دانلود تحقیق رله های حفاظت خط

بخشی از مقاله

1ـ رله ديستانس اوليه ، ساخت آلمان B.B.C داراي سه زون
2ـ رله ركلوزتيك ( دوباره وصل كن ) ، ساخت آلمان B.B.C
3ـ رله جريان زياد ، ساخت آلمان B.B.C

رله هاي حفاظتي خط 20c
1ـ رله اضافه جريان
2ـ رله اتصال زمين

ضمناً كليه اتفاقات در پست توسط دستگاه ثبت مي گردد و در حادثه اي كه درخطهاي خروجي رخ دهد توسط مودم ارسال و ثبت مي گردد .
حفاظت توسط رله ها :

رله به دستگاهي اطلاق مي گردد كه در اثر تغيير كميتي الكتريكي يا مكانيكي مشخص تحريك گرديده و سبب به كار افتادن دستگاههاي الكتريكي ديگري مي گردد .
رلة حفاظتي رله اي است كه بمنظور حفاظت دستگاهها و تجهيزات الكتريكي مورد استفاده قرار مي گيرد . رله ها را مي توان ازجهات مختلف دسته بندي نمود يكي از اين جهات كميت مورد كنترل رله مي باشد به اين ترتيب رله ها به انواع زير دسته بندي ميشوند :

1ـ رله هاي جرياني ( يعني رله هايي كه جريان را كنترل مي كنند ) مانند رله هاي اضافة جريان ـ ديفرانسيل
2ـ رله هاي ولتاژي ( يعني رله هايي كه ولتاژ را كنترل مي كنند ) مانند : رله هاي اضافه ولتاژ ـ افت ولتاژ ـ تنظيم ولتاژ
3ـ رله هاي واتمتريك ( يعني رله هايي كه جريان و ولتاژ را به اشكال مختلف كنترل مي كنند )مثل رله هاي كشنال و ديستانس
4ـ رله هاي فركانسي ( يعني رله هايي كه فركانس را كنترل مي كنند )
5ـ رله هايي كه كميات غير الكتريكي را مثل : گاز فشار و يا حرارت كنترل مي كنند مانند رله هاي : بوخهلتس ، رله اي حرارتي و…

رله اضافه جريان
ساختمان ابتدايي يك رله اضافه جريان ممكن است .
عبور جريان از سيم پيچها باعث بحركت در آمدن قسمت هاي متحرك در رله و در نتيجه وصل كنتاكت مربوط به صدور فرمان مي گردد . مي توان از طريق كشش فنر نگهدارنده رله يا از طريق تغيير تعداد دور رسم پيچ تنظيم جريان رله را مي توان تغيير داد . به اين رله ها ، رله هاي اضافه جريان با عملكرد آني يا رله هاي اضافه جريان با عملكرد بدون زمان مي گويند . معمولاً به هنگام وصل مدار ، براي چند لحظه اول جريان زيادي در مدار برقرار مي شود و در چنين شرايطي اگر رله اضافه جرياني كه در صفحه قبل تشريح مدار وجود داشته باشد موجب قطع كليد خواهد شد لذا معمولاً رله ها را به ترتيبي طراحي مي كنند تا هنگام تشخيص اضافه جريان بلافاصله فرمان تريپ ندهد . بلكه بعد از مقداري تأخير ( در حدود چند ثانيه ) فرمان تريپ بدهد . به اين رله ها رله هاي اضافه جريان تأخيري زمان معين مي گويند .

در شبكه معمولاً اضافه جريان بام مقادير مختلف اتفاق مي افتد . مثلاً اضافه جريان در حدود 5/1 برابر جريان نامي شايد براي چند لحظه روي شبكه و سيستم قابل تحمل باشد ولي اضافه جريان معادل ده برابر جريان نامي بهتر است كه هر چه سريعتر حذف شود. لذا وجود رله هايي لازم است كه اضافه جريان هاي زياد را خيلي زود و اضافه جريانهاي كم را قدري ديرتر قطع كنند . به اين رله ها ، رله هاي اضافه جريان زمان معكوس مي گويند . يعني رله هايي كه مدت زمان عملكرد شان با مقدار اضافه جريان نسبت عكس دارند . هر چه مقدار اضافه جريان بيشتر باشد زمان عملكرد كوتاهتر مي‌شود. گاهي رله هاي تاخيري را به يك رله بدون زمان نيز مجهز مي كنند .
حال كه صحبت از تنظيم رله هاي اضافه جريان شد اشاره مختصر به اين نكته بد نيست كه : تنظيم جريان و زمان يك رله اضافه جريان با توجه به شرايط زير تعيين مي شود :

الف ) تنظيم جريان رله با جريان نامي مدار مناسبت داشته باشد يعني (1.4XIN تا 185)

ب ) تنظيم جريان با توجه به قدرت اتصال كوتاه در مدار انجام شود .
( يعني به گونه اي تنظيم شود كه اتصاليهاي خيلي دور را به خاطر جريان كم نبيند).

ج ) تنظيم جريان و زمان بگونه اي انتخاب شود كه هر رله با رله هاي قبل و بعد از خود هماهنگ عمل كند .

رله اتصال زمين
به منظور حفاظت تأسيسات و تجهيزات پستها و نيروگاهها علاوه بر رله اضافه جريان از رلة اتصال زمين نيز براي جلوگيري از بروز اتصاليهاي فاز با زمين استفاده مي شود كه بدو صورت است :

الف ) حفاظت شبكه زمين شده   ب) حفاظت شبكه ايزوله يا زمين نشده .

الف ) حفاظت شبكه زمين شده : به سه طريق ممكن است صورت بگيرد :
1ـ الف ) قرار دادن يك ترانس جريان در محل اتصال مركز سيستم با زمين و اتصال ثانويه آن به يك رله اضافه جريان : بدين ترتيب در هر نقطه از شبكه متصل به اين قسمت اتصال زمين پيش آيد جريان اتصال زمين از محل اتصال مركز ستاره به زمين عبور كرده و رله اضافه جريان را تحريك مي‌كند.

2ـ الف) قرار دادن يك ترانس جريان روي كابل خروجي بدين ترتيب در شرايط عادي كه جريان سه فازه تقارن دارد جمع برداري جريانها صفر بوده و در ثانويه ترانس جريان ، جرياني وجود ندارد ولي چنانچه به هرعلتي تقارن جريان از بين برود مثلاً بخاطر وجود اتصال زمين ، رله اضافه جريان تحريك شده و عمل مي‌كند.

3ـ الف) قرار دادن ترانس جريان روي هر فاز البته با مشخصات فني كاملاً مساوي و پارالل كردن ثانويه اين ترانسهاي جريان و اتصال اين مجموعه پارالل شده به يك رله اضافه جريان. چنانچه جريان سه فاز متقارن باشد جمع ثانويه سه ترانس جريان برابر صفر خواهد بود ولي چنانچه جريان سه فازه از حالت تقارن خارج شود ديگر جمع ثانويه سه ترانس جريان برابر صفر نيست و جريان بوجود آمده از رله اضافه جريان عبور مي كند كه در صورت رسيدن اين مقدار جريان به حد نمظيم شده روي رله ، رله عمل خواهد كرد . ثانويه آنها قبل از پارالل شدن هر كدام از يك رله اضافه جريان نيز عبور كرده اند . در اين حالت خط مورد نظر به رله اضافه جريان حساس تر در نظر مي گيرند و تنها ويژگي رله اتصال زمين در شبكه زمين شده نسبت به رله اضافه جريان فقط همين است به لحاظ اصول كار و ساختمان داخلي رله هاي اتصال زمين و اضافه جريان هيچ تفاوتي با يكديگر ندارند.

ب ) حفاظت شبكه ايزوله يا زمين نشده :

هرگاه شبكه اي زمين نشده باشد جهت تشخيص خطاي زمين از ناتعادلي ولتاژها استفاده مي شود . بدين صورت كه سيم پيچي ثانويه سه دستگاه v.t را كه بر روي سه فاز نصب شده اند بصورت سري بهم متصل نموده و با تشكيل يك مثلث باز (Open delta) دو سر انتهايي را به رله ولتاژ مي بنديم . در حالت عادي ولتاژ دو سر مثلث باز صفر است چون اين ولتاژ جمع برداري ولتاژ سه فاز مي باشد ولي به هنگام اتصال يك فاز با زمين جمع ولتاژ دو فاز سالم كه برابر است با ولتاژ يك فاز ، بدو سر مثلث باز يا رله ولتاژي قرار مي گيرد . رله اتصال زمين به همراه رلة اضافه جريان بعنوان حفاظت اصلي و يا ذخيره تجهيزاتي از قبيل خط ، ترانس ، باسبار ، و ژنراتور مورد استفاده قرار مي گيرد .

رله ديفرانسيل (Differctial relay)
يكي ديگر از رله هاي جرياني كه تفاوت دو جريان را كنترل مي كند رلة ديفرانسيل مي باشد .مثلاً جريان ورودي به يك سيستم با جريان خروجي از آن . قاعدتاً چنانچه سيستم اتصال داخلي نداشته باشد مي بايستي جريان ورودي و خروجي آن برابر باشد . از رله ديفرانسيل براي ژنراتورها ، باسبار ها و ترانسهاي قدرت استفاه مي شود . مواردي پيش مي آيد كه اتصال كوتاه در خارج از محدوده مورد حفاظت رله ديفرانسيل اتفاق بيفتد و جريان زيادي از دو طرف سيستم مورد حفاظت به جهت اتصال كوتاه عبور كند طبعاً اين دو جريان باهم بايستي برابر باشند ولي بخاطر اشباع متفاوت ترانسهاي جريان ، جريانها در طرف ثانويه ترانس جريانها به يك نسبت منتقل نشده و در طرف ثانويه تفاوت جريان به وجود مي آيد در اين حالت رله ديفرانسيل به اشتباه عمل مي كند .

براي مقابله با اين خطا رله ديفرانسيلرا به عضو سد كننده (restraining element)  يا به عبارت ديگر (Estab;izing element) مجهز مي كنند . عملكرد رله ديفرانسيل به نسبت بين جريان سد كننده و جريان عمل كننده بستگي دارد . چنانچه از رله ديفرانسيل براي حفاظت ژنراتور استفاده شود مشكل زيادي وجود نخواهد داشت چراكه جريان دو طرف بوبين ژنراتور برابر است . استفاده از رله ديفرانسيل براي حفاظت باسبار اين مسئله را پيش مي آورد  كه ورودي و خروجي باسبارها معمولاً بيشتر از يكي مي باشند . ولي بهر حال اين قانون وجود دارد كه مجموع جريانهاي ورودي و به باسبارها با مجموع جريانهاي خروجي از آن برابر مي باشند به عبارت ديگر جمع جبري جريانهاي ورودي و خروجي از باسبارهاي مساوي صفر مي باشد .

استفاده از رله ديفرانسيل براي حفاظت ترانس قدري پيچيده تر است چون در ترانسفورماتورها به خاطر تفاوت پتانسيل و بخاطر وجود گروههاي مختلف اتصال در‌دو‌طرف‌ترانس‌اختلاف مقداري و اختلاف برداري و اختلاف مقياسي طرفين‌ترانس رفع گردد براي اينكار از ترانس جريانهاي فرعي استفاده مي شود كه به ترانس تطبيق (Trnas former Mathhing) موسوم است . اين ترانسها درمسير ثانويه ترانس جريانهاي اصلي قرار گرفته و با توجه به اينكه آنها را مي توان براي نسبت تبديلهاي مختلف تنظيم كرد به وسيلة آنها مي توان اختلاف برداري و اختلاف مقداري جريان طرفين ترانس را رفع نمود .
تا كنون در مورد رله هايي نوشته شد كه با جريان كار مي كردند اما رله هاي كه با ولتاژ كار مي كنند :

رله افت ولتاژ (Under voltage reloy)
از اين رله در شرايط مختلفي استفاده مي شود مثلاً اينكه يكي از دلايل افت ولتاژ در شبكه اضافه شدن بار است پس اين رله مي تواند با تشخيص افت ولتاژ وارد عمل شده قسمتهايي از شبكه را جدا كرده و بدين ترتيب ولتاژ را اصلاح كند و يا بجاي كم كردن بار به قسمتهاي نحريك كننده ولتاژ فرمان داده و ولتاژ افزايش پيدا كند . رله افت ولتاژ را مي توان روي مقدار ولتاژ مورد نظر تنظيم نمود مثلاً تنظيم روي 80%Vn بدين معني است كه افت ولتاژ را اندازه 80% ولتاژ نامي مجاز است ولي چنانچه از 80 % ولتاژ كمتر شود رله عمل مي كند حال چنانچه رله افت ولتاژ را به يك تايمر مجهز كنيم در اين صورت فرمان رله افت ولتاژ با تأخيري كه قبلاً مقدار آن تنظيم كرده اين صادر خواهد شد . دياگرام (42) مربوط به يك رله افت ولتاژ تأخيري مي باشد در اين دياگرام ترمينالهاي 1و2 محل اتصال ولتاژ مورد كنترل ترمينالهاي 3و4 محل اتصال ولتاژ تغذيه تايمر و ترمينالهاي 5و6 محل اتصال فرامين مورد نظر مي باشد .