انواع رله‌های حفاظتی ABB و نحوه عملکرد آنها

رله‌های حفاظتی یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌های الکتریکی هستند که برای حفاظت از تجهیزات و شبکه‌های قدرت در برابر خطاها و شرایط غیرعادی طراحی شده‌اند. شرکت ABB، به‌عنوان یکی از پیشگامان صنعت برق، مجموعه‌ای گسترده از رله‌های حفاظتی را ارائه می‌دهد که با فناوری‌های پیشرفته و طراحی ماژولار، نیازهای مختلف سیستم‌های توزیع و انتقال قدرت را برآورده می‌کنند. در این مقاله، به بررسی انواع رله‌های حفاظتی ABB، نحوه عملکرد آن‌ها، ویژگی‌های کلیدی و کاربردهایشان می‌پردازیم. هدف تکان انرژی ما ارائه اطلاعات جامع و دقیق است تا به شما کمک کند درک بهتری از این تجهیزات حیاتی و نقش آن‌ها در حفاظت سیستم‌های الکتریکی داشته باشید.

اهمیت رله‌های حفاظتی در سیستم‌های الکتریکی

رله‌های حفاظتی ابزارهایی هستند که با شناسایی شرایط غیرعادی مانند اضافه جریان، اضافه ولتاژ، اتصال کوتاه، یا خطای زمین، به‌سرعت عمل کرده و بخش معیوب سیستم را از سایر قسمت‌ها جدا می‌کنند. این عملکرد سریع و دقیق از آسیب به تجهیزات گران‌قیمت مانند ترانسفورماتورها، ژنراتورها و خطوط انتقال جلوگیری می‌کند و ایمنی سیستم و افراد را تضمین می‌نماید. رله‌های حفاظتی ABB به دلیل قابلیت اطمینان بالا، انعطاف‌پذیری و سازگاری با استانداردهای بین‌المللی مانند IEC 61850، در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، و سیستم‌های توزیع برق شهری و صنعتی کاربرد گسترده‌ای دارند.

رله‌های حفاظتی ABB در سری‌های مختلفی مانند Relion، REX، REF، REM و RET تولید می‌شوند که هرکدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. این رله‌ها با استفاده از فناوری‌های دیجیتال و ماژولار، امکان سفارشی‌سازی و انطباق با نیازهای متغیر سیستم‌های قدرت را فراهم می‌کنند. در ادامه، به بررسی مهم‌ترین انواع رله‌های حفاظتی ABB و نحوه عملکرد آن‌ها می‌پردازیم.

انواع رله‌های حفاظتی ABB

1. رله‌های سری Relion

سری Relion یکی از پیشرفته‌ترین مجموعه‌های رله‌های حفاظتی ABB است که برای کاربردهای متنوع در سیستم‌های توزیع و انتقال قدرت طراحی شده است. این سری شامل مدل‌های مختلفی مانند REX610، REF611، REM611 و REB611 است که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

رله REX610

رله REX610 یک رله حفاظتی همه‌کاره با طراحی ماژولار است که برای حفاظت، کنترل، و نظارت بر سیستم‌های توزیع برق با ولتاژ متوسط استفاده می‌شود. این رله از سنسورهای جریان Rogowski پشتیبانی می‌کند که دقت بالایی در اندازه‌گیری جریان فراهم می‌کنند. عملکردهای حفاظتی این رله شامل حفاظت اضافه جریان، حفاظت خطای زمین، و حفاظت قوس الکتریکی است. طراحی ماژولار REX610 امکان ارتقاء و سفارشی‌سازی را بدون نیاز به تغییرات گسترده در سخت‌افزار فراهم می‌کند، که این ویژگی آن را به گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه تبدیل کرده است.

رله REF611

رله REF611 برای حفاظت و کنترل فیدرها در شبکه‌های توزیع برق طراحی شده است. این رله قابلیت ارائه حفاظت جریانی جهت‌دار و غیرجهت‌دار را دارد و به‌ویژه در شبکه‌های خنثی ایزوله یا جبرانی کاربرد دارد. REF611 با رابط کاربری مبتنی بر مرورگر وب (HMI) امکان تنظیم سریع و نظارت آسان را فراهم می‌کند. این رله همچنین از پروتکل‌های ارتباطی مانند IEC 61850 پشتیبانی می‌کند، که امکان یکپارچگی با سیستم‌های اتوماسیون را تسهیل می‌نماید.

رله REM611

رله REM611 به‌طور خاص برای حفاظت از موتورهای ناهمزمان در صنایع تولیدی و فرآیندی طراحی شده است. این رله برای کاربردهایی مانند پمپ‌ها، نوار نقاله‌ها، و فن‌ها مناسب است و عملکردهای حفاظتی مانند حفاظت اضافه بار، حفاظت خطای زمین، و نظارت بر دمای موتور را ارائه می‌دهد. REM611 با طراحی از پیش پیکربندی‌شده، زمان راه‌اندازی را کاهش می‌دهد و امکان استفاده آسان را فراهم می‌کند.

رله REB611

رله REB611 برای حفاظت از باس‌بارها و شینه‌ها در پست‌های برق و سیستم‌های صنعتی طراحی شده است. این رله با ارائه حفاظت در برابر اتصال کوتاه و خطای زمین، ایمنی و پایداری سیستم را تضمین می‌کند. REB611 در شبکه‌های با امپدانس بالا و برای حفاظت از ژنراتورها، موتورها، و ترانسفورماتورها استفاده می‌شود.

2. رله‌های سری REX640

رله REX640 یکی از پیشرفته‌ترین رله‌های حفاظتی ABB است که برای کاربردهای پیچیده در تولید و توزیع برق طراحی شده است. این رله با انعطاف‌پذیری بی‌نظیر، امکان پوشش تمامی نیازهای حفاظتی با یک دستگاه را فراهم می‌کند. REX640 از عملکردهای متنوعی مانند حفاظت دیفرانسیل، حفاظت فیدر، حفاظت موتور، و همگام‌سازی ژنراتور پشتیبانی می‌کند. طراحی ماژولار این رله امکان ارتقاء نرم‌افزاری و سخت‌افزاری را در طول چرخه عمر آن فراهم می‌کند، که این ویژگی برای سیستم‌هایی با نیازهای متغیر بسیار ارزشمند است.

3. رله‌های سری REF (مانند REF615 و REF620)

سری REF برای حفاظت و کنترل فیدرها در سیستم‌های توزیع برق طراحی شده است. رله REF615 یکی از پرکاربردترین مدل‌های این سری است که برای حفاظت فیدرها در شبکه‌های شعاعی، حلقه‌ای، و مش‌دار استفاده می‌شود. این رله از عملکردهای حفاظتی مانند حفاظت اضافه جریان، خطای زمین، و مکان‌یابی خطا پشتیبانی می‌کند. همچنین، REF615 قابلیت حفاظت قوس الکتریکی با سرعت بالا را دارد که در کاهش آسیب‌های ناشی از قوس الکتریکی بسیار موثر است.

رله REF620 نیز برای کاربردهای پیشرفته‌تر طراحی شده و علاوه بر حفاظت فیدر، قابلیت‌های نظارتی و کنترلی گسترده‌تری ارائه می‌دهد. این رله برای شبکه‌های پیچیده با نیروگاه‌های پراکنده مناسب است.

4. رله‌های سری RET (مانند RET615 و RET630)

سری RET برای حفاظت و مدیریت ترانسفورماتورهای قدرت طراحی شده است. رله RET630 یک رله جامع است که قابلیت‌های حفاظتی، کنترلی، و نظارتی را برای ترانسفورماتورهای افزاینده و کاهنده ارائه می‌دهد. این رله از عملکردهایی مانند حفاظت دیفرانسیل، حفاظت اضافه بار، و تنظیم ولتاژ اتوماتیک برای ترانسفورماتورهای دارای تپ‌چنجر پشتیبانی می‌کند. RET630 همچنین امکان اتصال به ترمیستورهای حرارتی برای نظارت بر دمای ترانسفورماتور را فراهم می‌کند.

5. رله‌های سری REM (مانند REM615 و REM620)

سری REM برای حفاظت از موتورها در سیستم‌های صنعتی طراحی شده است. رله REM615 برای موتورهای سایز کوچک و متوسط مناسب است و عملکردهایی مانند حفاظت اضافه جریان، حفاظت خطای زمین، و نظارت بر دما را ارائه می‌دهد. رله REM620 برای کاربردهای پیچیده‌تر طراحی شده و قابلیت‌های کنترلی و نظارتی بیشتری دارد.

نحوه عملکرد رله‌های حفاظتی ABB

رله‌های حفاظتی ABB با استفاده از سه مرحله اصلی عمل می‌کنند: اندازه‌گیری، پردازش داده، و کنترل. این مراحل به‌صورت یکپارچه با یکدیگر کار می‌کنند تا خطاها را شناسایی کرده و از آسیب به سیستم جلوگیری کنند.

1. اندازه‌گیری

رله‌های حفاظتی ABB از ترانسفورماتورهای جریان (CT) و ولتاژ (PT) برای اندازه‌گیری پارامترهای الکتریکی مانند جریان، ولتاژ، فرکانس، و زاویه فاز استفاده می‌کنند. این داده‌ها به رله ارسال می‌شوند تا شرایط عادی یا غیرعادی سیستم تشخیص داده شود.

2. پردازش داده

پس از دریافت داده‌ها، رله‌ها با استفاده از الگوریتم‌های پیشرفته، شرایط سیستم را تحلیل می‌کنند. برای مثال، اگر جریان اندازه‌گیری‌شده از مقدار تنظیم‌شده (Current Tap) بیشتر شود، رله وارد حالت "پیکاپ" می‌شود و آماده ارسال فرمان قطع می‌گردد. رله‌های دیجیتال ABB از پردازنده‌های قدرتمند برای تحلیل سریع و دقیق داده‌ها استفاده می‌کنند.

3. کنترل

پس از تشخیص خطا، رله فرمان قطع را به کلید قدرت (بریکر) ارسال می‌کند تا بخش معیوب از سیستم جدا شود. این فرآیند با سرعت بالا انجام می‌شود تا آسیب به تجهیزات و شبکه به حداقل برسد. رله‌های ABB همچنین از پروتکل‌های ارتباطی مانند IEC 61850 و DNP3.0 پشتیبانی می‌کنند، که امکان یکپارچگی با سیستم‌های SCADA را فراهم می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی رله‌های حفاظتی ABB

• سرعت و دقت بالا: رله‌های ABB با سرعت بالا خطاها را شناسایی و جدا می‌کنند، که این ویژگی در کاهش آسیب‌های ناشی از خطا بسیار مهم است.

• انعطاف‌پذیری و ماژولار بودن: طراحی ماژولار رله‌های ABB امکان سفارشی‌سازی و ارتقاء را فراهم می‌کند.

• پشتیبانی از پروتکل‌های استاندارد: این رله‌ها از استانداردهای ارتباطی مانند IEC 61850 پشتیبانی می‌کنند، که یکپارچگی با سیستم‌های اتوماسیون را آسان می‌کند.

• رابط کاربری ساده: رابط‌های کاربری مبتنی بر مرورگر وب و نمایشگرهای گرافیکی، تنظیم و نظارت بر رله‌ها را ساده‌تر می‌کنند.

• قابلیت اطمینان بالا: رله‌های ABB با طراحی مقاوم و تست‌های گسترده، عملکرد قابل اعتمادی در شرایط سخت صنعتی ارائه می‌دهند.

کاربردهای رله‌های حفاظتی ABB

رله‌های حفاظتی ABB در طیف گسترده‌ای از کاربردها استفاده می‌شوند، از جمله:

• حفاظت فیدرها: در شبکه‌های توزیع برق برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه و خطای زمین.

• حفاظت ترانسفورماتورها: برای جلوگیری از آسیب‌های ناشی از اضافه بار، اضافه ولتاژ، و خطای دیفرانسیل.

• حفاظت موتورها: در صنایع برای حفاظت از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه جریان و دمای بیش از حد.

• حفاظت باس‌بارها: برای اطمینان از پایداری و ایمنی شینه‌ها در پست‌های برق.

• سیستم‌های تولید پراکنده: در شبکه‌هایی با منابع تولید پراکنده مانند نیروگاه‌های بادی و خورشیدی.

مزایای استفاده از رله‌های حفاظتی ABB

رله‌های حفاظتی ABB به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، مزایای متعددی ارائه می‌دهند:

• کاهش هزینه‌های نگهداری: طراحی ماژولار و قابلیت ارتقاء، هزینه‌های نگهداری و به‌روزرسانی را کاهش می‌دهد.

• افزایش ایمنی: عملکرد سریع و دقیق رله‌ها از آسیب به تجهیزات و خطرات جانی جلوگیری می‌کند.

• انطباق با استانداردهای جهانی: پشتیبانی از استانداردهای بین‌المللی، این رله‌ها را برای پروژه‌های جهانی مناسب می‌کند.

• سهولت در راه‌اندازی: پیکربندی‌های از پیش تنظیم‌شده و رابط‌های کاربری ساده، زمان راه‌اندازی را کاهش می‌دهند.

نتیجه‌گیری

رله‌های حفاظتی ABB با ارائه راه‌حل‌های پیشرفته و قابل اعتماد، نقش کلیدی در حفاظت از سیستم‌های الکتریکی ایفا می‌کنند. سری‌های مختلف مانند Relion، REX، REF، REM و RET، با ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، نیازهای متنوع صنایع را برآورده می‌کنند. این رله‌ها با استفاده از فناوری‌های دیجیتال، طراحی ماژولار، و پشتیبانی از پروتکل‌های استاندارد، امکان حفاظت، کنترل، و نظارت دقیق بر سیستم‌های قدرت را فراهم می‌کنند. با انتخاب رله‌های حفاظتی ABB، می‌توانید از ایمنی، پایداری، و کارایی سیستم الکتریکی خود اطمینان حاصل کنید.