رله های حفاظتی جریانی تابلوهای ۲۰ کیلو ولت
رله‌های حفاظتی جریانی در تابلوهای ۲۰ کیلوولت نقش بسیار مهمی در حفاظت از تجهیزات و شبکه دارند. این رله‌ها جریان عبوری از شبکه را پایش کرده و در صورت بروز شرایط غیرعادی مانند جریان‌های اضافه، اتصال کوتاه یا خطای زمین، فرمان قطع مدار را به کلیدها (CB – Circuit Breaker) صادر می‌کنند.
رله‌های حفاظتی جریانی پرکاربرد در تابلوهای ۲۰ کیلوولت:
رله جریان زیاد(Overcurrent Relay – OCR):
تشخیص جریان‌های بالاتر از حد مجاز.
معمولاً دارای دو نوع تنظیم
لحظه‌ای (Instantaneous) برای تشخیص اتصال کوتاه سریع.
تاخیری زمانی (Time-Delay) برای اضافه‌بار.
رله اتصال کوتاه (Short-Circuit Relay):
معمولاً زیرمجموعه‌ای از OCR است با زمان عملکرد سریع برای حفاظت از تجهیزات در برابر اتصال کوتاه.
رله زمین (Earth Fault Relay – EFR):
تشخیص نشت جریان به زمین
در شبکه‌های با نقطه نوترال ایزوله یا با مقاومت زمین‌شده بسیار کاربرد دارد
رله دیفرانسیل (Differential Relay)
معمولاً در ترانسفورماتورها یا باس‌بارها به کار می‌رود
جریان ورودی و خروجی را مقایسه می‌کند، اگر تفاوت غیرمجاز باشد، فرمان قطع می‌دهد
رله حفاظت در برابر اضافه بار (Overload Relay):
برای حفاظت ترانسفورماتور یا کابل در برابر جریان‌های زیاد در بازه زمانی بلندمدت
اجزای مرتبط با رله‌ها در تابلوهای 20kV:
CT (ترانسفورماتور جریان): برای اندازه‌گیری جریان و تغذیه رله‌ها.
کنتاکت کمکی (Auxiliary Contact): برای فرمان قطع یا آلارم.
کلید قدرت (Breaker): قطع جریان در صورت دریافت فرمان از رله.
سیستم مانیتورینگ و SCADA: برای مشاهده و کنترل از راه دور.
نوشته های مشابه
جدول تنظیمات پیشنهادی رله‌های حفاظتی در تابلو ۲۰ کیلوولت
| نوع رله | محدوده عملکرد نمونه | زمان عملکرد نمونه | توضیحات تکمیلی |
| رله جریان زیاد (OCR) | ۱۱۰% تا ۱۵۰% جریان نامی | ۰.۲ – ۱ ثانیه | تنظیم بر اساس ظرفیت کابل و ترانس |
| رله لحظه‌ای (Inst.) | ۴۰۰% – ۸۰۰% جریان نامی | بدون تاخیر (۰ sec) | برای تشخیص اتصال کوتاه شدید |
| رله زمین (EFR) | ۲۰% – ۶۰% جریان نامی CT زمین | ۰.۱ – ۰.۵ ثانیه | معمولاً حساسیت بالا برای خطای زمین |
| رله دیفرانسیل (Diff.) | تفاوت جریان > 15% | ۰.۰۵ – ۰.۲ ثانیه | حفاظت از ترانس یا باس‌بار |
| رله اضافه بار | ۱۰۵% – ۱۲۰% جریان نامی | ۵ – ۳۰ ثانیه | برای جلوگیری از آسیب طولانی مدت |
برای اینکه بتوانبم تنظیمات دقیق‌تری برای رله‌های حفاظتی در تابلو ۲۰ کیلوولت بدست بیاوریم، بایستی مقادیر زیر را در دست داشت:
- جریان نامی ترانسفورماتور یا فیدر (بر حسب آمپر یا kVA)
- نوع شبکه زمین شده یا ایزوله؟
- ظرفیت کابل و طول کابل
- نوع بار متصل به شبکه: (مثلاً: موتور، ترانس، مصرف صنعتی، روشنایی، ترکیبی و…)
- نوع CTهای نصب‌شده و نسبت آن‌ها
- نوع کلید قدرت (Breaker): خلاء (VCB) یا SF6
- نوع رله حفاظتی مورد استفاده
رله های حفاظتی ولتاژی تابلوهای ۲۰ کیلوولت
رله‌های حفاظتی ولتاژی در تابلوهای ۲۰ کیلوولت، وظیفه حفاظت تجهیزات را در برابر نوسانات غیرمجاز ولتاژ دارند؛ این رله‌ها بر اساس مقادیر ولتاژ اندازه‌گیری‌شده توسط VT (Voltage Transformer) یا PT (Potential Transformer)، تصمیم‌گیری می‌کنند و در صورت بروز افت یا افزایش ولتاژ، یا نوسانات دیگر، فرمان قطع صادر می‌کنند.
انواع رله‌های حفاظتی ولتاژی در تابلو ۲۰ کیلوولت
| نوع رله | کاربرد اصلی | توضیحات |
| رله اضافه ولتاژ (Overvoltage – 59) | حفاظت در برابر افزایش ولتاژ نسبت به حد مجاز | معمولاً به هنگام بی‌باری یا خطاهای تنظیم ولتاژ ترانس |
| رله کم‌ولتاژ (Undervoltage – 27) | حفاظت در برابر افت ولتاژ | در هنگام ایجاد مشکل در منبع تغذیه یا بروز بار بیش از حد |
| رله ولتاژ صفر (Zero Voltage) | تشخیص قطع ولتاژ کامل | برای ارسال فرمان قطع یا سوییچینگ ایمنی |
| رله دنباله ولتاژ معکوس (Reverse Phase Sequence) | حفاظت در برابر اشتباه در فازبندی | در شبکه‌های سه‌فاز کاربرد دارد، مخصوصاً برای موتورها |
| رله نامتعادلی ولتاژ (Voltage Unbalance – 47) | تشخیص اختلاف زیاد بین فازها | مهم برای حفاظت ترانس‌ها و موتورها |
| رله فرکانس (Over/Under Frequency – 81) | در صورت اتصال به ژنراتور یا شبکه ناپایدار | اغلب در شبکه‌های با منابع تغذیه خاص استفاده می‌شود
|
تجهیزات مرتبط با رله‌های ولتاژی:
ترانس ولتاژ: کاهش ولتاژ برای تغذیه ورودی رله
سیستم اندازه‌گیری ولتاژ ۳ فاز: برای عملکرد دقیق‌تر و حفاظت از کل شبکه
رله دیجیتال یا میکروپروسسوری: مدل‌هایی مانند Micom, Sepam, Siprotec می‌توانند چندین نوع حفاظت ولتاژی را در یک دستگاه ترکیب کنند
تنظیمات نمونه (بسته به طراحی شبکه):
| نوع رله | حد تنظیم نمونه (بر اساس V نامی) | زمان عملکرد نمونه |
| Overvoltage (59) | ۱۱۰% – ۱۱۵% | ۰.۲ – ۰.۵ ثانیه |
| Undervoltage (27) | ۸۵% – ۹۰% | ۰.۲ – ۰.۵ ثانیه |
| Unbalance (47) | ۵% – ۱۵% تفاوت بین فازها | ۰.۵ – ۲ ثانیه |
تفاوت رله های حفاظتی جریانی و ولتاژی تابلو های ۲۰ کیلو ولت
| ویژگی | رله‌های جریانی (Current Relays) | رله‌های ولتاژی (Voltage Relays) |
| معیار عملکرد | جریان عبوری از مدار | ولتاژ اندازه‌گیری‌شده در مدار |
| تجهیز اندازه‌گیری | CT (Current Transformer – ترانس جریان) | VT یا PT (Voltage Transformer) |
| تشخیص چه نوع خطاهایی؟ | اتصال کوتاه، اضافه‌بار، خطای زمین | افزایش یا کاهش ولتاژ، عدم تعادل، فاز معکوس |
| پاسخ‌دهی به… | عبور جریان بالا یا نشت جریان | نوسان یا قطع ولتاژ |
| کاربرد اصلی | حفاظت از کابل، ترانس، باس‌بار و مصرف‌کننده‌ها | پایداری شبکه، کنترل ولتاژ، حفاظت در بی‌باری |
| کد استاندارد ANSI | ۵۰, ۵۱, 50N, 87, 49 | ۲۷, ۵۹, ۴۷, ۸۱, 47R |
| عملکرد لحظه‌ای؟ | بله، در رله لحظه‌ای (۵۰) | نه، معمولاً با تاخیر |
| حساس به جهت جریان؟ | در برخی مدل‌ها بله (directional) | نه (مقدار ولتاژ صرفاً سنجیده می‌شود) |
نکته:
- اگر در یک فیدر، اتصال کوتاه اتفاق بیفته → رله جریانی (۵۰/۵۱) وارد عمل می‌شه
- اگر در شبکه ولتاژ بیافته (مثلاً ولتاژ به 16kV برسه) → رله کم‌ولتاژ (۲۷) وارد عمل می‌شه
| تفاوت اصلی |
| جریانی‌ها برای تشخیص جریان‌های غیرمجاز (اتصال کوتاه، اضافه‌بار) هستند. |
| ولتاژی‌ها برای تشخیص نوسانات یا خطاهای ولتاژ شبکه به کار میروند تفاوت مهندسی بین رله‌های حفاظتی جریانی و ولتاژی در تابلوهای ۲۰kV |
مبنای عملکرد (Operating Principle)
| رله جریانی | رله ولتاژی |
| بر اساس اندازه‌گیری جریان عبوری از مدار عمل می‌کند. | بر اساس اندازه‌گیری سطح ولتاژ شبکه یا تجهیز عمل می‌کند . |
مثال:در صورت وقوع اتصال کوتاه، جریان به شدت افزایش می‌یابد (مثلاً ۱۰ برابر جریان نامی). رله جریانی (مثل ۵۰ یا ۵۱) این افزایش را تشخیص می‌دهد
نوع خطاهای قابل شناسایی
| رله جریانی | رله ولتاژی |
| اتصال کوتاه (LL, LG, LLG, LLLG) | افت یا افزایش غیرمجاز ولتاژ (Undervoltage, Overvoltage) |
| اضافه‌بار (Overload) | فاز معکوس (Reverse Phase Sequence) |
| خطای زمین (Earth Fault) | نامتعادلی ولتاژ (Voltage Unbalance) |
| جریان نشتی زمین (Sensitive Earth Fault, SEF) | قطع کامل فاز یا شبکه (Loss of Voltage) |
منابع اندازه‌گیری (Sensing Devices)
| رله جریانی | رله ولتاژی |
| به ترانس‌های جریان (CT) متصل است. | به ترانس‌های ولتاژ (VT/PT) متصل است . |
نکته مهندسی: CTها باید متناسب با جریان نامی تجهیز انتخاب شوند (مثلاً CT 400/5A). VTها هم معمولاً برای نسبت‌هایی مثل ۲۰۰۰۰/√۳ به ۱۱۰/√۳ ولت طراحی می‌شن.
منطق عملکرد (Logic Behavior)
- رله‌های جریانی معمولاً دارای عملکرد تایم-کرانچ شده (Inverse Time / Definite Time) هستند:
- زمان عملکرد با نسبت جریان به جریان تنظیم‌شده (I/Is) تابع دارد.
- تابع زمان اغلب استانداردهایی مثل IEC 60255 را دنبال می‌کند (مثلاً IDMT curves).
- رله‌های ولتاژی بیشتر دارای حد ولتاژ ثابت با تاخیر زمانی مشخص هستند:
- به عنوان مثال، اگر ولتاژ به زیر ۸۵% Vn برسد و این حالت بیش از ۰.۵ ثانیه ادامه یابد → فرمان قطع صادر می‌شود.
- اهداف حفاظتی (Protection Objective)
| رله جریانی | رله ولتاژی |
| حفاظت از تجهیزات در برابر جریان‌های زیاد مثل کابل، باس‌بار، ترانس، موتور | پایداری ولتاژ سیستم و جلوگیری از وارد آمدن تنش ولتاژی به تجهیزات |
| ایزولاسیون سریع خطا برای جلوگیری از پخش جریان خطا | حفظ کیفیت توان (Power Quality) و هماهنگی با تجهیزات حساس |
جمع‌بندی مهندسی:
| رله جریانی | رله ولتاژی |
| واکنش به افزایش جریان | واکنش به نوسان/افت/افزایش ولتاژ |
| نیازمند CT | نیازمند VT |
| مناسب برای تشخیص اتصال کوتاه و اضافه‌بار | مناسب برای کیفیت توان و حفاظت از تجهیزات ولتاژ حساس |
| نقش کلیدی در زمان‌بندی حفاظتی | نقش مکمل در حفاظت عمومی و شرایط ناپایدار |
جهت مشاوره خرید و استعلام قیمت، نصب و راه اندازی، راهنمایی، گارانتی و مشخصات فنی با کارشناسان دیزل صنعت تماس بگیرید. (۳۳۳۵۹۸۱۸ – ۰۴۱ )
