انواع رله‌های حفاظتی برق یا رله‌های محافظ
تعریف رله حفاظتی
رله یک دستگاه خودکار است که وضعیت نامتعادل مدار الکتریکی را تشخیص می‌دهد و مسیرهای خود را بسته می‌کند. این مسیرها به نوبه خود مدار پرتاب کویل قطع کننده را تکمیل می‌کنند و باعث می‌شوند که قطع کننده عمل کرده و بخش معیوب مدار الکتریکی را از بخش سالم آن جدا کند.
حال برخی اصطلاحات مرتبط با رله‌های حفاظتی را بررسی کنیم.
سطح فعال‌سازی سیگنال:
مقدار کمیت فعال‌ساز (ولتاژ یا جریان) که بالای آن رله شروع به عمل می‌کند.
اگر مقدار کمیت فعال‌ساز افزایش یابد، تأثیر الکترومغناطیسی کویل رله افزایش می‌یابد و در بالای سطح خاصی از کمیت فعال‌ساز، مکانیسم متحرک رله شروع به حرکت می‌کند.
سطح بازنشانی:
مقدار جریان یا ولتاژ که زیر آن رله مسیرهای خود را باز می‌کند و به وضعیت اصلی خود بازمی‌گردد.
زمان عملکرد رله:
همچنین پس از تجاوز از سطح فعال‌سازی کمیت فعال‌ساز، مکانیسم متحرک (به عنوان مثال دیسک چرخان) رله شروع به حرکت می‌کند و در نهایت مسیرهای رله را در پایان سفر خود بسته می‌کند. زمانی که بین لحظه‌ای که کمیت فعال‌ساز بیش از سطح فعال‌سازی می‌شود تا لحظه‌ای که مسیرهای رله بسته می‌شوند می‌گذرد.
زمان بازنشانی رله:
زمانی که بین لحظه‌ای که کمیت فعال‌ساز کمتر از سطح بازنشانی می‌شود تا لحظه‌ای که مسیرهای رله به وضعیت عادی خود بازمی‌گردند می‌گذرد.
برداشت رله:
رله فاصله هرگاه فاصله مشاهده شده توسط رله کمتر از امپدانس پیش‌مشخص شده باشد عمل می‌کند. امپدانس فعال‌ساز در رله تابعی از فاصله در رله حفاظتی فاصله است. این امپدانس یا فاصله متناظر آن را برداشت رله می‌نامند.
رله‌های حفاظتی سیستم قدرت می‌توانند به انواع مختلفی تقسیم‌بندی شوند.
انواع رله‌ها
انواع رله‌های حفاظتی عموماً بر اساس ویژگی‌ها، منطق، پارامتر فعال‌ساز و مکانیسم عملکرد تقسیم‌بندی می‌شوند.
بر اساس مکانیسم عملکرد رله‌های حفاظتی می‌توانند به رله‌های الکترومغناطیسی، رله‌های ثابت و رله‌های مکانیکی تقسیم‌بندی شوند. در واقع رله چیزی نیست جز ترکیبی از یک یا چند مسیر باز یا بسته. این همه یا برخی از مسیرهای خاص رله وضعیت خود را وقتی که پارامترهای فعال‌ساز به رله اعمال می‌شوند تغییر می‌دهند. به این معنی که مسیرهای باز بسته می‌شوند و مسیرهای بسته باز می‌شوند. در رله الکترومغناطیسی، بستن و باز کردن مسیرهای رله با عمل الکترومغناطیسی یک سیلندر انجام می‌شود.
در رله مکانیکی، بستن و باز کردن مسیرهای رله با جابجایی مکانیکی سیستم مختلف سطوح دندانه‌ای انجام می‌شود.
در رله ثابت این کار عمدتاً با کلیدهای نیمه‌رسانا مثل تایریستور انجام می‌شود. در رله دیجیتال وضعیت روشن و خاموش می‌تواند به عنوان حالت ۱ و ۰ اشاره شود.
بر اساس ویژگی‌ها رله‌های حفاظتی می‌توانند به دسته‌های زیر تقسیم‌بندی شوند:
رله‌های زمان‌دار قطعی
رله‌های زمان‌دار معکوس با زمان حداقل قطعی (IDMT)
رله‌های فوری.
IDMT با فوری.
ویژگی مرحله‌ای.
سوئیچ‌های برنامه‌ریزی شده.
رله جریان بیش از حد با محدودیت ولتاژ.
بر اساس منطق رله‌های حفاظتی می‌توانند به دسته‌های زیر تقسیم‌بندی شوند-
تفاوتی.
ناتعادل.
جابجایی نیوترال.
جهت‌دار.
خطای زمینی محدود.
بیش از حد مغناطیسی.
طرح‌های فاصله.
حفاظت از خطوط مادر.
رله‌های قدرت معکوس.
افت تحریک.
رله‌های دنباله فاز منفی و غیره.
بر اساس پارامتر فعال‌ساز رله‌های حفاظتی می‌توانند به دسته‌های زیر تقسیم‌بندی شوند-
رله‌های جریان.
رله‌های ولتاژ.
رله‌های فرکانس.
رله‌های قدرت و غیره.
بر اساس کاربرد رله‌های حفاظتی می‌توانند به دسته‌های زیر تقسیم‌بندی شوند-
رله اصلی.
رله پشتیبان.
رله اصلی یا رله حفاظت اصلی اولین خط حفاظت سیستم قدرت است در حالی که رله پشتیبان تنها زمانی که رله اصلی در طول خطا عمل نکند عمل می‌کند. بنابراین رله پشتیبان در عمل کندتر از رله اصلی است. هر رله ممکن است به دلایل زیر عمل نکند،
خود رله حفاظتی دارای عیب است.
منبع ولتاژ DC برای رله در دسترس نیست.
مدار قطع از پنل رله به قطع کننده مدار قطع شده است.
کویل قطع در قطع کننده مدار قطع یا دارای عیب است.
سیگنال‌های جریان یا ولتاژ از انتقال‌دهنده‌های جریان (CTs) یا انتقال‌دهنده‌های ولتاژ (PTs) در دسترس نیستند.
چون رله پشتیبان تنها زمانی که رله اصلی عمل نکند عمل می‌کند، رله حفاظت پشتیبان نباید هیچ چیز مشترکی با رله حفاظت اصلی داشته باشد.
برخی نمونه‌های رله مکانیکی عبارتند از:
حرارتی
قطع بر اساس دما (Oil Temperature Trip)
قطع بر اساس دمای سیم‌پیچ (Winding Temperature Trip)
قطع بر اساس دمای لagers و غیره.
نوع شناور
بوخولتز
OSR
PRV
کنترل‌های سطح آب و غیره.
سوئیچ‌های فشار.
قفل‌های مکانیکی.
رله اختلاف قطب.
فهرست رله‌های حفاظتی مختلف که برای حفاظت از تجهیزات مختلف سیستم قدرت استفاده می‌شوند
حال نگاهی به رله‌های حفاظتی مختلفی که در طرح‌های حفاظتی تجهیزات مختلف سیستم قدرت استفاده می‌شوند بیندازیم.
