وظیفه رله حفاظت فاز چیست؟

رله حفاظت فاز چیست؟

A رله حفاظت فاز وسیله ای کوچک اما مهم است که در سیستم های برق سه فاز استفاده می شود. بر هر فاز منبع تغذیه نظارت می کند. وقتی مشکلی پیش بیاید، برق را برای محافظت از تجهیزات متصل قطع می کند.

برق سه فاز روش استاندارد برای راه اندازی ماشین های سنگین در کارخانه ها و ساختمان های بزرگ است. اگر یک فاز از بین برود، از کار بیفتد، یا ناهموار شود، اتفاقات بد به سرعت رخ می دهد. موتورها بیش از حد گرم می شوند. ماشین ها بیش از حد ارتعاش می کنند. تجهیزات ممکن است به طور کامل بسوزند. یک رله حفاظت فاز این مشکلات را زود تشخیص می دهد و قبل از جدی شدن آسیب را متوقف می کند.

رله حفاظت فاز در واقع چه کاری انجام می دهد؟

یک رله حفاظت فاز چندین کار کلیدی دارد. هر کدام نوع متفاوتی از مشکل برق را هدف قرار می دهند. در اینجا یک تفکیک واضح از هر تابع ارائه شده است.

1. تشخیص فاز از دست رفته

گاهی یکی از سه فاز ناپدید می شود. این ممکن است به دلیل سوختن فیوز یا شکستگی سیم اتفاق بیفتد. وقتی یک موتور یک فاز را از دست می دهد، همچنان سعی می کند روی دو فاز دیگر کار کند. این فشار زیادی را بر آن دو مرحله وارد می کند. موتور می تواند تا دو برابر میزان جریان طبیعی خود را بکشد. سیم پیچ داخل موتور خیلی سریع گرم می شود. رله فوراً متوجه فاز از دست رفته می شود و قبل از سوختن موتور همه چیز را خاموش می کند.

2. گرفتن ولتاژ ناهموار در سراسر فازها

سه فاز باید دارای سطح ولتاژ یکسانی باشند. اما گاهی این کار را نمی کنند. حتی یک شکاف کوچک مهم است. یک شکاف ولتاژ تنها 2٪ بین فازها می تواند شکاف جریان را تا 6-10٪ افزایش دهد. این جریان اضافی باعث ایجاد گرما در داخل موتور می شود. با گذشت زمان، این کار عمر تجهیزات را کوتاه می کند. رله ولتاژ را در هر سه فاز بررسی می کند. هنگامی که شکاف بیش از حد بزرگ شود، سیستم را خاموش می کند.

3. گرفتن ترتیب فاز اشتباه

موتورهای سه فاز در جهت تعیین شده می چرخند. این جهت به ترتیب سه فاز بستگی دارد. اگر کسی فازها را به ترتیب اشتباه وصل کند، موتور به عقب می چرخد. این به نظر جزئی می رسد، اما می تواند پمپ ها، فن ها و آسانسورها را در چند ثانیه از بین ببرد. رله قبل از شروع به کار موتور، ترتیب فاز را بررسی می کند. اگر دستور اشتباه باشد شروع را مسدود می کند.

4. تماشای سطوح ولتاژ

ولتاژ بسیار پایین باعث ضعیف و کند شدن موتور می شود. ولتاژ خیلی زیاد عایق داخل موتور را سریعتر از بین می برد. راه اندازی یک موتور تنها با 10 درصد کمتر از ولتاژ نامی آن می تواند قدرت کشش آن را حدود 19 درصد کاهش دهد. رله سطح ولتاژ را زیر نظر دارد. هنگامی که ولتاژ بسیار بالاتر یا کمتر از محدوده ایمن می رود، بار را قطع می کند.

5. بررسی فرکانس

قرار است شبکه‌های برق با فرکانس ثابت کار کنند - بسته به کشور 50 هرتز یا 60 هرتز. ژنراتورها و شبکه های ضعیف گاهی از این هدف دور می شوند. هنگامی که فرکانس بیش از حد تغییر می کند، موتورها با سرعت اشتباه کار می کنند. برخی از رله ها می توانند فرکانس را ردیابی کنند. اگر فرکانس خارج از محدوده امن حرکت کند، برق را قطع می کنند.

انواع رله حفاظت فاز

انواع مختلفی از رله حفاظت فاز وجود دارد. هر نوع برای سطح حفاظتی متفاوتی ساخته شده است. جدول زیر انواع اصلی و محل استفاده از آنها را نشان می دهد.

نحوه عملکرد رله حفاظت فاز: گام به گام

رله هر بار که مشکلی را تشخیص می دهد یک فرآیند واضح را دنبال می کند. در اینجا نحوه عملکرد آن از ابتدا تا انتها آمده است.

1. خواندن مراحل: رله ولتاژ هر سه فاز را همیشه از طریق سیم های ورودی خود می خواند.
2. بررسی داده ها: مدار داخلی یا تراشه آن به اندازه ولتاژ، ترتیب فاز، تعادل و فرکانس نگاه می کند.
3. مقایسه با محدودیت های ایمن: رله بررسی می کند که آیا قرائت ها در محدوده ایمن تنظیم شده قرار دارند یا خیر.
4. تشخیص عیب: اگر هر یک از قرائت خارج از محدوده امن قرار گیرد، رله آن را به عنوان خطا علامت گذاری می کند.
5. یک لحظه انتظار (اختیاری): بسیاری از رله ها قبل از عمل مدت کوتاهی منتظر می مانند. این کار آلارم های کاذب ناشی از قطع برق کوتاه را متوقف می کند.
6. اقدام: رله کنتاکت خروجی خود را باز یا بسته می کند. این به یک کنتاکتور یا قطع کننده مدار می گوید که برق را قطع کند.
7. نشان دادن عیب: یک چراغ یا نمایشگر روی رله نشان می دهد که چه مشکلی رخ داده است تا اپراتور بداند چه چیزی را باید برطرف کند.

قبل از خرید رله حفاظت فاز چه نکاتی را باید بررسی کرد

انتخاب رله مناسب مهم است. انتخاب اشتباه می تواند تجهیزات شما را بدون محافظت رها کند یا باعث خاموش شدن کاذب شود. در اینجا موارد کلیدی برای بررسی وجود دارد.

• ولتاژ تغذیه: رله باید با ولتاژ سیستم شما مانند 380 ولت، 400 ولت یا 480 ولت مطابقت داشته باشد.
• فرکانس: بررسی کنید که شبکه شما با فرکانس 50 هرتز یا 60 هرتز کار می کند و مطمئن شوید که رله از آن پشتیبانی می کند.
• ویژگی های حفاظتی: تصمیم بگیرید که باید از کدام عیوب محافظت کنید - افت فاز، ترتیب اشتباه، ولتاژ ناهموار یا همه آنها.
• محدودیت های قابل تنظیم: یک رله با نقاط اتصال قابل تنظیم به شما کنترل بیشتری روی حساسیت محافظت می‌دهد.
• چقدر سریع واکنش نشان می دهد: برخی تجهیزات به رله نیاز دارند تا در کمتر از 200 میلی ثانیه عمل کنند. دیگران می توانند برای جلوگیری از سفرهای نادرست کمی بیشتر صبر کنند.
• رتبه تماس خروجی: خروجی رله باید به اندازه کافی قوی باشد تا کنتاکتور یا قطع کننده ای را که به آن متصل می شود کنترل کند.
• سبک نصب: اکثر رله ها روی یک ریل استاندارد DIN داخل جعبه پنل می چسبند. اندازه متناسب با فضای شما را بررسی کنید.
• استانداردهای ایمنی: به دنبال رله هایی باشید که مطابق با استاندارد IEC 60255 یا استانداردهای مشابه باشند. این کارایی قابل اعتماد را تایید می کند.

جاهایی که از رله های حفاظت فاز استفاده می شود

رله های حفاظت فاز در بسیاری از صنایع خود را نشان می دهند. آنها در مواردی که خرابی ناگهانی ماشین خطرناک یا بسیار پرهزینه است، بسیار مهم هستند.

موتورهای کارخانه

اکثر کارخانه ها برای راه اندازی ماشین های خود از موتورهای سه فاز استفاده می کنند. خرابی موتور باعث می شود که سهم زیادی از خاموشی های غیرمنتظره در کارخانه ها ایجاد شود. خطاهای فاز یکی از مهمترین دلایل خرابی موتورها است. رله‌های حفاظت فاز در پانل‌های کنترل موتور تعبیه می‌شوند تا از هر موتور یک به یک محافظت کنند.

سیستم های تهویه مطبوع و خنک کننده

کمپرسورها در واحدهای تهویه مطبوع و خنک کننده به مشکلات فاز بسیار حساس هستند. یک ترتیب فاز اشتباه در یک کمپرسور اسکرول می تواند آن را در عرض چند ثانیه خراب کند. به همین دلیل رله های حفاظت فاز جزء استاندارد این سیستم ها هستند.

ایستگاه های پمپاژ آب

پمپ های آب باید در جهت درست بچرخند. ترتیب فاز معکوس باعث می شود پمپ آب را به سمت اشتباه فشار دهد. این می تواند یک سیستم آب را به سرعت تخلیه کند. در صورت اشتباه بودن ترتیب فاز، رله های حفاظت فاز پمپ را از راه اندازی متوقف می کنند.

آسانسور و ماشین آلات بالابر

موتور معکوس در آسانسور یک خطر جدی ایمنی است. بسیاری از کشورها برای تمام تاسیسات آسانسور به حفاظت توالی فاز توسط قانون نیاز دارند. رله اطمینان حاصل می کند که موتور همیشه در جهت صحیح کار می کند.

ژنراتورها و سیستم های انرژی خورشیدی

ژنراتورهای پشتیبان و سیستم های خورشیدی که برق سه فاز را تغذیه می کنند، گاهی اوقات می توانند خروجی ناپایدار تولید کنند. رله های حفاظت فاز مراقب کیفیت عرضه هستند. آنها تجهیزات متصل به این سیستم ها را از شرایط بد برق محافظت می کنند.

نحوه صحیح نصب رله حفاظت فاز

حتی بهترین رله هم در صورت سیم کشی نادرست کمکی نخواهد کرد. این مراحل اولیه را برای نصب صحیح دنبال کنید.

• سیم های ورودی فاز رله را مستقیماً به سه خط تغذیه (L1، L2، L3) قبل از کلید بار وصل کنید.
• خروجی معمولاً بسته رله را به صورت سری با سیم پیچ کنتاکتور سیم کشی کنید. به این ترتیب، یک خطا به طور خودکار برق کنتاکتور را قطع می کند.
• اطمینان حاصل کنید که رتبه بندی ولتاژ رله با ولتاژ تغذیه شما مطابقت دارد. عدم تطابق باعث خوانش اشتباه یا آسیب به رله می شود.
• خروجی آلارم را به چراغ هشدار یا تابلوی کنترل وصل کنید. این به اپراتورها اجازه می دهد بدون اینکه همیشه کل سیستم را خاموش کنند مشکلی وجود دارد.
• هنگام تنظیم برای اولین بار، ترتیب فازها را با ابزار چرخش فاز بررسی کنید. این کار را قبل از روشن کردن تجهیزات متصل انجام دهید.
• رله را روی یک ریل DIN در داخل یک جعبه پنل بسته که متناسب با شرایط فضا است نصب کنید.

چرا استفاده از رله حفاظت فاز ارزش دارد؟

رله های حفاظت فاز گران نیستند. اما مشکلاتی که آنها از آن جلوگیری می کنند می تواند هزینه زیادی برای رفع آنها داشته باشد. در اینجا نگاهی اجمالی به فواید کلیدی دارد.

سوالات متداول

Q1: وظیفه اصلی رله حفاظت فاز چیست؟

وظیفه اصلی آن این است که همیشه منبع تغذیه سه فاز را تماشا کند. هنگامی که مشکلی را تشخیص می دهد - مانند فاز از دست رفته، ترتیب فاز اشتباه یا ولتاژ ناهموار، برق را قطع می کند. این از موتورها و سایر تجهیزات متصل در برابر آسیب محافظت می کند.

Q2: اگر رله حفاظت فاز نباشد چه اتفاقی برای موتور می افتد؟

بدون رله، موتور حتی زمانی که منبع تغذیه مشکل داشته باشد به کار خود ادامه می دهد. جریان زیادی می کشد. خیلی گرم می شود. سیم کشی داخلی خراب می شود. در بسیاری از موارد، موتور تنها در عرض چند دقیقه پس از شروع خطا به طور کامل می سوزد.

Q3: آیا یک رله حفاظت فاز می تواند جایگزین رله اضافه بار حرارتی شود؟

خیر این دو رله کارهای متفاوتی انجام می دهند. یک رله اضافه بار حرارتی از موتور در برابر جریان بیش از حد ناشی از بار سنگین یا توقف شفت محافظت می کند. یک رله حفاظت فاز، کیفیت منبع تغذیه را تماشا می کند. یک راه اندازی کامل حفاظت نیاز به کار هر دو رله با هم دارد.

Q4: رله چگونه عدم تعادل ولتاژ را اندازه گیری می کند؟

رله ولتاژ هر یک از سه فاز را می خواند. سپس میانگین سه قرائت را پیدا می کند. بررسی می کند که هر فاز چقدر از میانگین فاصله دارد. اگر هر فازی خیلی دور باشد، رله آن را به عنوان عدم تعادل می بیند و سیستم را خاموش می کند. اکثر رله ها زمانی که شکاف از یک سطح تنظیم شده عبور می کند - معمولا بین 3٪ تا 8٪ کار می کنند.

Q5: آیا می توان از رله حفاظت فاز در سیستم تک فاز استفاده کرد؟

خیر. رله حفاظت فاز برای درست کار کردن به هر سه فاز نیاز دارد. این فقط برای سیستم های سه فاز ساخته شده است. اگر برای یک سیستم تک فاز به حفاظت نیاز دارید، باید از نوع دیگری از رله استفاده کنید - مانند رله نظارت بر ولتاژ.

Q6: رله حفاظت فاز با چه سرعتی به یک خطا واکنش نشان می دهد؟

بستگی به نوع عیب و مدل رله دارد. برای یک فاز کاملاً از دست رفته، بسیاری از رله ها در داخل عمل می کنند 0.1 تا 0.5 ثانیه . برای عدم تعادل ولتاژ یا خطاهای بیش از حد/کم ولتاژ، رله اغلب ابتدا مدت کوتاهی منتظر می ماند - معمولاً بین 0.1 تا 10 ثانیه. این انتظار کوتاه به جلوگیری از خاموش شدن کاذب ناشی از قطع برق کوتاه کمک می کند.