معرفی کامل رله حفاظتی و عملکرد آن

رله حفاظتی چیست؟

رله محافظ یکی از اجزای مهم در مدار های الکتریکی است. در یک سیستم یا مدار برق قدرت اطمینان از کارکرد مدار و عدم قطع جریان یک عامل مهم است. یک سیستم برق قدرت از ژنراتورها، ترانسفورماتورها، مدارهای توزیع و غیره تشکیل شده است. اگر هر گونه ایراد یا آسیب در سیستم ها و مدار های برقی وجود داشته باشد و به موقع تشخیص داده شود، هیچ گونه اختلالی در مدار الکتریکی ایجاد نخواهد شد. رله های حفاظتی وسایلی هستند که در سیستم های برق قدرت بسیار کاربردی می باشند. این دستگاه سیستم معیوب را شناسایی و قطع می کند. رله محافظ بخش معیوب را در یک مدار تشخیص داده و آن را از سیستم جدا می کند. رله را می توان کلیدی در نظر گرفت که می تواند مدارها را به صورت الکترومکانیکی و الکترونیکی باز و بسته کند.

وظیفه رله های حفاظتی چیست و چرا استفاده می شوند

وظیفه رله حفاظتی حذف بخش معیوب در سیستم  های برقی است تا هیچ گونه قطعی در منبع تغذیه وجود نداشته باشد و تجهیزات محافظت شوند. یک رله می تواند شرایط غیر عادی را در یک مدار الکتریکی تشخیص دهد و این کار را توسط اندازه گیری مقادیر الکتریکی انجام می دهد. مقادیر الکتریکی خاصی وجود دارند که ممکن است در صورت بروز خطا تغییر کنند مانند ولتاژ، جریان، فرکانس، زاویه فاز و ... .

هدف از رله های حفاظتی چیست؟

استفاده از رله محافظ برای جداسازی بخش آسیب داده از بقیه سیستم

استفاده از رله محافظ برای تشخیص بخش معیوب و دادن سیگنال به مدار شکن

استفاده از جریان پایین برای کنترل سیستم جریان بالا

حفاظت از تجهیزات در سیستم برق قدرت

استفاده از رله محافظ برای نظارت مداوم بر وضعیت و عملکرد تجهیزات

برای تشخیص خطوط یا دستگاه های معیوب یا سایر شرایط غیر نرمال مدار الکتریکی

تفاوت فیوز و رله حفاظتی چیست؟

مهمترین تفاوت رله حفاظتی و فیوز در تنظیمات مختلفی است که برای رله وجود دارد. رله ها قابل تنظیم مجدد هستند در حالی که فیوز ها این ویژگی را ندارند. این بدان معنی است که فیوزها را نمی توان ریست کرد و باید تعویض شوند.

نحوه انتخاب رله و ویژگی های مورد نیاز رله حفاظتی

یک رله حفاظتی باید ویژگی های خاصی مانند گزینش پذیری، سرعت و حساسیت بالا، صرفه اقتصادی از لحاظ مصرف انرژی و هزینه، قابل اطمینان بودن و سادگی را داشته باشد. اگر تمام این کیفیت در یک رله وجود داشته باشد، یک گزینه مناسب برای انتخاب و نصب در مدار های الکتریکی است. در ادامه به طور مختصر به ویژگی های مهم یک رله خوب پرداخته شده است:

• گزینش پذیری:  توانایی رله حفاظتی برای تشخیص قطعه معیوب و جدا کردن آن از بقیه سیستم را نشان می دهد. هر چه رله در گزینش پذیری دقت بالاتری داشته باشد، احتمال آسیب به مدار ها و سیستم ها کمتر خواهد بود. در نتیجه برای وسایل و مدار های برقی حساس، دقت به این گزینه حائز اهمیت است.
• سرعت: رله حفاظتی باید بتواند خیلی سریع بخش معیوب را از بقیه سیستم جدا کند. در غیر این صورت احتمال آسیب دیدن تجهیزات الکتریکی به دلیل جریان خطا وجود دارد.
• حساسیت: توانایی تشخیص خطا یا وضعیت غیر طبیعی در یک سیستم یا مدار الکتریکی از دیگر ویژگی های رله حفاظتی است.
• قابلیت اطمینان:  اساس کار رله حفاظتی برای استفاده در شرایط از پیش تعیین شده است. بنابراین نباید هیچ گونه قطعی در این رله ها وجود داشته باشد.
• سادگی: اگر رله حفاظتی ساده باشد، می توان آن را به راحتی نصب کرد. همچنین قابلیت اطمینان آن نیز بالاتر خواهد بود.
• صرفه اقتصادی: اگر دستگاهی که نیاز به محافظت دارد بسیار مهم است، هنگام انتخاب رله محافظ باید عوامل اقتصادی در نظر گرفته شود.

اگر رله های حفاظتی وجود نداشته باشند چه اتفاقی می افتد؟

هیچ سیستم الکتریکی بدون عیب و ایراد نیست و  ممکن است در طول عمر و حین عملکرد با نقص یا آسیب روبرو شود. خطای سیستم های الکترونیکی عمدتا ناشی از خرابی عایق بوده و ممکن است در اثر افزایش طول عمر سیستم، جرقه و غیره رخ دهد. اگر در این شرایط هیچ حفاظتی وجود نداشته باشد، تجهیزات ممکن است آسیب ببینند. در برخی مواقع حتی ممکن است باعث آتش سوزی و از دست دادن جان افراد شود. نحوه اتصال رله محافظ در یک سیستم الکتریکی به این صورت است که ترانسفورماتور در یک سیستم متصل شده و برای اندازه گیری جریان و ولتاژ استفاده می شود. رله با کمک ترانسفورماتور تغییرات جریان، ولتاژ، توان و غیره را تشخیص می‌دهد. اگر ایرادی وجود داشته باشد، رله آن قسمت را از بقیه سیستم جدا می‌کند.

تفاوت رله جهت دار و غیر جهت دار چیست؟

رله های غیر جهت دار می توانند عیوب را در هر جهتی تشخیص دهند. این در حالی است که رله های جهت دار فقط خطاهای جلوی رله را تشخیص می دهند. معمولا از رله های غیر جهت دار استفاده می شود، زیرا می توانند خطاهای بیشتری را نسبت به رله های جهت دار تشخیص دهند و در سیستم های شعاعی استفاده می شوند.

انواع رله حفاظتی چیست؟

رله‌ حفاظتی انواع مختلفی دارد و برخی از آن‌ها در روش و عملکرد متفاوت هستند، مانند رله‌های الکترومکانیکی که ممکن است با جاذبه مغناطیسی یا با القای مغناطیسی عمل کنند. رله های محافظ با توجه به فاکتور های مختلف در دسته بندی های متفاوتی قرار می گیرند. در ادامه به دسته بندی و انواع رله اشاره شده است:

انواع رله حفاظتی با توجه به ساخت و عملکرد آنها: رله الکترومکانیکی، رله استاتیک، رله عددی، رله اضافه جریان، رله امپدانس، رله های جهت دار.

رله محافظ بر اساس سرعت عمل: رله های لحظه ای که بسیار سریع عمل می کنند، بنابراین در این نوع رله محافظ تاخیر زمانی وجود ندارد. رله تاخیر زمانی که در آنها به دلیل زمان عملکرد رله ها و همچنین به دلیل نوع عملکرد تاخیر زمانی رخ می دهد. نوع دیگر رله مربوط به رله های پر سرعت است که در عرض میلی ثانیه کار می کنند.

سایر رله های حفاظتی  که در دسته بندی خاصی قرار نمی گیرد شامل این موارد است: رله دیفرانسیل، رله خلبان، رله های کنترل، رله پنوماتیک، رله مبتنی بر ریزپردازنده.

رله حفاظتی یکی از قطعات الکتریکی در بسیاری از سیستم ها و مدار های برقی است که باعث حفاظت مدار در مقابل خطرات احتمالی است.