برق، مهندسی 104 بازدید

در آموزش‌های قبلی مجله فرادرس، با رله و برخی از انواع آن از قبیل رله حالت حامد، رله دیستانس، رله ریکلوزر، رله حرارتی بی‌متال و رله بوخهلتس آشنا شدیم. در این آموزش، با رله کنترل فاز آشنا می‌شویم و انواع آن را معرفی خواهیم کرد.

اگر مصرف‌کننده نهایی انرژی الکتریکی را به خوبی مدیریت نکند، ممکن است تلفات و مشکلات جدی برای بارها و کاربر ایجاد شود. با افزایش استفاده از برق در خانه‌ها و صنایع، حفاظت کافی از تجهیزات خانه‌ها، صنایع و هر وسیله دیگری که از برق استفاده می‌کند، ضروری است. بنابراین، استفاده از یک رله کنترل فاز برای حفاظت از طول عمر و کارایی وسایل مصرف‌کننده برق بسیار مهم است.

یکی از مشکلات رایج در کارخانه‌های صنعتی، گرم شدن بیش از حد و آسیب دیدن بارها به دلیل خرابی فاز است. حتی اگر از تجهیزاتی مانند رله‌های اضافه‌بار یا قطع‌کننده مدار برای محافظت استفاده شود، بارهای الکتریکی به چیزی سریع‌ و الکترونیکی نیاز دارند.

رله کنترل فاز چیست؟

رله کنترل فاز یک تجهیز کنترل و حفاظت ویژه است که توالی فاز، قطع فاز، عدم تعادل فاز، اضافه‌ولتاژ و کمبود ولتاژ را در سیستم‌های الکتریکی سه‌فاز کنترل می‌کند. در بازار تجهیزات الکتریکی، رله کنترل فاز را به عنوان رله حفاظت فاز، رله خرابی فاز، رله مانیتورینگ (پایش) خط یا رله نظارت فاز نیز می‌شناسند.

رله کنترل فاز چگونه کار می‌کند؟

اساس عملکرد یک رله کنترل فاز دریافت سیگنال‌های ورودی و بررسی آن‌ها است. در صورت رسیدن به مقدار از پیش تعیین شده، موقعیت یک کنتاکت خروجی تغییر می‌کند. خروجی این کنتاکت با تجهیزاتی مانند کنتاکتورها و کلیدهایی که می‌توانند مدار را باز کنند در ارتباط است (یا خروجی زنگ هشدار به PLC ارسال می‌شود).

رله کنترل فاز
شکل زیر عملکرد نهایی مدار را نشان می‌دهد.
عملکرد رله کنترل فاز

برای آشنایی بیشتر با رله کنترل فاز و سایر تجهیزات الکتریکی، پیشنهاد می‌کنیم به مجموعه آموزش های مهندسی قدرت مراجعه کنید که توسط فرادرس تهیه شده و لینک آن در ادامه آورده شده است.

انواع رله کنترل فاز

رله کنترل فاز انواع مختلفی دارد که هر کدام عملکردهای حفاظتی خاصی را ارائه می‌کنند. در ادامه، به بعضی از آن‌ها اشاره می‌کنیم.

رله عدم تعادل فاز

اگر منبع تغذیه توسط سیستم سه‌فاز به دلیل توزیع نامقارن بار نامتعادل شود، موتور قسمتی از انرژی را به توان راکتیو تبدیل می‌کند و این انرژی بدون بهره‌برداری از بین می‌رود. همچنین موتور در معرض تنش حرارتی بیشتری قرار می‌گیرد. عدم تعادل فاز باعث تخریب شدید موتورهای AC می‌شود. توصیه می‌شود برای عدم تعادل بیش از 5 درصد، موتور را خاموش کنید. فقط رله‌های مانیتورینگ (با عملکرد نظارت بر عدم تعادل فاز) می‌توانند به طور خودکار قبل از آسیب دیدن موتور آن را متوقف کنند. نظارت مطمئن برای مقابله با عدم تعادل فاز، عمر موتور را افزایش می‌دهد و از آسیب‌های هزینه‌بر جلوگیری می‌کند.

رله عدم تعادل فاز

رله توالی فاز

یک توالی فاز نادرست در هنگام راه‌اندازی یا تغییر در دنباله فاز در حین کار باعث می‌شود که موتور سه‌فاز با چرخش معکوس کار کند. کار در جهت معکوس باعث آسیب به برخی موتورها یا بارهایی مانند پمپ‌ها، کمپرسورهای اسکرو (پیچی) و فن‌ها می‌شود. عملکرد با یک توالی فاز نادرست می‌تواند برخی از قسمت‌های دستگاه یا قطعات کار را شل کرده و موقعیت‌های بسیار خطرناکی ایجاد کند. می‌توان با نظارت دائمی توالی فاز از این امر جلوگیری کرد. تنها چیزی که نیاز به آن نیاز داریم، یک دستگاه پایش و یک کنتاکتور برای خاموش کردن دستگاه‌ها است.

رله توالی فاز

رله خرابی فاز

از دست دادن و خراب شدن فاز می‌تواند به عنوان مثال در اثر سوختن فیوز، خرابی مکانیکی تجهیزات، خرابی خط برق، نقص در سیم‌پیچ ترانسفورماتور یا صاعقه رخ دهد. به محض از بین رفتن یک فاز، یک موتور سه‌فاز نمی‌تواند شروع به کار کند یا ممکن است تحت بار متوقف شود. البته ممکن است موتور به طور نامتقارن نیز به چرخش ادامه دهد. اگر موتور متوقف شود، مقاومت الکتریکی به میزان قابل توجهی کمتر از یک موتور دوار است. این امر باعث افزایش جریان تا 600 درصد جریان نامی موتور می‌شود. چنین جریان زیادی سیم‌پیچ موتور را در عرض چند ثانیه از بین می‌برد. موتورها هرگز نباید هنگام خرابی فاز روشن شوند. اگر موتور دچار خرابی فاز شود، باید فوراً برق آن را قطع کرد.

رله خرابی فاز

رله پایش ولتاژ

تمام تجهیزات برقی می‌توانند در اثر عملکرد مداوم در سطوح ولتاژ نادرست آسیب ببینند. قله‌های ولتاژ می‌توانند قطعات الکترونیکی را از بین ببرند و در بدترین حالت، عایق یک دستگاه الکترونیکی یا الکتریکی ممکن در اثر خرابی در سیستم برق آسیب ببیند. عوامل تعیین‌کننده در این موارد، عبارتند از سطح ولتاژ، زمان و دمای حاصل از آن. ولتاژ پایین ممکن است دلیل روشن نشدن موتور یا عدم عملکرد کنتاکتور باشد. علاوه بر این، کمبود ولتاژ باعث گرم شدن می‌شود که این خود باعث آسیب حرارتی و وضعیت نامشخص تجهیزات خواهدشد.

رله نظارت بر ولتاژ

مزایای رله کنترل فاز

مهم‌ترین مزایای رله کنترل فاز عبارتند از:

  • عمر موتور را افزایش می‌دهد.
  • هزینه‌های تعمیر و نگهداری موتورها را کاهش می‌دهد.
  • وقفه‌های ناشی از خرابی موتور را به حداقل می‌رساند.
  • هنگام اتصال کوتاه سیم‌پیچ موتور، از خطر برق‌گرفتگی یا آتش‌سوزی جلوگیری می‌کند.
  • ایمنی مدار الکتریکی را افزایش می‌دهد.
  • باعث صرفه‌جویی در فضای تابلو برق می‌شود.

پارامترهای مهم در انتخاب رله کنترل فاز

هنگام انتخاب رله کنترل فاز، پارامترهای زیر باید در نظر گرفته شوند:

  • کنترل ولتاژ
  • عملکرد (کمبود ولتاژ، دنباله فاز، خرابی فاز و غیره)
  • تعداد و نوع کنتاکت‌های خروجی
  • حداکثر و حداقل محدوده تنظیم مقادیر آستانه ولتاژ
  • تنظیم محدوده تأخیر پاسخ

کاربردهای رله کنترل فاز

می‌توان از رله کنترل فاز در موارد زیر استفاده کرد:

  • کنترل اتصال تجهیزات متحرک مانند کمپرسورهای تهویه مطبوع، کامیون‌های یخچال‌دار و ظروف و جرثقیل
  • کنترل عملکرد معکوس موتور (بلند کردن، جابه‌جایی، آسانسور، پله برقی و غیره)
  • کنترل منابع حساس سه‌فاز
  • کنترل گرم شدن بیش از حد موتور در اثر ولتاژ نامتقارن
  • حفاظت از دستگاه در برابر خرابی‌های ناشی از اضافه‌ولتاژ
  • کنترل جهت چرخش درایو

نمودار اتصال رله کنترل فاز

یک نمونه سیم‌کشی رله کنترل فاز در شکل زیر نشان داده شده است. این اتصالات می‌تواند برای برندهای مختلف متفاوت باشد.

نمودار اتصال رله کنترل فاز

معرفی فیلم آموزش حفاظت و رله

فیلم آموزش حفاظت و رله

برای آشنایی بیشتر با مبحث رله و حفاظت، پیشنهاد می‌کنیم به آموزش ویدیویی حفاظت و رله مراجعه کنید که توسط فرادرس تهیه شده است. مدت این آموزش ۱۴ ساعت و ۴۲ دقیقه است و در ۵ درس تدوین شده است. در درس یکم این آموزش، مقدمه‌ای بر حفاظت سیستم‌های قدرت بیان شده است. موضوع درس دوم رله، انواع رله و اصول عملکرد آن‌هاست. در درس سوم به ترانسفورماتورهای ولتاژ و جریان پرداخته شده است. درسص چهارم به حفاظت خطوط انتقال اختصاص دارد. در نهایت، در درس پنجم، حفاظت ژنراتور، ترانسفورماتور و باس بار (Bus Bar) بیان شده است.

معرفی فیلم آموزش آشنایی با حفاظت پیشرفته در سیستم های قدرت

آموزش آشنایی با حفاظت پیشرفته در سیستم های قدرت

یکی از آموزش‌های فرادرس در زمینه رله و حفاظت، آموزش آشنایی با حفاظت پیشرفته در سیستم های قدرت است که در ۸ ساعت و در قالب ۸ درس تدوین شده است. در درس یکم این آموزش ویدیویی مطالبی درباره رله دیجیتال ارائه می‌شود. موضوع درس دوم الگوریتم‌های مبتنی بر شکل موج سینوسی است. در درس سوم روش مبتنی بر تابع والش و آنالیز فوریه بررسی شده است. موضوع درس چهارم روش‌های حداقل مربعات است. در درس پنجم این آموزش، روش‌های مبتنی بر معادله دیفرانسیل بیان شده است. در درس ششم حفاظت مبتنی بر اصول امواج سیار ارائه شده است. موضوع درس هفتم حفاظت دیفرانسیل دیجیتال خط ترانسفورماتور است. در نهایت، در درس هشتم، حفاظت دیجیتالی خط انتقال بیان شده است.

معرفی فیلم آموزش کنترل موتورهای الکتریکی صنعتی ۱ فرادرس

آموزش کنترل موتورهای الکتریکی صنعتی ۱

اگر به یادگیری روش‌های مختلف کنترل موتورهای صنعتی هستید علاقه‌مند هستید، پیشنهاد می‌کنیم به فیلم آموزش کنترل موتورهای الکتریکی صنعتی ۱ مراجعه کنید. در این فیلم آموزشی که مدت زمان آن ۱۳ ساعت و ۴۰ دقیقه است و در ۱۷ درس تدوین شده، ابتدا در درس اول مفاهیم عمومی کنترل موتورهای الکتریکی بیان شده است. همچنین، نمادها و دیاگرام‌های شماتیکی مربوط به نقشه مدارهای قدرت و فرمان مدارهای کنترل و راه‌اندازی موتور در درس‌های دوم و سوم ارائه شده است. در بخشی از آموزش مذکور، در دروس چهارم تا هفتم، انواع رله‌های اضافه بار، زمان‌دار و کنتاکتورها برای راه‌اندازی و نیز محافظت از موتورها به طور کامل و مفصل معرفی شده است. علاوه بر این، انواع سنسورها، سوئیچ‌ها، ترنسمیترها، دیتکتورها و مثال‌هایی از نحوه سیم‌کشی و نقشه‌خوانی مدار کنترل موتورها در درس‌های هشتم تا هفدهم به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است.

معرفی فیلم آموزش کنترل موتورهای الکتریکی صنعتی ۲ فرادرس

آموزش کنترل موتورهای الکتریکی صنعتی ۲

مباحث تکمیلی آموزش کنترل موتورهای الکتریکی صنعتی ۱، در فیلم آموزش کنترل موتورهای الکتریکی صنعتی ۲ ارائه شده است. این آموزش در ۱۵ درس تدوین شده که مجموع زمان آن‌ها ۱۷ ساعت و ۳۶ دقیقه است.

در آموزش کنترل موتورهای الکتریکی صنعتی ۲، ابتدا روش‌های سیم‌کشی و نصب مدارهای کنترل موتور در درس‌های اول و دوم ارائه شده است. در ادامه، در درس‌های سوم تا نهم درباره انواع موتورها و روش‌های کنترل آن‌ها بحث شده است. همچنین، در این درس‌ها کاربرد قطعات الکترونیک قدرت، آی‌سی‌ها، PLCها و گیت‌های منطقی در مدارهای کنترل موتور بیان شده است و موتورهای DC، موتورهای AC و موتورهای پله‌ای معرفی شده و روش‌های کنترل و حفاظت آن‌ها به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است. در درس‌های دهم و یازدهم، به ترتیب، پلاک موتور و عیب‌یابی موتور مورد بحث قرار گرفته‌اند. در نهایت، کاربرد ادوات نیمه‌هادی، پی‌ال‌سی‌ها و آی‌سی‌ها در درس‌های دوازدهم تا پانزدهم ارائه شده است.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

بر اساس رای 7 نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

سید سراج حمیدی دانش‌آموخته مهندسی برق است و به ریاضیات و زبان و ادبیات فارسی علاقه دارد. او آموزش‌های مهندسی برق، ریاضیات و ادبیات مجله فرادرس را می‌نویسد.

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *