رله های حفاظتی زیمنس از تجهیزات مهم در حفاظت و کنترل شبکه های برق صنعتی، پست های برق و سیستم های توزیع انرژی هستند. این رله ها با پایش پارامترهایی مانند جریان، ولتاژ، فرکانس و وضعیت تجهیزات، شرایط غیرعادی را تشخیص می دهند و در صورت شناسایی خطا، فرمان قطع مدار یا اقدامات حفاظتی تعریف شده را صادر می کنند. انتخاب رله مناسب به نوع تجهیز تحت حفاظت، سطح ولتاژ، ساختار شبکه و عملکرد مورد انتظار از سیستم بستگی دارد.
انواع رله های زیمنس برای کاربردهای مختلفی از جمله حفاظت فیدرها، ترانسفورماتورها، موتورهای الکتریکی، ژنراتورها، خطوط انتقال و باسبارها طراحی شده اند. در سبد محصولات تکان انرژی کوشا می توانید مدل هایی از خانواده های SIPROTEC و Reyrolle و تجهیزات مرتبط با حفاظت شبکه را بررسی کنید. برای انتخاب دقیق، لازم است علاوه بر نام مدل، توابع حفاظتی، ورودی ها و خروجی ها، پروتکل ارتباطی و شرایط نصب نیز در نظر گرفته شوند.
رله حفاظتی دستگاهی است که اطلاعات الکتریکی شبکه را از طریق ورودی های اندازه گیری دریافت می کند و با مقایسه آن ها با تنظیمات حفاظتی، شرایط غیرعادی را تشخیص می دهد. برای مثال، در صورت افزایش جریان ناشی از اتصال کوتاه، رله می تواند فرمان قطع به کلید قدرت ارسال کند تا بخش معیوب از شبکه جدا شود. هدف این عملکرد، محدود کردن گسترش خطا و کاهش احتمال آسیب به تجهیزات و اختلال در بخش های سالم شبکه است. رله های دیجیتال جدید علاوه بر حفاظت، ممکن است امکاناتی مانند ثبت رویدادها، ثبت شکل موج خطا، اندازه گیری پارامترهای شبکه، ارتباط با سامانه های کنترل و نظارت و تبادل داده با تجهیزات دیگر را نیز ارائه دهند. با این حال، قابلیت های دقیق هر دستگاه به مدل، نسخه سخت افزاری و نرم افزاری و پیکربندی آن وابسته است.
برای انتخاب رله حفاظتی، بهتر است ابتدا تجهیزی را که باید از آن محافظت شود مشخص کنید. رله مناسب برای یک فیدر توزیع لزوما همان مدلی نیست که برای حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور یا حفاظت دیستانس خط انتقال استفاده می شود. دسته بندی زیر، گروه های اصلی رله های موجود در صفحه تکان انرژی را معرفی می کند.
رله جریانی برای تشخیص اضافه جریان، اتصال کوتاه و در مدل های دارای قابلیت مربوط، خطاهای زمین به کار می رود. این رله ها با دریافت اطلاعات جریان از ترانسفورماتورهای جریان، وضعیت مدار را بررسی می کنند و در صورت عبور پارامترها از حدود تنظیم شده، فرمان حفاظتی صادر می کنند. رله جریانی در حفاظت فیدرها، خطوط توزیع، برخی مدارهای صنعتی و به عنوان حفاظت پشتیبان تجهیزات دیگر کاربرد دارند. انتخاب مدل باید با توجه به سطح اتصال کوتاه، نسبت ترانسفورماتور جریان، منحنی عملکرد، هماهنگی حفاظتی و زمان قطع مورد نیاز انجام شود. در این دسته از محصولات تکان انرژی، مدل هایی مانند 7SJ80، 7SJ81، 7SJ82، 7SJ85 و 7SJ86 و همچنین برخی مدل های خانواده Reyrolle عرضه شده اند. امکانات هر مدل یکسان نیست؛ بنابراین هنگام انتخاب، شماره کامل مدل و توابع حفاظتی مورد نیاز پروژه را بررسی کنید.
ترانسفورماتور قدرت از تجهیزات کلیدی پست های برق و بسیاری از تاسیسات صنعتی است. خطاهای داخلی سیم پیچ، اتصال کوتاه، اضافه جریان و برخی شرایط غیرعادی می توانند به ترانسفورماتور آسیب جدی وارد کنند. رله های حفاظت ترانسفورماتور با استفاده از توابع مناسب، امکان شناسایی برخی از این شرایط و جداسازی تجهیز معیوب را فراهم می کنند. یکی از مهم ترین روش های حفاظتی در این بخش، حفاظت دیفرانسیل است. در این روش، جریان های اندازه گیری شده در سمت های مختلف ترانسفورماتور با در نظر گرفتن نسبت تبدیل و گروه برداری مقایسه می شوند تا خطاهای داخلی از شرایطی مانند جریان عبوری در خطاهای بیرونی تفکیک شوند. حفاظت اضافه جریان نیز می تواند به عنوان حفاظت پشتیبان مورد استفاده قرار گیرد. در صفحه محصولات تکان انرژی، مدل هایی مانند 7UT82، 7UT85، 7UT86 و 7UT87 در گروه رله ترانسفورماتور دیده می شوند. انتخاب بین این مدل ها باید بر اساس ساختار ترانسفورماتور، تعداد سیم پیچ ها، نیازهای حفاظتی و امکانات اندازه گیری و ارتباطی انجام شود.
رله دیستانس یا حفاظت فاصله بیشتر در حفاظت خطوط انتقال و برخی شبکه های فشار متوسط و فشار قوی استفاده می شود. رله دیستانس با اندازه گیری کمیت های الکتریکی و محاسبه امپدانس دیده شده از محل نصب، می تواند محل تقریبی خطا را نسبت به محدوده های حفاظتی تعریف شده تشخیص دهد. در شبکه های انتقال، حفاظت دیستانس به دلیل امکان تقسیم خط به نواحی حفاظتی و هماهنگی زمانی، اهمیت زیادی دارد. تنظیم صحیح این رله نیازمند بررسی مشخصات خط، امپدانس منبع، ترانسفورماتورهای اندازه گیری، شرایط بهره برداری و هماهنگی با حفاظت های مجاور است. از مدل های این گروه در صفحه تکان انرژی می توان به 7SA82، 7SA86 و 7SA87 اشاره کرد. قابلیت های دقیق هر دستگاه به مدل و پیکربندی آن بستگی دارد؛ بنابراین پیش از خرید باید مشخص شود که پروژه به حفاظت دیستانس، توابع پشتیبان یا قابلیت های تکمیلی دیگری نیاز دارد.
رله دیفرانسیل طولی برای حفاظت خطوط و کابل ها طراحی می شود و عملکرد آن بر مقایسه جریان های اندازه گیری شده در دو یا چند انتهای محدوده حفاظتی تکیه دارد. در شرایط عادی یا خطاهای خارج از محدوده حفاظت، جریان های مقایسه شده با در نظر گرفتن شرایط شبکه باید در محدوده قابل قبول قرار بگیرند؛ اما در صورت وقوع خطای داخلی، اختلاف جریان می تواند باعث صدور فرمان قطع شود. این نوع حفاظت در پروژه هایی کاربرد دارد که تشخیص سریع و انتخابی خطاهای داخلی خط اهمیت دارد. از آنجا که مقایسه جریان ها در نقاط مختلف به تبادل اطلاعات وابسته است، زیرساخت ارتباطی، تاخیر ارتباط و طراحی حفاظت باید در انتخاب دستگاه لحاظ شوند. در دسته بندی تکان انرژی، مدل هایی مانند 7SD82، 7SD86، 7SD87، 7SL82، 7SL86 و 7SL87 در رله دیفرانسیل طولی قرار گرفته اند. برخی مدل های این گروه صرفا حفاظت دیفرانسیل ارائه می کنند و برخی دیگر قابلیت ترکیبی مانند حفاظت دیفرانسیل و دیستانس دارند. برای انتخاب نهایی، شرح فنی مدل و نیازهای شبکه باید بررسی شود.
موتورهای الکتریکی در صنایع تولیدی، پمپ ها، کمپرسورها و سامانه های انتقال مواد نقش مهمی دارند. اضافه بار، اتصال کوتاه، خطای زمین، عدم تعادل فازها و شرایط نامناسب راه اندازی می توانند باعث اختلال در عملکرد یا آسیب به موتور شوند. رله حفاظت موتور برای تشخیص شرایط خطرناک و اجرای عملکردهای حفاظتی متناسب با نوع موتور و مدار راه اندازی استفاده می شود. بسته به مدل، امکانات این رله ها می تواند شامل حفاظت اضافه بار، اضافه جریان، خطای زمین، عدم تعادل جریان، محدودیت تعداد راه اندازی یا نظارت بر شرایط راه اندازی باشد. همه مدل ها لزوما از تمام این توابع پشتیبانی نمی کنند؛ از این رو بررسی پلاک موتور، جریان نامی، روش راه اندازی و شرایط کاری ضروری است.
در صفحه تکان انرژی، مدل هایی مانند 7SK82، 7SK85، 7SK80 و 7SK81 در گروه رله موتور دیده می شوند. انتخاب دستگاه باید بر اساس توان و جریان موتور، نوع کاربرد، نیاز به پایش و امکانات کنترلی انجام شود.
ژنراتورها به دلیل نقش مهمی که در تولید برق دارند، به حفاظت تخصصی در برابر انواع خطاهای داخلی و شرایط غیرعادی نیاز دارند. بسته به نوع ژنراتور و طراحی شبکه، توابع حفاظتی می توانند خطاهای سیم پیچ، اضافه جریان، خطای زمین، شرایط غیرعادی ولتاژ و فرکانس و برخی وضعیت های بهره برداری را پوشش دهند. حفاظت ژنراتور باید متناسب با توان و مشخصات ماشین، نحوه اتصال به شبکه، سیستم تحریک و الزامات بهره برداری طراحی شود. در نیروگاه ها و تاسیسات بزرگ، هماهنگی میان حفاظت ژنراتور، ترانسفورماتور افزاینده و سایر حفاظت های شبکه نیز اهمیت دارد. در دسته بندی تکان انرژی، مدل 7UM85 در گروه رله ژنراتور قرار دارد. برای تعیین مناسب بودن این مدل، لازم است توابع حفاظتی مورد نیاز پروژه با مشخصات رسمی دستگاه تطبیق داده شوند.
رله های حفاظت ولتاژی برای شناسایی شرایطی مانند افت یا افزایش ولتاژ و در برخی مدل ها نظارت بر پارامترهای مرتبط با ولتاژ و فرکانس استفاده می شوند. این حفاظت ها می توانند در شبکه های توزیع، تابلوهای برق، تجهیزات صنعتی و سامانه های کنترل به کار روند. برای مثال، افت ولتاژ ممکن است بر عملکرد موتور و تجهیزات حساس اثر بگذارد و افزایش ولتاژ نیز می تواند شرایط نامناسبی برای بخشی از تجهیزات ایجاد کند. آستانه ها و زمان های عملکرد باید متناسب با الزامات شبکه تنظیم شوند تا از قطع ناخواسته در شرایط گذرا جلوگیری شود. در فهرست محصولات تکان انرژی، مدل هایی مانند REU611، REU615 IEC، 7SR158 و 7RW80 در گروه رله حفاظت ولتاژی دیده می شوند. پیش از انتخاب، محدوده ولتاژ قابل اندازه گیری، نوع ورودی ها، توابع در دسترس و شرایط اتصال دستگاه را بررسی کنید.
سنکرون چک یا کنترل همزمانی برای بررسی شرایط اتصال دو بخش برق به یکدیگر استفاده می شود؛ برای مثال، هنگام وصل ژنراتور به شبکه یا کوپل کردن دو باسبار. پیش از صدور اجازه وصل، پارامترهایی مانند اختلاف ولتاژ، اختلاف فرکانس و اختلاف زاویه فاز باید در محدوده مجاز تعریف شده قرار داشته باشند.این عملکرد به کاهش خطر اتصال در شرایط نامناسب کمک می کند، اما تنظیمات و منطق فرمان وصل باید با طراحی کلید قدرت، مدار کنترل و الزامات بهره برداری هماهنگ باشند. در دسته بندی تکان انرژی، مدل 7SR157 در گروه رله سنکرون فهرست شده است. هنگام خرید باید مشخص شود که پروژه به سنکرون چک، سنکرون سازی خودکار یا ترکیبی از قابلیت های کنترلی نیاز دارد؛ زیرا این عملکردها یکسان نیستند.
باسبار یا شینه، محل اتصال چند مدار در تابلو یا پست برق است. وقوع خطا در باسبار می تواند بخش مهمی از شبکه را تحت تاثیر قرار دهد؛ به همین دلیل، انتخاب روش حفاظتی مناسب برای آن اهمیت دارد. حفاظت باسبار باید بتواند خطاهای واقع در محدوده شینه را از خطاهای بیرونی تفکیک کند و با توجه به طراحی پست، فرمان قطع مناسب را صادر کند. نوع حفاظت مورد نیاز به ساختار باسبار، تعداد فیدرها، آرایش کلیدها و الزامات سرعت و انتخاب پذیری بستگی دارد. در صفحه تکان انرژی، رله باسبار با این بخش از جمله SIPROTEC 5-7SS85 و 6MU85 معرفی شده اند. هنگام بررسی محصولات، باید نقش دقیق هر دستگاه در سیستم حفاظت و اتوماسیون مشخص شود؛ زیرا تجهیزات اندازه گیری و واحدهای مرتبط با باسبار لزوما جایگزین رله اصلی حفاظت باسبار نیستند.
بانک های خازنی برای اصلاح ضریب توان و پشتیبانی از شرایط بهره برداری شبکه استفاده می شوند. این تجهیزات نیز باید در برابر شرایط غیرعادی متناسب با طراحی خود حفاظت شوند. نوع رله مورد نیاز به آرایش بانک، سطح ولتاژ، نحوه اتصال، وجود پله های خازنی و توابع حفاظتی مورد انتظار بستگی دارد. در این گروه، باید میان رله ای که وظیفه حفاظت بانک خازنی را بر عهده دارد و تجهیزات کنترلی مورد استفاده برای وصل و قطع پله ها تفاوت قائل شد. این دو ممکن است در یک سامانه با یکدیگر کار کنند، اما وظایف آن ها لزوما یکسان نیست.
در صفحه محصولات تکان انرژی، مدل 7SR191 در گروه رله بانک خازن درج شده است. برای انتخاب دقیق، مشخصات بانک و توابع پشتیبانی شده توسط مدل مورد نظر را بررسی کنید.
علاوه بر رله هایی که مستقیما وظیفه حفاظت یک تجهیز را دارند، در سامانه های حفاظتی به تجهیزات ثبت اطلاعات، کنترل بی و مدیریت وضعیت کلیدها نیز نیاز است. دستگاه ثبت خطا می تواند اطلاعات مربوط به رخدادهای شبکه را برای تحلیل پس از خطا در اختیار مهندسان قرار دهد. رله بی کنترلر نیز بسته به مدل و طراحی سیستم، می تواند برای کنترل، پایش و تبادل اطلاعات در سطح بی مورد استفاده قرار گیرد. در فهرست تکان انرژی، 7KE85 در گروه رله ثبت خطا و مدل هایی مانند 6MD85 و 6MD86 در گروه بی کنترلر قرار گرفته اند. هنگام انتخاب این تجهیزات، لازم است وظیفه مورد انتظار، تعداد ورودی ها و خروجی ها، امکانات ارتباطی و سازگاری با ساختار اتوماسیون پست بررسی شود.
SIPROTEC و Reyrolle از خانواده های محصولات حفاظتی مرتبط با زیمنس هستند که برای کاربردهای مختلف شبکه و صنعت عرضه شده اند. در خانواده SIPROTEC، مدل های متعددی برای حفاظت فیدر، ترانسفورماتور، موتور، ژنراتور، خط و باسبار وجود دارد. محصولات Reyrolle نیز در برخی کاربردهای حفاظت شبکه و تجهیزات الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال، نباید تنها بر اساس نام خانواده درباره برتری یا قابلیت دستگاه تصمیم گرفت. برای نمونه، دو رله از یک خانواده ممکن است از نظر تعداد ورودی و خروجی، توابع حفاظتی، نوع ارتباط، امکانات ثبت خطا و کاربرد اصلی تفاوت داشته باشند. انتخاب صحیح باید بر اساس شماره کامل مدل و مستندات فنی انجام شود.
برای انتخاب رله مناسب، ابتدا تجهیز تحت حفاظت و نوع خطاهای مورد انتظار را مشخص کنید. سپس مشخصات شبکه و امکانات مورد نیاز را با اطلاعات فنی مدل های موجود تطبیق دهید. انتخاب صرفا بر اساس قیمت یا شباهت نام مدل ها ممکن است باعث شود دستگاه از نظر توابع حفاظتی یا امکانات ارتباطی با پروژه سازگار نباشد. مهم ترین معیارهای انتخاب عبارت اند از:
برای خرید رله حفاظتی زیمنس، علاوه بر بررسی قیمت، باید از تطابق مشخصات دستگاه با نیازهای فنی پروژه اطمینان حاصل کنید. مدل های مختلف از نظر کاربرد، توابع حفاظتی، امکانات ارتباطی و ساختار سخت افزاری با یکدیگر تفاوت دارند و انتخاب درست می تواند به طراحی مناسب تر سیستم حفاظت کمک کند. در تکان انرژی می توانید دسته بندی رله های حفاظتی و مدل های مرتبط با حفاظت فیدر، موتور، ترانسفورماتور، ژنراتور، خطوط و سایر بخش های شبکه را بررسی کنید. پیش از نهایی کردن سفارش، شماره کامل مدل، مشخصات فنی و قابلیت های مورد نیاز پروژه را تطبیق دهید تا دستگاه انتخابی با شرایط بهره برداری شما سازگار باشد.
فارسی
English
