شرح رله‌های حفاظتی پست‌ها و خطوط فوق توزیع

 

رله نوعی کلید الکتریکی سریع یا بی‌درنگ است که با هدایت یک مدار الکتریکی دیگر باز و بسته می‌شود. روش کنترل باز و بسته شدن این کلید الکتریکی به صورتهای مختلف مکانیکی، حرارتی، مغناطیسی، الکترو استاتیک و... می‌باشد. رله را ژوزف هانری در سال ۱۸۳۵ میلادی اختراع کرد.

از آنجا که رله می‌تواند جریانی قوی‌تر از جریان ورودی را هدایت کند، به معنی وسیع‌تر می‌توان آن را نوعی تقویت کننده نیز دانست.

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.

در ادامه به معرفی رله های حفاظتی پستها و خطوط فوق توزیع پرداخته می شود.

ردیف 

نام فارسی و لایتن رله‌های حفاظتی

كداستاندارد

ANSI

توضیح مختصر نحوه عملكرد

1

رله راه‌انداز تأخیری و یا رله وصل كننده

TIME DELAY STARTING OR

CLOSING RELAY

2

یكی از رله‌های كمكی بوده كه با تأخیر عمل كرده و باعث ارسال فرمان وصل دیگر رله‌ها می‌شود.

2

رله اینترلاك

CHECKING OR INTERLOCKING RELAY

3

این رله شرایط لازم جهت تغییر وضعیت كلید را كنترل نموده در صورت برقراری شرایط، دیژنكتور یا سكسیونر قادر به تغییر وضعیت خواهد بود.

3

كنتاكتور اصلی

MASTER CONTACTOR

4

این كنتاكتور در مدار اصی قرار داشته و دارای بالاترین توان قطع و وصل در مدار می‌باشد.

4

رله دیستانس (فاصله‌یاب)

DISTANCE RELAY

21

این رله با اندازه‌گیری مقدار امپدانس دیده شده در شبكه در صورت كاهش آن از میزان تنظیمی (در زمان بروز خطای فازها) عمل می‌كند.

5

رله دیستانس (فاصله‌یاب)

DISTANCE RELAY

N21

این رله با اندازه‌گیری مقدار امپدانس دیده شده در شبكه در صورت كاهش آن از میزان تنظیمی (در زمان بروز خطای فاز و زمین) عمل می‌كند.

6

رله افزایش شار مغناطیسی

OVER FLUX RELAY

24

بر اثر افزایش بیش از حد شار مغناطیسی ترانسفورماتور ناشی از افزایش ولتاژ و تغییر سریع فركانس عمل می‌نماید.

7

رله چك كننده حالت سنكرون

SYNCHRONIZING CHECK RELAY

25

این رله در صورت برقراری شرایط سنكرون در دو طرف یك كلید قدرت امكان وصل آن را فراهم می‌سازد.

8

رله افزایش درجه حرارت روغن

OIL TEMPERATURE RELAY

26

هرگاه درجه حرارت روغن ترانسفورماتور از حد تنظیم شده فراتر رود عمل می‌كند.

9

رله كاهش ولتاژ

UNDER VOLTAGE RELAY

27

در صورت كاهش ولتاژ بیش از حد تنظیمی عمل می‌نماید.

10

رله خبری

ANNUNCLATOR RELAY

30

این رله در صورت دریافت سیگنال با روشن شدن لامپ آن بصورت چشمك زدن عملكرد و یا تغییر یك وضعیت را اعلام می‌نماید.

11

رله جهت دار قدرتی

DIRECTIONAL POWER RELAY

32

این رله جهت عبور توان را كنترل نموده و در صورت مغایرت آن با جهت موردنظر عمل می‌نماید.

12

رله كاهش توان یا جریان

UNDER CURRENT OR UNDER POWER RELAY

37

در صورت كاهش مقدار جریان یا توان از حد تنظیم شده عمل می‌نماید.

13

رله مؤلفه منفی جریان

REVERSE PHASE OR PHASE BALANCE CURRENT RELAY

46

در صورت جابجا شدن فازها و یا ایجاد نامتعادلی جریان بین فازها و بوجود آمدن مؤلفه منفی عمل می‌كند.

14

رله حرارتی ترانسفورماتور

TRANSFORMER THERMAL RELAY

49

در صورت افزایش درجه حرارت ترانس به بیش از حد تنظیمی عمل می‌نماید.

15

رله افزایش درجه حرارت سیم پیچ

WINDING TEMPERATURE RELAY

49

هرگاه درجه حرارت سیم پیچ ترانسفورماتور از حد تنظیم شده فراتر رود عمل می‌كند.

16

رله جریان زیاد لحظه‌ای

INSTANTANEOUS OVER CURRENT RELAY

50

این رله در صورت بروز اتصالی‌های شدید در تجهیزات شبكه به صورت آنی عمل می‌نماید.

17

رله اتصال زمین لحظه‌ای

INSTANTANEOUS EARTH FAULT RELAY

N50

در صورت بروز اتصالی‌های فاز با زمینش دید در تجهیزات شبكه به صورت آنی عمل می‌نماید.

18

رله جریان زیاد تأخیری

TIME DELAY OVERCURRENT RELAY

51

در صورت بروز اتصالی فازها در شبكه با تأخیر زمانی لازم و هماهنگ شده با سایر رله‌های حفاظتی عمل می‌نماید.

19

رله اتصال زمین تأخیری

TME DELAY EARTH FAULT RELAY

N51

در صورت بروز اتصالی فاز با زمین در شبكه با تأخیر زمانی لازم و همانگ شده با سایر رله‌های حفاظتی عمل می‌نماید.

20

رله اتصال زمین حساس

SENSITIVE EARTH FAULT RELAY

N51

این رله نسبت به جریان‌هی اتصال زمین كم، حساس می‌باشد.

21

رله اتصال زمین پشتیبان

STANDBY EARTH FAULT RELAY

N51

مشابه ردیف 19 ولی با تأخیر زمانی بیشتر به صورت پشتیبان عمل می‌كند.

22

كلید قطع كننده مدار متناوب

A.C. CIRCULT BREAKER

52

كلید قرار گرفته در مدارات AC برای قطع زیربار

23

رله ضریب قدرت

POWER FACTOR RELAY

55

این رله با تغییر ضریب قدرت از حد تنظیم شده عمل می‌نماید.

24

رله اضافه ولتاژ

OVER VOLTAGE RELAY

59

در صورت افزایش ولتاژ به بیش از حد تنظیمی عمل می‌نماید.

25

رله نامتعادلی ولتاژها و یا جریان‌ها

VOLTAGE OR CURRENT UNBALANCE RALAY

60

این رله در صورت نامتعادل شدن ولتاژها یا جریان‌ها عمل می‌نماید.

26

رله عملكرد فیوز

FUSE FAILURE RELAY

60

هرگاه در مد ار ثانویه ترانسفورماتورهای ولتاژ اشكالی بوجود آمده و باعث قطع كلید ـ فیوز گردد، این رله عمل می‌نماید.

27

رله بوخهولتز

BUCHHOLTZ RELAY

63

این رله در زمانی كه در داخل ترانسفورماتور گاز ایجاد شده یا چرخش سریع روغن بوجود آید عمل می‌كند.

28

رله دریچه انفجار

PRESSURE RELIEF RELAY

D62

این رله در زمانی كه فشار داخل تانك اصلی ترانسفورماتور از حد تعیین شده تجاوز نماید عملكرد دارد.

29

رله اتصال زمین محدوده

RESTRICTED EARTH FAULT

64

N87

این رله در زمانی كه در محدوده كار رله اتصال زمین به وجود آید، عمل می‌كند.

30

رله حفاظتی اتصال زمین (ولتاژ باقیمانده)

(RESIDUAL VOLTAGE) EARTH FAULT RELAY

64

این رله در صورت ایجاد ولتاژی بیش از حد تنظیمی در نوترال ترانسفورماتور یا ژنراتور عمل می‌كند.

31

رله اضافه جریان جهت‌دار

DIRECTIONAL OVER CURRENT RELAY

67

در صورت بروز اتصالی فازها در جهت دید رله مطابق تنظیمات رله عمل خواهد كرد.

32

رله اتصال زمین جهت‌دار

DIRECTIONAL EARTH FAULT RELAY

C67

در صورت بروز اتصالی فاز با زمین در جهت دید رله عمل خواهد كرد.

33

رله بلوك (مسدود) كننده

BLOCKING RELAY

68

این رله در صورت تحریك، یك یا چند عملكرد را بلوكه (مسدود) خواهد نمود.

34

رله سطح روغن

OIL LEVEL RELAY

71

هرگاه سطح روغن ترانسفورماتور به هر دلیل از حد تنظیمی افزایش یا كاهش یابد، عمل می‌كند.

35

رله آلارم

ALARM RELAY

74

تحریك این رله منجر به برقراری آلارم خواهد شد.

36

رله كنترل مدار قطع دیژنكتور

TRIP CIRCUIT SUPERVISION RELAY

74

هرگاه در مدار كنترل قطع و وصل دیژنكتور اشكالی بوجود آید، عمل می‌كند.

37

رله جریان زیاد (DC)

D.C. OVER CURRENT RELAY

76

در صورت افزایش جریان DC به بیش از حد تنظیمی، این رله عمل خواهد كرد.

38

رله عمل كننده با سیگنال رله پروتكشن

TELEPROTECTION OPERATING RELAY

77

رله مشخص كننده عمل سیتسم تله پروتكشن

39

رله اندازه‌گیری زاویه فاز

PHASE ANGLE MEASURING RELAY

78

این رله زاویه فاز بین دو پارامتر را اندازه‌گیری و در صورت خارج بودن از محدوده تنظیمی عمل خواهد كرد.

40

رله وصل مجدد

RECLOSING RELAY

79

این رله در صورت قطع خودكار فیدر ناشی از خطاهای مجاز به وصل مجدد، عمل می‌كند.

41

رله فركانسی

FREQUENCY RELAY

81

در صورت تغییر فركانس شبكه از حد مجاز عمل می‌نماید.

42

رله انتخاب كننده (كنترل اتوماتیك)

یا انتقال دهنده عمل كنترل

AUTOMATIC SELECTIVE RELAY TRANSFER OR CONTROL

83

با تحریك این رله و بسته به شرایط پیش‌بینی شده یكی از دو وضعیت (عملكرد اتوماتیك رله) و یا (انتقال فرمان به واحدی دیگر) انتخاب می‌شود.

43

رله دریافت سیگنال تریپ از طریق سیم پیلوت یا كاربر

CARRIER OR PILOT WIRE RECEIVE RELAY

85

این رله در صورت دریافت سیگنال قطع از پست مقابل از طریق كابل پیلوت یا كاریر نسبت به قطع كلید اقدام می‌نماید.

44

رله لاك اوت (قفل كننده)

LOCKING OUT RELAY

86

در صورت عملكرد سیستم حفاظتی كه مبین اشكال در تجهیزات شبكه و یا آسیب دیدگی آنها باشد فرمان وصل فیدر را مسدود می‌نماید.

45

رله دیفرانسیل (تفاضلی)

DIFFERENTIAL PROTECTIVE RELAY

87

این رله در صورت عدم توازن جریان‌های ورودی و خروجی عمل می‌نماید.

46

رله دیفرانسیل ترانسفورماتور

TRANSFORMER DIFFERENTIAL RELAY

T87

در صورت عدم توازن بین جریان‌های ورودی و خروجی ترانسفورماتور كه ناشی از بروز خطا در داخل آن است عمل می‌نماید.

47

رله دیفرانسیلخ ط یا كابل

LINE DIFFERENTIAL RELAY

L87

در صورت اختلاف بین جریان ابتداء و انتهای خط یا كابل عمل می‌كند.

48

رله كنترل اتوماتیك ولتاژ

AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR RELAY

90

وظیفه این رله، ثابت نگهداشتن ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور از طریق كنترل تپ‌ها می‌باشد.

49

رله فرمان قطع

TRIP RELAY

94

این رله در مسیر فرمان رله اصلی قرار گرفته و از طریق آن كویل قطع دیژنكتور تحریك می‌گردد.

50

رله فاصله یاب

FAULT LOCATOR RELAY

96

این رله می‌تواندفاصله محل اتصالی بوجود آمده روی خطوط از محل پست را تعیین نماید.

 

 

بروز اتصال کوتاه در سیستمهای قدرت به علت وجود اضافه ولتاژهای موقت و گذرا و همچنین آسیب‌ دیدن برخی تجهیزات پیشامدی عادی است. بهنگام وقوع خطای فاز به زمین، ولتاژ فازهای سالم نسبت به زمین و بدنه تجهیزات به مقدار قابل توجهی افزایش می‌یابد. زمین کردن موثر نقاط نوترال در سیستم قدرت باعث کاهش این اضافه ولتاژها می‌شود.
در اثر بروز خطای اتصال کوتاه فاز و یا فازها به زمین، جریان زیادی به زمین داخل می‌شود و باعث به وجود آمدن گرادیان پتانسیل سطحی بزرگی در محوطه پست می‌شودو ممکن است کارکنان را در معرض شوک ناشی از ولتاژ گام یا تماس قرار دهد.
وجود شبکه زمین با فاصله مناسب بین هادیهای آن باعث کاهش گرادیان پتانسیل سطحی خواهد شد. از مهمترین پارامترهایی که در طراحی شبکه‌های زمین‌ مدنظر است می توان به ولتاژ حلقه (مش)، ولتاژ گام، ولتاژ تماس و مقاومت شبکه زمین اشاره کرد که با طراحی شبکه زمین مناسب این پارامترها تا حد مجاز پایین می‌آیند.
از سالها پیش تعیین دقیق ولتاژهای تماس و گام تحت بررسیهای محققان قرار داشته‌ است و روشهای مختلفی جهت محاسبه ارایه شده است. در حال حاضر در صنعت‌برق کشور طراحی شبکه‌های زمین عمدتاً بر اساس استانداردهای IEEE 80 انجام می‌پذیرد.
با توجه به مقالات و استانداردهای ارایه شده، بحث طراحی شبکه زمین از دو دیدگاه حالت ماندگار و رفتار شبکه زمین در حالت گذرا دارای اهمیت است که در ادامه به لزوم ارزیابی و مطالعات دقیق رفتار شبکه زمین در دو حالت ماندگار وگذرا پرداخته می‌شود.

در دهه 70 میلادی، با پیدایش میکرو پروسسور، سازندگان تجیهزات (پستها) سعی کردند وسایل الکترومکانیکی را با وسایل نیمه هادی مجهز به میکروپروسسور جایگزین کنند. این وسایل در صنعت به نام وسایل الکترونیکی هوشمند (IED) شناخته شدند. IED قابلیتها و توانایی‌های اضافی به وسایل افزودند نظیر تشخیص خطا وچک کردن خودشان، داشتن رابطهای مخابراتی و قابلیت ذخیره داده ها و وقایع سیستم. همچنین IED‌ها باعث شدند تا وسایل تکراری، حذف شوند چون قابلیت چندکار را داشتند.مجتمع کردن سیستم کنترل ایستگاهی (به هم پیوستن تمام IEDها به یک سیستم کنترل مجتمع پست (ISCS)) باعث کم شدن هزینه سیم‌کشی،‌ارتباط، نگهداری و بهره‌برداری می‌شود و کیفیت برق و قابلیت اطمینان آن را افزایش می‌دهد.با تمام این مزایا ISCS در آمریکای شمالی پیشرفت چشمگیری نداشته و یکی از دلایل عمده آن این است که رابطهای سخت‌افزاری و پروتکلها برای IED ها استاندارد نشده‌اند. البته زمان زیادی برای وضع استانداردها برای IEDها صرف شده است اما علیرغم فوری بودن این مساله هنوز توسط صنایع، استاندارد مشخصی پذیرفته نشده است. برخی استانداردها در این زمینه عبارتند از (UCA2.0)، Profibus (از IEC) و (DNP 3.0).