انواع رله ها و کاربرد های آنها

انواع رله ها و کاربرد های آنها

انواع رله ها و کاربرد های آنها

 

حفاظت تجهیزات و دستگاه های سیستم قدرت در مقابل عیوب و اتصالیها ، به وسیله کلید قدرت انجام می گیرد قبل از اینکه کلید قدرت بتواند باز شود ، سیم پیچی عمل کننده آن باید تغذیه شود این تغذیه به وسیله رله های حفاظتی انجام می پذیرد . رله به دستگاهی گفته می شود که در اثر تغییر کمیت الکتریکی مانند ولت و جریان و یا کمیت فیزیکی مثل درجه حرارت و حرکت روغن ( در رله بوخهولس ) تحریک شده و باعث به کار افتادن دستگاههای دیگر و نهایتاً قطع مدار به وسیله کلید قدرت ( در سیستم تولید و انتقال و توزیع ) یا دژنکتور می گردد .

بنابراین به وسیله رله : · محل وقوع عیب از شبکه جدا سازی شده باعث می شود که سایر قسمتهای سالم شبکه همچنان به کار خود
ادامه دهند و پایداری و ثبات شبکه به همان حالت قبلی محفوظ بماند .· تجهیزات و دستگاهها در مقابل عیوب و اتصالی ها محافظت شده و میزان خسارات وارده به آنها محدود گردد . سبب به وجود آمدن اتصالی ها و تأثیرات آنبه دو علت زیر اتصالی ها می توانند به وجود آیند :

الف – تأثیرات داخلی تأثیرات داخلی که باعث خراب شدن و از بین رفتن دستگاهها یا خطوط انتقال و توزیع می شود عبارتند از :فاسد شدن قسمتهای عایق در یک مولد ، ترانسفورماتور ، خط ، کابل و غیره . این ضایعات و امکانات مکن است مربوط به عمر عایق ، عدم تنظیم صحیح ، عدم ساخت صحیح و یا عدم نصب صحیح عایق باشد .

ب – تأثیرات خارجیتأثیرات خارجی شامل تأثیرات زیادی است از آن جمله رعد و برق ، اضافه بار که باعث به وجود آمدن حرارت شود ، برف و باران ، باد و طوفان ، شاخه درختها ، حیوانات و پرندگان ، سقوط اشیاء اشتباه در عملیات و خسارتهایی که یه وسیله مردم وارد می شود و غیره . وقتی که یک اتصالی در مداری رخ دهد ، جریان افزایش یافته و ولتاژ ( اختلاف پتانسیل ) نقصان پیدا می کند افزایش جریان حرارت زیادی را به وجود آورده که ممکن است منجر به آتش سوزی یا انفجار شود .

اگر اتصالی به صورت جرقه باشد ممکن است خسارت زیادی به بار آورد . برای مثال اگر جرقه ای بر روی خط انتقال نیرو به وجود آمده و سریعاً بر طرف نشود خط را سوزانده و باعث پاره شدن آن خواهد شد و نتیجه سبب قطع برق برای مدت طولانی خواهد شد . نقصان ولتاژ که در اثر یک اتصالی به وجود آید می آید برای دستگاههای الکتریکی بسیار زیان آور است و اگر این ولتاژ ضعیف برای چند ثانیه ایی ادامه داشته باشد ، موتورهای مشترکین از کار باز ایستاده ، دوران مولدهای برق نامنظم و نا مرتب خواهد شد پس در صورت وقوع جریان شدید و ولتاژ ضعیف به سبب اتصالی در مدار می بایست به فوریت اتصالی کشف و برطرف گردد و جریان ولتاژ به حالت عادی باز گردانده شود.

رله های جریانی :

رله های جریانی به منظور حفاظت شبکه های الکتریکی در مقابل عیوب ناشی از خطاهای جریان بکار میروند . عمده عیوبی که توسط رله های جریانی تشخیص داده می شوند

عبارت است از : þاتصال کوتاه در شبکهþاضافه جریان þاضافه بارþجریان نشتی (ارت فالت) þعدم تقارن جریان سه فازþکاهش بار ( در مورد موتورها)þافزایش مدت زمان راه اندازی (در مورد موتورها)þقفل بودن روتور (در مورد موتورها)

حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و اتصالی زمین :   اولین و یکی از مهمترین حفاظت هایی که در یک سیستم وجود دارد حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و نشتی زمین می باشد . این حفاظت ها با حفاظت اضافه بار تفاوت آشکاری دارد چون حفاظت اضافه بار بر اساس ظرفیت حرارتی واحد می باشند . در این نوع حفاظت جریان سه فاز توسط سه عدد ترانسفورمر جریان حس می گردند و به رله انتقال می یابند و بر اساس آن حفاظت صورت می گیرد .

در مورد حفاظت فوق منحنی قطع رله از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است زیرا حفاظت صحیح بر اساس آن صورت میگیرد .این رله ها می توانند دارای دو گروه منحنی قطع باشند :þ نوع زمان ثابت که پارامتر جریان و زمان به هم وابستگی ندارند و به صورت جداگانه تنظیم می گردند و رله بر اساس جریان تنظیمی در زمان تنظیم شده فرمان قطع را صادر می کنند .þ نوع زمان کاهشی که در این حالت زمان قطع رله با یک منحنی به جریان عبوری از رله مرتبط می باشد .

به این صورت که هر چه جریان عبوری از رله بیشتر گردد زمان قطع رله کمتر خواهد بود .بسته به عملکرد و نوع استفاده از رله منحنی های استانداردی برای این رله ها تعریف می گردد که بشرح زیر است : Standard Inverse Curve (SIT)Very Inverse Curve (VIT)Extremely Inverse Curve (EIT)Ultra Inverse Curve (UIT) حفاظت سیستم های الکتریکی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و امروزه کمپانی های متعددی در حال طراحی و ساخت رله های حفاظتی می باشند .

برخی از کمپانی های معتبر که در این زمینه مشغول به فعالیت می باشند را معرفی می کنیم.Siemens , Alstom , ABB , GE Power , Schneider , CEE , Reyroll به طور کلی رله های حفاظتی باید دارای مشخصات زیر باشند : þسرعت عملکرد : این پارامتر در رله های حفاظتی بسیار حائز اهمیت است چون رله های حفاظتی هنگام خطا موظفند با سرعت هرچه تمامتر بخش های معیوب را از قسمت های سالم جدا نمایند . þحساسیت : این پارامتر به حداقل جریانی که سبب قطع رله می گردد بر میگردد .þتشخیص و انتخاب در شرایط خطا : این پارامتر نیز بسیار مهم است زیرا در شبکه هایی که دارای چند باس بار و رله حفاظتی  هستند هنگام وقوع خطا می باید قسمت معیوب به درستی تشخیص داده شده و از شبکه جدا گردد و قسمتهای سالم به کار خود ادامه دهد.þپایداری : این پارامتر به این باز میگردد که یک رله حفاظتی به تمامی خطاهایی که در محدوده حفاظتی خود به درستی عکس العمل نشان دهد و در مقابل خطاهای این محدوده عکس العملی نشان ندهد .

دسته بندی رله های حفاظتی بر اساس پارامترهای اندازه گیری :

الف) رله های جریانی : این رله ها بر اساس میزان جریان ورودی به رله عمل می کند . حال این جریان می تواند جریان فازها , جریان سیم نول , مجموع جبری جریانهای فازها باشد (رله های جریان زیاد – رله های ارت فالت و …. ) و جریان ورودی رله می تواند تفاضل دو یا چند جریان باشد ( رله های دیفرانسیل و رستریکت ارت فالت )

ب) رله های ولتاژی : این رله ها بر اساس ولتاژ ورودی به رله عمل میکند این ولتاژ می تواند ولتاژ فازها باشد (رله های اضافه یا کمبود ولتاژ و ….) و یا میتواند مجموع جبری چند ولتاژ باشد ( رله تغییر مکان نقطه تلاقی بردارهای سه فاز)

ج) رله های فرکانسی : این رله ها بر اساس فرکانس ولتاژ ورودی عمل میکند ( رله های افزایش و کمبود فرکانس)

د) رله های توانی :  این رله ها بر اساس توان عمل می کنند به عنوان مثال رله هایی که جهت توان را اندازه گیری می کنند یا رله هایی که توان اکتیو و راکتیو را اندازه گیری می کنند .

ه) رله های جهتی : این رله ها از جنس رله های توانی هستند که بر اساس زاویه بین بردارهای ولتاژ و جریان عمل میکنند مانند رله های اضافه جریان جهتی که در خطوط چند سو تغذیه رینگ و پارالل بکار می روند و یا رله های جهت توان که جهت پرهیز از موتوری شدن ژنراتور هنگام قطع کوپلینگ آن بکار میرود .

و) رله های امپدانسی  : مانند رله های دیستانس که در خطوط انتقال کاربرد فراوانی دارند .

ز) رله های وابسته به کمیت های فیزیکی : مانند حرارت – فشار – سطح مایعات و …. مانند رله بوخ هلتس ترانسفورمرها

ح) رله های خاص : رله هایی هستند که برای منظورهای خاص به کار میروند مثلا رله تشخیص خطای بریکر – رله مونیتورینگ مدار تریپ بریکر – رله لاک اوت و …..

رله وساختمان آن :

رله اصولا به دستگاهی گفته می شود که در اثر تغییر کمیت  الکتریکی  و یا کمیت  فیزیکی  مشخص تحریک  می شود و موجب به کار افتادن دستگاه ویا دستگاه های الکتریکی دیگری  می شود .

رله ای که برای حفاظت دستگاههای برقی به کار برده می شود رله حفاظتی  نامیده  می شود ورله از نظر اتصال به شبکه به دو نوع اولیه ( پریمر)  و ثانویه ( زکوندر )  تقسیم می شود .

رله اولیه یا پریمر :

در این نوع رله سیم پیچی تحریک شونده  مستقیما  در مدار قرار دارد یعنی  بدون ترانس جریان یا ولتاژ در مدار قرار می گیرد .

معایب رله اولیه :

1-     حجم بزرگ  ( از نظر عایق بندی )

2-      حساسیت کمتر

3-      عدم دسترسی در حین کار (نمی توان دست زد )

4-     محدودیت جریان و ولتاژ  ( در ولتاژ و جریان  زیاد  نمی توان  بکار برد )

مزایای رله اولیه :

1-     ارزانتر

   ۲- امکان تشخیص سریعتر اشکال در سیستم حفاظت

رله ثانویه یا زکوندر :

   رله ای که سیم پیچ تحریک کننده آن از سیم پیچ ثانویه ترانس جریان یا ولتاژ شبکه ای که باید حفاظت شود

   نیرو می گیرد رله زکوندر نامیده می شود.

معایب رله ثانویه عبارتند از :

   1-   گرانتر  2-   خرابی بیشتر

مزایای رله ثانویه عبارتند از  :

    1-    حجم کوچکتر  2-   حساسیت بیشتر

هدف از حفاظت :

     برای جلوگیری از صدمه بیشتر قسمت آسیب دیده و جلوگیری از صدمه دیدن قسمت های سالم

مشخصات سیستم حفاظت : 

     1-  سرعت عملکرد رله   2-  قابلیت انتخاب   3-  حساسیت    4-  پایداری     5- هزینه

1-  سرعت عملکرد رله :  فاصله زمانی بین وقوع اتصال و عملکرد رله کم باشد.

2-  قابلیت انتخاب  :  فقط قسمت آسیب دیده ازمدار خارج می شود.

3-  حساسیت  :  بین حداکثر مقدار مجازو حداقل مقدار غیر مجاز تفاوت گذاشته شود .

4-  پایداری  :   جلوگیری از عملکرد رله در شرایط گذرا .

5-  هزینه   :  رله ای که در هر قسمت از سیستم قرار می دهند بایستی هزینه رله را در نظر داشته باشند.

حفاظت از خطوط 132 کیلو ولت :

    انواع رله هایی که در خطوط 132 کیلو ولت بکار می روند عبارتند از SUB1  یا رله های اصلی که

    عبارتند ا ز :

    رله دیستانس  ،   رله اتو رکلوزر  ،   رله پاور سوئینگ  ،   رله فیوز فیلور

و SUB2    یا رله های پشتیبانی عبارتند از :

رله  اورکارنت دایرکشنال  و  رله ارت فالت دایرکشنال

رله دیستانس  ( رله مقاومت سنج )   :

رله دیستانس از لحاظ کار مانند رله جریان زیاد در مقابل اتصال کوتاه می باشد و رله دیستانس بر اساس فاصله یا امپدانس عمل می کند یعنی رله دیستانس زمانی عمل می کند که امپدانس خط از مقدار تنظیم شده کمتر باشد در غیر این صورت عمل نمی کند و از لحاظی چون مقاومت مصرف کننده ها در حد تنظیم نیست از امپدانس مصرف کننده ها صرف نظر شده ودر زمان اتصال کوتاه طبق رابطه   Z=U/ I  امپدانس کم می شود چون جریان زیاد می گردد و هر چقدر این امپدانس به رله نزدیکتر شود رله زودتر قطع می کند.

در ضمن در شبکه ای که چند رله دیستانس بکار می رود در موقع اتصالی همه رله های دیستانس تحریک شده  ، ولی فقط رله ای قطع می کند که به محل اتصال نزدیک بوده وبقیه رله ها به حال خود بز می گردد.

رله اتو رکلوزر :

انتقال انرژی همیشه در اثر برخورد دو سیم به هم یا سیم به زمین ، اتصالی بوجود نمی آید بلکه عامل بیشتر اتصال ها در اثر جرقه قوس الکتریکی می باشد . این قوس ممکن است بین سیم و زمین در طول مقره یا بین دو سیم زده شود و جرقه معمولا به علت نا مساعد بودن هوا که شامل برف و مه و طوفان و یا در اثر ازدیاد ولتاژ شبکه که شامل صاعقه یا قطع و وصل می باشد در کلید بوجود می آید ، چنین جرقه هایی اغلب با قطع آنی و کوتاه مدت فشار شبکه از بین رفته و خاموش می شود. برای پایداری شبکه از یک نوع کلید در مدارهای فشار قوی از 20 کیلو ولت به بالا و معمولا  بیشتر در شبکه های هوایی مورد استفاده قرار می گیرد چون اغلب اتصالی ها در شبکه هوایی رخ می دهد .

تعریف رکلوزر  :

وسیله ای است که در زمان اتصال کوتاه یا اتصال گذرا خط را قطع ، مجددا به طور اتومات وصل کند و در مواقع اتصال دائم خط را قطع دائم می نماید .

اتصال گذرا شامل : 1-   پرنده  2-  گیر کردن شاخه درخت به سیم   3-  در اثر باد یا طوفان

اتصال دائم شامل : 1- پارگی سیم   2- کابل زدگی یا زخم شدن کابل  3- یخ بستن

رله پاور سوئینگ :

برداشتن بار از شبکه باعث نوسان شدید که ناشی از تغییر بار شدید است می گردد و زمان آن بسیار کوتاه است و خط یک امپدانس شدید بوجود می آورد که ممکن است درداخل دایره رله حفاظتی دیستانس می باشد و در نتیجه رله عمل نماید برای جلوگیری از این کار یک مدار به عنوان  پاورسوئینگ  بلوکینگ اضافه می کنیم  و از عملکرد بی مورد رله دیستانس جلوگیری می نماییم .

رله فیوز فیلور :

فیوز فیلور در خطوط 132 کیلو ولت بکار می رود و طرز کار آن به این صورت است که چنانچه فیوز تغذیه ولتاژ رله دیستانس که در ثانویه ترانس  ولتاژ قرار دارد عمل کند ، ولی لتصالی در شبکه وجود نداشته باشد فیوز فیلور عمل نموده باعث بلاک رله دییستانس می شود . زیرا می دانیم رله دیستانس براساس  Z=U/ I  کار می کند . سپس اگر ولتاژ قطع شود رله دیستانس  به خطا عمل می نماید که در این حالت فیوز فیلور از این خطا جلوگیری می کند با عملکرد فیوز فیلور آلارم شاخص قرمز رنگی نشان داده می شود پس از وصل فیوز دکمه قرمز رنگ فیوز فیلور را ریست می کنیم .

رله اور کارنت دایرکشنال :

رله اورکارنت دایرکشنال که زمان  روی آن تنظیم شده و بر طبق آن عمل می کند و کاربرد رله جریان زیاد دایرکشنال برای مواردی  که اتصالی از یک طرف تغذیه  می شود به کار می رود .

انواع رله جریان زیاد عبارتند از : 1-  زمان ثابت      2-  زمان معکوس        3-  آنی

1-     زمان ثابت : زمان عملکرد قابل تنظیم و به مقدار شدت ارتباط ندارد یا به عبارت دیگر رله ای است که در زمان معینی  تنظیم می شود .

2-     زمان معکوس  :  زمان عملکرد نسبت عکس با شدت جریان دارد یا به عبارت دیگر هر چقدر شدت جریان زیادتر شود زمان قطع کمتر می شود .

3-     آنی : زمان عملکرد صفر است .

رله ارت فالت دایرکشنال :

رله ای است که مستقیما از اتصال زمین تغذیه می کند و در هنگامی که یک فاز یا دو فاز یا هر سه فاز به زمین وصل شود و جریان از آن بگذرد و به زمین برسد فورا رله آن را دیده و بوبین آن تحریک شده و فرمان قطع را صادر می کند و شاخص آن این عمل را نشان می دهد.

حفاظت از باسبارها :

حفاظت اصلی باسبارها توسط رله  دیفرانسیل و حفاظت فرعی یا پشتیبانی آنها توسط رله های اورکارنت و ارت فالت می باشد .

رله دیفرانسیل   :   

رله دیفرانسیل بر اساس مقایسه جریان ها ( تراز جریانی ) کار می کند و به مقدار جریان بستگی ندارد و فقط اگر ضریب تبدیل بهم بخورد رله عمل می کند . رله دیفرانسیل برای حفاظت ترانس ، ژنراتور ، باسبار ،  الکتروموتور بکار می رود.

مواردی که باعث عملکرد نا خواسته رله دیفرانسیل می شود :

الف : اشباع ترانس های جریان CT1   و  CT2  در اثر عبور جریان اتصال کوتاه خارج از محدوده حفاظت باعث  عملکرد رله می شود .

ب : وجود تپچنجر در ترانس قدرت .

ج  :  جریان  ضربه ای در حفاظت ترانس قدرت .

بنابراین رله دیفرانسیل باید طوری ساخته شود که در موارد بالا از عملکرد آن جلوگیری شود .

الف –  اشباع ترانس های جریان  :  در اثر عبور جریان زیاد ناشی از اتصال کوتاه خارج از محدوده ، حفاظت ترانس های جریان به ناحیه اشباع می رسد و بعلت عدم تطبیق منحنی های مغناطیسی آنها در ناحیه اشباع و در نتیجه خطای ترانس های  جریان ، اختلاف جریانی بوجود می آید که می تواند باعث عملکرد نا خواسته رله شود .

 ب –  وجود تپچنجر در ترانس های قدرت :  در اثر تغییر مراحل تپ چنجر در ترانس های قدرت چون نسبت تبدیل ترانس ها در زمان تعویض تپ تغییر می کند در نتیجه در نسبت جریان اولیه و ثانویه نیز تغییری بوجود می آورد که باعث عملکرد ناخواسته رله می شود . برای جلوگیری از عملکرد رله دیفرانسیل باید پایدار باشد.

ج – جریان ضربه ای : هنگام برقدار کردن ترانس ( در صورت باز بودن ثانویه )  یک جریان ضربه ای که مقدار آن به 8 تا 12 برابر جریان نامی می رسد از سیم پیچ اولیه عبور می کند که چون مقدار آن در سیم پیچ اولیه می باشد و جریان ثانویه صفر است رله دیفرانسیل به علت تفاوت جریان عمل خواهد کرد در صورتی که این جریان زیاد ، پس از چند میلی ثانیه کاهش  می یابد و به جریان بی باری می رسد رله نباید در این حالت عمل نماید برای جلوگیری از عملکرد رله باید inrush Proof   باشد .

دستگاه حفاظت و مراقبت روغن  :

دستگاه هایی که جهت مراقبت روغن برای تعیین وتشخیص اتصال کوتاه در ترانس های روغنی روغنی بکار برده می شود عبارتند از : رله بوخهلتس و رله توی بر.

رله توی بر در درجه اول برای حفاظت ترانس در مقابل اضافه بار و درجه دوم برای حفاظت در مقابل اتصال کوتاه بکار می رود . لذا برای شناسایی اتصال در داخل ترانس بیشتر از رله بوخهلتس استفاده می شود

رله بوخهلتس  :

رله بوخهلتس رله ای است که جهت حفاظت دستگاه هایی که  توسط روغن خنک می شود بکار می رود . این رله در اثر تولید گاز یا هوا در داخل منبع روغنی یا پایین آمدن سطح روغن از حد مجاز ویا جریان شدید بیش از حد مجاز روغن به کار می افتد و در مرحله اول زنگ خطر را بکار می اندازد و سطح روغن اگر بیشتر افت کرد در مرحله دوم دستگاه را قطع می کند . در رله بوخهلتس از روغن بعنوان عایق کاری و خنک کننده استفاده می شود .

عواملی که سبب بکار انداختن رله بوخهلتس می شود :

1-     جرقه بین هسته و قسمت های مختلف ترانس .

2-     اتصال زمین بین حلقه های کلاف .

3-     قطع شدن یک فاز یا سوختن آن .

4-     چکه کردن روغن از تانک روغن ویا لوله های ارتباطی آن .

در مرحله اول که زنگ خطر بکار می افتد و آلارم می دهد اشکالات بوجود آمده عبارتند از :

1-     نقایص عایق کاری.

2-     خراب شدن عایق ورقه های هسته و پیچ اتصال ورق های هسته .

3-     کامل نبودن کنتاکتها در اتصالات الکتریکی .

4-     گرم شدن بیش از حد قسمتی از سیم پیچ و خراب شدن عایق ها به علت عبور جریان  فوکو  بیش از حد.

در مرحله دوم که دستگاه قطع خواهد شد و فرمان تریپ به ترانس داده خواهد شد اشکالات بوجود آمده عبارتند از :

1-     شکستن بوشینگ ها .

2-     اتصال کوتاه فاز به فاز .

3-     اتصال زمین .

4-     اتصال داخل سیم پیچ ها.

5-     اتصال تپ ها به یکدیگر .

6-     پایین آمدن سطح روغن در اثر سرد شدن روغن بیش از حد و کم بودن روغن یا نشتی روغن .

رله توی بر  :

این رله نیز در حفاظت ترانس های روغنی بکار برده می شود در این رله نیز از حرکت روغن و ایجاد گاز استفاده شده است . همانطور که می دانیم ازدیاد درجه حرارت باعث انبساط روغن می شود و این روغن ضمن گذشتن از لوله رابط بین ترانس و ظرف انبساط رزرو به یک سوپاپ سنج ( دیافراگم ) برخورد می کند و در پشت سوپاپ فشار ایجاد می کند که این فشار توسط فشارسنج سنجیده می شود که در این فشار سنج چندین کنتاکت  پیش بینی و نصب شده است به طوری که اگر ازدیاد فشار به طور آهسته انجام گیرد کنتاکت خبر دهنده بسته و باعث بستن مدار سیگنال خواهد شد و درصورتی که فشار سریعا ازدیاد یابد کنتاکت دیگری  در فشار سنج موجب قطع فوری ترانس می شود. در مرحله اول در اثر بار زیاد ودر مرحله  دوم اثر اتصا ل کوتاه ایجاد می شود.

اساس کار رله دیستانس

رله دیستانس یک رله حفاظتی است که زمان قطع آن تابع مقاومت طول سیم می‌باشد. در اغلب اوقات باید زمان قطع رله تابع محل اتصال کوتاه نسبت به رله باشد و از این جهت باید زمان قطع رله، تابع جهت یعنی از انرژی اتصال کوتاه نیز گردد. لذا هر چه محل اتصالی از رله دورتر باشد، مقاومت ظاهری قطعه سیم بین محل اتصال تا رله بزرگتر شده و در نتیجه مقاومت اهمی و غیر اهمی آن نیز بزرگتر می‌گردد.
عامل مؤثر در له دیستانس می‌تواند یکی از عوامل :
1. مقاومت ظاهری ( امپرانس)
2. هدایت ظاهری ( ادمیتانس)
3. مقاومت اهمی ( دزیستانس(
4. هدایت اهمی ( کندوکتانس(
5. مقاومت غیراهمی ( راکتانس(
6. امپدانس اختلاط
7. هدایت غیراهمی ( سوسپتانس ( باشد.

حال :
رله‌ای که کمیت Z را می‌سنجد رله امپدانس است و رله‌ای که کمیت X را می‌سنجد رله راکتانس می‌نامند.
رله دیستانس را می‌توان جهت حفاظت هر نوع شبکه‌ای با هر فشار الکتریکی بکار برد. برای حفاظت شبکه‌های با ولتاژ بالاتر از kg60 امروز فقط از رله دیستانس استفاده می‌شود در ضمن می‌توان به کمک رله دیستانس ترانسفورماتورها و ژنراتورها را نیز حفاظت نمود. در شبکه‌های بزرگ اگر برای حفاظت در مقابل جریان‌های زیاد خارجی از رله جریان زیاد زمانی استفاده شود، زمان قطع رله در صورتیکه یک اتصالی حتی اورشین ، بلافاصله بعد از ژانراتور نیز اتفاق افتد، در حدود 8-7 ثانیه طول خواهد کشید و چنانچه دیده می‌شود، زمان عبور جریان اتصال کوتاه از ژنراتور بقدری طولانی می‌شود که ممکن است سبب خراب شدن ایزولاسیون سیم‌پیچی ژنراتور و ایجاد اتصال داخلی شود، لذا از اینجهت است که در شبکه‌های بزرگ برای کوتاه کردن این زمان از رله دیستانس ، امپدانس استفاده می‌شود.
زمان قطع رله دیستانس معمولاً در حدود 0.1 ثانیه است، استفاده از رله امپدانس نیز این برتری را دارد که در موقع اتصالی‌اش ، رله امپدانس بطور سریع در زمان خیلی کوتاه (0.1 ثانیه) ژنراتور را قطع می‌کند.
رله دیستانس برای حفاظت ترانسفورماتور در موقع اتصال خارجی، بخصوص در موقع اتصال یش ، بکار برده شده و در طرفی از ترانسفورماتور که به لیش وصل است نصب می‌شود.
در صورتیکه ترانسفورماتور بین دو شبکه فرعی نصب شده باشد، (ترانسفورماتور کوپلاژ) چون اتصالی در هر یک از شبکه‌ها، سبب عبور انرژی اتصال کوتاه از ترانسفورماتور کوپلاژ می‌شود، باید در هر دو طرف ترانسفورماتور رله دیستانس نصب گردد. برای حفاظت ترانسفورماتور می‌توان از رله دیستانس جهت‌دار که جهت آن بطرف یشن است و یا از رله دیستانس معمولی بدون عضو جهت‌یاب استفاده نمود.
برای حفاظت سلکیتو و تصحیح شبکه‌های خطی که از دو طرف تغذیه می‌شود و یا شبکه حلقه‌ای که از یک محل تغذیه می‌شود، علاوه بر شدت جریان و زمان از عامل دیگری مثل جهت جریان اتصال کوتاه نیز استفاده می‌شود، و حفاظت شبکه‌های تار عنکبوتی و شبکه‌هایی که از چند نقطه تغذیه می‌شوند بوسیله رله جریان زیاد که دارای درجه‌بندی زمانی ثابت و معینی می‌باشد ممکن نیست، بلکه بایستی از رله‌ای که زمان قطع آن متناسب با امپدانس یا فاصله محل اتصالی از مولد باشد استفاده شود که برای این منظور از رله دیستانس استفاده می‌شود. این رله اتصال کوتاه نزدیک به مولد را سریعتر و اتصال کوتاه در فاصله دورتر را دیرتر قطع می‌کند ، عامل موثر مقاومت پس محل اتصالی و مولد می‌باشد.
زمان قطع در رله‌ها مدرن امروزی متناسب با فاصله محل اتصالی از مولد، بطور یکنواخت زیاد نمی‌شود بلکه این تغییرات جهشی و پله‌ای شکل انجام می‌شود و فاصله محل خطا توسط سنجش مقاومت سیم لین محل خطا و محل نصب رله معین می‌شود.
رله دیستانس دارای این مزیت است که اولاً شبکه اتصال شده را در کوتاهترین مدت ممکنه بطور سلکیتو مشخص و از شبکه جدا می‌کند و ثانیاً اگر نزدیکترین را به محل اتصال عمل نکرد، رله بلافاصله بعد آن عمل می‌کند و بطور خودکار شبکه شامل یک یا چند رله رزرو نیز می‌شود بدون اینکه حقیقتاً رله رزروی در شبکه نصب شده باشد.
رله دیستانس بهترین رله برای حفاظت شبکه‌های انتقال انرژی می‌باشد. زیرا فقط بوسیله چنین دستگاهی هر نوع اتصال در هر کجای شبکه در کمترین مدت قطع می‌شود و بهمین جهت برای حفاظت شبکه‌های فشار قوی و فشار متوسط از رله دیستانس استفاده می‌شود.
برای حفاظت سیمهای کوتاه ، مثلاً در داخل نیروگاه و یا پست ترانسفورماتورها بعلت کوچک بودن امپدانس آن نمی‌توان از رله دیستانس استفاده کرد لذا در اینگونه مواقع بیشتر از رله دیفرنسیال استفاده می‌شود.
رله دیفرنسیال براساس مقایسه جریانها ( تراز جریانی) کار می‌کند و بدینوسیله جریان در ابتدا و انتهای وسیله‌ای که باید حفاظت شود سنجیده شده و با هم مقایسه می‌شود این تفاوت جریان در دو طرف محدوده حفاظت شده اغلب در اثر اتصال کوتاه یا اتصال زمین و غیره بوجود می‌آید. در صورتیکه قبل از اتصال شدن مسلماً جریانهای دو طرف با هم برابر هستند.
رله دیفرانسیل فقط محدوده داخل خود را حفاظت می کند و از این جهت از آن بیشتر برای حفاظت ترانسفورماتورها، ژنراتورها و موتورهای فشارقوی و شین‌ها استفاده می‌شود و چون از اول واشهای محدوده حفاظت شده باید سیم‌های سنجش به محل رله کشیده شود.
برای رله دیفرنسیال معمولاً از یک رله جریانی ( رله آمپریک( ساده استفاده می‌شود و جریانی که رله را بکار می‌اندازد. برابر با تفاوت جریانهای زکوندر ترانسفورماتور می‌باشد.
برای نشان دادن اتصال زمین در ژنراتور می‌توان از مدار رله دیفرنسیال استفاده کرد بطوریکه رله اتصال زمین سین نقطه صفر رله دیفرنسیال و نقطه اتصال ستاره ترانسفورماتور جریان بسته می شود و بدینوسیله از بکار بردن ترانسفورماتور جریان اضافی جهت رله اتصال زمین صرفنظر می‌شود.
اگر یک اتصال بدنه در ژنراتور یا اتصال زمین در کابل رابط پس ژنراتور تا ترانسفورماتور جریان اتفاق افتد از هر سه فاز، جریان اتصال زمین عبور می‌کند که از نظر قدر مطلق و فاز با هم برابر هستند لذا این سه جریان در سیم پیچی زکوند ترانسفورماتورها القاء شده و مجموع آنها از رله اتصال زمین می‌گذرد و با زمین مدارش بسته می‌شود. در صورتیکه اتصال زمین بعد از ترانسفورماتور جریان ( در شبکه یا در سیم‌های هوائی) باشد باز هم جریان اتصال زمین از محل اتصال شده عبور می‌کند ولی نتیجه جریانها در طرف زکوندر ترانسفورماتورها جریان صفر یا نزدیک صفر خواهد بود، لذا رله اتصال زمین بدون جریان می‌ماند.
رله دیفرنسیال جریانهای دو طرف ترانسفورماتور را با در نظر گرفتن نسبت تبدیل و نوع اتصال می‌سنجد و مقایسه می‌کند.
همانطور که می‌دانیم مجموع جریانهای ورودی و خروجی ترانسفورماتور بدون عیب با در نظر گرفتن نسبت تبدیل آن باید برابر صفر باشد. ولی بعلت جریان مغناطیسی کننده و متفاوت بودن منحنی مشخصات ترانسفورماتورها و جریان و غیره نتیجه جریانها در دو طرف قدری بزرگتر از صفر خواهد بود.
از آنجا که جریانهای دو طرف ترانسفورماتور توسط رله دیفرنسیال با هم مقایسه می‌شوند باید ترانسفورماتورهای جریانی که در دو طرف فشار قوی و ضعیف‌ ترانسفورماتور بسته می‌شوند، بطریق انتخاب شوند که جریانهای زکوندر ترانسفورماتورها جریان دو طرف ترانسفورماتور از نظر قدر مطلق و فاز با هم کاملاً برابر باشد.
جریانها از نظر قدر مطلق موقعی با هم برابر می‌شوند که نسبت ضریب تبدیل ترانسفورماتورهای جریان دو طرف فشار قوی و ضعیف برابر با عکس ضریب تبدیل ترانسفورماتور قدرت باشد.
رله دیفرنسیال که برای حفاظت ترانسفورماتور بکار برده می‌شود نباید دارای حساسیت زیاد باشد زیرا در ترانسفورماتورهای سالم نیز اغلب تفاوت جریانی در دو طرف سیم‌پیچی زکوندر (ثانیه) ترانسفورماتور جریان ظاهر می‌شود. این جریان ( تفاوت جریان) اولاً توسط جریان مغناطیسی ( جریان بدون بار) و در ثانی توسط برابر نبودن منحنی مغناطیسی ترانسفورماتورهای جریانی که در دو طرف ترانسفورماتور نصب شده است مخصوصاً در جریان خیلی زیاد ایجاد می‌شود.
حفاظت یش توسط رله دیفرنسیال ، در حالت عادی و نرمال، مجموع جریانهایی که از یش گرفته می‌شود برابر جریانهایی است که به سیش وارد می‌شود. یا بعبارت دیگر مجموع برداری جریانهای کلیه انشعابهای شیی صفر است. در موقع بروز خطا درسیش، مجموع جریانها صفر نمی‌شود، بلکه جریان باقیمانده‌ای بوجود می‌آید که می‌توان از آن جهت حفاظت شی استفاده کرد.
از رله ساده دیفرنسیال بعلت ناپایدار بودن آن در مقابل خطاهای ترانسفورماتور جریان در موقع عبور جریان اتصال کوتاه نمی‌توان در حفاظت استفاده کرد از اینجهت برای حفاظت شی از رله دیفرنسیال پایدار مخصوصی استفاده می‌شود. برای پایدار کردن رله، مجموع قدرمطلق تمام جریانها تشکیل داده می‌شود. که این عمل توسط یکسو کردن یکایک جریانها و جمع کردن آنها بوسیله مدار جمع ‌کننده انجام می‌گیرد. در حفاظت شی‌های چندتایی باید نحوه حفاظت طوری باشد که هر کدام از شی ها دارای وسیله حفاظتی مخصوص بخود باشد از این جهت برای حفاظت شینی‌های چندتایی به تعداد سیش‌های رله دیفرنسیال لازم است و هر کدام از این رله‌ها با یک رله فرعی که از سیش مخصوص خود ( توسط سکسیونر همان شی) فرمان می‌گیرد مرتبط است.
حفاظت شبکه فشارقوی توسط رله دیفرنسیال (روش مقایسه) بدو دسته طول، برای سیمهای موازی ( سیش دوبل) تقسیم می‌شود. این طریقه حفاظت به جهت اینکه فقط خطای موجود در محدوده خود را تعیین می‌کند و نمی‌تواند حتی بعنوان رزرو، حفاظت قسمتهای دیگر شبکه را بعهده بگیرد نسبت به رله‌های دیگر مثل رله جریان زیاد زمانی و رله دیستانس در درجه دوم اهمیت قرار دارد. لذا از اینجهت هیچگاه سیمی را فقط با روش مقایسه حفاظت نمی‌کنند. بلکه همیشه این روش حفاظتی در کنار رله جریان زیاد زمانی و یا رله دیستانس در شبکه بکار برده می‌شود.

کلید‌های فشار قوی برحسب وظایفی که بعهده دارند به دسته‌های
1. کلید بدون بار یا سکسیونر
2. کلید قابل قطع زیر بار یا سکسیونر قابل قطع زیربار
3. کلید قدرت یا دیژنکتور Circuit Breaker

انواع کلیدهای قدرت C.B :
1. کلید روغنی که از متداولترین کلیدهای فشارقوی با قدرت قطع بالا می‌باشد.
در کلید روغنی در درجه اول از روغن بعنوان عایق استفاده می‌شود و بدین جهت هر چه فشار الکتریکی شبکه بیشتر باشد حجم روغن داخل کلید نیز زیادتر می‌گردد. بطوریکه وزن روغن در کلید روغنی KV 220 نزدیک به 20 تن می‌رسد و همین حجم زیاد روغن یکی از بزرگترین معایب این کلید بخصوص در مواقع آتش‌سوزی است.
کلید قدرت علاوه بر اینکه جریان اتصال کوتاه را قطع می‌کند، باید قادر باشد مدار اتصال کوتاه شده را نیز به شبکه برق وصل کند یا بعبارت دیگر در زیر اتصال کوتاه وصل شود. از آنجا که در این حالت در لحظه وصل جریان اتصال کوتاه ضربه‌ای شدید از کلید می‌گذرد. در اطراف کلید حوزه الکترومغناطیسی شدیدی ایجاد می‌شود که سبب لرزش کشاکتها و کم شدن سطح تماس کشاکتها می‌شود که نتیجه آن بوجود آمدن نقطه جوشهایی در سطح کشاکتها و از کار افتادن کلید می‌شود. برای جلوگیری از این ارتعاشات بخصوص در کلیدهای فشارقوی هر قطب کلید دارای محفظه احتراق مخصوص بخود می‌باشد.

2. کلید کم روغن ، در موقع جدا شدن دو کشاکت کلید زیر بار دو محفظه روغنی جریانی که از آخرین نقطه تماس فلزی کشاکت می‌گذرد باعث گداخته شدن و تبخیر فلز ( مس) می‌شود و با آن پایه و اساس جرقه یا قوس الکتریکی بین دو کشاکت جدا شده گذاشته می‌شود. حرارت زیاد جرقه روغن اطراف قوس را تبخیر و ایجاد یک حباب گازی یا فشار زیاد می‌کند این حباب گازی از لایه‌های مختلفی تشکیل شده که از دیدگاه روغنی به طرف مرکز قوس عبارتند از :
الف ـ لایه بخار مرطوب روغن
ب ـ لایه بخار داغ و خشک
ج ـ لایه اطراف قوس مرکب از C2H2 و H2 و H با حرارتی در حدود 1000 تا 5000 درجه کلوین .
که کلید کم روغن بدو صورت قطع جریان کم و قطع جریان زیاد بکار می‌رود، که اکثر کلیدهای کم روغن بر پایه قطع جریان زیاد ساخته می‌شوند بدین جهت که ایجاد فشار و به جریان انداختن گاز در یک زمان معین و حساب شده شما راه حل صحیح قطع جرقه در روغن است . لذا قطع سریع جرقه در زمان یک نیمه پریود علاوه بر اینکه برای تأسیساتی برق بسیار مهم و با ارزش است، در ساختمان خود کلید نیز بسیار مؤثر است. زیرا بعلت قطع فوری جرقه اثرات حرارتی و مکانیکی آن نیز بر روی کشاکتها و محفظه احتراق کوچکتر می‌شود و علاوه بر اینکه دوام کلید را بالا می‌برد خود کلید نیز ارزان تهیه می‌شود.
3. کلید اکسپانزیون:کلید راست که در آن از آب بعنوان ماده خاموش ‌کننده جرقه استفاده شده است و بهمین جهت اغلب کلید آبی نامیده می‌شود. یکی از بهترین خواص این کلید این است که چون آب داخل محفظه احتراق قابل اشتعال نیست هیچگونه انفجاری کلید را تهدید نمی‌کند و مانند کلیدهای روغنی باعث آتش‌سوزی نمی‌شود.
هر قطب کلید دارای یک محفظه احتراق مخصوص خود است که با مقداری آب و ماده ضریح پر شده است. محفظه احتراق کلید توسط دو رینگ الاستیکی ثابت نگهداشته می‌شود و در صورتیکه فشار داخل محفظه بعلت تراکم گاز از حد معینی تجاوز کرد محفظه احتراق قدری بطرف بالا کشیده می‌شود. و مقداری از گاز داخل محفظه به بیرون راه پیدا می‌کند و در آب سرد محفظه دیگر تقطیر می‌شود.
در کلیدهای اکسپانزیون با ولتاژ زیاد بجای آب از روغن مخصوص که نقطه اشتعال آن خیلی بالاست استفاده می‌شود.
4. کلید هوائی : در کلیدهای قبلی ماده اولیه خاموش کننده جرقه مایع است و چون در این نوع کلیدها عواملی که در خاموش کردن جرقه مؤثر هستند در اثر انرژی خود جرقه از تجزیه روغن تهیه و آماده می‌شوند، همه آنها کم و پیش تابع شدت جریان زمان قطع هستند. بعباردت دیگر قدرت جرقه تابع شدت جریان است. ولی در کلید هوائی اولاً برای خاموش کردن جرقه و خارج کردن یونها و خنک کردن جرقه از هوای سرد تحت فشار استفاده می‌شود و در ثانی این تنها کلیدست که قدرت خاموش کنندگی آن مستقل از جریان است و فقط تابع هوای کمپرس شده ایست که قبلاً در یک منبع ذخیره شده و با فشار ثابت و مقدار ثابت برای هر شدت جریانی بداخل محفظه احتراق هدایت می‌شود.
در کلیدهای هوائی بخصوص در فشار کم و متوسط ، کشاکت ثابت معمولاً بصورت قیف ساخته می‌شود که در داخل آن کشاکت میله‌ای متحرک جای می‌گیرد و با تماس با آن کلید بسته می‌شود. در موقع قطع کلید، کشاکت میله‌ای از کشاکت ثابت جدا می‌شود و این دو کشاکت ابتدا در هوای ساکن موجود در محفظه جرقه حاصل می‌گردد، طول این قوس را کوتاه نگه می‌دارند تا کار کلید کوچک شود. در ضمن باید فاصله دو کشاکت بحدّی باشد که پس از خاموش شدن جرقه این فاصله بتواند فشار برگشت شده‌ روی دو کشاکت را حفظ کند. بعبارت دیگر باید فاصله هوائی دو کشاکت استقامت الکتریکی کافی برای ولتاژ شبکه را داشته باشد.
5. کلید گاز سخت ( جامد) در پستها و شبکه‌های برق کوچک که دارای تأسیساتی محدود و فاقد دستگاه کمپرسور و تهیه هوای فشرده می‌باشند نصب کلیدهای هوائی اطراف اهوار فشرده) مقرون به صرفه نیست و بدین جهت اغلب از کلیه اکسپانزیون (آبی) و یا از کلید گاز جامد نیز مانند کلیدهای روغن و کم روغن، گازی که باعث خاموش کردن و برنگشتن جرقه می‌شود، توسط خود جرقه بوجود می‌آید. لذا قدرت قطع این کلید نیز تابع شدت جریان قطع است.
کلید گاز جامد جریان خیلی زیاد را در اولین نیم پریود بمحض عبور جریان از عنصر و درست در همان موقعی که لوله کشاکت دهنده مجرای خروجی گاز را باز می‌کند قطع می‌نماید در صورتیکه جرقه جریانهای کم و در فاصله بیشتر دو کشاکت و در زمان دومین نیمه موج قطع می‌شود. این کوتاه بودن زمان جرقه بعلت گاز شدیدی است که از عایق‌ها متصاعد می‌شود و بهمین جهت سطوح میله و لوله جرقه‌گیر عایق نیز خیلی زود فرسوده و و مستحمل نمی‌شود. معمولاً پس از هر چند صدبار قطع احتیاج به تعویض پیدا می‌کنند. این کلیدها برای اختلاف سطح تا kg20 و قدرت قطع تا muA 200 ساخته می‌شوند.

6. کلید SF6 : در این نوع کلید از گاز SF6 بعنوان ماده خاموش کننده جرقه و عایق بین دو کشاکت و نگهدارنده ولتاژ استفاده شده است. گاز SF6 الکترونهای آزاد را جذب می‌کند و ایجاد یون منفی بودن تحرک می‌کند در شچه مانع ایجاد ابربهمنی الکترونها که باعث شکست عایق و ایجاد جرقه می‌شود می‌گردد. بطوریکه استقامت الکتریکی گاز SF6 به 2 تا 3 برابر استقامت الکتریکی هوا می‌رسد. گاز SF6 از نظر شیمیایی کاملاً با ثبات است وصل ترکیبی آن خیلی کم و غیر رسمی می‌باشد و تقریباً 5 برابر هوا وزن دارد و در مقابل حرارت زیاد نیز پایدار و غیرقابل اشتعال است.
این کلید دارای یک کمپرسور و محفظه احتراق می‌باشد در این کلید از یک کشاکت ثابت و یک کشاکت متحرک استفاده نشده است بلکه قسمت اصلی کلید تشکیل شده از دو لوله ثابت که به فاصله معینی متناسب با ولتاژ نامی کلید در مقابل هم قرار گرفته‌اند. ارتباط این دو لوله در حالت وصل کلید توسط موف انگشتانه مانند فلزی بنام موف اتصالی انجام می‌گیرد. کمپرسور تشکیل شده از یک سیلندر عایق پر از گاز که بوسیله میله فرمان مخصوصی بطرف پایین و بالا حرکت می‌کند و در ضمن باعث قطع و وصل کلید نیز می‌شود.
در قسمت تحتانی این سیلندر عایق یک پیستون رینگ مانند بطور ثابت نصب شده است. این مجموعه در موقع قطع کلید مانند یک کمپرسور و انژکتور عمل می‌کند. با این تفاوت که گاز داخل کمپرسور با فشردن پیستون متراکم نمی‌شود، بلکه با پایین آمدن لوله سیلندری فشرده و متراکم می‌شود . در موقع قطع کلید، کمپرسور که در حقیقت بعنوان دستگاه تراکم کننده و دمنده گاز عمل می‌کند بوسیله اهرمی که فرمان قطع را اجرا می‌کند بطرف پایین کشیده می‌شود. در این حالت گاز SF6 داخل کمپرسور متراکم می‌شود و موقعی که گاز تراکم لازم برای مجرای ورود گاز از دو طرف جرقه باز می‌شود و کمپرسور تبدیل به انژکتور می‌گردد. گاز تحت فشار بطور عمودی بر قوس وارد شده و در امتداد طول قوس در داخل لوله‌ها جریان پیدا می‌کند و باعث قطع سریع جرقه در زمان عبور جریان از صفر می‌شود. سپس از قطع کامل جریان سیلندر عایق کمپرسور در محل معین بطور ثابت قرار می‌گیرد. در موقع وصل کلید سیلندری عایق مجدداً بالا می‌رود و فضای فال آن از گاز SF6 پر می‌شود و کلید آماده برای قطع مجدد می‌گردد. برای ولتاژهای 130 k و 230k فرمان قطع و وصل کلید هیدروکیل است.

7. کلید خلاء : اصولاً الکترونهای آزاد باعث هدایت جریان در فلزات و ایجاد قوس الکتریکی در عایق‌ها می‌شوند. لذا در خلاء کامل چون هیچ عنصری وجود ندارد که حاصل الکترونها باشد، باید جدا شدن دوکشاکت فلزی جریان دار به احتمال قوی بدون ایجاد جرقه انجام بگیرد. لذا کلیدهای فشار قوی که کشاکتهای آن در خلاء از هم جدا شوند ساخته و از سه قسمت اصل زیر تشکیل شده است :
1. کپسول خلاء از فولا و کرم نیکل با کشاکتورها
2. نگهدارند] کشاکتورها و ایزولاتورها
3. وسایل مکاکنیل رسانای فرمان قطع و وصل.
کشاکتهای اتصال دهنده این کلید در یک کپسول فلزی خلاء شده قرار دارند و عمل قطع و وصل کلید در این کپسول و در خلاء کامل انجام می گیرد. بعلت فشار خیلی کم داخل کپسول ( در حدود Bar ) فاصل] دو کشاکت کلید خلاء در حالت قطع برای فشار تا 30kv خیلی کم و در حدود 20 mm است در نتیجه بعلت کوچک بودن طول جرقه (20 mm) و هدایت خوب پلاسما و کوتاه بودن زمان جرقه که ماکزیمم از 6 ms تجاوز نمی کند. انرژی قوس الکتریکی در این کلید خیلی کوچکتر از کلیدهای مشابه دیگر می باشد. با توجه به اینکه اغلب قوس قبل از رسیدن جریان به صفر قطع می شود، می توان کلید را با وسیله قطع و وصل سریع مجهز کرد.

 رلۀ بوخ هلتس

رلۀ بوخ هلتس یک رلۀ حفاظتی برای دستگاهی است که توسط روغن خنک میشود و یا از روغن به عنوان ایزولاسیون در آن استفاده شده است و دارای ظرف انبساط نیز می باشد . این رله با بوجود آمدن گاز یا هوا در داخل منبع روغن دستگاه و یا پائین رفتن سطح روغن از حد مجاز و یا در اثر جریان پیدا کردن شدید روغن بکار می افتد و سبب به صدا درآوردن سیگنال و دادن علامت می شود و یا اینکه مستقیماً دستگاه خسارت دیده را از برق قطع می کند . رلۀ بوخ هلتس به قدری دقیق است که به محض اتفاق افتادن کوچکترین خطائی عمل می کند و مانع آنمی شود که دستگاه خسارت زیادی ببیند . اگر از این رله برای ترانسفورماتور روغنی استفاده شود ، خطاهائی که سبب بکار انداختن رلۀ بوخ هلتس می شوند عبارتند از :

جرقه بین قسمتهای زیر فشار و هستۀ ترانسفورماتور

اتصال زمین

اتصال حلقه و کلاف

قطع شدن در یک فاز

سوختن آهن

چکه کردن روغن از ظرف روغن و یا از لوله های ارتباطی.

در خطاهای کوچک ، هوا یا گازهای متصاعد شده از روغن ، وارد لولۀ رابط بین ترانسفورماتور و منبع ذخیرۀ روغن (ظرف انبساط) شده و به داخل رلۀ بوخ هلتس که در یک قسمت از این لوله قرار دارد راه یافته و به طرف فسمت بالای رله که به صورت مخزن گاز درست شده است صعود می کند و در آنجا جمعمی شود .

گازهای راه یافته به داخل رلۀ بوخ هلتس به سطح فوقانی روغن فشار می آورد و باعث پائین آوردن سطح روغن در رلۀ بوخ هلتس میگردد . این فشار به شناور بالائی رله ، منتقل میشود و آن را به طرف پائین میراند . حرکت شناور باعث بستن و یا باز کردن کنتاکتهائی میشود که جهت دادن فرمان در یک محفظۀ جیوه ای تعبیه شده است . در موقعی که خطا به صورت یک اتصالی شدید باشد ، گازهای متصاعد شده در اثرقوس الکتریکیبه قدری زیاد می گردد که موجب راندن موجی از روغن به داخل ظرف انبساط میشود . اگر سرعت موج روغن از مقدار معینی که قبلاً تنظیم شده است تجاوز کند ، قبل از اینکه گازها به داخل رلۀ بوخ هلتس راه یابند ، دریچه اطمینان رله به کار می افتد و باعث قطع ترانسفورماتور از برق می شود . اگر رلۀ بوخ هلتس دارای دو گوی شناور باشد ، دریچه اطمینان طوری تنظیم می شود که در صورتیکه سرعت حرکت روغن مابین 50 تا 150 سانتیمتر بر ثانیه رسید ، رله قطع کند .

در رله هایی که شامل یک گوی شناور میباشد ، دریچه اطمینان با شناور لحیم شده است و در این رله ها وقتی سرعت روغن به 65 تا 90 سانتیمتر بر ثانیه رسید رله عمل می کند

رله های جریانی :
رله های جریانی به منظور حفاظت شبکه های الکتریکی در مقابل عیوب ناشی از خطاهای جریان بکار میروند .
▪ عمده عیوبی که توسط رله های جریانی تشخیص داده می شوند عبارت است از :
ـ þاتصال کوتاه در شبکه
ـ þاضافه جریان
ـ þاضافه بار
ـ þجریان نشتی )ارت فالت)
ـ þعدم تقارن جریان سه فاز
ـ دþکاهش بار ( در مورد موتورها)
ـ þافزایش مدت زمان راه اندازی (در مورد موتورها)
ـ þقفل بودن روتور (در مورد موتورها)
حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و اتصالی زمین :
اولین و یکی از مهمترین حفاظت هایی که در یک سیستم وجود دارد حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و نشتی زمین می باشد . این حفاظت ها با حفاظت اضافه بار تفاوت آشکاری دارد چون حفاظت اضافه بار بر اساس ظرفیت حرارتی واحد می باشند . در این نوع حفاظت جریان سه فاز توسط سه عدد ترانسفورمر جریان حس می گردند و به رله انتقال می یابند و بر اساس آن حفاظت صورت می گیرد . در مورد حفاظت فوق منحنی قطع رله از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است زیرا حفاظت صحیح بر اساس آن صورت میگیرد .
▪ این رله ها می توانند دارای دو گروه منحنی قطع باشند :
ـ þ نوع زمان ثابت که پارامتر جریان و زمان به هم وابستگی ندارند و به صورت جداگانه تنظیم می گردند و رله بر اساس جریان تنظیمی در زمان تنظیم شده فرمان قطع را صادر می کنند .
ـ þ نوع زمان کاهشی که در این حالت زمان قطع رله با یک منحنی به جریان عبوری از رله مرتبط می باشد . به این صورت که هر چه جریان عبوری از رله بیشتر گردد زمان قطع رله کمتر خواهد بود .
▪ بسته به عملکرد و نوع استفاده از رله منحنی های استانداردی برای این رله ها تعریف می گردد که بشرح زیر است :
ـStandard Inverse Curve (SIT)
ـ Very Inverse Curve (VIT)
ـ Extremely Inverse Curve (EIT)
ـ Ultra Inverse Curve (UIT)
حفاظت سیستم های الکتریکی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و امروزه کمپانی های متعددی در حال طراحی و ساخت رله های حفاظتی می باشند . برخی از کمپانی های معتبر که در این زمینه مشغول به فعالیت می باشند را معرفی می کنیم.
Siemens , Alstom , ABB , GE Power , Schneider , CEE , Reyroll
به طور کلی رله های حفاظتی باید دارای مشخصات زیر باشند :
ـ þسرعت عملکرد :
این پارامتر در رله های حفاظتی بسیار حائز اهمیت است چون رله های حفاظتی هنگام خطا موظفند با سرعت هرچه تمامتر بخش های معیوب را از قسمت های سالم جدا نمایند .
ـ þحساسیت :
این پارامتر به حداقل جریانی که سبب قطع رله می گردد بر میگردد .
ـ þتشخیص و انتخاب در شرایط خطا :
این پارامتر نیز بسیار مهم است زیرا در شبکه هایی که دارای چند باس بار و رله حفاظتی هستند هنگام وقوع خطا می باید قسمت معیوب به درستی تشخیص داده شده و از شبکه جدا گردد و قسمتهای سالم به کار خود ادامه دهد.
ـ þپایداری :
این پارامتر به این باز میگردد که یک رله حفاظتی به تمامی خطاهایی که در محدوده حفاظتی خود به درستی عکس العمل نشان دهد و در مقابل خطاهای این محدوده عکس العملی نشان ندهد .
دسته بندی رله های حفاظتی بر اساس پارامترهای اندازه گیری :
الف) رله های جریانی :
این رله ها بر اساس میزان جریان ورودی به رله عمل می کند . حال این جریان می تواند جریان فازها , جریان سیم نول , مجموع جبری جریانهای فازها باشد (رله های جریان زیاد – رله های ارت فالت و …. ) و جریان ورودی رله می تواند تفاضل دو یا چند جریان باشد ( رله های دیفرانسیل و رستریکت ارت فالت (
ب) رله های ولتاژی :
این رله ها بر اساس ولتاژ ورودی به رله عمل میکند این ولتاژ می تواند ولتاژ فازها باشد (رله های اضافه یا کمبود ولتاژ و ….) و یا میتواند مجموع جبری چند ولتاژ باشد ( رله تغییر مکان نقطه تلاقی بردارهای سه فاز)
ج) رله های فرکانسی :
این رله ها بر اساس فرکانس ولتاژ ورودی عمل میکند ( رله های افزایش و کمبود فرکانس(
د) رله های توانی :
این رله ها بر اساس توان عمل می کنند به عنوان مثال رله هایی که جهت توان را اندازه گیری می کنند یا رله هایی که توان اکتیو و راکتیو را اندازه گیری می کنند .
ه) رله های جهتی :
این رله ها از جنس رله های توانی هستند که بر اساس زاویه بین بردارهای ولتاژ و جریان عمل میکنند مانند رله های اضافه جریان جهتی که در خطوط چند سو تغذیه رینگ و پارالل بکار می روند و یا رله های جهت توان که جهت پرهیز از موتوری شدن ژنراتور هنگام قطع کوپلینگ آن بکار میرود .
و) رله های امپدانسی :
مانند رله های دیستانس که در خطوط انتقال کاربرد فراوانی دارند .
ز) رله های وابسته به کمیت های فیزیکی :
مانند حرارت – فشار – سطح مایعات و …. مانند رله بوخ هلتس ترانسفورمرها
ح) رله های خاص :
رله هایی هستند که برای منظورهای خاص به کار میروند مثلا رله تشخیص خطای بریکر – رله مونیتورینگ مدار تریپ بریکر – رله لاک اوت و ….

 عملیات

وقتی جریان از سیم پیچ عبور می کند، میدان مغناطیسی حاصله یک میله فلزی را که به طور مکانیکی به یک اتصال متصل شده است، را جذب می کند. این حرکت موجب اتصال یا قطع یک اتصال با یک اتصال ثابت می شود. وقتی جریان قطع می شود، میله فلزی با نیروی تقریبی نصف قدرت میدان مغناطیسی به محل اولیه خود بر می گردد. معمولا این نیرو توسط یک فنر (spring) تامین می شود، البته از نیروی گرانش (gravity) نیز در موتورهای استارتر صنعتی ممکن است استفاده شود. اغلب رله ها برای عملیات سریع ساخته می شوند. در کاربردهای ولتاژ پائین، کاهش نویز دارای اولویت بیشتری است و در کاردهای ولتاژ بالا کاهش قوس الکتریکی اولویت بیشتری دارد.

اگر انرژی سیم پیچ توسط DC تامین شود، خیلی اوقات یک دیود به دوسر سیم پیچ متصل می شود تا انرژی حاصل از میدان مغناطیسی را به هنگام قطع مصرف و یا به عبارتی پراکنده کند، که می تواند یک ضربه ولتاژ باشد و به سایر قسمتهای مدار ضربه بزند. اگر سیم پیچ برای کار با AC طراحی شده باشد، یک حلقه مسی در انتهای سیم پیچ، تابیده می شود. این حلقه(shading ring) یک جریان غیر هم فاز تولید می کند که کشش میله فلزی را در سیکلهای AC افزایش می دهد. یعنی هنگامی که جریان AC مقدار مینیمم خود را دارد این سیم با یک اختلاف فاز نسبت به آن دارای مقداری جریان است که می تواند میله را به سمت سیم پیچ نگه دارد و در غیر این صورت میله در هر سیکل از سیم پیچ جدا  و دوباره متصل می شود و موجب ضربه زدن به سایر قسمتهای مدار می شود.

به تشابه با عملیات کارکرد رله مغناطیسی، خواهید دید که در رله های حالت جامد از تریستور یا سایر سوئیچهای حالت جامد استفاده می شود. برای رسیدن به ایزولاسیون الکتریکی از(light-emitting diode) یعنی LED با یک ترانزیستور نوری استفاده می شود.

انواع رله

Latching relay

این رله دو حالته(bistable) است. بعضی مواقع آنها را “Keep Relay” نیز می نامند. وقتی جریان قطع می شود، رله در حالت قبلی خود باقی می ماند. این عملیات توسط یک سیم پیچی استوانه ای، یک ضامن و بادامک و یا در حالت دیگر با دو سیم پیچ  متقابل با یک فنر یا یک آهنربای دائمی و در حالتی دیگر توسط یک هسته با پسماند مغناطیسی (remnant core) برای نگه داشتن میله فلزی در جای خود هنگامیکه جریان قطع است، صورت می گیرد. در مثال ضامن و بادامک، با پالس اول رله روشن و با پالس بعدی خاموش می شود. در مثال دو سیم پیچ، پالس به یک سیم پیچ رله را روشن و با دادن پالس به رله متقابل (مخالف) رله خاموش می شود. این نوع رله دارای این مزیت است که توان را فقط در لحظه سوئیچ مصرف می کند و در حالت قبلی خود با توان ثابت خروجی باقی می ماند.

Reed relay

این رله دارای دسته ای اتصالات داخل خلاء یا لوله شیشه ای پر شده از گاز بی اثر  است، که از اتصالات در مقابل فساد تدریجى در اثر مجاورت با هوا (atmospheric corrosion) حفاظت می کند. اتصالات با میدان مغناطیسی حاصل از سیم پیچ که دور لوله بسته شده، بسته می شوند. این رله ها دارای سرعت بیشتری نسبت به رله های معمول هستند.

Mercury-wetted relay

این رله نیز نوعی Reed Relay است که اتصالات آن به جیوه آغشته شده (mercury-wetted) است. اینچنین رله هائی برای سوئیچ کردن سیگنالهائی با ولتاژ پائین(یک ولت یا کمتر) به کار می روند استفاده می شوند، زیرا دارای مقاومت کم در اتصالات هستند. همچنین بدلیل جلوگیری جیوه از پرش های زائد، در شمارنده های سرعت بالا و وسایل زمان سنجی نیز کاربرد دارد. این رله به موقعیتش حساس است(position-sensitive) و باید به طور عمودی نصب شود تا درست کار کند. بدلیل سمیت و هزینه جیوه مایع، این نوع رله ها بندرت برای تجهیزات جدید استفاده می شوند.

Polarized relay

رله قطبی میله فلزی را بین قطبهای یک آهنربای دائم قرار می دهد تا حساسیت را افزایش دهد. رله های قطبی در اواسط قرن 21 در ارتباطات تلفنی برای آشکار سازی پالسهای ضعیف و تصحیح اعوجاج تلگرافی استفاده می شد. قطبها روی پیچهائی قرار داشتند که تکنسین ها می توانستند آنها را برای حساسیت بالا تنظیم کنند و سپس یک مقدار بایاس را برای جریان بحرانی به آنها اعمال می کردند که رله باید با آن کار کند.

Machine tool relay

این رله ها برای کنترل صنعتی ماشینها، ماشینهای انتقال و کنترل ترتیبی استاندارد شده اند. این رله با تعداد بسیاری اتصال مشخص می شود(بعضی مواقع در میدانهای مغناطیسی) که به راحتی از حالت نرمال باز به حالت نرمال بسته تبدیل می شوند. دارای سیم پیچهای قابل تعویض آسان است و ضریب شکلی(form factor) که قابلیت نصب تعداد زیادی از آنها را در یک پانل را میسر می سازد. اگر چه این رله ها  زمانی ستون فقرات اتوماسیون صنعتی  را در مونتاژ اتومبیل بودند ولی امروزه با کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر(programmable logic controller) در کاربردهای کنترل ترتیبی جایگزین شده اند.

Contactor relay

این رله یک رله جریان قوى (heavy-duty relay) است که برای سوئیچینگ موتورهای الکتریکی و بارهای روشنائی استفاده می شود. در جریانهای بالا اتصالات از نقره خاص ساخته می شوند. قوسهای الکتریکی نا خواسته، موجب اکسید شدن اتصالات می شوند ولی! اکسید نقره هنوز یک هادی خوب است. چنین وسایلی اغلب برای استارتر موتورها استفاده می شوند. موتور استارتر() یک کنتاکتور با یک وسیله محافظ جریان زیاد است.

Solid state contactor relay

این رله نیز یک رله جریان قوى البته حالت جامد (heavy-duty solid state relay) به همراه یک دفع کننده حرارتی(heat sink) می باشد و در گرم کننده های الکتریکی، موتورهای الکتریکی کوچک و بارهای روشنائی کاربرد دارد، که در آنها به دوره های روشن و خاموش مکرر نیاز است. در آنها هیچ قسمت متحرکی برای داشتن سایش و یا اتصال پرشی برای لرزش وجود ندارد. آنها با سیگنالهای کنترل AC یا DC از سوی کنترلرهای منطقی برنامه پذیر (PLCs)، کامپیوتر های شخصی (PCs) ، منابع منطقی ترانزیستور – ترانزیستور (TTL=Transistor-transistor logic) و سایر کنترلهای میکروپروسس& #1608;ر فعال می شوند.

یک رله Solid State Contactor برای 25 یا 40 آمپر

Buchholz relay

این رله یک حسگر مطمئن برای انباشت گاز در ترانسفورما& #1578;ورهای بزرگ است که در روغن شناورند، که هنگامیکه تجمع گاز به آهستگی شروع شود، هشدار می دهد و در صورتی که گاز به سرعت در روغن ترانسفورما& #1578;ور تولید شود، ترانسفورما& #1578;ور را قطع می کند.

Forced-guided contacts relay

در این رله اتصالات رله ای وجود دارند  که به صورت مکانیکی به یکدیگر متصل هستند که هنگامیکه سیم پیچ تحریک و یا بی انرژی می شود همه آنها به سمت یکدیگر حرت می کنند. اگر یک دسته از این اتصالات از حرکت بیافتند، اتصالات دیگر رله همان رله نمی توانند حرکت کنند. کاربرد این رله توانائی چک کردن حالت رله ها را میسر می سازد. این رله ها با نامهای دیگری از قبیل “positive-guided contacts”، “captive contacts”، “locked contacts”و “safety relays” نیز شناخته می شوند.

Solid-state relay

رله حالت جامد (SSR) یک عنصر الکترونیکی نیمه هادی است که کاری شبیه رله الکترومکان& #1740;کی را انجام می دهد ولی هیچ عضو متحرکی ندارد و دارای طول عمر بلند مدتی است. با SSR ها، روی هر ترانزیستور آنها ولتاژ کوچکی می افتد. مجموع این ولتاژها جریانی را که یک SSR می دهد را محدود می کند. با ترانزیستور های پیشرفته تر، SSR های با جریان بالا می توانند جریانهای 100 تا 1200 آمپر را تامین کند، که هم اکنون به صورت تجاری قابل دسترس هستند.

یک SSR

Overload protection relay

یک نوع از رله های حفاظت بار زیاد به همراه یک عنصر یا المان حرارتی به طور سری با موتور کار می کند. گرمای ایجاد شده توسط جریان موتور یک نوار باریک دو فلزی را برای رها کردن یک فنر برای اتصال استفاده می شود. این رله در معرض محیطی شبیه به محیط موتور قرار دارد.

قطب و لولا


“C” یعنی مشترک (Common)

از وقتیکه رله ها به عنوان سوئیچ به کار رفتند، لغات و اصطلاحات آنها را نیز به خود گرفتند، بر اساس این طبقه بندی، رله ها می توانند یکی از انواع زیر باشند:

SPST:که مخفف Single Pole Single Throw و به معنی یک قطب و یک لولا می باشد. این فقط دو ترمینال دارد که می توانند به خاموش و روشن سوئیچ شوند. در مجموع به همراه سیم پیچ چهار ترمینال وجود دارد.
SPDT: که مخفف Single Pole Double Throw و به معنی یک قطب و دو لولا (حالت) است. این مورد یک ردیف از سه ترمینال دارد. یک ترمینال (مشترک) بین دو قطب دیگر سوئیچ می کند. در مجموع به همراه سیم پیچ پنج ترمینال وجود دارد.
DPST: که مخفف Double Pole Single Throw و به معنی دو قطب و یک لولا است. در این رله دو جفت ترمینال وجود دارد. معادل(در حکم) دو SPST کار می کند ولی با یک سیم پیچ و در مجموع به همراه سیم پیچ شش ترمینال دارد. این پیکره بندی ممکن است مانند DPNO باشد.
DPDT: که مخفف Double Pole Double Throw و به معنی دو قطب و دو لولا است. در این رله دو ردیف ترمینال دو حالته است. معادل دو SPDT بوده که با یک سیم پیچ کار می کند و در مجموع به همراه سیم پیچ هشت ترمینال دارد.

نمای یک DPDT در مورد AC

QPDT: که مخفف Quadruple Pole Double Throw بوده و به معنی چهار قطبی و دو لولائی است و گاهی اوقات Quad Pole Double Throw نیز گفته می شود. معادل چهار SPDT بوده و با یک سیم پیچ کار می کند و در مجموع به همراه سیم پیچ چهارده ترمینال دارد.
اتصالات می توانند در حالتهای باز(NO)، بسته(NC) و یا وسط (CO) باشند.

NO یا “Normally-open” مدار را هنگامیکه رله فعال است، متصل می کنند و در هنگامی که رله غیر فعال است، مدار را قطع می کند. همچنین به چنین وضعیتی “فرم اتصال A” یا “make” نیز می گویند. فرم اتصال A برای کاربردهای که نیاز دارند منابع جریان بالا و با توان بالا را توسط کنترل از راه دور سوئیچ کنند، ایده آل است.
NC یا “Normally-closed” مدار را هنگامیکه رله  غیر فعال است، متصل می کنند و در هنگامی که رله فعال است، مدار را قطع می کند. همچنین به چنین وضعیتی “فرم اتصال B” یا “break” نیز می گویند. فرم اتصال B برای کاربردهائی ایده آل هستند که نیاز دارند هنگامیکه رله فعال است قطع بمانند.
CO یا “Change-over” دو مدار را کنترل می کند: یک NO و یک NC ، با ترمینال مشترک “C”. همچنین به چنین وضعیتی “فرم اتصال C” یا “transfer” نیز می گویند.

یک DPDT در حالت AC و پوشش یخی(Ice-Tube)

کاربردها ;


رله ها استفاده می شوند در (برای):

کنترل مدارهای ولتاژ بالا با یک سیگنال فشار ضعیف، مانند بعضی مودمها،

کنترل مدارهای جریان بالا با یک سیگنال جریان ضعیف، مانند سیم پیچ استارتر یک اتومبیل،

آشکار سازی و ایزوله سازی خطاها در خطوط انتقال و توزیع، با باز و بسته کردن مدارهای شکسته شده (رله های محافظ)

ایزوله سازی مدار فرمان از مدار اصلی، هنگامیکه در پتانسیل های مختلف هستند، مثلا کنترل شبکه اصلی برق توسط یک سوئیچ ولتاژ پائین. اخیرا اغلب شبکه ها توسط یک قسمت ولتاژ پائین با سیم های ولتاژ پائین و آسان برای نصب در تابلو ها و قابل حمل، کنترل می شوند.

انجام توابع منطقی. برای مثال، تابع بولی AND را می توان با یرس قرار دادن یک رله در حالت NO تحقق بخشید، یا تابع بولی OR با موازی قرار دادن آن. با قرار دادن رله در حالت CO تابع بولی XOR را خواهید داشت. توابع NAND و NOR نیز با قرار دادن رله در حالت NC قابل تحقق هستند.

پیاده سازی تابع تاخیر زمانی. رله می تواند تنظیم شود تا با تاخیر مشخصی اتصالات را قطع یا برقرار نماید. یک تاخیر کوتاه(کسری از ثانیه) با استفاده از یک صفحه مسی بین میله فلزی و تیغه است. جریان جاری در دیسک برای لحظه ای کوتاه میدان مغناطیسی را در خود حفظ می کند و بسته شدن را به تاخیر می اندازد. برای تاخیر های بیشتر (تا یک دقیقه) ، از یک ضربه گیر استفاده می شود. ضربه گیر یک پیستون پر شده از یک سیال است که باعث رهائی کند میله فلزی می شود. دوره زمانی می تواند بر اساس افزایش و کاهش نرخ حرکت پیستون متفاوت باشد. برای زمانهای بلندتر از یک تایمر چرخ دنده ای ساعتی و مکانیکی استفاده می شود.

یک رله یزرگ قدیمی با تعداد زیادی اتصال
استفاده در سیستم سوئیچ تلفنی قدیمی

 

انتخاب یک رله

انتخاب یک رله مناسب برای کاربری خاص مستلزم ارزیابی فاکتورهای مختلفی است:

تعداد و نوع اتصالات  – NC یا NO و یا CO

در مورد CO دو نوع وجود دارد. این مدل رله می تواند از دو طریق ساخته شود.”Make before Break” و “Break before Make” . مثلا سوئیچ تلفن قدیمی از حالت Break before Make استفاده می کند، بنابر این اتصال تا وقتی شماره گیری موفق نباشد، هزینه ای را به همراه نخواهد داشت. راه آهن هنوز از آنها برای کنترل تقاطع ها استفاده می کند.

توان اتصال – رله های کوچک در آمپرهای پائین سوئیچ می کنند، رله های بزرگ برای 3000 آمپر ارزیابی می شوند، برای جریانهای DC یا AC.

ولتاژ نامی اتصالات – رله های کنترلی عادی دارای ولتاژ نامی 300VAC یا 600VAC ، نوع خودکار آن 50VDC و رله های مخصوص ولتاژ بالا در حدود 15,000V هستند.

ولتاژ سیم پیچ – رله های ماشین ابزار معمولا با 24VAC یا 120VAC ، جعبه سوئیچها 125V یا 250VDC، و بالاخره سوئیچهای حساس که با جریانهای در حد کمتر از میلی آمپر کار می کنند.

محفظه – باز بودن ، ایمنی در مقابل لمس، ضد انفجار، در هوای آزاد، مقاومت از هم پاشیدن روغن و …

نصب – سوکت ها، برد دو شاخه ها، نصب ریلی، نصی تابلوئی، تابلوی سراسری، محفظه برای نصب روی دیوار یا تجهیزات و…

زمان سوئیچ – کجا سرعت بالا مورد نیاز است؟

اتصالات خشک(Dry) – وقتی سوئیچینگ با سیگنالهای سطح پائین باشد، مواد خاصی برای اتصالات مورد نیاز است. نظیر  روکش طلا

حفاظت اتصالات –  خنثی کردن قوس الکتریکی در مدارهای با القاء بالا

حفاظت سیم پیچ – خنثی کردن نوسانات شدید ولتاژ به هنگام سوئیچ جریان سیم پیچ

ایزولاسیون بین مدار سیم پیچ  و اتصالات

تست مقاومت انتشار یا هوا فضا، نوع خاصی از “تضمین کیفیت” (Quality Assurance)

متعلقات – نظیر تایمرها، اتصالات کمکی، چراغهای راهنما، دکمه های تست و …

تست تنظیم

جریانهای ; مزاحم ناشی از پیوستگی مغناطیسی بین سیم پیچ مجاور رله روی برد مدار چاپی

 

رله حفاظتی

رله محافظ یک دستگاه پیچیده الکترومکان& #1740;کی است، اغلب با بیشتر از یک سیم پیچ و طراحی شده برای محاسبه شرایط کاری روی یک مدار الکتریکی و قطع کننده مدار وقتی اشتباهی رخ دهد. بر خلاف نوع کلیدی رله با ولتاژ آستانه و زمان کارکرد غیر مشخص(یا به سختی ثابت)، رله های محافظ دارای منحنیهای با تقریب خوب، قابل انتخاب و نسبت – زمان به جریان -(یا سایر پارامترهای کاری) خوبی هستند. چنین رله هائی بسیار خوب ساخته می شوند، با استفاده از آرایه های دیسکهای القائی، آهنرباهای قطب پوشیده، سیم پیچهای عملیات و توقف، عملگرهای سلونوئیدی، اتصالات شبیه رله تلفن و شبکه های تغییر فاز این کار صورت می گیرد تا به رله اجازه دهند تا به جریانهای بالا، ولتاژهای بالا، برگشت توان، فرکانس بالا و پائین پاسخ دهد. یک خط انتقال مهم یا واحد تولید باید یک اطاقکهای خصوصی البته با نشان مخصوص وسایل الکترومکان& #1740;کی مخصوص برای محافظت داشته باشند. هر کدام از کارائی های حفاظتی در دسترس برای یک رله باید با شماره وسیله استاندارد standard ANSI Device Numbers)ANSI ) مشخص شوند. برای مثال اگر له ای کارائی 51 را دارد باید یک رله حفاظتی جریان بالای زمان بندی شده باشد.

طراحی و تئوری این وسیله محافظ قسمت مهمی از آموزش یک مهندس الکترونیک است که در رشته سیستمهای قدرت کار می کند. امروزه این وسیله ها تقریبا به کلی – در طراحیهای جدید – با الات دقیق بر اساس میکرو پروسسورها جایگزین شده اند که با اجداد الکترومکان& #1740;کی خود با دقت و راحتی کار خود رقابت می کنند. با ترکیب کردن چندین کارائی در یک مورد، رله های عددی (شمارشی) در هزینه های سرمایه و نگهداری بسیار مقرون به صرفه تر هستند. به هر حال به علت طول عمر طولانی رله های الکترومکان& #1740;کی، دهها هزار از این “نگهبانان خاموش” هنوز از خطوط انتقال و وسایل الکتریکی در تمام جهان محافظت می کنند.

 

رله جریان بالا

این رله نوعی رله محافظ به شما می رود. شماره طراحی وسیله ANSI آن 50 (برای یک جریان بالای لحظه ای) یا “” و 51 (برای جریان بالای زمانی) یا “” می باشد. در کاربردهای عادی رله های جریان بالا برای محافظت جریان بالا استفاده می شوند که به یک ترانسفورما& #1578;ور جریان متصل و برای کار کردن در (بالای) سطح جریان مشخصی می باشند. وقتی رله کار می کند، یک یا چند اتصال کار خواهند کرد و سیم پیچ مدار قطع کننده را تحریک می کنند و مانع از قطع شدن مدار می گردند.

استفاده از ترکیب STATCOM-SMES برای بهبود نوسانات توان در سیستم‌های قدرت با بهره‌گیری از تابع مستقیم لیاپانوف

در این مقاله از ترکیب STATCOM و SMES کنترل‌کننده‌ای با قابلیت تبادل توان‌های اکتیو و راکتیو با شبکه قدرت به وجود می‌آید که توانایی خوبی در بهبود رفتار دینامیکی سیستم از خود نشان می‌دهد. از آنجایی که تابع مستقیم لیاپانوف بر اساس مشتق زمانی توان‌های اکتیو و راکتیو در سیستم قدرت بکار گرفته می‌شود، برای کنترل ترکیب STATCOM-SMES پیشنهاد می‌شود. قاب مرجع d-q طوری انتخاب می‌شود که علاوه بر بهینه‌سازی استفاده از روش لیاپانوف، اندازه‌گیری پارامترهای الکتریکی جهت استفاده در فرآیند کنترل به صورت محلی بوده و لزومی برای بدست آوردن متغیرهای حالت سیستم از جمله سرعت و زوایای ماشین‌ها وجود ندارد. نتایج شبیه‌سازی برای سیستم قدرت نمونه نشان می‌دهد که علاوه بر بهبود زمان میرایی نوسانات توان، اندازه نوسان اول توان نیز کاهش یافته که گویای مزیت استفاده از SMES است. معادلات کنترلی برای حالت دائم برای STATCOM با وجود SMES بیان می‌شود.

رله دیستانس با الگوریتم جدید تشخیص SIR برای کاهش اثرگذاری CVT
واژه‌های کلیدی: رله دیستانس، ترانسفورماتور ولتاژ خازنی، گذرای CVT، تشخیص SIR
حالت‌های گذرای CVT می‌توانند باعث افزایش و کاهش برد رله دیستانس شوند. در شبکه‌های با SIR (نسبت امپدانس منبع به امپدانس خط) زیاد، اثر حالت‌های گذرا شدید‌تر است.
در این مقاله، یک روش جدید برای کاهش تاثیر‌ گذرای CVT بر مبنای تشخیص SIR معرفی می‌شود که باعث قطع سریع‌تر رله دیستانس می‌شود. در این الگوریتم یک تابع کاهش برد بر حسب SIR به راکتانس دیده شده اعمال می‌شود که در نتیجه آن در SIR های زیاد بیش از 40 میلی‌ثانیه رله سریع‌تر عمل می‌کند.

الگوریتم عددی برای بازبست تطبیقی تکفاز با استفاده از ولتاژ توالی صفر
واژه‌های کلیدی: بازبست تطبیقی، قوس ثانویه، ولتاژ توالی صفر، خط انتقال
در این مقاله روش عددی جدیدی با استفاده از ولتاژ توالی صفر برای بازبست تطبیقی تک‌فاز ارایه شده است. الگوریتم پیشنهادی از ولتاژ توالی صفر خط که از محل رله و در زمان باز بودن مدارشکنها اندازه‌گیری می‌شود استفاده می‌کند و قادر به تشخیص خطای گذرا از دائمی و همچنین تشخیص زمان خاموش شدن قوس ثانویه در شرایط خطای گذرا است. در این روش از مقدار متوسط ولتاژ توالی صفر برای تشخیص گذرا یا دائمی بودن خطا و از هارمونیک سوم آن جهت تعیین زمان دقیق خاموش شدن قوس ثانویه استفاده می‌شود.
ویژگی بارز الگوریتم پیشنهادی آن است که سطح آستانه مورد نیاز به طور خودکار و متغیر با زمان تولید می‌شود از این رو نیازی به تعریف سطح آستانه نداشته و برای کاربرد در شبکه‌های مختلف نیاز به تنظیم خاصی ندارد. الگوریتم پیشنهادی با استفاده از برنامه EMTP بر روی یک خط انتقال 400 کیلوولت با خطاهای دائمی و گذرا تحت زوایای مختلف بار و محلهای متفاوت وقوع خطا آزمایش شده و نتایج آن ارایه شده است. نتایج شبیه‌سازیها نشان می‌دهد که عملکرد الگوریتم کاملاً‌ مستقل از محل خطا، نوع خط و شرایط بهره‌برداری آن است.

تاثیر UPFC بر تنظیمات رله دیستانس

رله‌های دیستانس یکی از مهمترین بخشهای حفاظت سیستم قدرت هستند. دو نکته اساسی در عملکرد این رله‌ها وجود دارد، اول بحث نمونه‌برداری و فیلتر کردن اطلاعات و بدست آوردن دامنه و فاز موج ورودی است و دوم بحث تنظیم این رله‌ها در شبکه‌های بهم‌پیوسته است. از طرفی چند دهه‌ای است که بنا به نیازهایی که در شبکه قدرت وجود دارد المانهایی کاملاً غیرخطی با رفتارهایی بسیار پیچیده (FACTS) به شبکه قدرت اضافه می‌شود. یکی از مهمترین این عناصر UPFC است. UPFC با حضور خود پارامترهای خط را عوض می‌کند و حفاظتهای مختلف دچار عملکرد نادرست می‌شوند. این تاثیرات به دو دسته تاثیر این ادوات بر روی عملکرد رله‌های حفاظتی و تاثیر بر روی تنظیمات رله‌های حفاظتی تقسیم می‌شوند. در این مقاله با شبیه‌سازی UPFC با روش کنترلی PWM و مدل کردن رله دیستانس تاثیر آن را بر روی عملکرد رله دیستانس بررسی و روشی جهت تنظیم نواحی حفاظتی رله دیستانس پیشنهاد می‌شود.

تضعیف سریع و کامل نوسانات فرورزونانس در ترانسفرمرهای ولتاژ خازنی

واژه‌های کلیدی: CCVT، فرورزونانس، برازش منحنی با کمترین مربعات خطا
این مقاله اثر دو نوع متداول از مدارهای تضعیف فرورزونانس را بر تضعیف سریع پدیده فرورزونانس در ترانسفرمرهای ولتاژ خازنی بررسی می‌کند. اندوکتانس مغناطیس کنندگی ترانس کاهنده ولتاژ برای شبیه سازی نزدیک به واقعیت نوسانات فرورزونانس در CCVT به صورت دقیق مدل شده است. نشان داده خواهد شد که با تنظیم دقیق مدارهای تضعیف فرورزونانس با استفاده از روش کمترین مربعات خطا،‌علاوه بر تضعیف سریع فرورزونانس، پاسخ گذرای CCVT در هنگام کلید‌زنی و بروز خطا بهبود می‌یابد. تاثیر تجهیز حفاظت اضافه ولتاژ پسیو بر محدود کردن اضافه ولتاژهای بوجود آمده در هنگام نوسانات فرورزونانس نیز بررسی شده است.

تاثیر محدودکننده‌های جریان خطای ابررسانا از نوع مقاومتی بر حفاظت شبکه توزیع

واژه‌های کلیدی: محدودکننده‌های جریان خطا ابررسانا (SFCL)، رله اضافه جریان، کلیدهای قدرت
با رشد شبکه‌های قدرت و اتصال بین آنها سطح جریان خطا افزایش پیدا می‌کند. به کارگیری محدودکننده‌های ابررسانایی جریان خطا (SFCL) می‌تواند منجر به کاهش سطح جریان خطا شود به گونه‌ای که کلید‌های فشار قوی بتوانند به راحتی عمل کنند. اما نصب SFCL جریان خطا را کاهش داده و چون زمان عملکرد رله‌ها جریان زیاد کاهشی با جریان شبکه نسبت عکس دارد، بنابراین دوره خطا در شبکه افزایش پیدا کرده و کلیدهای قدرت دیرتر عمل می‌کنند که این موضوع می‌تواند برای محدودکننده‌های جریان خطا عیب محسوب شود. در این مقاله تاثیر محدودکننده‌های جریان خطای ابررسانا نوع مقاومتی با شبیه‌سازی کامپیوتری بر حفاظت شبکه توزیع بررسی شده و نتایج آن بر ولتاژ بازیابی گذرا (TRV) مدارشکن بحث شده است

آخرین ویرایش: 29 مرداد 1394 توسط شاپ صنعت

مطالب مرتبط

Top