رله حفاظت خوراک

تعریف رله حفاظت خط تغذیه

رله حفاظت خط تغذیه به عنوان دستگاهی تعریف می‌شود که خطوط تغذیه سیستم برق را از خرابی‌هایی مانند شورت و بار زیاد محافظت می‌کند.

این رله مقاومت (Z) خط تغذیه را با استفاده از ورودی‌های ولتاژ (V) و جریان (I) از ترانسفورماتور پتانسیل (PT) و ترانسفورماتور جریان (CT) اندازه‌گیری می‌کند. مقاومت با تقسیم ولتاژ بر جریان محاسبه می‌شود: Z = V/I.

رله مقاومت اندازه‌گیری شده را با یک مقدار پیش‌تعیین‌شده که نمایانگر بالاترین مقاومت مجاز برای عملکرد عادی است، مقایسه می‌کند. اگر مقاومت اندازه‌گیری شده کمتر باشد، به معنای وجود خرابی است و رله سیگنال قطع را به برش‌کننده مدار ارسال می‌کند تا آن را جدا کند. رله می‌تواند پارامترهای خرابی مانند جریان خرابی، ولتاژ، مقاومت، واکنش و فاصله خرابی را روی صفحه نمایش خود نشان دهد.

فاصله خرابی فاصله از رله تا محل خرابی است که با ضرب مقاومت اندازه‌گیری شده در مقاومت خط به ازای هر کیلومتر برآورد می‌شود. به عنوان مثال، اگر مقاومت اندازه‌گیری شده ۱۰ اهم و مقاومت خط به ازای هر کیلومتر ۰.۴ اهم/کیلومتر باشد، فاصله خرابی ۱۰ × ۰.۴ = ۴ کیلومتر است. داشتن این اطلاعات کمک می‌کند تا خرابی را سریعاً پیدا و تعمیر کنیم.

رله حفاظت فاصله

مقاومت را اندازه‌گیری می‌کند تا خرابی‌ها را تشخیص دهد و سیگنال قطع را برای جدا کردن بخش خراب ارسال می‌کند.

ویژگی چهارضلعی

رله‌های حفاظت فاصله می‌توانند ویژگی‌های عملکردی مختلفی داشته باشند، از جمله دایره‌ای، مهو، چهارضلعی یا چندضلعی. ویژگی چهارضلعی به دلیل انعطاف‌پذیری و دقت در تنظیم مناطق حفاظتی در رله‌های عددی مدرن محبوب است.

ویژگی چهارضلعی یک نمودار به شکل متوازی‌الاضلاع است که منطقه حفاظت رله را تعریف می‌کند. نمودار چهار محور دارد: مقاومت جلو (R F)، مقاومت عقب (R B)، واکنش جلو (X F) و واکنش عقب (X B). نمودار همچنین زاویه‌ای به نام زاویه مشخصه رله (RCA) دارد که شکل متوازی‌الاضلاع را تعیین می‌کند.

ویژگی چهارضلعی می‌تواند با استفاده از مراحل زیر رسم شود:

• مقدار R F را روی محور X مثبت و مقدار R B را روی محور X منفی تنظیم کنید.

• مقدار X F را روی محور Y مثبت و مقدار X B را روی محور Y منفی تنظیم کنید.

• خطی از R F به X F با شیب RCA رسم کنید.

• خطی از R B به X B با شیب RCA رسم کنید.

• متوازی‌الاضلاع را با اتصال R F به R B و X F به X B کامل کنید.

منطقه حفاظت داخل متوازی‌الاضلاع است که به این معناست که اگر مقاومت اندازه‌گیری شده در این منطقه قرار گیرد، رله قطع خواهد شد. ویژگی چهارضلعی می‌تواند چهار چهارم عملکرد را پوشش دهد:

• چهارم اول (مقادیر R و X مثبت): این چهارم نشان‌دهنده بار القایی و خرابی جلو از رله است.

• چهارم دوم (R منفی و X مثبت): این چهارم نشان‌دهنده بار ظرفیتی و خرابی عقب از رله است.

• چهارم سوم (مقادیر R و X منفی): این چهارم نشان‌دهنده بار القایی و خرابی عقب از رله است.

• چهارم چهارم (R مثبت و X منفی): این چهارم نشان‌دهنده بار ظرفیتی و خرابی جلو از رله است.

مناطق عملکرد

رله‌های حفاظت فاصله مناطق عملکرد مختلفی دارند که توسط تنظیمات مقاومت و تأخیر زمانی تعریف می‌شوند. این مناطق با رله‌های دیگر هماهنگ شده تا حفاظت پشتیبان برای خطوط تغذیه مجاور ارائه دهند.

مناطق عملکرد معمول برای یک رله حفاظت فاصله عبارتند از:

• منطقه ۱: این منطقه ۸۰٪ تا ۹۰٪ طول خط تغذیه را پوشش می‌دهد و تأخیر زمانی ندارد. این منطقه حفاظت اصلی برای خرابی‌های درون این منطقه ارائه می‌دهد و به طور فوری قطع می‌شود.

• منطقه ۲: این منطقه ۱۰۰٪ تا ۱۲۰٪ طول خط تغذیه را پوشش می‌دهد و تأخیر زمانی کوتاهی (معمولاً ۰.۳ تا ۰.۵ ثانیه) دارد. این منطقه حفاظت پشتیبان برای خرابی‌های فراتر از منطقه ۱ یا در خطوط تغذیه مجاور ارائه می‌دهد.

• منطقه ۳: این منطقه ۱۲۰٪ تا ۱۵۰٪ طول خط تغذیه را پوشش می‌دهد و تأخیر زمانی طولانی‌تری (معمولاً ۱ تا ۲ ثانیه) دارد. این منطقه حفاظت پشتیبان برای خرابی‌های فراتر از منطقه ۲ یا در خطوط تغذیه دور ارائه می‌دهد.

• برخی رله‌ها ممکن است مناطق اضافی مانند منطقه ۴ برای نفوذ بار یا منطقه ۵ برای خرابی‌های فراتر از حد داشته باشند.

معیارهای انتخاب

• رله‌های عددی را به جای رله‌های الکترومکانیک یا ایستا برای عملکرد بهتر، قابلیت‌های بیشتر، انعطاف‌پذیری و تشخیص انتخاب کنید.

• رله‌های حفاظت فاصله را برای خطوط تغذیه طولانی یا پیچیده به جای رله‌های حفاظت جریان یا دیفرانسیل انتخاب کنید.

• ویژگی چهارضلعی را به جای ویژگی‌های دایره‌ای یا مهو برای دقت و انعطاف‌پذیری بیشتر انتخاب کنید.

• ورودی‌های سنسور آنالوگ با انرژی کم را به جای ورودی‌های جریان/ولتاژ معمولی برای کاهش اندازه، وزن و خطرات ایمنی انتخاب کنید.

• رله‌های تشخیص آتش‌سوزی قوسی را به جای رله‌های معمولی برای قطع سریع‌تر و ایمنی شخصی انتخاب کنید.

نتیجه‌گیری

رله‌های حفاظت خط تغذیه دستگاه‌های مهمی هستند که خطوط تغذیه سیستم برق را از انواع مختلف خرابی‌ها محافظت می‌کنند. آن‌ها می‌توانند قابلیت اطمینان، امنیت و کارایی سیستم برق را با تشخیص و جدا کردن سریع خرابی‌ها، جلوگیری از خسارت به تجهیزات و کاهش قطع برق بهبود بخشند.

یکی از رایج‌ترین انواع رله‌های حفاظت خط تغذیه، رله حفاظت فاصله است که مقاومت خط تغذیه را با استفاده از ورودی‌های ولتاژ و جریان از ترانسفورماتور پتانسیل و ترانسفورماتور جریان اندازه‌گیری می‌کند. این رله مقاومت اندازه‌گیری شده را با یک مقدار پیش‌تعیین‌شده که نمایانگر بالاترین مقاومت مجاز برای عملکرد عادی است، مقایسه می‌کند. اگر مقاومت اندازه‌گیری شده کمتر از مقدار تنظیم شده باشد، به معنای وجود خرابی در خط تغذیه است و رله سیگنال قطع را به برش‌کننده مدار ارسال می‌کند تا خرابی را جدا کند.

رله حفاظت فاصله می‌تواند ویژگی‌های عملکردی مختلفی داشته باشد، مانند دایره‌ای، مهو، چهارضلعی یا چندضلعی. ویژگی چهارضلعی یک گزینه محبوب برای رله‌های عددی مدرن است زیرا انعطاف‌پذیری و دقت بیشتری در تنظیم مناطق حفاظتی ارائه می‌دهد.

ویژگی چهارضلعی یک نمودار به شکل متوازی‌الاضلاع است که منطقه حفاظت رله را تعریف می‌کند. نمودار چهار محور دارد: مقاومت جلو (R F)، مقاومت عقب (R B)، واکنش جلو (X F) و واکنش عقب (X B). نمودار همچنین زاویه‌ای به نام زاویه مشخصه رله (RCA) دارد که شکل متوازی‌الاضلاع را تعیین می‌کند.