خانه / مطالب عمومی / آشنایی با رله

آشنایی با رله

رله نوعی کلید الکتریکی است که با هدایت یک مدار الکتریکی دیگر باز و بسته می‌شود.         

طرز استفاده

اگر مثلا” روی رله ای نوشته شده ۱۲ ولت dc یعنی اینکه این رله با ۱۲ ولت dc راه اندازی یا تحریک می شود.اگر روی آن نوشته شده باشد ۵ ولت dc یعنی با فرمان ۵ ولتی می توانیم آنرا تحریک کنیم تا ولتاژ مورد نظر را برایمان کنتاکت کند.

به عنوان مثال اگر بخواهیم با میکروکنترلر فرمان وصل ولتاژ ۲۲۰ ولتی بدهیم باید از رله ۵ ولتی استفاده نماییم ضمن اینکه رله را نمی توانیم مستقیما” به میکرو وصل کنیم چون میکرو جریان لازم برای راه اندازی رله را نمی‌تواند تامین کند.و باید از یک ترانزیستور مثل BC547 یا BDX53C و….استفاده نماییم.

همچنین بسیار اهمیت دارد که دو سر بوبین یا سیم پیچ رله (دوسر ورودی فرمان) از دیودهرز گرد (کاتد مثبت ) استفاده نماییم چون پس از گذشت چند سیکل کاری جریان باقیمانده در سلف که ازمنحنی هیسترزیس قابل مشاهده است باعث سوختن ترانزیستور می گردد.(و همچنین میکرو).

رله یک کلید ساده الکترو مکانیکی است که از یک آهنربای الکتریکی و یک سری اتصالات تشکیل شده است.رله‌ها در همه انواع وسایل به صورت پنهان یافت می‌شوند.در حقیقت ،بعضی از کامپیوتر‌های اولیه از رله‌ها برای گیت‌های منطقی استتفاده می‌کرده‌اند. 

رله را جوزف هنری در سال ۱۸۳۵ اختراع کرد.

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 رله های قدرت عبارت‌اند از : رله دیستانس ، رله دیفرانسیل و رله بوخ هلتس


رله سنجشی : ‏ ‏ رله ایست که بادقت و حساسیت معینی در موقع تغییر کردن یک کمیت الکتریکی و یا ‏یک کمیت فیزیکی دیگری شروع به کار کند. چنین رله ای برای مقدار معینی از یک ‏کمیت مشخص تنظیم می شود و اگر ان کمیت از مقدار تعیین و تنظیم شده کمتر ویا ‏بیشتر باشد رله ان تفییرات را می سنجد رله سنجشی بر دو نوع است: ساده و مرکب. ‏ ‏ رله سنجشی ساده اغلب دارای یک سیم پیچی تحریک شونده می باشد که در اثر ‏تغییر جریان ویا ولتاژ تحریک و موجب وصل شدن کنتاکتی می شود.(رله حرارتی و رله ‏جریان زیاد و رله فشار کم) رله سنجشی مرکب دارای دو سیم پیچی تحریک شونده ‏میباشد مثل رله ای که نسبت ولتاژ و جریان را می سنجد (رله سنجش مقاومت ظاهری) ‏به کمک چنین سنجشی می توان ان قسمت از شبکه را که اتصالی شده است از مدار جدا ‏کرد رله دیستانس. ‏ ‏


رله زمانی :‏ ‏ رله زمانی نه تنها در حفاظت تأسیسات الکتریکی بلکه در خود کار کردن انها نیز مورد ‏استعمال بسیار دارد رله زمانی هیچ وقت به تنهایی به کار برده نمی شود بلکه با رله ‏سنجشی با حفاظت شبکه الکتریکی مصرف می شود و مورد استعمال ان در موقعی است ‏که تاخیری عمدی در عمل قطع و وصل مورد نظر باشد. ‏


رله جهت یاب :‏ ‏ برای کنترل و سنجش جهت توان و نبرو در شبکه الکتریکی و یا قسمتی از شبکه ‏جریان متناوب از رله جهت یاب استفاده می شود تعیین جهت نیرو برای حفاظت محلی و ‏سلکتیو در اغلب شبکه ها کاملاً ضروری و لازم است به کمک رله جهت یاب می توان فقط ‏ان قسمت از شبکه که خسارت دیده و معیوب شده از مدار خارج کرد حتی می توان از این ‏رله جهت حفاظت ژنراتور و توربین در موقع برگشت وات و نیرو نیز استفاده نمود در ‏جریان دائم برای تعیین و مشخص کردن نیرو تنها سنجش جریان کافی است و احتیاج به ‏سنجش توان ندارد. ‏

 

ساختار رله :

رله‌ها به طور عجیبی ساده هستند.در هر رله چهار قسمت وجود دارد:

۱)آهنربای الکتریکی
۲)تیغه یا armature که می‌تواند به وسیله‌ی آهنربای الکتریکی جذب شود.
۳)فنر
۴)و یک سری اتصالات الکتریکی 
شکل زیر چهار قسمت رله را در حین عمل نشان می‌دهد.

BMEcenter.ir-N0427
می‌توانید مشاهده کنید که رله ازدو مدار جدا و کاملاً مستقل از هم تشکیل شده است.اولی در پایین قرار دارد و آهنربای الکتریکی را تحریک می‌کند.وقتی که کلید بسته است،سیم‌پیچ به آهنربای الکتریکی تبدیل می شود و تیغه را جذب می‌کند(آبی) و تیغه به عنوان یک کلید برای مدار دوم عمل می‌کند.وقتی که آهنربای الکتریکی فعال می‌شود،تیغه مدار دوم را کامل می‌کند و لامپ روشن می‌شود.وقتی که آهنربا فعال نیست،فنر تیغه را دور می‌کند و مدار ناکامل باقی می‌ماند در نتیجه در این حالت لامپ خاموش است.


وقتی که رله‌ها را خریداری می‌کنید باید نسبت به چند متغیر دقت داشته باشید.
۱٫ولتاژ و جریانی که برای حرکت دادن تیغه لازم است.۲٫ولتاژ و جریان بیشینه‌ای که می‌تواند در تیغه و اتصالات آن به وجود آید.

۳٫تعداد تیغه‌ها(به طور کلی ۱ یا ۲ تا)

۴٫تعداد اتصالات تیغه‌ها(به طور کلی ۱‌یا ۲ تا- رله نشان داده شده در اینجا دو تا دارد که یکی استفاده نشده)

۵٫این‌که اتصال(اگر فقط یک امکان اتصال وجود داشته باشد) معمولاً باز(NO” (normally open “یا معمولاً بستهNC” (normally closed ” است.

کار‌برد‌های رله

حسن رله‌ها این است که با استفاده از توان کم که مثلاًاز سوئیچ داشبورد یا یک مدار کم ‌توان می‌آید، مداری با توان بسیار بیشتر را وصل می‌کنند مثلاً به وسیله‌ی رله و با استفاده از ولتاژی معادل ۵v و جریانی معادل ۵۰mA می‌توان مداری با ولتاژv AC 120 و ۲A را وصل کرد.
رله ها در وسایل خانگی (مثل موتور یا چراغ) که به وسیله‌ی یک کنترل الکتریکی روشن می‌شوند رایج هستند. رله‌ها همچنین در ماشین‌ها رایج می‌باشند چرا که باید جریان بسیار زیادی (به وسیله‌ی این رله‌ها ) از ولتاژی به میزان ۱۲v گرفته شود.
در ماشین‌های مدل جدید، سازنده‌ها برای راحت‌تر شدن تعمیر و نگهداری، استفاده از ترکیبی از رله‌ها را در جعبه‌‌‌‌ی فیوز آغاز کرده‌اند.مثلاً ۶ جعبه‌ی سفیدرنگ در این شکل (که مربوط به جعبه‌ی فیوز Ford Windstarمی‌شود)همگی رله اند.

در جاهایی که باید توان زیادی ایجاد شود،رله‌ها معمولاً به صورت
آبشاری به کار می‌روند به طوری که یک رله‌ی کوچک، توان لازم را برای یک رله‌ی بسیار بزرگتر ایجاد می‌کند و رله‌ی دوم مداری با توان بیشتر را وصل می‌کند.
رله‌ها همچنین می‌توانند برای اجرا کردن جبر بولی استفاده شوند.

BMEcenter.ir-N0424

حفاظت تجهیزات و دستگاه های سیستم قدرت در مقابل عیوب و اتصالیها ، به وسیله کلید قدرت انجام می گیرد قبل از اینکه کلید قدرت بتواند باز شود ، سیم پیچی عمل کننده آن باید تغذیه شود این تغذیه به وسیله رله های حفاظتی انجام می پذیرد . رله به دستگاهی گفته می شود که در اثر تغییر کمیت الکتریکی مانند ولت و جریان و یا کمیت فیزیکی مثل درجه حرارت و حرکت روغن ( در رله بوخهولس ) تحریک شده وباعث به کار افتادن دستگاههای دیگر و نهایتاً قطع مدار به وسیله کلید قدرت ( در سیستم تولید و انتقال و توزیع ) یا دژنکتور می گردد . حفاظت تجهیزات و دستگاه های سیستم قدرت در مقابل عیوب و اتصالیها ، به وسیله کلید قدرت انجام می گیرد قبل از اینکه کلید قدرت بتواند باز شود ، سیم پیچی عمل کننده آن باید تغذیه شود این تغذیه به وسیله رله های حفاظتی انجام می پذیرد . رله به دستگاهی گفته می شود که در اثر تغییر کمیت الکتریکی مانند ولت و جریان و یا کمیت فیزیکی مثل درجه حرارت و حرکت روغن ( در رله بوخهولس ) تحریک شده و باعث به کار افتادن دستگاههای دیگر و نهایتاً قطع مدار به وسیله کلید قدرت ( در سیستم تولید و انتقال و توزیع ) یا دژنکتور می گردد . بنابراین به وسیله رله : · محل وقوع عیب از شبکه جدا سازی شده باعث می شود که سایر قسمتهای سالم شبکه همچنان به کار خود ادامه دهند و پایداری و ثبات شبکه 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 آن به دو علت زیر اتصالی ها می توانند به وجود آیند : الف – تأثیرات داخلی تأثیرات داخلی که باعث خراب شدن و از بین رفتن دستگاهها یا خطوط انتقال و توزیع می شود عبارتند از : فاسد شدن قسمتهای عایق در یک مولد ، ترانسفورماتور ، خط ، کابل و غیره . این ضایعات و امکانات مکن است مربوط به عمر عایق ، عدم تنظیم صحیح ، عدم ساخت صحیح و یا عدم نصب صحیح عایق باشد . ب – تأثیرات خارجی تأثیرات خارجی شامل تأثیرات زیادی است از آن جمله رعد و برق ، اضافه بار که باعث به وجود آمدن حرارت شود ، برف و باران ، باد و طوفان ، شاخه درختها ، حیوانات و پرندگان ، سقوطاشیاء اشتباه در عملیات و خسارتهایی که یه وسیله مردم وارد می شود و غیره . وقتی که یک اتصالی در مداری رخ دهد ، جریان افزایش یافته و ولتاژ ( اختلاف پتانسیل ) نقصان پیدا می کند افزایش جریان حرارت زیادی را به وجود آورده که ممکن است منجر به آتش سوزی یا انفجار شود . اگر اتصالی به صورت جرقه باشد ممکن 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 که در اثر یک اتصالی به وجود آید می آید برایدستگاههای الکتریکی بسیار زیان آور است و اگر این ولتاژ ضعیف برای چند ثانیه ایی ادامه داشته باشد ، موتورهای مشترکین از کار 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 کشف و برطرف گردد و جریان ولتاژ به حالت عادی باز گردانده شود. انواع اتصالی انواع اتصالی ها به قرار زیر است : الف- اتصال فاز به زمین و فاز به فاز گرچه اتصالی درسیستم سه فاز مربوط به فازها است ولی بیشتر مربوط به وصل نبودن سیم زمین می باشد جریان در یک اتصالی بین فاز به زمین کمتر از جریان در یک اتصالی فاز به فاز است و این امر به علت مقاومت بیشتر زمین است به همین جهت در بیشتر موارد رله های جدا گانه ایی برای اتصالیهای فاز به زمین و فاز به فاز در نظر گرفته می شود. ب- اتصالیهای سه فاز اتصالی سه فاز با هم شدید ترین نوع اتصالی بوده و اتصالی بین یک فاز و زمین خفیف ترین نوع اتصالی است. رله ها از نظر طرز اتصال به شبکه رله ها از نظر طرز اتصال به شبکه به دو نوع اولیه و ثانویه تقسیم می شوند . الف- رله اولیه سیم پیچی رله مستقیماً در مدار قرار می گیرد منظور از مستقیماً یعنی اینکه از ترانس جریان و ترانس ولتاژ برای رله سیم نمی بریم . ب –رله ثانویه سیم پیچی رله مستقیماً در مدار قرار نمی گیرد منظور این است که روی خط ترانس جریان یا ولتاژ می بندیم و سپس دو سر آن را برای رله می بریم در سیستم قدرت از رله ثانویه استفاده می شود تاکنون در ساخت رله ها پیشرفتهای قابل ملاحظه ای حاصل شده است که به ترتیب می توان از رله های الکترومغناطیسی و اندکسیونی رله های نیمه الکترونیک رله ها ی الکترونیکی و بالا خره رله های دیجیتالی حافظه دار میکروپروسوری با استفاده از مدارات مجتمع آی سی نام برد. انواع رله و کاربرد آن انواع رله و کاربرد آنها به شرح زیر است: الف- رله اضافه جریان اینگونه رله ها به صورت اندکسیونی و الکترو نیکی در پست های برق کاربرد فراوانی دارند. انرژی الکتریکی از نقطه A‌ با شدت جریان I از طریق خط مربوطه و کلید قطع و وصل کننده ( دژنکتور) یا کلید قدرت به مصرف کننده ( بار ) ارسال می گردد . برای کنترل مقدار جریان عبوری از خط مزبور احتیاج به رله اضافه جریان o/c می باشد . وظیفه این رله آن است که اگر از خط مربوطه شدت جریان از حدی که در انتظار است و رله اضافه جریان برای آن مقدار تنظیم شده ، افزایش یابد و یا اینکه اتصالی بین دو فاز و یا سه فاز بین خطوط انتقال پیش آید ، رله تحریک شده و با فرمانی که به کلید دژنکتور می دهد ، باعث قطع خط مزبور می شود . برای تحریک رله اضافی جریان احتیاج به ترانسفورماتور جریان یا (CT) می باشد . این ترانسفورماتور ، جریان خط را متناسب به نسبت تبدیل آن به رله مزبور انتقال داده و باعث تحریک آن می شود . به عنوان مثال اگر نسبت تبدیل ترانسفورماتور جریان ۱/۲۰۰ باشد و رله برای مقدار شدت جریان ۲۰۰ آمپر تنظیم شده باشد ، هر گاه شدت جریان خط انتقال از ۲۰۰ آمپر زیادتر گردد مقدار شدت جریان ورودی به رله از یک آمپر تجاوز می نماید ، و در نتیجه باعث عملکرد رله و قطع کلید دژنکتور می گردد . به علت اینکه خطوط انتقال انرژی به صورت سه فازه می باشند ، بنابراین برای هر کدام از فازها احتیاج به یک عدد ترانسفورماتور جریان و یک عدد رله اضافه جریان می باشد نحوه قرار گرفتن ترانسفورماتورهای جریان و رله های اضافه جریان در حالت عادی جریان عبوری از رله ها کمتر از حد تنظیمی آنها و در صورتی که هر کدام از خط ها اضافه بار بگیرد و یا اتصالی بین دو فاز و یا سه فاز رخ دهد رله های مربوطه عمل می نماید . مثلاً اگر شدت جریان فاز R بیش از حد معمول آن گردد ، CT آن به باعث تحریک رله اضافه جریان R‌ می شود . هم چنین اگر فازهای B و Y به هم اتصال یابند ، رله های مربوطه آن تحریک و باعث عمل نمودن کلید قطع مدار می گردند . اصولاً این رله ها دارای دکمه نشان دهنده و یا پرچم رنگی کوچکی می باشند که در صورت تحریک رله ، عملکرد آن را اعلان می نماید . ب – رله اتصال زمین ساختمان و طرز کار این رله ها مانند رله های اضافه جریان بوده و وظیفه اصلی این رله، تشخیص بروز هر گونه اتصالی بین هر کدام از فازها با زمین و یا دو سه فاز با زمین نیز می باشند از نظر عملی ، رله های اضافه جریان سیستم سه فازه و رله اتصال زمین تواماً به صورت یک سیستم حفاظتی واحد بسته می شود . رله اتصال زمین اصولاً حساستر از رله های اضافه جریان بوده و هر گاه یکی از فازها به زمین اتصال یابد ، رله اتصال زمین همراه با رله اضافه جریان همان فاز عمل می نماید . چنانچه مشاهده می گردد ، برای سه فاز فقط احتیاج به یک رله اتصال زمین می باشد . پ- رله اتصال زمین محدود با رله اتصال زمین و مدار آن آشنا شدیم ، رله مزبور عهده دار تشخیص هر گونه اتصال خط انتقال با زمین می بود . برای سهولت تشخیص محل اتصال زمین در سیستم قدرت از رله ایی دیگر به نام رله اتصال زمین محدود هم استفاده شده است . ت – رله جهتی بروز اتصالی در جهت جریانی که مدار جاری می شود مؤثر می باشد در بیشتر طراحی ها جهت جریان برای نصب دستگاه رله می بایست مشخص شود در این صورت از رله ها ی جهتی استفاده می شود از نظر ساختمان داخلی و طرز کار ، این رله به صورتهای اندوکسیونی و الکترونیکی ، کاربرد فراوانی دارد . رله های جهتی دارای دو سیم پیچ بوده که یکی از آنها مانند رله های اضافه جریان با شدت جریان ورودی I تحریک شده و سیم پیچ دیگر با ولتاژ مناسبی تحریک می گردد . این رله ها از دو قسمت جهت یاب و اضافه جریان تشکیل شده اند و این بدین معنی است که هر گاه در شبکه تحت حفاظت ، اتصالی رخ دهد ، ابتدا این رله جهت عبور شدت جریان به محل اتصالی را به وسیله قسمت جهت یاب تشخیص داده و سپس اگر جریان در جهت عملکرد رله باشد و هم چنین از نظر مقدار به اندازه ایی باشد که بتواند موجب تحریک قسمت اضافه جریان رله گردد ، رله مزبور تحریک شده و فرمان قطع را صادر می نماید. ث- رله قیاسی یا رله دیفرانسی این رله برای حفاظت مولدها ، ترانسفورماتور ها ، خطوط انتقال نیرو و شین های واقع در ایستگاههای انتقال نیرو به کار می رود . توسط رله دیفرانسیل جریان ورودی و خروجی از دستگاه ، مقایسه می شود در شرایط عادی هنگامی که هیچگونه اتفاق با اتصالی رخ نداده است ، این جریان مساوی و یکسان می باشند . اگر در قسمت مورد حفاظتاتصالی رخ دهد جریان بلافاصله نا مساوی شده و این پدیده باعث عملکرد رله می شود . طرز قرار گرفتن رله برای حفاظت از یک ترانسفورماتور ۲۰/۶۳ کیلو وات نشان داده شده است . ج – رله بوخهلس این رله یکی از مهمترین رله های حفاظتی ترانسفورماتورهای قدرت می باشد ، وظیفه تشخیص بروز هر گونه اتصالی در محفظه داخلی ترانسفورماتور و قطع سریع برق ورودی به آن می باشد . می دانیم که اصولاً ترانسفورماتورهای قدرت به وسیله مایع مخصوصی مانند روغن عایقکاری و خنک می شوند . به خاطر سرد و گرم شدن روغن مزبور ظرف انبساطی برای آن در نظر گرفته شده و این ظرف از طریق لوله رابطی به محفظه داخلی ترانسفورماتور متصل می باشد . رله بوخهلس بر روی لوله رابط بین ترانسفورماتور و ظرف انبساط قرار می گیرد و روغن از این لوله عبور می نماید . بنابراین تمامی محفظه داخلی رله پر از روغن می باشد . هر گاه هر گونه اتصالی در محفظه داخلی ترانسفورماتور پدید آید ، در نقطه اتصالی مقداری جرقه و قوس الکتریکی زده می شود . در نتیجه این عمل کمی از روغن اطراف محل اتصالی سوخته و تولید حبابهای گازی شکلی را می نماید . این حبابهای گازی به طرف قسمت فوقانی ترانسفورماتور حرکت نموده و از طریق لوله رابطه به رله بوخهلس وارد شده و در قسمت فوقانی رله جمع می گردند . این رله دارای شناوری می باشد که با تجمع حبابهای گاز ، سطح روغن در رله پایین آمده و همراه با آن شناور نیز به پایین می آید. پایین آمدن شناور باعث بسته شدن کلیدالکتریکی رله و تحریک مدار هشدار و یا قطع می گردد . در بعضی از مدلهای این رله از دو شناور استفاده شده که شناور بالایی برای تحریک مدار هشدار و شناور پایینی برای فرمان مدار قطع دستگاه مورد حفاظت می باشد و اگر مقدار جرقه و قوس الکتریکی در محفظه داخلی ترانسفورماتور شدید باشد ، یک موج انفجاری در روغن داخلی ترانسفورماتور به وجود آمده و روغن ترانسفورماتور با سرعت زیادی به رله بوخلهس وارد می شود همانطوریکه قبلاً گفته شد، سرعت زیاد روغن باعث عملکرد دریچه ورودی رله می گردد . این دریچه با شناور پائینی رله هم محور بوده و مستقیماً باعث تحریک مدار قطع می شود . هر گاه در اثر علت های مختلفی از بدنه ترانسفورماتور مقداری روغن ریزش نماید ، به مرور زمان سطح روغن در ظرف انبساط کاهش یافته و به رله بوخهلس می رسد . در رله بوخهلس اگر سطح روغن همچنان کاهش یابد باعث عملکرد و تحریک مدار هشدار و قطع می گردد . در بعضی موارد مقداری هوای نشتی به رله راه یافته و مانند حبابهای گاز باعث تحریک رله می شود

 

نمای یک رله در مدار

علیرغم کاربردهای فراوان این قطعه شاید بعضی از دوستان با رله آشنا نباشند .
رله در لغت بطور کلّی بمعنای تقویت کردنه . حالا در الکترونیک میتونه دو معنی کلّی بده .
۱- ایستگاههای رله که همون ایستگاههای تقویت امواج تلویزیونی و رادیویی هستن که حتما سر بعضی کوهها و تپه های بلند دیدین تا حالا . اگه هم ندیدین مشکل خودتونه . کمتر تو سفر بخوابین !
۲- قطعه ای بنام رله که توی مدارات الکترونیک زیاد کاربرد داره .
به شکل زیر توجه کنید تا طرز کارش رو ببینین :

رله ها دارای یک ورودی و یک خروجی هستند . با اتصال ولتاژ به ورودی رله ها ، میله فلزی داخلی آنها آهن ربا شده و باعث می شود تا با حرکت خود ، دو اتصال خروجی رله را بهمدیگر متصل کند و بنابراین دو کنتاکت خروجی رله دقیقا مانند یک کلید قطع و وصل عمل می کند . ولتاژ رله ها معمولا بر روی بدنه آنها نوشته می شود . مثلا رله ۶ یا ۱۲ ولت . رله ۶ ولت رله ای است که بوبین ورودی آن برای آهن ربا شده ، نیاز به تغذیه ۶ ولت دارد تا بتواند اهرم را حرکت و باعث برقراری جریان بین کنتاکتهای خروجی رله شود .
پس نتیجه میگیریم ما به کمک رله میتونیم با یه ولتاژ کم ، یه ولتاژ زیاد رو کنترل کنیم . مثلا با ۹ ولت ، یه لامپ ۲۲۰ ولت را که به برق شهر وصل شده را روشن یا خاموش کنیم .

رله کلیدی الکترومغناطیسی است. هنگامی که لازم باشد توسط جریان نسبتا ضعیفی جریان قویی را قطع ووصل کنند از رله استفاده می شود. مانند چراغها, رله بوق, رله های افتامات مدار شارژ وغیره
رله ها شامل سیم پیچ, هسته آهنی و صفحه پلاتین است. ممکن است یک فنر به صفحه پلاتین متصل باشد یا اینکه خود صفحه پلاتین حالت فنری داشته باشد
عملکرد:
هنگامی که جریان نسبتا ضعیفی وارد سیم پیچ می شود سیم پیچ وهسته آهنی تبدیل به آهنربا می گردد وپس از غلبه بر فنریت صفحه پلاتین,آنرابه سمت هسته سیم پیچ حرکت داده و باعث اتصال کنتاکت ها به یکدیگر وعبور جریان اصلی می شود.

BMEcenter.ir-N0425

در تاسیسات الکتریکی مانند شبکه انتقال انرژی ء مولدها وترانس ها وتجهیزات واسباب و ادوات دیگر برقی در اثر نقصان عایق بندی ویا ضعف استقامت الکتریکی ء دینامیکی و الکتریکی در مقابل فشارهای ضربه ای پیش بینی نشده و همچنین در اثر ازدیاد بیش از حد مجاز درجه حرارت ء خطاهایی پدید می آید که اغلب موجب قطع انرژی می گردد.

این خطاها ممکن است بصورت اتصال کوتاه ء اتصال زمین ء پارگی و قطع شدگی هادی ها و خورده شدن و شکسته شدن عایق ها و غیره ظاهر شود. قطعات یا وسایلی که چنین خطایی پیدا می کنند باید بلافاصله از شبکه ای که آنرا تغذیه می کند جدا شود تا ازدیاد و گسترش خطا و از کار افتادن بقیه قسمت های سالم شبکه جلوگیری گردد.

پس باید شبکه طوری طرح ریزی شود که از یک پایداری و ثبات قابل قبول در حد امکان برخوردار باشد برای این کار باید از رله استفاده کرد ء وظیفه رله این است که در وقع پیش آمدن خطا در محلی از شبکه برق متوجه خطا شود و آن خطا را بسنجد و دستگاه خبر را آماده کند یا در صورت لزوم خود رله عمل کندو سبب قطع مدار الکتریکی شود .

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 :

۱- حجم بزرگ ( از نظر عایق بندی )

۲- حساسیت کمتر

۳- عدم دسترسی در حین کار (نمی توان دست زد )

۴- محدودیت جریان و ولتاژ ( در ولتاژ و جریان زیاد نمی توان بکار برد )

مزایای رله اولیه :

۱- ارزانتر

۲- امکان تشخیص سریعتر اشکال در سیستم حفاظت

رله ثانویه یا زکوندر :

رله ای که سیم پیچ تحریک کننده آن از سیم پیچ ثانویه ترانس جریان یا ولتاژ شبکه ای که باید حفاظت شود

نیرو می گیرد رله زکوندر نامیده می شود.

معایب رله ثانویه عبارتند از :

۱- گرانتر ۲- خرابی بیشتر

مزایای رله ثانویه عبارتند از :

۱- حجم کوچکتر ۲- حساسیت بیشتر

هدف از حفاظت :

برای جلوگیری از صدمه بیشتر قسمت آسیب دیده و جلوگیری از صدمه دیدن قسمت های سالم

مشخصات سیستم حفاظت :

۱- سرعت عملکرد رله ۲- قابلیت انتخاب ۳- حساسیت ۴- پایداری ۵- هزینه

۱- سرعت عملکرد رله : فاصله زمانی بین وقوع اتصال و عملکرد رله کم باشد.

۲- قابلیت انتخاب : فقط قسمت آسیب دیده ازمدار خارج می شود.

۳- حساسیت : بین حداکثر مقدار مجازو حداقل مقدار غیر مجاز تفاوت گذاشته شود .

۴- پایداری : جلوگیری از عملکرد رله در شرایط گذرا .

۵- هزینه : رله ای که در هر قسمت از سیستم قرار می دهند بایستی هزینه رله را در نظر داشته باشند.

حفاظت از خطوط ۱۳۲ کیلو ولت :

انواع رله هایی که در خطوط ۱۳۲ کیلو ولت بکار می روند عبارتند از SUB1 یا رله های اصلی که

عبارتند ا ز :

رله دیستانس ، رله اتو رکلوزر ، رله پاور سوئینگ ، رله فیوز فیلور

و SUB2 یا رله های پشتیبانی عبارتند از :

رله اورکارنت دایرکشنال و رله ارت فالت دایرکشنال

رله دیستانس ( رله مقاومت سنج ) :

رله دیستانس از لحاظ کار مانند رله جریان زیاد در مقابل اتصال کوتاه می باشد و رله دیستانس بر اساس فاصله یا امپدانس عمل می کند یعنی رله دیستانس زمانی عمل می کند که امپدانس خط از مقدار تنظیم شده کمتر باشد در غیر این صورت عمل نمی کند و از لحاظی چون مقاومت مصرف کننده ها در حد تنظیم نیست از امپدانس مصرف کننده ها صرف نظر شده ودر زمان اتصال کوتاه طبق رابطه Z=U/ I امپدانس کم می شود چون جریان زیاد می گردد و هر چقدر این امپدانس به رله نزدیکتر شود رله زودتر قطع می کند.

در ضمن در شبکه ای که چند رله دیستانس بکار می رود در موقع اتصالی همه رله های دیستانس تحریک شده ، ولی فقط رله ای قطع می کند که به محل اتصال نزدیک بوده وبقیه رله ها به حال خود بز می گردد.

رله اتو رکلوزر :

انتقال انرژی همیشه در اثر برخورد دو سیم به هم یا سیم به زمین ، اتصالی بوجود نمی آید بلکه عامل بیشتر اتصال ها در اثر جرقه قوس الکتریکی می باشد . این قوس ممکن است بین سیم و زمین در طول مقره یا بین دو سیم زده شود و جرقه معمولا به علت نا مساعد بودن هوا که شامل برف و مه و طوفان و یا در اثر ازدیاد ولتاژ شبکه که شامل صاعقه یا قطع و وصل می باشد در کلید بوجود می آید ، چنین جرقه هایی اغلب با قطع آنی و کوتاه مدت فشار شبکه از بین رفته و خاموش می شود. برای پایداری شبکه از یک نوع کلید در مدارهای فشار قوی از ۲۰ کیلو ولت به بالا و معمولا بیشتر در شبکه های هوایی مورد استفاده قرار می گیرد چون اغلب اتصالی ها در شبکه هوایی رخ می دهد .

تعریف رکلوزر :

وسیله ای است که در زمان اتصال کوتاه یا اتصال گذرا خط را قطع ، مجددا به طور اتومات وصل کند و در مواقع اتصال دائم خط را قطع دائم می نماید .

اتصال گذرا شامل : ۱- پرنده ۲- گیر کردن شاخه درخت به سیم ۳- در اثر باد یا طوفان

اتصال دائم شامل : ۱- پارگی سیم ۲- کابل زدگی یا زخم شدن کابل ۳- یخ بستن

رله پاور سوئینگ :

برداشتن بار از شبکه باعث نوسان شدید که ناشی از تغییر بار شدید است می گردد و زمان آن بسیار کوتاه است و خط یک امپدانس شدید بوجود می آورد که ممکن است درداخل دایره رله حفاظتی دیستانس می باشد و در نتیجه رله عمل نماید برای جلوگیری از این کار یک مدار به عنوان پاورسوئینگ بلوکینگ اضافه می کنیم و از عملکرد بی مورد رله دیستانس جلوگیری می نماییم .

رله فیوز فیلور :

فیوز فیلور در خطوط ۱۳۲ کیلو ولت بکار می رود و طرز کار آن به این صورت است که چنانچه فیوز تغذیه ولتاژ رله دیستانس که در ثانویه ترانس ولتاژ قرار دارد عمل کند ، ولی لتصالی در شبکه وجود نداشته باشد فیوز فیلور عمل نموده باعث بلاک رله دییستانس می شود . زیرا می دانیم رله دیستانس براساس Z=U/ I کار می کند . سپس اگر ولتاژ قطع شود رله دیستانس به خطا عمل می نماید که در این حالت فیوز فیلور از این خطا جلوگیری می کند با عملکرد فیوز فیلور آلارم شاخص قرمز رنگی نشان داده می شود پس از وصل فیوز دکمه قرمز رنگ فیوز فیلور را ریست می کنیم .

رله اور کارنت دایرکشنال :

رله اورکارنت دایرکشنال که زمان روی آن تنظیم شده و بر طبق آن عمل می کند و کاربرد رله جریان زیاد دایرکشنال برای مواردی که اتصالی از یک طرف تغذیه می شود به کار می رود .

انواع رله جریان زیاد عبارتند از : ۱- زمان ثابت ۲- زمان معکوس ۳- آنی

۱- زمان ثابت : زمان عملکرد قابل تنظیم و به مقدار شدت ارتباط ندارد یا به عبارت دیگر رله ای است که در زمان معینی تنظیم می شود .

۲- زمان معکوس : زمان عملکرد نسبت عکس با شدت جریان دارد یا به عبارت دیگر هر چقدر شدت جریان زیادتر شود زمان قطع کمتر می شود .

۳- آنی : زمان عملکرد صفر است .

رله ارت فالت دایرکشنال :

رله ای است که مستقیما از اتصال زمین تغذیه می کند و در هنگامی که یک فاز یا دو فاز یا هر سه فاز به زمین وصل شود و جریان از آن بگذرد و به زمین برسد فورا رله آن را دیده و بوبین آن تحریک شده و فرمان قطع را صادر می کند و شاخص آن این عمل را نشان می دهد.

حفاظت از باسبارها :

حفاظت اصلی باسبارها توسط رله دیفرانسیل و حفاظت فرعی یا پشتیبانی آنها توسط رله های اورکارنت و ارت فالت می باشد .

رله دیفرانسیل :

رله دیفرانسیل بر اساس مقایسه جریان ها ( تراز جریانی ) کار می کند و به مقدار جریان بستگی ندارد و فقط اگر ضریب تبدیل بهم بخورد رله عمل می کند . رله دیفرانسیل برای حفاظت ترانس ، ژنراتور ، باسبار ، الکتروموتور بکار می رود.

مواردی که باعث عملکرد نا خواسته رله دیفرانسیل می شود :

الف : اشباع ترانس های جریان CT1 و CT2 در اثر عبور جریان اتصال کوتاه خارج از محدوده حفاظت باعث عملکرد رله می شود .

ب : وجود تپچنجر در ترانس قدرت .

ج : جریان ضربه ای در حفاظت ترانس قدرت .

بنابراین رله دیفرانسیل باید طوری ساخته شود که در موارد بالا از عملکرد آن جلوگیری شود .

الف – اشباع ترانس های جریان : در اثر عبور جریان زیاد ناشی از اتصال کوتاه خارج از محدوده ، حفاظت ترانس های جریان به ناحیه اشباع می رسد و بعلت عدم تطبیق منحنی های مغناطیسی آنها در ناحیه اشباع و در نتیجه خطای ترانس های جریان ، اختلاف جریانی بوجود می آید که می تواند باعث عملکرد نا خواسته رله شود .

ب – وجود تپچنجر در ترانس های قدرت : در اثر تغییر مراحل تپ چنجر در ترانس های قدرت چون نسبت تبدیل ترانس ها در زمان تعویض تپ تغییر می کند در نتیجه در نسبت جریان اولیه و ثانویه نیز تغییری بوجود می آورد که باعث عملکرد ناخواسته رله می شود . برای جلوگیری از عملکرد رله دیفرانسیل باید پایدار باشد.

ج – جریان ضربه ای : هنگام برقدار کردن ترانس ( در صورت باز بودن ثانویه ) یک جریان ضربه ای که مقدار آن به ۸ تا ۱۲ برابر جریان نامی می رسد از سیم پیچ اولیه عبور می کند که چون مقدار آن در سیم پیچ اولیه می باشد و جریان ثانویه صفر است رله دیفرانسیل به علت تفاوت جریان عمل خواهد کرد در صورتی که این جریان زیاد ، پس از چند میلی ثانیه کاهش می یابد و به جریان بی باری می رسد رله نباید در این حالت عمل نماید برای جلوگیری از عملکرد رله باید inrush Proof باشد .

دستگاه حفاظت و مراقبت روغن :

دستگاه هایی که جهت مراقبت روغن برای تعیین وتشخیص اتصال کوتاه در ترانس های روغنی روغنی بکار برده می شود عبارتند از : رله بوخهلتس و رله توی بر.

رله توی بر در درجه اول برای حفاظت ترانس در مقابل اضافه بار و درجه دوم برای حفاظت در مقابل اتصال کوتاه بکار می رود . لذا برای شناسایی اتصال در داخل ترانس بیشتر از رله بوخهلتس استفاده می شود

رله بوخهلتس :

رله بوخهلتس رله ای است که جهت حفاظت دستگاه هایی که توسط روغن خنک می شود بکار می رود . این رله در اثر تولید گاز یا هوا در داخل منبع روغنی یا پایین آمدن سطح روغن از حد مجاز ویا جریان شدید بیش از حد مجاز روغن به کار می افتد و در مرحله اول زنگ خطر را بکار می اندازد و سطح روغن اگر بیشتر افت کرد در مرحله دوم دستگاه را قطع می کند . در رله بوخهلتس از روغن بعنوان عایق کاری و خنک کننده استفاده می شود .

عواملی که سبب بکار انداختن رله بوخهلتس می شود :

۱- جرقه بین هسته و قسمت های مختلف ترانس .

۲- اتصال زمین بین حلقه های کلاف .

۳- قطع شدن یک فاز یا سوختن آن .

۴- چکه کردن روغن از تانک روغن ویا لوله های ارتباطی آن .

در مرحله اول که زنگ خطر بکار می افتد و آلارم می دهد اشکالات بوجود آمده عبارتند از :

۱- نقایص عایق کاری.

۲- خراب شدن عایق ورقه های هسته و پیچ اتصال ورق های هسته .

۳- کامل نبودن کنتاکتها در اتصالات الکتریکی .

۴- گرم شدن بیش از حد قسمتی از سیم پیچ و خراب شدن عایق ها به علت عبور جریان فوکو بیش از حد.

در مرحله دوم که دستگاه قطع خواهد شد و فرمان تریپ به ترانس داده خواهد شد اشکالات بوجود آمده عبارتند از :

۱- شکستن بوشینگ ها .

۲- اتصال کوتاه فاز به فاز .

۳- اتصال زمین .

۴- اتصال داخل سیم پیچ ها.

۵- اتصال تپ ها به یکدیگر .

۶- پایین آمدن سطح روغن در اثر سرد شدن روغن بیش از حد و کم بودن روغن یا نشتی روغن .

رله توی بر :

این رله نیز در حفاظت ترانس های روغنی بکار برده می شود در این رله نیز از حرکت روغن و ایجاد گاز استفاده شده است . همانطور که می دانیم ازدیاد درجه حرارت باعث انبساط روغن می شود و این روغن ضمن گذشتن از لوله رابط بین ترانس و ظرف انبساط رزرو به یک سوپاپ سنج ( دیافراگم ) برخورد می کند و در پشت سوپاپ فشار ایجاد می کند که این فشار توسط فشارسنج سنجیده می شود که در این فشار سنج چندین کنتاکت پیش بینی و نصب شده است به طوری که اگر ازدیاد فشار به طور آهسته انجام گیرد کنتاکت خبر دهنده بسته و باعث بستن مدار سیگنال خواهد شد و درصورتی که فشار سریعا ازدیاد یابد کنتاکت دیگری در فشار سنج موجب قطع فوری ترانس می شود. در مرحله اول در اثر بار زیاد ودر مرحله دوم اثر اتصا ل کوتاه ایجاد می شود.

رله اضافه بار

معمولا هر مصرف کننده الکتریکی دارای توان مشخص و نامی است که توسط سازنده تعیین می گردد. در صورتی که توان مصرفی یک مصرف کننده بیشتر از توان نامی آن باشد، اصطلاحا دچار اضافه بار یا Overload می شود. در این حالت دستگاه جریانی بیشتر از جریان نامی خود از شبکه میکشد که این امر Overloadباعث گرم شدن بیش از حد آن می شود. به عنوان نمونه در موتورهای آسنکرون که بیش از ۹۰ درصد موتورهای موجود در صنایع را تشکیل می دهند، بر طبق منحنی جریان – سرعت آن ها، چنانچه بر اثر اضافه بار مکانیکی دور موتور کاهش یابد، جریان استاتور افزایش یافته و حتی تا چند برابر جریان اسمی موتور نیز می رسد. از این رو شرایط اضافه بار برای موتورها بسیار خطرناک بوده و میتواند موجب گرم شدن بیش از حد سیم پیچ استاتور و روتور و در نتیجه سوختن آ نها شود.

BMEcenter.ir-N0426

تجهیزات مختلف مانند ژنراتورها، ترانسفورماتورها و به ویژه الکتروموتورها را معمولا توسط رله های Overload که در استاندارد ANSI با کد شماره ۴۹ مشخص می شود، حفاظت می کنند. حرارت ایجاد شده در تجهیزات به میزان جریان بستگی دارد و از طرفی هر چه جریان اضافه بار بیشتر باشد الکتروموتور زودتر آسیب میبیند. از این رو منحنی عملکرد جریان-زمان رله های Overload از نوع معکوس بوده تا در جریان های بیشتر زودتر عمل نموده و عملا از ایجاد گرمای زیاد در دستگاه جلوگیری شود. این منحنی عملکرد باید دارای مشخصات زیر باشد:

۱. جریان نامی دستگاه در قسمت سمت چپ خط مجانب عمودی این منحنی قرار گیرد زیرا در غیر اینصورت رله در شرایط کار عادی دستگاه نیز عمل خواهد کرد.

۲. در مورد الکتروموتورها، منحنی عملکرد مربوطه باید اجازه راه اندازی الکترو موتور را بدهد. یعنی زمان عملکرد رله براساس جریان راه اندازی الکتروموتور از زمان استارت موتور بیشتر باشد. به عنوان مثال چنانچه الکتروموتوری در هنگام راه اندازی ۶ برابر جریان نامی را برای مدت ۴ ثانیه از شبکه م یگیرد، در منحنی عملکرد رله حفاظتی، زمان معادل ۶ برابر جریان نامی از ۴ ثانیه بیشتر باشد. معمولاً رله های Overload به گونه ای انتخاب م یشوند که در جریانی حدود ۱۱۰ %جریان تنظیمی شروع به زمان گرفتن یا Pick Up کند. در موارد خاص که الکتروموتور دارای جریان استارت زیاد یا زمان را ه اندازی طولانی می باشد ممکن است از رله ها با منحنی های عملکرد خاص استفاده شود.

پاسخ بدهید

ایمیلتان منتشر نمیشودفیلدهای الزامی علامت دار شده اند *

*