمال بسته تبدیل می شوند. دارای سیم پیچهای قابل تعویض آسان است و ضریب شکلی(form factor) که قابلیت نصب تعداد زیادی از آنها را در یک پانل را میسر می سازد. اگر چه این رله ها زمانی ستون فقرات اتوماسیون صنعتی را در مونتاژ اتومبیل بودند ولی امروزه با کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر(programmable logic controller) در کاربردهای کنترل ترتیبی جایگزین شده اند.Contactorrelayاین رله یک رله جريان قوى (heavy-duty relay) است که برای سوئیچینگ موتورهای الکتریکی و بارهای روشنائی استفاده می شود. در جریانهای بالا اتصالات از نقره خاص ساخته می شوند. قوسهای الکتریکی نا خواسته، موجب اکسید شدن اتصالات می شوند ولی! اکسید نقره هنوز یک هادی خوب است. چنین وسایلی اغلب برای استارتر موتورها استفاده می شوند. موتور استارتر() یک کنتاکتور با یک وسیله محافظ جریان زیاد است.Solid state contactor relayاین رله نیز یک رله جريان قوى البته حالت جامد (heavy-duty solid state relay) به همراه یک دفع کننده حرارتی(heat sink) می باشد و در گرم کننده های الکتریکی، موتورهای الکتریکی کوچک و بارهای روشنائی کاربرد دارد، که در آنها به دوره های روشن و خاموش مکرر نیاز است. در آنها هیچ قسمت متحرکی برای داشتن سایش و یا اتصال پرشی برای لرزش وجود ندارد. آنها با سیگنالهای کنترل AC یا DC از سوی کنترلرهای منطقی برنامه پذیر (PLCs)، کامپیوتر های شخصی (PCs) ، منابع منطقی ترانزیستور - ترانزیستور (TTL=Transistor-transistor logic) و سایر کنترلهای میکروپروسسر فعال می شوند.

یک رله Solid State Contactor برای 25 یا 40 آمپرBuchholz relayاین رله یک حسگر مطمئن برای انباشت گاز در ترانسفورماتورهای بزرگ است که در روغن شناورند، که هنگامیکه تجمع گاز به آهستگی شروع شود، هشدار می دهد و در صورتی که گاز به سرعت در روغن ترانسفورماتور تولید شود، ترانسفورماتور را قطع می کند.Forced-guided contactsrelayدر این رله اتصالات رله ای وجود دارند که به صورت مکانیکی به یکدیگر متصل هستند که هنگامیکه سیم پیچ تحریک و یا بی انرژی می شود همه آنها به سمت یکدیگر حرت می کنند. اگر یک دسته از این اتصالات از حرکت بیافتند، اتصالات دیگر رله همان رله نمی توانند حرکت کنند. کاربرد این رله توانائی چک کردن حالت رله ها را میسر می سازد. این رله ها با نامهای دیگری از قبیل "positive-guided contacts"، "captive contacts"، "locked contacts"و "safety relays" نیز شناخته می شوند.Solid-staterelayرله حالت جامد (SSR) یک عنصر الکترونیکی نیمه هادی است که کاری شبیه رله الکترومکانیکی را انجام می دهد ولی هیچ عضو متحرکی ندارد و دارای طول عمر بلند مدتی است. با SSR ها، روی هر ترانزیستور آنها ولتاژ کوچکی می افتد. مجموع این ولتاژها جریانی را که یک SSR می دهد را محدود می کند. با ترانزیستور های پیشرفته تر، SSR های با جریان بالا می توانند جریانهای 100 تا 1200 آمپر را تامین کند، که هم اکنون به صورت تجاری قابل دسترس هستند.

یک SSROverload protection relayیک نوع از رله های حفاظت بار زیاد به همراه یک عنصر یا المان حرارتی به طور سری با موتور کار می کند. گرمای ایجاد شده توسط جریان موتور یک نوار باریک دو فلزی را برای رها کردن یک فنر برای اتصال استفاده می شود. این رله در معرض محیطی شبیه به محیط موتور قرار دارد.قطب و لولا

[مجید بهره مند 43111]

"C" یعنی مشترک (Common)از وقتیکه رله ها به عنوان سوئیچ به کار رفتند، لغات و اصطلاحات آنها را نیز به خود گرفتند، بر اساس این طبقه بندی، رله ها می توانند یکی از انواع زیر باشند:SPST:که مخفف Single Pole Single Throw و به معنی یک قطب و یک لولا می باشد. این فقط دو ترمینال دارد که می توانند به خاموش و روشن سوئیچ شوند. در مجموع به همراه سیم پیچ چهار ترمینال وجود دارد.

SPDT: که مخفف Single Pole Double Throw و به معنی یک قطب و دو لولا (حالت) است. این مورد یک ردیف از سه ترمینال دارد. یک ترمینال (مشترک) بین دو قطب دیگر سوئیچ می کند. در مجموع به همراه سیم پیچ پنج ترمینال وجود دارد.

DPST: که مخفف Double Pole Single Throw و به معنی دو قطب و یک لولا است. در این رله دو جفت ترمینال وجود دارد. معادل(در حکم) دو SPST کار می کند ولی با یک سیم پیچ و در مجموع به همراه سیم پیچ شش ترمینال دارد. این پیکره بندی ممکن است مانند DPNO باشد.

DPDT: که مخفف Double Pole Double Throw و به معنی دو قطب و دو لولا است. در این رله دو ردیف ترمینال دو حالته است. معادل دو SPDT بوده که با یک سیم پیچ کار می کند و در مجموع به همراه سیم پیچ هشت ترمینال دارد.

نمای یک DPDT در مورد ACQPDT: که مخفف Quadruple Pole Double Throw بوده و به معنی چهار قطبی و دو لولائی است و گاهی اوقات Quad Pole Double Throw نیز گفته می شود. معادل چهار SPDT بوده و با یک سیم پیچ کار می کند و در مجموع به همراه سیم پیچ چهارده ترمینال دارد.

اتصالات می توانند در حالتهای باز(NO)، بسته(NC) و یا وسط (CO) باشند.NO یا "Normally-open" مدار را هنگامیکه رله فعال است، متصل می کنند و در هنگامی که رله غیر فعال است، مدار را قطع می کند. همچنین به چنین وضعیتی "فرم اتصال A" یا "make" نیز می گویند. فرم اتصال A برای کاربردهای که نیاز دارند منابع جریان بالا و با توان بالا را توسط کنترل از راه دور سوئیچ کنند، ایده آل است.

NC یا "Normally-closed" مدار را هنگامیکه رله غیر فعال است، متصل می کنند و در هنگامی که رله فعال است، مدار را قطع می کند. همچنین به چنین وضعیتی "فرم اتصال B" یا "break" نیز می گویند. فرم اتصال B برای کاربردهائی ایده آل هستند که نیاز دارند هنگامیکه رله فعال است قطع بمانند.

CO یا "Change-over" دو مدار را کنترل می کند: یک NO و یک NC ، با ترمینال مشترک "C". همچنین به چنین وضعیتی "فرم اتصال C" یا "transfer" نیز می گویند.

یک DPDT در حالت AC و پوشش یخی(Ice-Tube)کاربردها ;

---

رله ها استفاده می شوند در (برای):کنترل مدارهای ولتاژ بالا با یک سیگنال فشار ضعیف، مانند بعضی مودمها،کنترل مدارهای جریان بالا با یک سیگنال جریان ضعیف، مانند سیم پیچ استارتر یک اتومبیل،آشکار سازی و ایزوله سازی خطاها در خطوط انتقال و توزیع، با باز و بسته کردن مدارهای شکسته شده (رله های محافظ)ایزوله سازی مدار فرمان از مدار اصلی، هنگامیکه در پتانسیل های مختلف هستند، مثلا کنترل شبکه اصلی برق توسط یک سوئیچ ولتاژ پائین. اخیرا اغلب شبکه ها توسط یک قسمت ولتاژ پائین با سیم های ولتاژ پائین و آسان برای نصب در تابلو ها و قابل حمل، کنترل می شوند.انجام توابع منطقی. برای مثال، تابع بولی AND را می توان با یرس قرار دادن یک رله در حالت NO تحقق بخشید، یا تابع بولی OR با موازی قرار دادن آن. با قرار دادن رله در حالت CO تابع بولی XOR را خواهید داشت. توابع NAND و NOR نیز با قرار دادن رله در حالت NC قابل تحقق هستند.پیاده سازی تابع تاخیر زمانی. رله می تواند تنظیم شود تا با تاخیر مشخصی اتصالات را قطع یا برقرار نماید. یک تاخیر کوتاه(کسری از ثانیه) با استفاده از یک صفحه مسی بین میله فلزی و تیغه است. جریان جاری در دیسک برای لحظه ای کوتاه میدان مغناطیسی را در خود حفظ می کند و بسته شدن را به تاخیر می اندازد. برای تاخیر های بیشتر (تا یک دقیقه) ، از یک ضربه گیر استفاده می شود. ضربه گیر یک پیستون پر شده از یک سیال است که باعث رهائی کند میله فلزی می شود. دوره زمانی می تواند بر اساس افزایش و کاهش نرخ حرکت پیستون متفاوت باشد. برای زمانهای بلندتر از یک تایمر چرخ دنده ای ساعتی و مکانیکی استفاده می شود.

یک رله یزرگ قدیمی با تعداد زیادی اتصال

استفاده در سیستم سوئیچ تلفنی قدیمیانتخاب یک رلهانتخاب یک رله مناسب برای کاربری خاص مستلزم ارزیابی فاکتورهای مختلفی است:تعداد و نوع اتصالات - NC یا NO و یا COدر مورد CO دو نوع وجود دارد. این مدل رله می تواند از دو طریق ساخته شود."Make before Break" و "Break before Make" . مثلا سوئیچ تلفن قدیمی از حالت Break before Make استفاده می کند، بنابر این اتصال تا وقتی شماره گیری موفق نباشد، هزینه ای را به همراه نخواهد داشت. راه آهن هنوز از آنها برای کنترل تقاطع ها استفاده می کند.توان اتصال - رله های کوچک در آمپرهای پائین سوئیچ می کنند، رله های بزرگ برای 3000 آمپر ارزیابی می شوند، برای جریانهای DC یا AC.ولتاژ نامی اتصالات - رله های کنترلی عادی دارای ولتاژ نامی 300VAC یا 600VAC ، نوع خودکار آن 50VDC و رله های مخصوص ولتاژ بالا در حدود 15,000V هستند.ولتاژ سیم پیچ - رله های ماشین ابزار معمولا با 24VAC یا 120VAC ، جعبه سوئیچها 125V یا 250VDC، و بالاخره سوئیچهای حساس که با جریانهای در حد کمتر از میلی آمپر کار می کنند.محفظه - باز بودن ، ایمنی در مقابل لمس، ضد انفجار، در هوای آزاد، مقاومت از هم پاشیدن روغن و ...نصب - سوکت ها، برد دو شاخه ها، نصب ریلی، نصی تابلوئی، تابلوی سراسری، محفظه برای نصب روی دیوار یا تجهیزات و...زمان سوئیچ - کجا سرعت بالا مورد نیاز است؟اتصالات خشک(Dry) - وقتی سوئیچینگ با سیگنالهای سطح پائین باشد، مواد خاصی برای اتصالات مورد نیاز است. نظیر روکش طلاحفاظت اتصالات - خنثی کردن قوس الکتریکی در مدارهای با القاء بالاحفاظت سیم پیچ - خنثی کردن نوسانات شدید ولتاژ به هنگام سوئیچ جریان سیم پیچایزولاسیون بین مدار سیم پیچ و اتصالاتتست مقاومت انتشار یا هوا فضا، نوع خاصی از "تضمين كيفيت" (Quality Assurance)متعلقات - نظیر تایمرها، اتصالات کمکی، چراغهای راهنما، دکمه های تست و ...تست تنظیمجریانهای ; مزاحم ناشی از پیوستگی مغناطیسی بین سیم پیچ مجاور رله روی برد مدار چاپیرله حفاظتیرله محافظ یک دستگاه پیچیده الکترومکانیکی است، اغلب با بیشتر از یک سیم پیچ و طراحی شده برای محاسبه شرایط کاری روی یک مدار الکتریکی و قطع کننده مدار وقتی اشتباهی رخ دهد. بر خلاف نوع کلیدی رله با ولتاژ آستانه و زمان کارکرد غیر مشخص(یا به سختی ثابت)، رله های محافظ دارای منحنیهای با تقریب خوب، قابل انتخاب و نسبت - زمان به جریان -(یا سایر پارامترهای کاری) خوبی هستند. چنین رله هائی بسیار خوب ساخته می شوند، با استفاده از آرایه های دیسکهای القائی، آهنرباهای قطب پوشیده، سیم پیچهای عملیات و توقف، عملگرهای سلونوئیدی، اتصالات شبیه رله تلفن و شبکه های تغییر فاز این کار صورت می گیرد تا به رله اجازه دهند تا به جریانهای بالا، ولتاژهای بالا، برگشت توان، فرکانس بالا و پائین پاسخ دهد. یک خط انتقال مهم یا واحد تولید باید یک اطاقکهای خصوصی البته با نشان مخصوص وسایل الکترومکانیکی مخصوص برای محافظت داشته باشند. هر کدام از کارائی های حفاظتی در دسترس برای یک رله باید با شماره وسیله استاندارد standard ANSI Device Numbers)ANSI ) مشخص شوند. برای مثال اگر له ای کارائی 51 را دارد باید یک رله حفاظتی جریان بالای زمان بندی شده باشد.طراحی و تئوری این وسیله محافظ قسمت مهمی از آموزش یک مهندس الکترونیک است که در رشته سیستمهای قدرت کار می کند. امروزه این وسیله ها تقریبا به کلی - در طراحیهای جدید - با الات دقیق بر اساس میکرو پروسسورها جایگزین شده اند که با اجداد الکترومکانیکی خود با دقت و راحتی کار خود رقابت می کنند. با ترکیب کردن چندین کارائی در یک مورد، رله های عددی (شمارشی) در هزینه های سرمایه و نگهداری بسیار مقرون به صرفه تر هستند. به هر حال به علت طول عمر طولانی رله های الکترومکانیکی، دهها هزار از این "نگهبانان خاموش" هنوز از خطوط انتقال و وسایل الکتریکی در تمام جهان محافظت می کنند.رله جریان بالااین رله نوعی رله محافظ به شما می رود. شماره طراحی وسیله ANSI آن 50 (برای یک جریان بالای لحظه ای) یا "" و 51 (برای جریان بالای زمانی) یا "" می باشد. در کاربردهای عادی رله های جریان بالا برای محافظت جریان بالا استفاده می شوند که به یک ترانسفورماتور جریان متصل و برای کار کردن در (بالای) سطح جریان مشخصی می باشند. وقتی رله کار می کند، یک یا چند اتصال کار خواهند کرد و سیم پیچ مدار قطع کننده را تحریک می کنند و مانع از قطع شدن مدار می گردند.استفاده از تركيب STATCOM-SMES براي بهبود نوسانات توان در سيستم‌هاي قدرت با بهره‌گيري از تابع مستقيم لياپانوف

 

در اين مقاله از تركيب STATCOM و SMES كنترل‌كننده‌اي با قابليت تبادل توان‌هاي اكتيو و راكتيو با شبكه قدرت به وجود مي‌آيد كه توانايي خوبي در بهبود رفتار ديناميكي سيستم از خود نشان مي‌دهد. از آنجايي كه تابع مستقيم لياپانوف بر اساس مشتق زماني توان‌هاي اكتيو و راكتيو در سيستم قدرت بكار گرفته مي‌شود، براي كنترل تركيب STATCOM-SMES پيشنهاد مي‌شود. قاب مرجع d-q طوري انتخاب مي‌شود كه علاوه بر بهينه‌سازي استفاده از روش لياپانوف، اندازه‌گيري پارامترهاي الكتريكي جهت استفاده در فرآيند كنترل به صورت محلي بوده و لزومي براي بدست آوردن متغيرهاي حالت سيستم از جمله سرعت و زواياي ماشين‌ها وجود ندارد. نتايج شبيه‌سازي براي سيستم قدرت نمونه نشان مي‌دهد كه علاوه بر بهبود زمان ميرايي نوسانات توان، اندازه نوسان اول توان نيز كاهش يافته كه گوياي مزيت استفاده از SMES است. معادلات كنترلي براي حالت دائم براي STATCOM با وجود SMES بيان مي‌شود.

رله ديستانس با الگوريتم جديد تشخيص SIR براي كاهش اثرگذاري CVT

واژه‌هاي كليدي: رله ديستانس، ترانسفورماتور ولتاژ خازني، گذراي CVT، تشخيص SIR

حالت‌هاي گذراي CVT مي‌توانند باعث افزايش و كاهش برد رله ديستانس شوند. در شبكه‌هاي با SIR (نسبت امپدانس منبع به امپدانس خط) زياد، اثر حالت‌هاي گذرا شديد‌تر است.

در اين مقاله، يك روش جديد براي كاهش تاثير‌ گذراي CVT بر مبناي تشخيص SIR معرفي مي‌شود كه باعث قطع سريع‌تر رله ديستانس مي‌شود. در اين الگوريتم يك تابع كاهش برد بر حسب SIR به راكتانس ديده شده اعمال مي‌شود كه در نتيجه آن در SIR هاي زياد بيش از 40 ميلي‌ثانيه رله سريع‌تر عمل مي‌كند.

الگوريتم عددي براي بازبست تطبيقي تكفاز با استفاده از ولتاژ توالي صفر

واژه‌هاي كليدي: بازبست تطبيقي، قوس ثانويه، ولتاژ توالي صفر، خط انتقال

در اين مقاله روش عددي جديدي با استفاده از ولتاژ توالي صفر براي بازبست تطبيقي تك‌فاز ارايه شده است. الگوريتم پيشنهادي از ولتاژ توالي صفر خط كه از محل رله و در زمان باز بودن مدارشكنها اندازه‌گيري مي‌شود استفاده مي‌كند و قادر به تشخيص خطاي گذرا از دائمي و همچنين تشخيص زمان خاموش شدن قوس ثانويه در شرايط خطاي گذرا است. در اين روش از مقدار متوسط ولتاژ توالي صفر براي تشخيص گذرا يا دائمي بودن خطا و از هارمونيك سوم آن جهت تعيين زمان دقيق خاموش شدن قوس ثانويه استفاده مي‌شود.

ويژگي بارز الگوريتم پيشنهادي آن است كه سطح آستانه مورد نياز به طور خودكار و متغير با زمان توليد مي‌شود از اين رو نيازي به تعريف سطح آستانه نداشته و براي كاربرد در شبكه‌هاي مختلف نياز به تنظيم خاصي ندارد. الگوريتم پيشنهادي با استفاده از برنامه EMTP بر روي يك خط انتقال 400 كيلوولت با خطاهاي دائمي و گذرا تحت زواياي مختلف بار و محلهاي متفاوت وقوع خطا آزمايش شده و نتايج آن ارايه شده است. نتايج شبيه‌سازيها نشان مي‌دهد كه عملكرد الگوريتم كاملاً‌ مستقل از محل خطا، نوع خط و شرايط بهره‌برداري آن است.

تاثير UPFC بر تنظيمات رله ديستانس

 

رله‌هاي ديستانس يكي از مهمترين بخشهاي حفاظت سيستم قدرت هستند. دو نكته اساسي در عملكرد اين رله‌ها وجود دارد، اول بحث نمونه‌برداري و ***** كردن اطلاعات و بدست آوردن دامنه و فاز موج ورودي است و دوم بحث تنظيم اين رله‌ها در شبكه‌هاي بهم‌پيوسته است. از طرفي چند دهه‌اي است كه بنا به نيازهايي كه در شبكه قدرت وجود دارد المانهايي كاملاً غيرخطي با رفتارهايي بسيار پيچيده (FACTS) به شبكه قدرت اضافه مي‌شود. يكي از مهمترين اين عناصر UPFC است. UPFC با حضور خود پارامترهاي خط را عوض مي‌كند و حفاظتهاي مختلف دچار عملكرد نادرست مي‌شوند. اين تاثيرات به دو دسته تاثير اين ادوات بر روي عملكرد رله‌هاي حفاظتي و تاثير بر روي تنظيمات رله‌هاي حفاظتي تقسيم مي‌شوند. در اين مقاله با شبيه‌سازي UPFC با روش كنترلي PWM و مدل كردن رله ديستانس تاثير آن را بر روي عملكرد رله ديستانس بررسي و روشي جهت تنظيم نواحي حفاظتي رله ديستانس پيشنهاد مي‌شود.تضعيف سريع و كامل نوسانات فرورزونانس در ترانسفرمرهاي ولتاژ خازني

 

واژه‌هاي كليدي: CCVT، فرورزونانس، برازش منحني با كمترين مربعات خطا

اين مقاله اثر دو نوع متداول از مدارهاي تضعيف فرورزونانس را بر تضعيف سريع پديده فرورزونانس در ترانسفرمرهاي ولتاژ خازني بررسي مي‌كند. اندوكتانس مغناطيس كنندگي ترانس كاهنده ولتاژ براي شبيه سازي نزديك به واقعيت نوسانات فرورزونانس در CCVT به صورت دقيق مدل شده است. نشان داده خواهد شد كه با تنظيم دقيق مدارهاي تضعيف فرورزونانس با استفاده از روش كمترين مربعات خطا،‌علاوه بر تضعيف سريع فرورزونانس، پاسخ گذراي CCVT در هنگام كليد‌زني و بروز خطا بهبود مي‌يابد. تاثير تجهيز حفاظت اضافه ولتاژ پسيو بر محدود كردن اضافه ولتاژهاي بوجود آمده در هنگام نوسانات فرورزونانس نيز بررسي شده است.

تاثير محدودكننده‌هاي جريان خطاي ابررسانا از نوع مقاومتي بر حفاظت شبكه توزيع

 

واژه‌هاي كليدي: محدودكننده‌هاي جريان خطا ابررسانا (SFCL)، رله اضافه جريان، كليدهاي قدرت

با رشد شبكه‌هاي قدرت و اتصال بين آنها سطح جريان خطا افزايش پيدا مي‌كند. به كارگيري محدودكننده‌هاي ابررسانايي جريان خطا (SFCL) مي‌تواند منجر به كاهش سطح جريان خطا شود به گونه‌اي كه كليد‌هاي فشار قوي بتوانند به راحتي عمل كنند. اما نصب SFCL جريان خطا را كاهش داده و چون زمان عملكرد رله‌ها جريان زياد كاهشي با جريان شبكه نسبت عكس دارد، بنابراين دوره خطا در شبكه افزايش پيدا كرده و كليدهاي قدرت ديرتر عمل مي‌كنند كه اين موضوع مي‌تواند براي محدودكننده‌هاي جريان خطا عيب محسوب شود. در اين مقاله تاثير محدودكننده‌هاي جريان خطاي ابررسانا نوع مقاومتي با شبيه‌سازي كامپيوتري بر حفاظت شبكه توزيع بررسي شده و نتايج آن بر ولتاژ بازيابي گذرا (TRV) مدارشكن بحث شده است