آخرین اخبار

رله حفاظت در پست های فشار قوی :
در ترانسفورماتور امکان دارد خطرات زیادی اتفاق بیفتد مثلاً اتصال کوتاه یا اتصال شبکه یا اضافه بار و … که برای حفاظت از وسائلی بنام رله استفاده می کنیم . وظیفه سیستم رله حفاظت آن است که هر جزء از شبکه الکتریکی که دچار خطا یا اتصالی شده را در کمترین زمان ممکن از مدار خارج سازد به شکلی که احتمال خطرازبین رفته و کوچکترین بخشی از شبکه الکتریکی مجزا گردد. سیستمهای حفاظتی نقش اساسی در ایمنی، پایداری وقابلیت اطمینان سیستم برق رسانی را عهده دار بوده واز شروع یا گسترش دامنه خسارت ناشی از خطا های مختلف جلوگیری می نمایند همچنین عملکرد مناسب وانتخاب سیستم حفاظتی باعث کاهش سطح خاموشی می شود . چرا که حداقل ناحیه ای را که برای رفع عیب کافی است از شبکه جدا نموده و باعث تداوم برق رسانی به قسمتهای دیگر شبکه می شود.

اجزاء اصلی یک سیستم حفاظتی :
یک سیستم حفاظت شامل رله ها ،ترانس های جریان و ولتاژ و کلیدها هستند که اختلال یا عدم کارکرد صحیح هر یک از این اجزا باعث عملکرد نا درست سیستم حفاظتی می گردد.

رله حفاظت :
رله حفاظت دستگاه هایی هستند که در اثر تغییر کمیت الکتریکی مانند ولت وجریان و یا کمیت فیزیکی مانند درجه حرارت و حرکت روغن تحریک شده و باعث بکار افتادن دستگاه های دیگر ونهایتاً قطع مدار بوسیله کلید قدرت میگردد به طور کلی رله ها وظیفه شناسایی خطا را بر عهده داشته و مهمترین جزء یک سیستم حفاظتی می باشند.

ساختار عملکرد رله حفاظت :
رله ها از نظر تکنولوژی ساخت به سه نوع الکترومکانیکی ، استاتیکی و دیجیتالی تقسیم می گردند نوع الکترومکانیکی رله ها در حال جایگز ین شدن با انواع دیجیتال بوده و استفاده از آنها بسیار محدود شده است در نوع استاتیکی طراحی بر مبنای ادوات الکترونیکی آنالوگ بوده ولذا فاقد امکان برنامه ریزی می باشند در نوع دیجیتال از پردازنده جهت آنالیز جریان خطا واعمال فرمان مناسب استفاده می شود و با توجه به این امر امکان برنامه ریزی رله و داشتن چند ین مشخصه عملکردی متفاوت امکان پذیر خواهد بود دراین نوع رله حفاظت چندین عملکرد مختلف که پیش از آن به کمک رله های مجزا انجام می گرفت را می توان بصورت مجتمع در یک رله حفاظت قرار داد که البته این امر می تواند باعث کاهش قابلیت اطمینان سیستم حفاظتی گردد . با این حال استفاده از رله های دیجیتال در حال حاظر گزینه اصلی حفاظت بوده وپیشنهادات بر این مبنا ارائه می شوند.

رله حفاظت ترانسفورماتور :برای اینکه برق از نیروگاه بدست مصرف کننده برسد باید ۵ الی ۶ بار برق را کاهش دهیم در نتیجه ترانس اهمیت بسزایی بعد از ژنراتور دارد حال به بررسی رله های محافظت کننده ترانس می پردازیم.

رله اضافه جریان :متداول ترین نوع رله که در شبکه استفاده می گردد رله جریان زیاد است چون جریان بهترین پارامتر برای تشخیص خطا است وملاک عملکرد رله اضافه جریان افزایش نا معقول جریان است بدین صورت که اگر جریان در خط مربوطه از حدی که رله اضافه جریان برای آن مقدار تنظیم شده است بیشتر شود و یا اتصالی بین دو فاز و سه فاز بین خطوط انتقال پیش آید رله تحریک شده و با فرمانی که به کلید قدرت می دهد باعث قطع خط مورد نظر می گردد برای تحریک رله اضافه جریان احتیاج به ترانسفورماتور جریان می باشد این ترانس جریان خط را متناسب به نسبت تبدیل آن به رله حفاظت انتقال داده وسبب تحریک آن می شود رله های اضافه جریان دارای دو تنظیم زمانی وجریانی می باشند به کمک تنظیم جریان می توان حد جریان شروع عملکرد رله را تنظیم کرد و به کمک تنظیم زمانی هماهنگی بین رله های مختلف امکان پذیر می گردد.
رله اتصال زمین :وظیفه این رله تشخیص هر گونه اتصالی بین هر کدام از فازها با زمین و یا دو و سه فاز با زمین نیز می باشد رله های اتصال زمین نسبت به رله های اضافه جریان حساس تر می باشند وهرگاه یکی ازفازها به زمین اتصال یابد رله اتصال زمین همراه با رله اضافه جریان همان فاز عمل می نماید . برای هر سه فاز احتیاج به یک رله حفاظت اتصال زمین می باشد.
رله اتصال زمین محدود :رله دیفرانسیل معمولاً تا ۸۰% ترانسفورماتورهای قدرت را می تواند حفاظت نماید. چون کل سیم پیچ ترانس در مقابل اتصال زمین مصون نیست بنا بر این از رله اتصال زمین محدود استفاده می کنیم . رله اتصال زمین محدود مجموع جریان سه فاز را با جریان محل ( اتصال زمین مرکز ستاره ) زمینمی سنجد تفاوت این رله با رلهاتصال زمین این است که رله اتصال زمین محدود اتصالی های بین نقطه صفر ستاره تا جریان خط مربوطه را تشخیص میدهد . اما رله حفاظت اتصال زمین اتصالی های بین هر کدام از فازها با زمین را تشخیص می دهد.
رله دیفرانسیل :رله دیفرانسیل بر پایه جمع جبری جریانهای ورودی و خروجی در منطقه حفاظت شده عمل می نماید در حالت عادی جریانی که به یک نقطه وارد می شود برابر با جریانی است که از آن خارج می گردد بنابراین تفاضل آنها صفر بوده و جریانی از رله نمی گذرد . اگر در نقطه حفاظت شده اتصالی رخ دهد قسمتی از جریان به سمت نقطه اتصالی ریخته و جریان خروجی کمتر از جریان ورودی است بنا بر این جریانی از رله عبور می کند که اگر این جریان تفاضلی بیشتر از مقدار تنظیم شده باشد رله حفاظت فرمان قطع را صادر می کند این نوع حفاظت در اکثر قسمتهای سیستم مورد استفاده قرار می گیرد قابل ذکر است که این نوع حفاظت اضافه بار یا اتصالی های خارج از منطقه حفاظت شده را نمی بیند . و همچنین این رله ها اتصالی های بین دورهای سیم پیچی در موتورها، ژنراتورها و ترانسفورماتور را تشخیص نمی دهد.
رله ولتاژ :رله های ولتاژی به دو نوع ولتاژ کم و ولتاژ زیاد تقسیم می شوند. که در حالتهای نقصان وازدیاد ولتاژ در شبکه عمل می نمایند این رله ها حالت عدم تقارن ولتاژ در سه فاز سیستم را حس نموده وفرمانهای کنترلی لازم را صادر می کنند.
رله ولتاژ کم : رله ای است که با کاهش ولتاژ مجموعه ای از کنتاکتها را متصل می کند وبه دو نوع تقسیم می شوند:
رله با تأخیر زمانی : تنظیم ولتاژ با تپ های گسسته قابل انجام است و زمان تأخیر در ارسال فرمان قطع نیز قابل تنظیم می باشد.
رله آنی : در این حالت نیز تنظیم تپ های ولتاژ وجود دارد و زمان در یک محدوده کوچک قابل تغییرمی باشد.
رله ولتاژ زیاد : رله حفاظت ولتاژ زیاد در مقابل افزایش ولتاژ عمل نموده و فرمانهای کنترلی را صادر می نماید. این
نوع رله ها در موارد زیر بکار می رود:
حفاظت سیتم در مقابل اضافه ولتاژ : این رله می تواند در مقابل افزایش ولتاژ، سیگنال خبر دهنده ارسال کند و یا در صورت لزوم بارها و مدارهای حساس به ولتاژ را قطع نماید و از صدمه دیدن آنها جلوگیری نماید.
عدم تقارن ولتاژ فازها : رله ولتاژیعدم تقارن در فازها را در حالت اتصال کوتاه و اشکال در فیوز ثانویه ترانس ولتاژ حس می کند که این کار با اندازه گیری توالی صفر و منفی ولتاژها انجام می گیرد . رله حفاظت عدم تقارن ولتاژ برای ایزوله کردن رله ها یا وسایلی که با قطع ولتاژ در یک یا هر سه فاز ثانویه ترانس ولتاژ یا وجود اشکال در فیوز ثانویه ترانس ولتاژ نادرست عمل می کنند ، بکار می رود.
رله دیستانس :رله دیستانس نامی عمومی برای رله های امپدا نسی است که از ورودی های جریان و ولتاژ استفاده کرده و یک سیگنال خروجی را تهیه می نمایند . فرمان قطع زمانی صادر می شود که فاصله نقطه خطا از محل نصب رله کوچکتر از یک مقدار مشخص باشد . این نوع رله حفاظت بطور گسترده ای برای حفاظت خطوط مورد استفاده قرار می گیرد . رله دیستانس همچنین برای حفاظت اتصال حلقه به حلقه سیم پیچی های ترانس قدرت نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
نحوه عملکرد رله دیستانس :این رله جریان و ولتاژ خط را می گیرد و بر هم تقسیم کرده تا امپدانس خط را بدست آ ورد امپدانس بدست آمده را در هر لحظه با مقدار واقعی یا طبیعی می سنجد . اگر مقدار امپدانس بدست آ مده از مقدار طبیعی کمتر باشد . رله تشخیص خطا می دهد یا به عبارتی یک خطا یا اتصال کوتاه پیش آمده را تشخیص می دهد در نتیجه تمام امپدانس های خط را بای پاس کرده به همین دلیل به این رله ، رله دیستانس یا فاصله می گویند زیرا امپدانسی که اندازه گیری می کند متناسب است با فاصله رله از محل اتصال کوتاه .
رله اضافه شار ( اضافه تحریک ) :از آنجا که شار هسته ترانسفورماتور وابسته به نسبت ولتاژ به فرکانس است رله اضافه شار نیز بر مبنای اندازه گیری نسبت ولتاژ به فرکانس ( V/Hz ) عمل می نماید این رله دارای مشخصه عملکرد زمان معکوس می باشد به این معنی که برای تغییرات زیاد ( V/Hz ) در زمان کوتاهتری عمل می کند وتغییرات کوچک ولتاژ به فرکانس دارای تأخیری بیشتری خواهد بود از آنجا که فرکانس در شبکه تقریباً ثابت است لذا افزایش ولتاژ در شبکه به معنی افزایش شار خواهد بود به همین دلیل در بسیاری از موارد بجز ترانسفورماتورهای نیروگاهی از این نوع رله حفاظت استفاده نمی شود .
رله فرکانسی :این رله ها برای اندازه گیری و نظارت بر روی فرکانس شبکه مورد استفاده قرار می گیرند این رله ها به کاهش یا افزایش فرکانس و یا نرخ تغییرات فرکانس حساس می باشند. کاربرد رله های فرکانسی پایین زمانی است، که در یک شبکه بارها بطورمستقل توسط ژنراتورهای داخلی و یا با ترکیب ژنراتورها و خطوط ارتباطی با شبکه های دیگر تغذیه می گردند . زمانی که یک ژنراتور بطورناگهانی از شبکه خارج می شود رله های فرکانسی پایین بطور اتوماتیک تعدادی از بارها را خارج نموده تا مصرف با باقیمانده تولید هماهنگ شود.
رله سنکرونیزم :این رله زمانی بکار می رود که دو یا چند فیدر به یک باس مشترک متصل می گردند. اتصال موفقیت آمیز دو منبع به یکدیگر بستگی به اختلاف دامنه های ولتاژ طرفین زاویه های فاز و فرکانس های دو منبع در زمان اتصال دارد. رله حفاظت کنترل سنکرونیزم در صورت نزدیک بودن مقادیر دو طرف اجازه اتصال را خواهد داد . رله سنکرون کننده رله ای است که در رابطه با اتصال ژنراتور به شبکه و یا اتصال دو شبکه مجزا مورد استفاده قرار می گیرد . این رله سنکرون کننده برای کنترل یک یا چند کلید در یک نیروگاه و ارتباط با سیستم کنترل نیز بکار می رود . برخلاف رله کنترل سنکرونیزم رله سنکرون کننده می تواند فرمان وصل کلید را در نقطه دقیق سنکرونیزم صادر نماید. سنکرون کردن دستی نیاز مند آموزش استفاده از قدرت تشخیص تجربه و دقت کافی از طرف اپراتوراست کلید ها و ژنراتورها در صورت عدم دقت اپراتور دچار صدمه می شوند . بنا بر ا ین وصل کلید تنها وقتی که رله سنکرونیزم اجازه دهد صادر می گردد.
رله کنترل سنکرونیزم برای نظارت بر اتصال دستی کلید بکار می رود. بنابراین اپراتور مقادیر سنکرونیزم را کنترل کرده و بطور دستی فرمان وصل می دهد. ولی کنتاکت باز رله سنکرونیزم که بصورت سری قرار گرفته است از اتصال جلوگیری می کند کنتاکت باز رله سنکرونیزم وقتی بسته می شود که اختلاف زاویه فاز در دو طرف کلیدازمقدارمشخص کمتربوده وهمچنین اختلاف ولتاژبین دوطرف مقدارکمی را دارا باشد. رله حفاظت سنکرونیزم به دوطریق مورد استفاده قرارمی گیرد. می توان این رله را به عنوان ناظر دراتصال دستی ژنراتور به شبکه مورداستفاده قرار داد طریق دیگر استفاده از رله سنکرونیزم در اتصال اتوماتیک ژنراتور به شبکه است که در این حالت علاوه بر اینکه شرایط سنکرونیزم مورد ارزیابی قرار می گیرد فرمانهایی از طرف رله سنکرونیزم به سیستم های تنظیم فرکانس و ولتاژ ژنراتور ارسال می گردد و اتصال کاملاُ اتوماتیک صورت می گیرد.
رله زمانی:رله زمانی در مواردی کاربرد دارد که تأخیر عمدی در ارسال سیگنال یا عمل قطع و وصل مورد نیاز باشد. بدین خاطر این رله به تنهایی بکار نمی رود و در کنار رله های سنجشی در حفاظت شبکه مورد استفاده قرار می گیرد دقت رله های زمانی زیاد و قابل تنظیم می باشند.
نوع دیجیتال این رله ها دارای قسمتی است که تابع تأخیر را تهیه نموده و فرمان قطع یا وصل کنتاکتهای کنترلی را صادر می کند . این رله ها علاوه بر سیستمهای حفاظت در تجهیزات کنترل اتوماتیک و فرایند صنعتی مورد بهره برداری قرار می گیرند.
رله بوخهلتس :رله بوخهلتس یک رله حفاظتی برای دستگاهی است که توسط روغن خنک می شود و یا از روغن به عنوان ایزولاسیون در آن استفاده شده است و دارای ظرف انبساط می باشد این رله حفاظت با بوجود آمدن گاز یا هوا در داخل منبع روغن دستگاه و پایین رفتن سطح روغن از حد مجاز و یا بر اثر جریان پیدا کردن شدید روغن بکار می افتد و سبب بصدا در آوردن زیگنال و دادن علامت می شود و یا اینکه مستقیماً دستگاه خسارت دیده را از برق قطع می کند رله بوخهلتس به قدری دقیق است که به محض اتفاق افتادن کوچکترین خطایی عمل می کند و مانع آن می شود که دستگاه خسارت زیادی ببیند. اگر از این رله برای حفاظت ترانسفورماتور روغنی استفاده شود خطاهایی که سبب بکار انداختن رله بوخهلتس می شوند عبارتنداز :
جرقه بین قسمتهای تحت فشار و هسته ترانسفورماتور
اتصال زمین
اتصال حلقه وکلاف
قطع شدن یک فاز
سوختن آهن
چکه روغن از ظرف روغن ویا از لوله های ارتباطی
در خطا های کوچک هوا یا گازها متصاعد شده از روغن وارد لوله رابط بین ترانسفورماتور ومنبع ذخیره روغن ( ظرف انبساط ) شده و به داخل رله بوخهلتس که در یک قسمت از این لوله قرار دارد راه یافته و به طرف قسمت بالای رله که بصورت مخزن گاز درست شده است صعود می کند و در آنجا جمع می شود. گازهای راه یافته به داخل رله بوخهلتس به سطح فوقانی روغن فشار می آورد و باعث پایین آمدن سطح روغن در رله حفاظت بوخهلتس می گردد. این فشار به شناور بالایی رله منتقل می شود وآن را به طرف پایین می راند حرکت شناور باعث بستن یا باز کردن کنتاکتهایی می شود که جهت دادن فرمان در یک محفظه جیوه ای تعبیه شده است در موقعی که خطا بصورت یک اتصالی شدید باشد گازها متصاعد شده در اثر قوس الکتریکی بقدری زیاد می گردد که موجب راندن موجی از روغن به داخل ظرف انبساط می شود اگر سرعت موج روغن از مقدار معینی که قبلاً تنظیم شده است تجاوز کند قبل از اینکه گازها به داخل رله بوخهلتس راه یابند دریچه اطمینان رله بکار می افتد و باعث قطع ترانسفورماتور از برق می شود . اگر رله بوخهلتس دارای دو گوی شناور باشد دریچه اطمینان طوری تنظیم می شود که در صورتیکه سرعت حرکت روغن ما بین ۵۰ تا ۱۰۰ سانتیمتربر ثانیه رسید رله قطع کند. در رله هایی که شامل یک گوی شناور می باشند دریچه اطمینان با شناور لحیم شده است ودر این رله ها وقتی سرعت روغن به ۶۵ تا ۹۰ سانتیمتربر ثانیه رسید رله حفاظت عمل می کند.
رله بوخهلتس از اجزاء زیر تشکیل شده است :
گوی شناور خبر دهنده
شناور قطع
دریچه اطمینان
فنر فابل تنظیم برای برگشت دریچه به محل اولیه
شیر امتحان و محل خروج گاز
رله بوخهلتس را می توان در کلیه ترانسفورماتورهای روغنی که قدرت آن از ۲۵۰ کیلو ولت آمپر تجاوز می کند جهت حفاظت داخلی بکار برد.
حفاظت :
علمی که رله ها ، خطاها و روابط بین شان و استفاده آنها در صدور فرمان برای رفع خطا را به عهده دارد را حفاظت می گویند.
حفاظت اصلی :
حفاظتی که وظیفه اصلی پاک نمودن خطا به عهده آن می باشد را حفاظت اصلی می نامند.
حفاظت پشتیبان :
حفاظتی است که در صورت عدم موفقیت حفاظت اصلی در رفع خطا ، با یک فاصله زمانی از قبل تعیین شده وظیفه پاک نمودن خطا را به عهده دارد.
محدوده حفاظتی :
ناحیه یا قسمتی از شبکه است که حفاظت آن به عهده یک سیتم حفاظتی مشخص وا گذار شده است .
قابلیت اطمینان سیستم حفاظتی :
قابلیت اطمینان سیستم حفاظتی دارای دو جنبه است :
سیستم در زمانی که به آن نیاز است عملکرد مناسب و صحیح داشته باشد.
سیستم در زمانی که به آن نیاز نیست عمل نکند.
حساسیت :
یک سیستم حفاظت حساس است اگر جریان اولیه عملکرد کوچکی داشته باشد چنانچه حساسیت در مورد یک رله حفاظت مجزا مطرح گردد به معنای مصرف ولت آمپر در حداقل جریان عملکرد می باشد.
تشخیص گذاری :
عبارتست از توانایی سیستم حفاظتی در تشخیص ناحیه معیوب و جدا سازی حداقل ناحیه از شبکه بطوریکه خطا پاک گردد.

مهمترین دلایل بکارگیری حفاظت پشتیبان :
عدم عملکرد احتمالی یا ایراد در هر یک از المانهای تشکیل دهنده حفاظت اصلی اعم از ترانسفورماتور جریان ، ترانسفورماتور ولتاژ ، رله های کمکی و … که موجب عدم کار کرد صحیح حفاظت اصلی شود تعمیرات و آزمایش حفاظت اصلی باعث خروج این سیستم از مدار می گردد که در این حالت حفاظت پشتیبان وظیفه حفاظت سیتم را به عهده می گیرد.
حفاظت پشتیبان به دو روش محلی یا از راه دور قابل اجرا است . در حفاظت پشتیبان محلی هر دو سیستم حفاظت اصلی و پشتیان به کلید واقع در پست فرمان می دهند . هر یک از سیستمهای حفاظت اصلی وپشتیبان از هسته های مجزای ترانس جریان تغذیه می شوند وبه یکی از مدارهای قطع کلید فرمان می دهند . در صورتی که رله های مورد استفاده در حفاظت پشتیبان یکسان باشند ( به عنوان مثال استفاده از رله دیستانس هم در حفاظت اصلی وهم در حفاظت پشتیبان ) سیستم به نام I SUBو SUB II شناخته می شود در این حالت بایستی سعی شود رله ها در دو حفاظت از تیپهای و یا سازندگان مختلف انتخاب شوند تا ایمنی وقابلیت اطمینان سیستم حفاظتی افزایش یابد . این امکان وجود دارد که رله ها در حفاظت هایI SUB و SUB II یکسان نباشند اما لازم است که بین عملکرد رله ها در دو حفاظت اختلاف زمانی وجود نداشته باشد .
روش دیگر پیاده سازی حفاظت پشتیبان استفاده از اختلاف زمانی عملکرد بین دو حفاظت می باشد در این روش رله های پشتیبان به نحوی انتخاب و تنظیم می شوند که همواره پس از رله های اصلی عمل کنند و به این ترتیب در صورت عدم موفقیت رله های اصلی رله حفاظت پشتیبان خطا را با تأخیر قطع کند .
محدوده های حفاظتی :
در عمل به علت خطاهایی از قبیل تفاوت بین امپدانس محاسباتی و امپدانس واقعی خط خطای ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ و همچنین عدم دقت رله ها محدوده اول حفاظت رله دیستانس در ۱۰۰ درصد طول خط تنظیم نشده بلکه محدوده تنظیمی ناحیه اول حدود ۸۰ تا ۸۵ درصد خط انتقال خواهد بود زمان عملکرد رله در این ناحیه آنی بوده و هیچگونه تأخیری بر روی رله منظور نمی گردد . به این ترتیب ۱۵ تا ۲۰ درصد انتهای خط توسط ناحیه دوم رله حفاظت دیستانس حفاظت خواهد شد . که این حفاظت از نوع تأخیری می باشد . جهت حفاظت آنی کل طول خط و هماهنگی رله های وصل مجدد دو طرف خط از روش هایی همچون توسعه زون اول (zone extension ) و یا ترکیب با سیگنال حامل استفاده می شود ، که در بخشهای بعد بدان پرداخته می شود. فرمانقطعناحیه اول رله دیستانس به رله وصل مجدد ارسال می شود ( در خطوط هوایی ) . در بسیاری از موارد رله وصل مجدد به عنوان یک واحد در داخل رله دیستانس تعبیه شده است .
تنظیم ناحیه دوم رله دیستانس بایستی حداقل برابر ۱۲۰ درصد امپدانس خط مورد رله حفاظت باشد حد بالای تنظیم ناحیه دوم رله دیستانس برابر کل خط مورد حفاظت به علاوه ۵۰ درصد کوتاهتر ین خط بعدی می باشد از آنجا که عملکرد ناحیه دوم رله در واقع حفاظت پشتیبان می باشد. می بایستی با تأخیری در حدود ۳۰۰ تا۴۰۰ میلی ثانیه همراه باشد . ناحیه سوم رله دیستانس را می توان در ½ برابر مجموع امپدانس خط مورد حفاظت و کوتاه ترین خط بعدی تنظیم کرد . و تأخیر زمانی آن را بین ۴۰۰ تا ۵۰۰ میلی ثانیه نسبت به ناحیه دوم در نظر گرفت. در تنظیم ناحیه سوم باید رله دیستانس بایستی دقت کرد که به هیچ عنوان ناحیه سوم با امپدانس بار تداخل نداشته باشد . جهت محاسبه امپدانس بار بایستی بد ترین شرایط یعنی حداکثر جریان و حداقل ولتاژ مجاز را در نظر گرفت .

حفاظت خط :
حفاظت خطوط انتقال به دو قسمت SUB I و SUB II تقسیم می گردد . حفاظت های SUB I در داخل دو تابلو قرار می گیرند. یکی از تابلوها برای تجهیزات مشترک در SUB I و SUB II اختصاص دارد که شامل فصل مشترک خط ارتباطات فرکانس بالای حفاظتی خرابی کلید ( تنها در خطوط ۲۳۰ و ۴۰۰ کیلو ولت ) تجهیزات وصل مجدد اتوماتیک رله های حس کننده خطا و فاصله یاب خطا می باشند.
حفاظت خطوط ۲۳۰ و ۴۰۰ کیلو ولت :
حفاظت I SUB شامل : رله دیستانس ، رله اتصال زمین جهتدار ، رله حفاظت اضافه ولتاژ یا کاهش ولتاژ و حفاظت ناحیه کور ( بسته به نوع شینه بندی )
حفاظت II SUB شامل : رله دیستانس و رله اتصال زمین جهتدار
حفاظت خطوط ۱۳۲ و ۶۳ کیلو ولت :
حفاظت I SUB شامل : رله دیستانس ، رله کاهش ولتاژ
حفاظت II SUB شامل : رله اضافه جریان جهتدار ورله اتصال زمین جهتدار
حفاظت خطوط ۶۳ کیلو ولت :
حفاظت خطوط ۶۳ کیلو ولت شامل رله دیستانس ، رله ولتاژ پایین ، رله اضافه جریان با واحد آنی و رله حفاظت خطای زمین با واحد آنی می باشد . از آنجایی که معمولاً رله های دیستانس مجهز به رله خطای زمین جهتدار نیز هستند این حفاظت نیز در نظر گرفته می شود. رله دیستانس باید با توجه به آرایش شبکه در خط بعدی تنظیم شود . رله اضافه جریان با توجه به اینکه از نوع غیر جهتدار می باشد بایستی با رله های اضافه جریان داخل پست ( سمت فشار قوی ) هماهنگ شود . تنظیم جریان رله خطای زمین جهتدار را می توان در ۱۰ درصد جریان اسمی ثانویه ترانسفورماتور جریان که در این حا لت یک آمپر است قرار داد . علاوه بر موارد گفته شده رله چک سنکرونیزم ، رله وصل مجدد و رله های نظارتی بر مدار تریپ نیز در نظر گرفته می شود.

حفاظت اضافه جریان خطوط :
رله های اضافه جریان در واقع ساده ترین نوع رله قابل استفاده جهت حفاظت خطوط می باشد . در سطوح ولتاژی ۲۳۰ و ۴۰۰ کیلو ولت ، رله های اضافه جریان جهت حفاظت ناحیه کور مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از موارد کاربرد این نوع رله در پستهای ۱٫۵ کلیدی می باشد. در این آرایش هنگامی که سکسیونر خط باز وخط برقدار باشد چنانچه در حد فاصل فیدر خروجی از بی و سکسیونر خط اتصالی پیش آید رله ولتاژ، کار سیستم را عادی دیده و به همین دلیل تحت تأثیر این اتصالی نخواهد بود و امکان بر طرف شدن این خطا توسط رله دیستانس وجود ندارد. دراین حالت از رله اضافه جریان تحت عنوان ناحیه کور ( Stup Proection ) استفاده می شود که وظیفه قطع مدار در این مواقع را به عهده دارند

حفاظت ترانسفورماتور قدرت :
حفاظت اصلی : حفاظت دیفرانسیل کلی ، حفاظت اتصال زمین محدود شده در هر دو سمت و رله کاهش ولتاژ در سمت فشار ضعیف.
حفاظت کمکی : رله جریان زیاد زمانی واحد آنی در هر دو سمت فشار قوی و متوسط ، رله جریان زیاد آنی تپ چنجر ، رله جریان زیاد زمانی نوترال برای هر دو سیم پیچ و رله جریان زیاد بر روی نوترال ترانسفورماتور زمین کمکی .
جهت هماهنگ سازی جریان های دو طرف ترانسفورماتور قدرت از دو ترانس جریان کمکی استفاده استفاده می کنیم . رله اضافه جریان سمت فشار متوسط ترانسفورماتور با توجه به رله های جریانی خطوط ۶۳kv هماهنگ می شود. و رله سمت فشار قوی با توجه به این رله و مشخصه گرمایی ترانسفورماتور قدرت بایستی هماهنگ گردد. تنظیم جریانی این رله ها بایستی به گونه ای باشد که اجازه اضافه بار شدن ترانس را در بازه زمانی کوتاهی بدهند .
حفاظت ترانسفورماتورهای با ولتاژ اولیه ۲۳۰ و ۴۰۰ کیلو ولت :
حفاظت اصلی : رله دیفرانسیل ، اتصال زمین محدود شده ، رله کاهش ولتاژ و رله اضافه شار / ولتاژ .
حفاظت پشتیبان : رله جریان زیاد لحظه ای طرف اولیه ، رله جریان زیاد زمانی طرف ثانویه ، رله جریان زیاد نوترا ل ، رله جریان زیاد زمانی طرف ثالثیه و ترانسفورماتور زمین – کمکی ، رله جریان زیاد زمانی نوتراال ترانسفورماتور زمین – کمکی ، رله جریان زیاد آنی تپ چنجر و رله جریان زیاد قابل تنظیم بالا و پایین برای سیم پیچ سوم .
حفاظت ترانسفورماتورهای با ولتاژ اولیه ۱۳۲ و ۶۳ کیلو ولت :
حفاظت اصلی : رله دیفرانسیل ، رله اتصال زمین محدود شده ، رله کاهش ولتاژ و اضافه ولتاژ.
حفاظت پشتیبان : رله اضافه جریان اولیه ، رله اضافه جریان ثانویه ، رله حفاظت اضافه جریان اتصاال زمین ترانسفورماتور زمین کمکی و رله اضافه جریان نوترال سیم پیچ ستاره .
رله جریان زیاد سیم پیچ ثالثیه ترانسفورماتور قدرت :
این رله گذاری به ترانسفورماتورهای جریان نصب شده در سیم پیچ ثالثیه متصل می شوند این حفاظت شامل دو رله جریان زیاد سه فاز است . که بوبین های آنها بصورت سری و کنتاکتهای آنها به صورت موازی متصل می گردند. یک واحد باید دارای رله زمان معکوس معمولی با تأخیر زمانی طولانی برای حفاظت سیم پیچی ثالثیه از خطاهای کم دامنه باشد و واحد دیگر نیز باید دارای مشخصه معکوس معمولی با تنظیم زیاد باشد . رله حفاظت تنظیم زیاد می بایستی مقادیر بیش از ۳۰۰ درصد جریان نامی ثالثیه را پذیرفته و سیم پیچی را از خطاهای سنگین محافظت نماید. مشخصه زمانی معکوس هر دو رله می بایستی مطابق با استاندارد IEC باشد . تایمرها باید بر پایه منحنی های گرمایی سیم پیچی های ثالثیه انتخاب شوند . دامنه ۱ تا ۹۹۹ ثانیه برای تایمرهای واحد اول و ۰٫۲ تا ۲ ثانیه برای واحد دوم مناسب است .
حفاظت جریان زیاد فاز و نوترا ل ترانسفورماتورهای زمین – کمکی :
حفاظت جریان زیاد زمان معکوس سه فاز برای حفاظت ترانسفورماتور زمین – کمکی در مقابل خطاهای فاز بسته به نظر طراح می تواند منظور شود . همچنین حفاظت جریان زیادزمان معکوس تکفاز برای حفاظت خطاهای زمین و هماهنگی با رله گذاری خطای زمین سیستم در سمت ثالثیه باید در نظر گرفته شود . این دو حفاظت معمولاً در پستهای انتقال که ترانسفورماتور زمین – کمکی به ثالثیه ترانسفورماتور قدرت متصل می شود مورد استفاده قرار می گیرند.
حفاظت شینه :
وقوع خطا در شینه شبکه را دچار تنش کرده و مشکلات عدیده ای را فراهم می آورد. حتی ممکن است فرم فیزیکی شینه را تغییر داده و برای مدتی از سرویس دهی ممانعت به عمل آورد چنانچه شینه به قسمتهای کوچکتر تقسیم شده و یا شینه دوبل بکار رفته باشد بایستی برای هر بخش ، حفاظتی جداگانه منظور شود تا خطا در یک قسمت نتواند وقفه ای در سرویس دهی سایر قسمتها ایجاد نماید . درعین حال باید دقت کافی مبذول داشت که از عملکرد اتفاقی حفاظت در اثر تداخل خارجی جلوگیری به عمل آید . غالباً خطاهای شینه از نوع فاز به زمین هستند و بالا بودن سرعت رفع خطای شینه از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است . جهت دستیابی به این سرعت معمولاً از رله های دیفرانسیل امپدانس بالا جهت حفاظت شینه بکار برد . از آنجا که عملکرد نادرست حفاظت شینه بر روی کلیه فیدرهای متصل به آن تأثیر نامطلوبی دارد لذا در طراحی و تنظیم این حفاظت بایستی دقت کافی مد نظر قرار گیرد . اغتشاشات زیر نبایستی باعث عملکرد نادرست رله حفاظت دیفرانسیل حفاظت شینه گردند:
اشکال در ثانویه یک ترانسفورماتور جریان که توازن جریان را بر هم می زند.
شوکهای مکانیکی با شدت بالا
به منظور حفظ پایداری در اثر اشکال در ثانویه ترانسفورماتور جریان ، رله باز بینی ثانویه ترانس جریان بکار می رود. تا در صورت تشخیص اشکال در ثانویه جریان رله مذکور از عملکرد نابجای رله حفاظت شینه جلوگیری کند .
حفاظت شینه در پستهای ۶۳ و۱۳۲ کیلو ولت بکار نمی رود . وتنها محدود به پستهای ۲۳۰ و۴۰۰ کیلو ولت می باشد این حفاظت فاقد حفاظت پشتیبان بوده و حفاظت پشتیبان شینه توسط نواحی حفاظتی دوم رله های دیستانس فراهم می شود .
در پستهای کلیدی می توان جهت اطمینان بیشتر دو سیستم حفاظتی دیفرانسیل یکسان برای شینه بکار برد که از هم مستقل بوده و فرمان قطع منوط به تشخیص خطا توسط هر دو سیستم می باشد.
در شینه های تقسیم شده سیستم حفاظتی دیفرانسیل دوم بصورت سراسری بوده و کل شینه را در بر می گیرد .
حفاظت شینه (تنها در سطوح ولتاژ ۲۳۰ و ۴۰۰ کیلو ولت ) :
حفاظت دیفرانسیل شینه ( نوع امپدانس بالا )
حفاظت دیفرانسیل شینه از نوع امپدانس بالا :
حفاظت شینه از نوع امپدانس بالا عموماً شامل سه رله تک فاز از نوع جریان چرخشی امپدانس بالا با سرعت زیاد است . این رله حفاظت باید از پایداری در مقابل خطاهای خارج از محدوده حفاظتی برخوردار باشد رله در فاز با یک مقاومت اهمی سری همراه است که به صورت پیوسته قابل تنظیم بوده و بصورت خارجی یا داخلی نصب می گردد. این مقاومت ها باید از نوع سیم پیچی شده بوده و دارای توان کافی باشد مسئله جبران در تنظیم مؤثر رله ها برای تعداد ترانسفورماتور جریان موازی با رله ، جریان مغناطیس کنندگی و ساختمان آنها باید در نظر گرفته شود.
باید اطمینان حاصل کرد که امپدانس تحریک ترانسفورماتور جریان در مقایسه با امپدانس اهمی ثانویه اش بزرگ می باشد .
مقاومت غیر خطی ( متروسیل ) می بایستی در مدار رله قرار گیرد تا ولتاژ پیک ایجاد شده توسط ترانسفورماتور جریان تحت شرایط خطای داخلی را به مقداری از سطح عایقی ترانس های جریان رله حفاظت و سیم های را بط محدود نماید که معمولاً برای استقامت در مقابل پیک ولتاژ ۳۰۰۰ ولت طراحی می شوند .
پارامترهای مقاومت غیر خطی باید به گونه ای تعیین شوند که :
در تنظیم ولتاژ رله ، جریان متروسیل تا حد ممکن کم بوده و از ۳۰ میلی آمپر برای ترانسفورماتور جریان از نوع آمپری بزرگتر نباشد .
در ماکزیمم جریان ثانویه نقطه برش متروسیل نباید بزرگتر از ۱۵۰۰ ولت مؤثر باشد .
حفاظت فیدر ۲۰ کیلو ولت :
حفاظت فیدر ۲۰ کیلو ولت شامل رله اضافه جریان فاز وزمین و در صورت نیاز رله خطای زمین حساس می باشد .
رله اضافه جریان فاز که مجهز به واحد آنی نیز می باشد بایستی سریعتر از رله ورودی فیدر عمل کند . بر روی هر فیدر یک رله خطای زمین جریانی مجهز به واحد آنی قرار داده می شود . هر یک ازاین دو رله فرمان قطع خود را به رله حفاظت وصل مجدد ارسال می کنند.
در صورتی که فیدر خروجی از نوع کابلی باشد ، نبایستی از رله حفاظت وصل مجدد استفاده شود . در این حالت می توان از رله خطای زمین حساس جهت تشخیص جریانهای نشتی کوچک استفاده کرد . بهتر است که این رله بجای فرمان قطع تنها اقدام به فعال نمودن آلارم کند.
حفاظت باس کوپلر :
حفاظت باس کوپلر شامل رله های اضافه جریان فاز وزمین با واحد آنی می باشد . رله های اضافه جریان فیدر و کوپلر بایستی با حفاظت پایین دستی در سمت ۲۰ کیلو ولت هماهنگ گردند.
حفاظت بانک خازنی :
حفاظت بانک خازنی شامل حفاظت جریان زیاد فاز و نوترا ل ، حفاظت قوس الکتریکی در خازن توسط رله ولتاژی ، حفاظت اضافه ولتاژ و حفاظت عدم تقارن جریان در نوترال می باشد.
حفاظت راکتور :
حفاظت راکتور شامل رله دیفرانسیل سه فاز و یا دیفرانسیل زمین محدود شده ، رله حفاظت جریان زیاد سه فاز و یا زمین .
حفاظت کلید قدرت :
حفاظت کلید قدرت شامل حفاظت خرابی کلید ( CBF ) حفاظت عدم هماهنگی کنتاکتهای کلید ( PD ) که در صورت اختلاف زمان عملکرد کنتاکتها بیش از ۵ میلی ثانیه فرمان قطع را صادر می کند و رله نظارت برمدار تریپ (TC..SUP ) می باشد. این حفاظتها برای کلیدهای قدرت سمت ۲۳۰ کیلو ولت ( خط ترانسفورماتورکوپلر ) در نظر گرفته می شوند.
حفاظت خرابی کلید و حفاظت عدم هماهنگی کنتاکتهای کلید :
این نوع حفاظت می بایستی تمامی خطاها را پوشش دهد . رله های جریانی در حفاظت خرابی کلید باید توانایی استقامت در برابر جریان مشخص شده برای فیدر و ماکزیمم جریان اتصال کوتاه مشخص را داشته باشند زمان بازگشت به حالت اولیه این رله ها باید کوتاه بوده ومشخص گردد.
حفاظت خرابی کلید تنها در زمان عملکرد رله حفاظتی که فرمان قطع را صادر می کند باید فعال شده ودر مقابل عملکرد نادرست از ایمنی بالایی برخوردار باشد . با فعال شدن این حفاظت سریعاً یک سیگنال قطع به کلیدی که تحت نظارت است ، ارسال می گردد و اگر موفقیت آمیز نباشد تمام کلیدهای همجوار و مرتبط را باید پس از یک تأخیر زمانی قابل تنظیم قطع نماید.
حفاظت خرابی کلید برای کلید یا کلید های فیدر خط در تابلوی مشترک I SUBو برای فیدرهای ترانسفورماتور و راکتور در تابلوی پشتیبان قرار می گیرند.
علاوه بر حفاظت خرابی کلید تمام کلیدها باید به یک حفاظت عدم هماهنگی کنتاکتهای کلید مجهز شوند . این رله حفاظت می بایستی در تابلویی نصب شود که رله خرابی کلید قرار دارد. حفاظت عدم هماهنگی کلید از کنتاکتهای کمکی در قطبهای مختلف کلید بهره می گیرد.
این عملکرد باید در دو مرحله تأخیر زمانی داشته باشد. در مرحله اول کلید را با سوئیچ دیسکریپنسی قطع کرده و حفاظت خرابی کلید را راه اندازی می کند . چنانچه قطع کلید در مرحله اول حفاظت عدم هماهنگی کلید موفقیت آمیز باشد از حفاظت خرابی کلید ممانعت بعمل می آید .
در مرحله دوم حفاظت عدم هماهنگی کلید ، تمام کلیدهای همجوار توسط حفاظت خرابی کلید پس از یک تأخیر زمانی قابل تنظیم قطع می گردند.
حفاظت ناحیه کور :
این حفاظت ( در صورت وجود ) شامل رله حفاظت جریانی زیاد آنی با دامنه تنظیم مشخص شده می باشد. حفاظت نقطه کور فقط وقتی فعال می شود که سکسیونر خط باز است . حفاظت نقطه کور برای خطاهایی که به علت اشباع ترانسفورماتور جریان یا عدم هماهنگی مشخصه ها و . . . پدید می آید باید پایدار باشد .
حفاظت ولتاژ کم خط ( ولتاژ صفر ) :
این حفاظت باید ولتاژ سه فاز را نظارت کند و برای عملکرد بایستی تمام فازها دچار افت ولتاژ شده باشند در زمانی که افت ولتاژ تنها در یک یا دو فاز روی دهد ، از عملکرد رله می بایستی پس از ۲ ثانیه جلوگیری شده ویک نشان دهنده بکار افتد تا از قطع نادرست به علت قطع فیوزهای مدار اندازه گیری ولتاژاجتناب شود . پس ازعملکرد رله سیگنال قطع پس از ۲ ثانیه از بین می رود ( صرفنظر از اینکه ولتاژ مجدداً برقرار شده باشد ) .
از عملکرد حفاظت ولتاژ صفر وقتی که سکسیونرهای سری در خط انتقال باز باشند می بایستی جلوگیری شود بطوریکه از قطع نا درست در زمان ایزوله بودن خط ممانعت به عمل آید .
حفاظت ولتاژ زیاد خط :
حفاظت ولتاژزیاد باید شامل رله زمانی معین بوده و تنظیم آن از۱۰۰ درصد تا۱۲۰ درصد ولتاژ نامی قابل تغییر باشد و همچنین تاخیر زمانی بایستی دارای تنظیم پیوسته از۲ تا ۲۰ ثانیه باشد . این حفاظت بایستی فرمان قطع را به کلیدهای هر دو طرف خط ارسال کند این رله گذاری به صورت تک فازانجام می شود.
رله های حس کننده خطا (FAULT DETECTOR ) :
از آنجا که فرمان رله حفاظت اشکال کلیدCBF ) ) فرمان تریپ مستقیم می باشد بایستی نسبت به صحت آن اطمینان کافی وجود داشته باشد به همین جهت ارسال فرمان ا ین رله حفاظت بر روی سیستم PLC همواره از دو کانال مخابراتی استفاده شده و شرط اعمال فرمان قطع دریافت آن از هر دو کانال می باشد . درصورتی که یکی از کانال های مخابراتی به هر دلیلی از مدار خارج شود فرمان تریپ مستقیم دریافتی از یک کانال بایستی با عملکرد حس کننده های خطا ترکیب شده و درصورت وجود خطا فرمان تریپ اعمال می شود حس کننده های خطا در دو نوع امپدانسی ( DF21) و رله جریانی توالی منفی( FD46 ) وجود دارند در حوادثی که حس کننده خطا به خاطر کم انرژی بودن خطا عمل نمی کند کنتاکت حس کننده خطا توسط یک کنتاکت تایمر از مدار خارج می گردد.

منبع :fh-co.ir