موضوع مقاله: رله حفاظتی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # رله حفاظتی | مقدمه: رله حفاظتی یکی از اجزای اساسی و حیاتی سیستم‌های برقی است که به منظور حفاظت از تجهیزات برقی و ایمنی کاربران برق صنعتی استفاده می‌شود. | ## بخش 1: رله حفاظتی | رله حفاظتی به عنوان یک سیستم تشخیص و پاسخ به وقوع حوادث و خطاهای برقی عمل می‌کند و با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های پیشرفته، قادر به شناسایی و جلوگیری از وقوع خطرات برقی می‌باشد. انواع رله حفاظتی شامل رله‌های حفاظت از موتورها، ترانسفورماتورها، خطوط انتقال برق و ... برای هر نوع رله حفاظتی، اصول عملکرد خاصی وجود دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌شود. بنابراین از سوی رله قسمت معیوب از شبکه جداسازی شده و مانع از آن می‌شود که دیگر بخش‌های سالم شبکه همچنان به کار خود ادامه دهند و پایداری و استواری شبکه به همان حالت پیشین نگهداشته شود. کالاها و دستگاه‌ها در برابر آسیب و اتصالی‌ها پناه داده شده و اندازه آسیب‌های درونی به آن‌ها محدود می‌گردد. این سیستم با تشخیص ورودی‌های برقی، به صورت خودکار و سریع عملکرد می‌کند و با ارسال سیگنال به دستگاه‌های کنترلی، جلوی وقوع خطرات برقی را می‌گیرد. رله حفاظتی برای حفاظت از تجهیزات الکتریکی در سیستم‌های قدرت، موتورها، ترانسفورماتورها، خطوط انتقال برق و ... هر نوع رله حفاظتی با توجه به نوع خطا و تجهیزات برقی مورد استفاده، اصول عملکرد خاصی دارد. برای مثال، در رله حفاظتی موتورها، با شناسایی خطاهای احتمالی مانند واقعی زمین‌گیری، افزایش جریان و ...، به صورت خودکار و سریع عمل می‌کند و با جلوگیری از وقوع خطرات برقی، ایمنی کاربران را تامین می‌کند. پدید آمدن اتصالی‌ها و تأثیرات آن به دو علت زیر اتصالی‌ها می‌توانند پدید آیند الف – تأثیرات درونی: تأثیرات درونی که باعث از کار افتادن و از بین رفتن دستگاه‌ها یا توان‌راه‌ها (خطوط انتقال انرژی) و سامانه‌های پخش (توزیع) می‌شود به اینگونه‌اند: پوسیدن بخش‌های جداگر در یک منبع تولید (ژنراتورها)، ترانسفورماتور، خط، کابل و دیگر بخش‌ها. این آسیب‌ها می‌تواند به دلیل پیرشدگی عایق‌ها، نبود آراستگی درست، ساخت نادرست یا نصب نادرست عایق‌ها باشد. ب – تأثیرات بیرونی: تأثیرات بیرونی دارای تأثیرات فراوانی است از آن جمله آذرخش، اضافه ولتاژها که باعث پدید آمدن گرما شود، برف و باران، باد و توفان، شاخه درختها، جانوران و پرندگان، به پایین افتادن چیزی به اشتباه در کردار و آسیب‌هایی که از سوی مردم بوجود می‌آید و غیره. هنگامی که یک اتصالی در چرخه رخ دهد، جریان افزایش یافته و ولتاژ (ناهمسانی پتانسیل) کاهش پیدا می‌کند افزایش جریان، گرمای فراوانی را پدیدآورده که می‌تواند به آتش‌سوزی یا انفجار بینجامد. | ## بخش 2: رله حفاظتی | برای نمونه اگر آذرخشی بر روی خطوط انتقال پدید آمده و زود زدوده نشود سیم خط انتقال را سوزانده و باعث پاره شدن آن خواهد شد و پیآمد آن نبود برق برای زمان دراز خواهد بود. کاربرد رله حفاظتی حفاظت از تجهیزات الکتریکی در سیستم‌های قدرت: رله حفاظتی برای حفاظت از تجهیزات الکتریکی در سیستم‌های قدرت، از جمله ترانسفورماتورها، سوییچ‌ها و ... حفاظت از موتورها و ترانسفورماتورها: رله حفاظتی برای حفاظت از موتورها و ترانسفورماتورها، با شناسایی خطاهای احتمالی مانند واقعی زمین‌گیری، افزایش جریان و ...، به صورت خودکار و سریع عمل می‌کند. حفاظت از خطوط انتقال برق: رله حفاظتی برای حفاظت از خطوط انتقال برق، با شناسایی خطاهای احتمالی مانند واقعی زمین‌گیری، افزایش جریان و ...، به صورت خودکار و سریع عمل می‌کند و با جلوگیری از وقوع خطرات برقی، ایمنی کاربران را تامین می‌کند. تکنولوژی‌های جدید در رله حفاظتی: رله حفاظتی با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های پیشرفته، قادر به شناسایی و جلوگیری از وقوع خطرات برقی می‌باشد. تکنولوژی‌های جدید در رله حفاظتی عبارتند از: استفاده از شبکه‌های هوشمند و اینترنت اشیا: رله حفاظتی با بهره‌گیری از شبکه‌های هوشمند و اینترنت اشیا، قادر به ارسال داده‌های برقی به صورت خودکار و سریع می‌باشد. رله‌های جریانی رله‌های جریانی برای حفظ شبکه‌های برقی در برابر خطر ناشی از جریان بکار می‌روند. بیشتر آسیب‌هایی که از سوی رله‌های جریانی شناسایی داده می‌شوند به این‌گونه است: اتصال کوتاه در شبکه اضافه جریان اضافه بار جریان نشتی (خطای زمین) ناهمسانی جریان سه فاز کاهش بار افزایش زمان راه اندازی قفل شدن روتور رله اتصال کوتاه و اضافه جریان و اتصالی زمین نخستین و برجسته‌ترین حفاظت‌ها در یک سیستم الکتریکی، حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و ارت فالت می‌باشند. این حفاظت‌ها با حفاظت اضافه بار تفاوت آشکاری دارد چون حفاظت اضافه بار بر پایه ظرفیت گرمای واحد می‌باشند. در این گونه حفاظت‌ها، گردش سه فاز از سوی سه دانه ترانسفورمر گردش حس می‌گردد و به رله فرستادن می‌شود و بر پایه آن حفاظت انجام می‌گیرد. دربارهٔ حفاظت بالا خمش برش رله از ارزش بسیار بالایی برخوردار است زیرا حفاظت درست بر پایه آن انجام می‌گیرد. این رله‌ها می‌توانند دارای دو گروه خمیدگی برش باشند: نوع زمان ثابت که در این نوع پارامتر جریان و زمان به هم وابستگی ندارند و به‌گونه جداگانه آراسته می‌گردند و رله بر پایه جریان آرایش در زمان آراسته شده فرمان قطع را می‌فرستد. نوع زمان کاهشی که در این حالت زمان قطع رله با یک خمش به جریان گذری از رله وابسته می‌باشد. | ## بخش 3: رله حفاظتی | ریزسنجی (حساسیت): این پارامتر به کمترین جریانی که موجب قطع رله می‌گردد برمی‌گردد. شناسایی و گزینش در شرایط خطا: این پارامتر نیز بسیار برجسته است زیرا در شبکه‌هایی که دارای چند باس بار و رله حفاظتی هستند هنگام رخداد خطا می‌بایست بخش آسیب دیده به درستی شناسایی شده و از شبکه جدا گردد و بخش‌های درست کار خود را دنبال کنند. 1987, no ISBN, pages 9-10, 83-93 دسته‌بندی رله‌های حفاظتی بر اساس پارامترهای اندازه‌گیری الف) رله‌های گردشی: این رله‌ها بر پایه اندازه گردش ورودی به رله رفتار می‌کند. حال این گردش می‌تواندگردش در فازها، گردش در سیم نول، برآیند جبری گردشهای فازها باشد (رله‌های گردش بالا – رله‌های ارت فالت و ….) و گردش ورودی رله می‌تواند کاستی دو یا چند گردش باشد (رله‌های دیفرانسیل و رستریکت ارت فالت) ب) رله‌های ولتاژی: این رله‌ها بر پایه ولتاژ ورودی به رله عمل می‌کند این ولتاژ می‌تواند ولتاژ فازها باشد (رله‌های افزوده یا کمبود ولتاژ و ….) یا می‌تواند برآیند جبری چند ولتاژ باشد (رله دگرگونی جای نوک تلاقی بردارهای سه فاز) ج) رله‌های فرکانسی: این رله‌ها بر پایه بسامد ولتاژ ورودی عمل می‌کند (رله‌های افزایش و کمبود فرکانس) د) رله‌های توانی: این رله‌ها بر پایه توان عمل می‌کنند برای نمونه رله‌هایی که جهت توان را اندازه‌گیری می‌کنند یا رله‌هایی که توان اکتیو و راکتیو را اندازه‌گیری می‌کنند. ه) رله‌های جهت دار: این رله‌ها از گونه رله‌های قدرت هستند که بر پایه زاویه بین بردارهای ولتاژ و جریان کار می‌کنند مانند رله‌های جریان زیاد جهت دار که در توانراه‌های چند سویه تغذیه زنجیره‌ای و موازی بکار می‌روند یا رله‌های جهت دار قدرت که برای پرهیز از چرخاکی شدن آفریدار هنگام برش کوپلینگ آن بکار می‌رود. و) رله‌های ناگذراییی (امپدانسی): مانند رله دیستانس که در توانراه‌ها کاربرد فراوانی دارند. ز) رله‌های وابسته به اندازه‌های فیزیکی: مانند گرما – فشار – سطح آبینه‌ها (مایعات) و …. مانند رله بوخهلتس ترانسفورمرها ح) رله‌های ویژه: رله‌هایی هستند که برای خواست‌های ویژه به کار می‌روند همچون رله شناسایی گزند کلید – رله پاییدن چرخه تریپ بریکر – رله لاک اوت و ….. ۴ رله دیستانس (فاصله‌یاب) DISTANCE RELAY ۲۱ این رله با اندازه‌گیری مقدار امپدانس دیده شده در شبکه در صورت کاهش آن از میزان تنظیمی (در زمان بروز خطای فازها) عمل می‌کند. ۴۹ رله فرمان قطع TRIP RELAY ۹۴ این رله در مسیر فرمان رله اصلی قرار گرفته و از طریق آن کویل قطع دیژنکتور تحریک می‌گردد. این رله‌ها در دو نمونهٔ مکانیکی و میکروکنترلری تولید و به بازار صنعت عرضه می‌شوند که رله‌های مکانیکی در صنایع قدیمی مورد استفاده قرار گرفته و به تدریج در حال جایگزینی با رله‌های میکروکنترلر هستند. | ## جمع‌بندی | قابلیت زمان ثبت خطا، اندازه‌گیری میزان پارامترهای خطا (به عنوان مثال میزان جریان اتصال کوتاه) و سرعت عملکرد بسیار بالا از جمله ویژگی‌های بارز رله‌های میکروکنترلری می‌باشد.