صنعت تصفیه خانه روغن خوراکی

کنترل فاز چیست ؟

کنترل فاز از مهم‌ترین قطعات در طراحی مدار فرمان تجهیزات صنعتی است. اگر کارشناس برق صنعتی باشید، قطعاً می‌دانید که انبوه سیستم‌ها و تجهیزات سه فاز خصوصاً موتورهای الکتریکی نیاز به حضور هر سه فاز هم‌زمان دارند. عدم وجود یکی از فازها باعث عملکرد ناقص تجهیزات شده که به جریان کشی شدید و سوختن آنها می‌انجامد. دستگاه کنترل فاز برای ایجاد شرایط امن در راه‌اندازی تجهیزات برق سه فاز است.

در یک ساختار صنعتی ممکن است با چندین وسیله سه فاز به شکل هم‌زمان کار کنید. مثلاً سیستمی برای کار کردن دو یا چند الکتروموتور سه فاز دارید. اما قرار نیست تا برای هر تجهیز سه فاز یک کنترل فاز تعبیه کنید. بلکه باید از یک قطعه کنترل فاز برای امنیت تمامی تجهیزات استفاده کنید. در سیم بندی کنترل فاز نیز به ‌دنبال آموزش این نکته هستیم.

عملکرد کنترل فاز متفاوت از تجهیزات مانند بیمتال، کلید حرارتی و یا کنترل بار است. تجهیزات مانند بیمتال، کلید حرارتی و یا کنترل بار برای پایش مقدار جریان مصرفی تجهیزات طراحی شده‌اند. لذا باید به شکل انفرادی وضعیت تجهیزات الکتریکی را بررسی نمایند. اما کنترل فاز برای پایش خط سه فاز در سیستم طراحی ‌شده است. در این حالت حضور آن فراتر از نیاز یک تجهیز منفرد برای تمام شبکه است.

انواع کنترل بار سه فاز

قابلیت‌های حفاظتی و کارکرد‌های رله کنترل بار به مدل و برند آن وابسته است. رله‌های کنترل بار را می‌توان به شیوه‌های مختلفی دسته‌بندی کرد؛ که ازجمله ساده‌ترین روش‌های طبقه‌بندی آن‌ها ازنظر قابلیت‌های حفاظتی، تنظیمات و کنترل کمیت‌ها می‌باشد. این طبقه‌بندی عبارت است از:

• کنترل بار آنالوگ ساده یا ارزان‌قیمت
• کنترل بار آنالوگ پیشرفته
• کنترل بار دیجیتال
• رله اضافه جریان پیشرفته

• انواع کنترل بار، قبل از قطع خروجی، حالت خط را نیز نمایش می‌دهند.

وظایف کنترل فاز

در صورت بروز هر یک از موارد زیر کنترل فاز مدار فرمان را قطع می کند:

1.  ولتاژ شبکه بالاتر از حد مجاز باشد
2. ولتاژ شبکه پایین‌تر از حد مجاز باشد
3. قطع یکی از فازها ( در ۳فاز)
4. جابجایی فازها ( در ۳فاز)
5. عدم تقارن فازها ( در ۳ فاز)
6. دو فاز شدن ( در تکفاز)
7. وجود شوک‌های ناشی از قطع و وصل متوالی برق

آشنایی با علایم و چراغ های روی کنترل فاز

در کنترل فاز شیوا امواج حدود ولتاز غیر مجاز بالا ۴۴۰ ولت و حدود ولتاژ غیر مجاز پایین ۳۰۰ ولت است و اگر ولتاژ از این حدود بگذرد پس از ۳ ثانیه مدار قطع می شود و چراغ F روشن خواهد شد

همچنین در صورت جابجا شدن دو فاز از سه فاز فرمان قطع صادر شده و چراغ P روشن  می شود

نحوه نصب کنترل فاز

دستگاه کنترل فاز چگونه طراحی‌ شده است؟

برق سه فاز با سطح ولتاژ ۳۸۰ الی ۴۰۰ ولت استاندارد در واحدهای صنعتی است. تجهیزات ۳ فاز می‌توانند با ابعاد یکسان به نسبت از تجهیزات تک‌فاز قدرت و کارایی بالاتری داشته باشند. در عین ‌حال کار کردن با تجهیزات سه فاز ساده‌تر از تجهیزات تک‌فاز است. اما چالش جدی تأمین همگی خطوط ۳ فاز در شبکه‌های صنعتی است.

خط برق ۳ فاز را با علامت‌های اختصاری R – S – T معرفی می‌کنند. اختلاف ولتاژ هر کدام از این فازها نسبت ‌به یکدیگر ۳۸۰ ولت و نسبت ‌به نول ۲۳۰ ولت است. بارهای صنعتی با طراحی ۳ فاز نیاز به حضور کامل هر ۳ فاز R – S – T دارند. نبود و یا کاهش ولتاژ هر کدام از فازها باعث عدم تعادل در مصرف‌کنندگان سه فاز می‌شود. گاهی برق یکی از فازها سطح ولتاژ کمی دارد و یا به دلیل قطع شدن سیم، یکی از فازها را از دست داده‌ایم. در این ‌صورت پدیده‌ی خطرناک دو فاز در سیستم رخ خواهد داد.

تجهیز کنترل فاز برای اصلاح فاز خراب شده نیست؛ بلکه برای قطع کردن کل سیستم تا اصلاح مجدد فاز از دست ‌رفته است. تجهیز کنترل فاز همواره در حال پایش سطح ولتاژ خطوط R – S – T است تا در صورت فقدان هر کدام از فازها کل شبکه‌ی بعد از خودش را قطع کند. این تجهیز هیچ تسلطی بر رفتار سیستم قبل ‌از خودش ندارد.

در داخل کنترل فاز المان‌های القایی برای اندازه‌گیری سطح ولتاژ فازها طراحی‌ شده است. هر کنترل فاز سه خط ورودی ۳ فاز دارد. خروجی دستگاه نیز یک رله ۲ حالته با تعریف تیغه‌های NO و NC است. بسته به طراحی شبکه می‌توانید از تیغه‌های NO و NC کنترل فاز استفاده کنید. در مثال مطرح‌ شده فیلم آموزشی گروه کالنجی برای نحوه بستن کنترل فاز از تیغه NO و اتصال ترمینال‌های شماره ۱۵ و ۱۸ استفاده‌ شده است.

بر روی کنترل فاز از المان‌های کنترل نیز وجود دارد. یکی از این المان‌ها تنظیم تایمر On-Delay می‌باشد. این تایمر فعالیت کنترل فاز پس ‌از قطع شدن هر کدام از فازها را به تأخیر می‌اندازد. وقتی پیش‌ بینی کرده باشید که قطع فاز، یک باگ لحظه‌ای است، می‌توانید با تنظیم تایمر On-Delay بدون قطع شدن کل سیستم از کنار آن عبور کنید. اما اگر قطع فاز فراتر از یک باگ لحظه‌ای باشد، پس ‌از گذشت زمان تنظیم ‌شده، رله‌ها عمل کرده و سیستم قطع می‌شود.

نصب یک کنترل فاز برای چند الکتروموتور

برای آموزش نحوه سیم بندی کنترل فاز در فیلم آموزشی زیر به ‌صورت پیش ‌فرض حضور دو موتور الکتریکی ۳ فاز را در نظر گرفته‌ایم. لذا ۲ عدد کنتاکتور، بیمتال و کلیدهای استوپ و استارت داریم و کنترل فاز فقط یکی کفایت میکند.

به طور کلی، می توان این حالت های غیرعادی را به صورت زیر نام برد:

۱-اضافه بار در موتور

 باری که به یک موتور اعمال می شود، بار مکانیکی است که به شافت موتور متصل است. طراحان موتور، معمولاً یک توان نامی برای موتور در نظر می گیرند و موتور را برای آن توان طراحی می کنند.

موتور در شرایطی که بار متصل به آن دارای توانی کمتر یا مساوی توان نامی موتور است، می تواند به طور دائم و بدون مشکل کار کند.  ولی در توان های بالاتر، موتور برای تأمین بار مورد نظر باید جریان بیشتری از شبکه بکشد که این امر باعث گرم شدن بیش از حد موتور و در نتیجه سوختن سیم پیچی ها و از بین رفتن عایق موتور می شود. این حالت را معمولاً از روی جریان موتور تشخیص می دهند.

۲-اتصال کوتاه در موتور

در این حالت یکی از فازهای موتور به زمین و یا یک فاز به فاز دیگر اتصال پیدا کرده است. معمولاً اتصال به زمین از طریق بدنه استاتور صورت می گیرد. در حالت اتصال کوتاه جریان بسیار زیادی از سیم پیچی های موتور کشیده می شود که در مدت زمان بسیار کوتاهی باعث صدمه دیدن سیم پیچی ها و عایقی موتور می شود.

حالت اتصال کوتاه در موتور باید در کوتاه ترین زمان ممکن توسط تجهیزات حفاظتی تشخیص داده شده و موتور از شبکه جدا شود. این حالت را معمولاً از میزان جریان ورودی به موتور تشخیص می دهند.

۳-افت ولتاژ

توان خروجی یک موتور الکتریکی به ولتاژ اعمالی به آن بستگی دارد. با افت ولتاژ تغذیه موتور، توانی که موتور می تواند تحویل دهد، کاهش یافته و در نتیجه موتور برای جبران این افت ولتاژ جریان بیشتری را از شبکه می کشد. این افزایش جریان باعث گرم شدن الکتروموتور و در نتیجه خرابی آن می شود. این حالت را می توان با اندازه گیری ولتاژهای فازهای ورودی به موتور و چک کردن جریان ها تشخیص داد.

۴-افزایش ولتاژ 

افزایش ولتاژ در یک موتور اگر چه میزان جریان عبوری از سیم پیچ های موتور را کاهش می دهد و باعث کاهش دمای آن می شود ولی می تواند برای عایقی آن خطرناک باشد. با افزایش ولتاژ، جریان نشتی که از عایق می گذرد افزایش پیدا کرده و در نتیجه عایق گرم شده، که ادامه این امر می تواند باعث سوختن و از بین رفتن عایق موتور شود.

۵-ولتاژ نامتعادل

در یک سیستم سه فاز، اندازۀ ولتاژهای فازهای مختلف باید با یکدیگر برابر باشند. موتورهای الکتریکی سه فاز را بر اساس کار با ولتاژهای متعادل طراحی می کنند. در ولتاژهای نامتعادل، اندازه جریان فازهای مختلف که موتور از شبکه می کشد نیز متفاوت خواهد بود. این عدم تعادل در جریان ها باعث بالا رفتن تلفات اهمی موتور شده و در نتیجه باعث گرم شدن موتور می شود. با ۳ % عدم تعادل در ولتاژها، موتور می تواند تنها ۹۰ درصد توان نامی خود را بدون گرم شدن تحویل بار دهد.

۶-تک فاز شدن

 قطع یک یا دو فاز یک موتور القایی را می توان حالت شدیدتر ولتاژهای نامتعادل دانست. با قطع شدن یک فاز، جریان فازهای دیگر افزایش می یابد که این امر باعث افزایش تلفات در موتور و گرم شدن آن می شود. 

نکته

تک فاز شدن موتورها نامناسبترین حالت عدم تعادل ولتاژ است. برای بررسی تأثیر قطع یک فاز و عدم تعادل ولتاژها در کار موتور از مؤلفه های متقارن استفاده می شود. در طی کار تک فاز یا دو فاز مدار معادل مؤلفه معکوس به مدار معادل مؤلفه مثبت اضافه می شود.

در این مدار مقاومت اهمی روتور با مقادیر مختلف مثبت یا منفی نشان داده می شود، مؤلفه مثبت ولتاژ و جریان برای گردش روتور در جهت پیش بینی شده صدق می نماید. مؤلفه منفی ولتاژ و جریان گشتاور منفی را با دور دو برابر در خلاف جهت میدان مغناطیسی (خلاف جهت گردش روتور) نشان می دهد.

برقراری مؤلفه منفی جریان موجب می شود تا موتور در هنگام تغذیه به صورت تک فاز با صدای شبیه زوزه کار کند. میدان حاصل از مؤلفه معکوس با فرکانس دو برابر، مؤلفه منفی جریان را در بدنه روتور القا نموده، به علت بروز پدیده پوستی مقاومت اهمی روتور در قبال مؤلفه منفی در حدود ۳ تا ۸ برابر مؤلفه مثبت جریان روتور است، به طوری که مؤلفه منفی جریان روتور انرژی حرارتی بیشتر را به ازای هر آمپر نسبت به مؤلفه مثبت جریان در روتور تولید می کند. چون مقاومت اهمی روتور در قبال مؤلفه منفی در حدود دو برابر مقاومت اهمی آن در قبال مؤلفه مثبت است، انرژی حرارتی تولید شده نیز متناسب با مجذور مؤلفه منفی افزایش می یابد.

در حالی که رله اضافه بار در مدار جریان استاتور واقع بوده، تنها در قبال افزایش جریان تغذیه موتور عمل می کند. به همین ترتیب انرژی حرارتی اضافی تولید شده در روتور، افزایش بیشتر درجه حرارت سیم پیچی استاتور را موجب می شود. بخصوص در موتورهایی با بدنه بسته که به فن خنک کننده مجهز هستند، بخش اعظم انرژی حرارتی تولید شده در روتور از طریق استاتور مبادله می شود.

۷-تغییر توالی فازها

 در یک موتور القایی سه فاز، جهت چرخش موتور به توالی فازهای ورودی موتور بستگی دارد. با تغییر در محل دو فاز موتور، توالی فازها عوض شده و موتور در جهت خلاف جهت قبلی حرکت خواهد کرد. این امر در بسیاری از سیستم ها می تواند برای تجهیزات و پرسنل خطرناک باشد و باید به طریقی از این امر جلوگیری شود.

۸-روشن و خاموش کردن متوالی موتور

 از آنجا که موتورهای القایی موقع راه اندازی جریان بسیار زیادی از شبکه می کشند، روشن و خاموش کردن متوالی و زیاد موتور در یک بازه زمانی، موجب افزایش دمای موتور و کاهش عمر آن می شود. بنابراین در بسیاری از موتورها، جهت جلوگیری از این عمل، با استفاده از وسایل خاصی، محدودیت هایی را برای تعداد دفعات روشن و خاموش شدن موتور در یک ساعت قرار می دهند.

۳ مدل رله کنترل فاز پر مصرف در ایران

    کنترل فاز اشنایدر در دو نوع سه فاز و تک فاز تولید می شود. کنترل فاز تک فاز برای کنترل افت ولتاژ و افزایش ولتاژ استفاده می شود و کنترل فاز اشنایدر سه فاز علاوه بر کنترل افت و افزایش ولتاژ، عدم تقارن و توالی فاز و قطعی هر سه فاز یا یکی از فاز ها را کنترل می کند. رله کنترل فاز اشنایدر سه فاز کاربرد بیش تری در مصارف موتوری دارد. از این رو در ادامه به انواع کنترل فاز اشنایدر سه فاز می پردازیم.

کنترل فاز تک چراغ اشنایدر RM17TG20

   کنترل فاز تک چراغ اشنایدر با نام اختصاری RM17TG برای قطعی فاز یا عدم توالی فاز در موتور های سه فاز به کار می رود. رله کنترل فاز در مدارات الکتریکی صنعتی برای حفاظت از موتورها، ژنراتورها و ترانس های قدرت به کار می رود.

  در گذشته بهم خوردن تقارن فازها از طریق مدارات کنتاکتوری یا چراغ های آلارم و … مشخص می گردید که قابل استفاده در کلیه تابلوهای برق نبود و در نتیجه نمی توانست کلیه عیوب را تشخیص دهد. در نهایت با ابداع قطعاتی به نام رله کنترل فاز این عیوب در تابلو برق رفع گردید.

  رله کنترل فاز تک چراغ اشنایدر دارای سه پایه ورودی L1، L2 و L3 است که به ترتیب به سه فاز متوالی شبکه متصل می شود. ترمینال های ۱۱، ۱۲ و ۱۴ ترمینال کنتاکت ها در مدار فرمان می باشند.

رنج ولتاژ اندازه گیری آن بین ۲۰۸ تا ۴۸۰ ولت AC است و ولتاژ تغذیه آن در بازۀ ۱۸۳ تا ۵۲۸ ولت می باشد. رله فوق در دو رنگ سفید و مشکی به بازار عرضه می شود. یک درپوش پلاستیکی بر روی کالا نصب شده که به صورت لولایی باز و بسته می شود. 

عملکرد رله کنترل فاز تک چراغ اشنایدر

   عملکرد رله کنترل فاز تک چراغ اشنایدر با ذکر یک مثال توضیح داده شده است. این رله وضعیت را به نحوی کنترل می کند که همواره توالی فاز و میزان ولتاژ صحیح باشد (ولتاژ کمتر از ۱۸۳ ولت باشد). در این صورت خروجی رله بسته است و LED زرد رنگ روشن می شود.

   اگر توالی فاز از بین رفت یا افت توان برای یکی یا همه فاز ها ایجاد شد ( وقتی ولتاژ از ۱۰۰ ولت کمتر شود) رله فورا باز می شود و LED خاموش خواهد شد. فرض می شود که سه فاز L1، L2 , L3 در موتور با افت ولتاژ و عدم تقارن همراه باشد. رله به صورت زیر عمل می کند. با افت ولتاژ ( ولتاژ کمتر از ۱۰۰ درصد) رله با تاخیری قطع می شود و فرمان کنترلی ارسال می کند تا زمانی که دوباره به ۱۰۰ درصد برسد قطع باقی می ماند.

   در انتهای مثال زیر عدم توالی فاز اتفاق افتاده است. که مشابه حالت قبل بعد از تاخیر Tr ثانیه رله خاموش می شود و تا زمانی که توالی فاز اصلاح نشود خاموش باقی می ماند. تاخیر زمانی برای جلوگیری از فعال شدن رله تحت نویز است. در واقع این تاخیر اجازه می دهد که اگر نویزی در سیستم باعث تغییر در سطح ولتاژ یا توالی فاز ها شده از بین برود و کنترل فاز بر اساس شرایط پایدار عمل کند.

کنترل فاز سه چراغ اشنایدر RM17TE

کنترل فاز سه چراغ اشنایدر سه فاز با نام های اختصاری RM17TT, RM17TA, RM17TU و RM17TE تولید شده است. این رله اصطلاحا کنترل فاز سه چراغ نامیده می شود که منظور تعداد ولوم ها و پارامترهایی است که می توان در این رله تنظیم کرد. این رله می تواند با توجه به نوع خود یک یا چند وضعیت زیر را کنترل کند :

• توالی فاز L1 و L2 و L3
• قطع فاز
• عدم تقارن فاز
• کاهش و افزایش ولتاژ

  رله کنترل فاز سه چراغ اشنایدر در تجهیزات کشاوری و کامیون های یخچال دار استفاده می شود. همچنین این رله در حرکت برعکس موتور مثلا در آسانسور، بالابر و پله برقی کاربرد دارد. رله کنترل فاز سه چراغ اشنایدر برای تغییر حالت منبع تغذیه اضطراری در شرایط غیر عادی و کنترل منبع تغذیه سه فاز حساس مورد استفاده قرار می گیرد.

در شکل روبه رو اجزای کنترل فاز سه چراغ اشنایدر نشان داده شده است. 

۱ : کلید انتخاب کننده محدوده ولتاژ (۲۰۸، ۲۲۰، ۳۸۰، ۴۰۰، ۴۱۵، ۴۴۰ و ۴۸۰ ولت)

۲ : پتانسیومتر برای تنظیم میزان تاخیر زمانی Tr

۳c : پتانسیومتر برای تنظیم میزان کمبود ولتاژ و اضافه ولتاژ (Undervoltage and Overvoltage) 

۴ : پتانسیومتر برای تنظیم میزان آستانه تقارن فاز (Asy)

۵ : ربل ۳۵ میلی متری برای قرار گیری رله کنترل فاز روی تابلو

Un : همان LED سبز است که نشان می دهد منبع تغذیه روشن است.

R : همان LED زرد است که وضعیت خروجی رله را نشان می دهد.

عملکرد رله کنترل فاز سه چراغ اشنایدر

رله کنترل فاز سه چراغ اشنایدر پیوستگی فاز L1 و L2 و L3 را اصلاح و قطع فاز را کنترل می کند. رله در کمبود ولتاژ از -۲ تا ۲۰ درصد ولتاژ منبع تغذیه یا Un و اضافه ولتاژ از ۲ تا ۲۰ درصد ولتاژ منبع عمل می کند. کنترل فاز سه چراغ اشنایدر برای عدم تقارن فاز بین ۵ تا ۱۵ درصد ولتاژ منبع تغذیه واکنش نشان می دهد و خطا در آن با استفاده از LED مشخص می شود. 

در شکل زیر عملکرد رله کنترل فاز سه چراغ اشنایدر مدل RM17TE00 نشان داده شده است. این رله توالی فاز، قطعی فاز (با ولتاژ کمتر از ۱۵۰ ولت)  و عدم تقارن فاز ( بین ۵ تا ۱۵ درصد ولتاژ تغذیه) را کنترل می کند. به علاوه با وقوع افزایش و کاهش ولتاژ در حالت پنجره (window mode) نیز عمل می کند که بین ۲ تا ۲۰ درصد ولتاژ تغذیه قابل تنظیم است.

ولتاژ منبع تغذیه	۲۰۸ ولت	۲۲۰ ولت	۳۸۰ ,۴۰۰, ۴۱۵, ۴۱۵ و ۴۴۰ ولت	۴۸۰ ولت
ولتاژ <	۲- …۲۰-	۲- …۱۷-	۲- …۲۰-	۲- …۲۰-
آستانه (درصد) >	۲۰ …۲	۲۰ … ۲	۲۰ … ۲	۱۰ … ۲

   اگر توالی یا قطع فاز شناسایی شود رله فورا باز می شود. در صورتی که عدم تقارن فاز و خطا در ولتاژ اتفاق بیافتد رله بعد از تاخیر تنظیم شده باز می شود. شکل زیر مثالی از کنترل پیوستگی، تقارن و قطع فاز را نشان می دهد. در این رله وقتی سه فاز L1 و L2 و L3 افزایش یا کاهش یابند، عدم توالی فاز اتفاق افتاده و رله بعد از مدتی تاخیر که توسط کاربر از روی پنل تعیین می شود، خاموش می گردد. 

کنترل فاز پنج چراغ اشنایدر RM35TF30

رله کنترل فاز پنج چراغ اشنایدر می تواند عدم توالی و تقارن فاز، قطع فاز و افت و افزایش ولتاژ را تشخیص دهد و مدار را قطع کند. یکی از کنترل فازهای پرکاربرد پنج چراغ رله RM35TF30 است. تفاوت این رله با کنترل فاز سری RM17T در تعداد خروجی است. به علاوه، RM35TF30 یک ولوم قابل تنظیم بیشتر از RM17TE00 دارد که با استفاده از آن می توان سطح افت ولتاژ و افزایش ولتاژ را جداگانه تعیین کرد در صورتی که در رله RM17TE00 یک ولوم برای تعیین افت یا افزایش ولتاژ دارد. شکل رو به رو اجزای این رله را نشان می دهد.

۱ : کلید انتخاب کننده محدوده ولتاژ (۲۰۸، ۲۲۰، ۳۸۰، ۴۰۰، ۴۱۵، ۴۴۰ و ۴۸۰ ولت)

۲ : پتانسیومتر برای تنظیم میزان افزایش ولتاژ (Overvoltage)

۳ : پتانسیومتر برای تنظیم میزان افت ولتاژ (Undervoltage)

۴ : پتانسیومتر برای تنظیم میزان آستانه تقارن فاز (Asy)

۵ : پتانسیومتر برای تعیین میزان تاخیر زمانی Tr

۶ : ربل ۳۵ میلی متری برای قرار گیری رله کنترل فاز روی تابلو

Def : اگر خطا رخ دهد این LED سبز روشن می شود که حالت چشمک زن برای خطای افت و افزایش ولتاژ و حالت ثابت برای خطا مربوط به عدم تقارن فاز است.

Un : همان LED سبز است که نشان می دهد منبع تغذیه روشن است.

R : همان LED زرد است که وضعیت خروجی رله را نشان می دهد.

عملکرد رله کنترل فاز پنج چراغ اشنایدر

رله کنترل فاز پنج چراغ اشنایدر عدم توالی فاز را اصلاح می کند. در صورتی که ولتاژ فاز از ۱۵۰ ولت کمتر شود تشخیص قطع فاز می دهد. حد ولتاژ آستانه برای تشخیص عدم تقارن فاز بین ۵ تا ۱۵ درصد ولتاژ نامی است. مثال زیر عملکرد رله کنترل فاز پنج چراغ را بهتر نشان می دهد. 

 

ولتاژ منبع تغذیه	۲۰۸ ولت	۲۲۰ ولت	۳۸۰ ,۴۰۰, ۴۱۵, ۴۱۵ و ۴۴۰ ولت	۴۸۰ ولت
ولتاژ <	۲- …۲۰-	۲- …۲۰-	۲- …۱۲-	۲- …۲۰-
آستانه (درصد) >	۱۰ …۲	۲۰ … ۲	۲۰ … ۲	۱۰ … ۲

 

در این مثال عملکرد رله کنترل فاز پنج چراغ اشنایدر در زمان قطع فاز، عدم توالی و تقارن فاز مشخص می شود. کنترل فاز پنج چراغ در صورتی که قطع فاز یا عدم توالی فاز را شناسایی کند به سرعت مدار را قطع می کند و اگر عدم تقارن فاز اتفاق بیفتد، بعد از مدتی تاخیر که با استفاده از ولوم روی پنل قابل تنظیم است، مدار قطع می شود. همانطور که در مثال می بینید وقتی ولتاژ فاز از ۱۵۰ ولت کمتر شود رله، حالت قطع فاز را تشخیص می دهد و فورا رله قطع می شود. در انتهای نمودار عدم توالی فاز رخ داده است که مدار بدون تاخیر قطع می شود. مشابه رله کنترل فاز سه چراغ اشنایدر، اگر عدم تفارن فاز به وجود بیاید و از سطح آستانه بگذرد، بعد از مدتی تاخیر مدار قطع می شود.

 

نحوه عملکرد رله کنترل فاز در تابلو برق

اساس عملکرد رله کنترل فاز مبنی بر دریافت و تعیین سیگنال های ورودی بوده به طوری که با رسیدن سیگنال به یک مقدار مشخص، کنتاکت خروجی توسط کاربر تغییر داده می شود. کنتاکت خروجی به تجهیزات دیگر تابلو برق مانند کنداکتور ها و کلید ها وصل شده و سپس هشداری را به PLC ارسال می کند. رله کنترل فاز در تابلو برق از چندین خروجی برای محافظت از هر گونه آسیب های ناشی از تغییر ولتاژ استفاده می کند. به طوری که خارج شدن شرایط تغذیه از محدوده از پیش تعیین شده موجب باز شدن خروجی و قطع مدار می شود.

مزایای استفاده از کنترل فاز

رله کنترل فاز نوعی کلید مرکب بوده که یک نیروی واسطه موجب تغییر حالت آن می شود. در مقابل کلید ساده بوده که این عمل را توسط یک نیروی مکانیکی انجام می دهد. یکی از علت های اصلی خرابی موتور ها و ایجاد اختلال در تابلو برق، بالا رفتن دما بر اثر افزایش تعداد دور سیم پیچ های موتور می باشد. به منظور محدود کردن جریان اضافی و هم چنین محافظت از اجزای تابلو برق در  برابر گرمای بیش از حد از رله کنترل فاز استفاده می کنند. به علاوه، مزایای استفاده از کنترل فاز را می توان به صورت زیر شرح داد:

• بالا رفتن طول عمر موتور
• کاهش هزینه تعمیر و تعویض قطعات تابلو برق
• جلوگیری از اتصال کوتاه شدن سیم پیچ های موتور
• کاهش خطرات برق گرفتگی و آتش سوزی
• بالا رفتن ایمنی کاربران و تجهیزات
• کم شدن مدت زمان خرابی قطعات تابلو برق
• صرفه جویی در فضای تابلو برق به علت داشتن ابعاد کوچک
• کنترل زمان تاخیر با استفاده از پیچ تنظیم
• تنظیم زمان وصل شدن مدار پس از بر طرف کردن خطا
• قطع جریان برق با بالا ترین سرعت در صورت بروز خطا
• اعلام تغییرات ولتاژ توسط نشانگر

نحوه اتصال رله کنترل فاز به تابلو برق

نحوه اتصال رله کنترل فاز به تابلو برق به این صورت است که از خط اصلی، سه فاز گرفته و به ترتیب به ترمینال های L1،L2 و L3 وصل می کنیم و از آن ها برای اندازه گیری ولتاژ استفاده می شود. هم چنین دارای کنتاکت های با شماره 15 و 16 و 18   می باشد که به نام های کنتاکت های باز، بسته و مشترک شناخته می شوند. در ادامه لازم است برق مدار فرمان را به کنتاکت 15 وصل نموده و طبق مدار فرمان، کنتاکت 18 را به بوبین کنتاکتور ها سری می کنیم. هم چنین برای ایمنی بیشتر، در صورت عدم وجود خطا دستگاه در هنگام اتصال کنتاکت باز به سه فاز بسته خواهد شد. کنتاکت شماره 16 نقش یک زنگ هشدار را برای اطلاع کاربر از ایجاد خطا در کنترل فاز دارد. هم چنین پس از بسته شدن کنتاکت شماره 18، کنترل فاز در مدار شروع به کار کرده و کنتاکت 16 باز می شود.

دلایل استفاده از سیستم رله

بسیاری از موارد معمول و روزمره وجود دارند که از رله برای کار استفاده می کنند. ما در عرض یک دقیقه به سراغ آن‌ها می‌رویم، اما ابتدا می‌خواهم در مورد اینکه چرا ممکن است نیاز به استفاده از سیستم رله داشته باشید صحبت کنم.

یک دلیل بسیار رایج، به ویژه در محیط های صنعتی، ولتاژ و جریان مورد نیاز است. بسیاری از ماشین آلات و تجهیزات از ولتاژ بالاتری برای کار استفاده می کنند.

برای ایمن‌تر کردن آن برای اپراتورها، از ولتاژ و جریان کم برای کنترل‌های خود استفاده می‌کنیم.

شما نمی خواهید کسی دکمه ای را فشار دهد که ولتاژ بالا به آن متصل است. می دانم که نمی خواهم به طور منظم. برای آسیب رساندن به بدن، جریان بسیار کمی مصرف می شود. به علاوه، اکثر دکمه‌ها و سوئیچ‌ها برای جریان نسبتاً کم رتبه‌بندی می‌شوند.

هنگامی که از رله استفاده می کنیم، کنتاکت هایی که بسته می شوند را می توان برای جریان بسیار بالاتر درجه بندی کرد.

قبلاً ذکر شد که رله ها در بسیاری از کاربردهای روزمره استفاده می شوند. یکی از این برنامه ها چراغ های جلوی ماشین شما هستند. وقتی سوئیچ چراغ جلو را روشن می کنید، سیم ها مستقیماً به چراغ وصل نمی شوند. سوئیچ یک سیم مثبت از جعبه فیوز دارد.

سپس یک سیم از ترمینال دیگر سوئیچ به ترمینال سیم پیچ روی رله دارد.

هنگامی که این مدار سیم پیچ با ولتاژ 12 ولت بسته می شود، آهنربای الکتریکی داخل رله روشن می شود و مجموعه ای از کنتاکت ها بسته می شوند.

کنتاکت “ورودی” 12 ولت به آن متصل خواهد شد. کنتاکت «خروجی» دارای سیمی است که از آن به چراغ‌های جلو متصل است.

بنابراین، هنگامی که سیم پیچ از طریق کلید برق روی رله روشن می شود، ولتاژ از کنتاکت ورودی به کنتاکت خروجی منتقل می شود و چراغ ها را روشن می کند.

در یک محیط صنعتی، سیستم های رله به طور منظم استفاده می شود. یک مثال بسیار رایج زمانی است که یک موتور الکتریکی باید روشن و خاموش شود. آنها که معمولا کنتاکتورها و استارت موتورها نامیده می شوند، نمونه بارز سیستم رله هستند.

ما از مدار ولتاژ پایین و جریان کم برای کنترل موتور خود استفاده می کنیم. اینها می توانند دکمه های فشاری یا سنسورهایی باشند که موتور را روشن می کنند. در این مورد ما از یک سنسور فوتوالکتریک برای روشن کردن موتوری استفاده خواهیم کرد که یک تسمه نقاله را اجرا می کند.

هرگاه جعبه ای روی تسمه نقاله قرار گیرد، سنسور فوتوالکتریک مسدود می شود.

سنسور به عنوان کلیدی عمل می کند که ولتاژ پایین را به سیم پیچ استارت موتور می فرستد. هنگامی که سیم پیچ برق می گیرد، الکترومغناطیس تماس های استارت موتور را می بندد و اجازه می دهد ولتاژ بالا به موتور منتقل شود و تسمه نقاله را اجرا کند.

هنگامی که جعبه از سنسور فوتوالکتریک عبور کرد، با حذف ولتاژ کنترل پایین، استارت موتور را خاموش می کند.

بیایید یک بار دیگر به این موضوع برگردیم. رله وسیله ای الکتریکی است که یک مدار را با برق رسانی به مدار دیگر می بندد. اینها به دلایل زیادی قابل استفاده هستند. یکی که امروز پوشش دادیم برای ایمنی بود. هنگامی که از رله برای تغذیه یک دستگاه ولتاژ یا جریان بالا استفاده می کنیم، در حالی که از ولتاژ پایین تر برای تغذیه کنترل هایی که رله را انرژی می دهند استفاده می شود.

رله ها معمولاً با سوئیچ ها، دکمه های فشاری و سنسورها کنترل می شوند. من واقعاً امیدوارم این ویدیو برای شما مفید و مفید بوده باشد. به زودی دوباره بررسی کنید و در مورد اینکه چگونه سیستم های پی ال سی نسبت به سیستم های رله مزایایی دارند صحبت خواهم کرد.

رله خطای فاز: اصول کار، مزایا

اگر انرژی الکتریکی توسط مصرف کننده نهایی به خوبی مدیریت نشود، ممکن است تلفات و مشکلات جدی برای بارها و کاربر ایجاد شود. با افزایش اخیر استفاده از برق در خانه ها و صنایع ما، نیاز به حفاظت کافی از خانه ها، صنایع و هر وسیله دیگری که از برق استفاده می کند وجود دارد. بنابراین رله خطای فاز برای حفاظت از زندگی و خواص مصرف کنندگان برق بسیار مهم است.

یکی از عیب های رایج در کارخانه های صنعتی گرم شدن بیش از حد و آسیب رساندن به بارهای ناشی از خرابی فاز است. حتی اگر دستگاه هایی مانند رله اضافه بار یا کلید برای محافظت استفاده می شود، بارهای الکتریکی به چیزی سریع و الکترونیکی نیاز دارند.

رله خطای فاز چیست؟

رله خطای فاز یک دستگاه کنترل نوع خاصی است که توالی فاز، افت فاز، عدم تعادل فاز، اضافه ولتاژ و ولتاژ کم را در سیستم های الکتریکی سه فاز نظارت می کند.

در بازار برق به آنها رله حفاظت فاز، رله کنترل فاز، رله مانیتورینگ خط یا رله مانیتورینگ فاز نیز می‌گویند.

رله خطای فاز چگونه کار می کند؟

وظیفه اصلی رله خطای فاز دریافت سیگنال های ورودی و تعیین آنهاست. اگر به یک مقدار از پیش تنظیم شده برسد، یک کنتاکت خروجی موقعیت خود را تغییر می دهد. این خروجی کنتاکتی به وسایلی مانند کنتاکتورها و کلیدهایی که می توانند مدار را باز کنند متصل می شود. (یا یک خروجی آلارم به پی ال سی ارسال می شود)

توابع رله خطای فاز

رله خطای فاز دارای انواع مختلفی از عملکردهای حفاظتی است. بعضی از آنها … هستند:

عدم تعادل فاز

اگر منبع تغذیه توسط سیستم سه فاز به دلیل توزیع ناهموار بار نامتعادل باشد، موتور بخشی از انرژی را به توان راکتیو تبدیل می کند. این انرژی بدون بهره برداری از بین می رود. همچنین موتور در معرض تنش حرارتی بالاتری قرار دارد. عدم تعادل فاز باعث کاهش شدید موتورهای AC می شود. بیش از 5% عدم تعادل، اکیداً توصیه می شود که موتور را خاموش کنید. فقط رله های مانیتورینگ (با عملکرد نظارت بر عدم تعادل فاز) می توانند به طور خودکار قبل از آسیب دیدن موتور متوقف شوند. نظارت قابل اعتماد برای عدم تعادل عمر موتور را افزایش می دهد و از آسیب های گران قیمت جلوگیری می کند.

توالی فاز

یک توالی فاز نادرست در هنگام راه اندازی یا تغییر در توالی فاز در حین کار باعث می شود موتور سه فاز با چرخش معکوس کار کند. عملکرد در جهت معکوس باعث آسیب به برخی موتورها یا بارها مانند پمپ ها، کمپرسورهای اسکرو و فن ها می شود. کار با توالی فاز نادرست می‌تواند باعث شل شدن بخش‌های دستگاه یا قطعات کار شده و موقعیت‌های بسیار خطرناکی ایجاد کند. با نظارت دائمی توالی فاز می توان از این امر جلوگیری کرد. تنها چیزی که نیاز دارید یک دستگاه مانیتورینگ و یک کنتاکتور برای خاموش کردن دستگاه ها است.

از دست دادن فاز (شکست فاز)

از دست دادن فاز می‌تواند ناشی از سوختن فیوز، خرابی مکانیکی در تجهیزات، شکستگی خط برق، نقص در سیم‌پیچ ترانسفورماتور یا صاعقه باشد. به محض از بین رفتن یک فاز، یک موتور سه فاز بارگذاری شده نمی تواند راه اندازی شود یا ممکن است تحت بار متوقف شود. اما ممکن است به طور نامتقارن به کار خود ادامه دهد. اگر یک موتور متوقف شود، مقاومت الکتریکی به طور قابل توجهی کمتر از یک موتور دوار است. این باعث افزایش جریان تا 600٪ جریان اسمی موتور می شود. چنین جریان بالایی در عرض چند ثانیه سیم پیچ های موتور را از بین می برد. موتورها هرگز نباید در هنگام افت فاز راه اندازی شوند. اگر موتوری از کار افتاد باید فوراً آن را جدا کرد.

مانیتورینگ  ولتاژ

تمام دستگاه های الکتریکی می توانند در اثر کار مداوم در سطوح ولتاژ نادرست آسیب ببینند. پیک ولتاژ می تواند اجزای الکترونیکی را از بین ببرد و در بدترین حالت، عایق یک دستگاه الکترونیکی یا الکتریکی می تواند در اثر خرابی الکتریکی آسیب ببیند. عوامل تعیین کننده سطح ولتاژ، زمان و دمای حاصل از آن هستند. پایین بودن ولتاژ ممکن است دلیل روشن نشدن موتور یا درست نشدن کنتاکتور باشد. مجدداً ولتاژ پایین منجر به گرمایش می شود که باعث آسیب حرارتی و وضعیت نامشخص تجهیزات می شود.

مزایای رله خطای فاز

استفاده از رله خطای فاز دارای مزایای زیر است:

• طول عمر موتور را افزایش می دهد.
• هزینه های نگهداری و تعمیر موتورها را کاهش می دهد.
• زمان خاموشی را به دلیل مشکلات موتور به حداقل می رساند.
• از خطر برق گرفتگی یا آتش سوزی به دلیل اتصال کوتاه سیم پیچ موتور جلوگیری می کند.
• ایمنی مدار الکتریکی را افزایش می دهد.
• باعث صرفه جویی در فضا در کابینت ها می شود.
• کم هزینه (قیمت را بررسی کنید)

پارامترهای انتخاب رله خرابی فاز

هنگام انتخاب رله خرابی فاز باید پارامترهای زیر در نظر گرفته شود:

• کنترل ولتاژ.
• کارکرد. (کم ولتاژ، توالی فاز، خرابی فاز و …)
• تعداد و نوع کنتاکت ها خروجی
• محدوده تنظیم حداکثر و حداقل مقادیر آستانه ولتاژ.
• تنظیم محدوده برای تاخیر پاسخ.

کاربرد رله خرابی فاز

می توان از آن در برنامه های کاربردی زیر استفاده کرد.

• کنترل اتصال تجهیزات متحرک مانند کمپرسورهای تهویه مطبوع، کامیون ها و کانتینرهای یخچال دار و جرثقیل.
• کنترل در برابر عملکرد موتور معکوس (بالابر، جابجایی، آسانسور، پله برقی و غیره)
• کنترل منابع حساس سه فاز.
• گرم شدن بیش از حد موتور به دلیل ولتاژ نامتقارن.
• حفاظت از نیروگاه در برابر تخریب ناشی از اضافه ولتاژ.
• جهت چرخش درایو.

نمودار اتصال

یک نمودار سیم کشی نمونه برای رله خطای فاز داده شده است. این ارتباطات می تواند از برندی به برند دیگر متفاوت باشد.

رله حفاظتی

رله حفاظتی یک قطعه الکتریکی خودکار است که برای تجربه یک مدارشکن در هنگام تشخیص عیب طراحی شده است. اولین رله‌های محافظ دستگاه‌های الکترومغناطیسی بودند که بر روی سیم‌پیچ‌هایی که بر روی فاکتورهای متحرک کار می‌کردند تکیه می‌کردند تا شرایط عملیاتی عجیبی را که شامل جریان بیش از حد، اضافه ولتاژ، جریان برق مخالف، فرکانس بیش از حد و زیر فرکانس است را فراهم کنند.

سازه های قدرت و مواد افزودنی آنها علاوه بر خطاهای انسانی، ایمن از خطرات طبیعی را نیز می خواهند.

بازنشانی سطح:

جریان یا ولتاژی که در زیر آن یک کنتاکت رله باز می شود و به موقعیت قبلی خود باز می گردد.

زمان کارکرد رله:

پس از تجاوز از درجه حرکت رله، مکانیسم حرکتی رله (به عنوان مثال، یک دیسک چرخان) حرکت پیشرفته را آغاز می کند و در پایان، کنتاکت های رله را در مسیر حرکت خود می بندد. زمانی که تعدادی از همین لحظه سپری می‌شود در حالی که مقدار فعال می‌شود، در حالی که رله نزدیک است، از هزینه دریافت تا کنون بیشتر است.

زمان تنظیم مجدد رله:

مدت زمانی که طول می کشد تا مقدار محرک کمتر از هزینه تنظیم مجدد شود و کنتاکت های رله به حالت عادی خود برگردند.

دسترسی رله:

یک رله دیستانس در هر مواقعی کار می‌کند، شکافی که از رله مشاهده می‌شود بسیار کمتر از امپدانس قبلی است. امپدانس محرک با داخل رله تابع فاصله در رله حفاظت فاصله است. این امپدانس یا فاصله متناظر به عنوان گیرنده رله شناخته می شود.

اجزای حفاظتی

افزونی های محافظ دارای 3 افزودنی اساسی هستند.

• سنسورهایی برای کشف ناهنجاری های ابزار
• رله هایی برای ارائه هشدارها برای سریع کردن وسایل ایمنی
• کلیدهای مدار (وقفه) برای باز کردن (قطع) مدارها.

سیستم ایمنی برای انجام صحیح وظایف خود باید دارای ویژگی های زیر باشد

1. قابلیت اطمینان
2. گزینش پذیری
3. سرعت
4. حساسیت

قابلیت اطمینان :

قابلیت اطمینان وسیله حفاظتی توانایی آن در انجام هر گونه عیبی است که برای محافظت از آن طراحی شده است. به عبارت منحصر به فرد، ابزار ایمنی باید در حالی که قرار است عمل کند و اکنون دیگر در مواقعی که نیازی به آن نیست، اجرا نمی شود.

گزینش پذیری:

گزینش پذیری توانایی سیستم ایمنی برای مواجهه با یک خطا، انتخاب مشکلی که در آن خطا رخ داده است، و جداسازی عنصر مدار معیوب با خاموش کردن حداقل تعداد قطع کننده مدار است. گزینش پذیری دستگاه حفاظتی از طریق هماهنگی مناسب جریان های جاری و تأخیرهای زمانی رله های حفاظتی دریافت می شود.

سرعت :

یک رله محافظت شده باید با سرعت مورد نظر کار کند. اکنون دیگر نباید خیلی آهسته باشد، زیرا باعث آسیب به تجهیزات می شود، و نه باید خیلی سریع باشد، زیرا این کار باعث عملکرد ناخواسته در نقطه ای از خطاهای موقت می شود.

بار بیشتری اغلب در بین مکان‌های منحصربه‌فرد در سیستم انرژی تأسیسات بدون عدم هماهنگی جابه‌جا می‌شود، هر چه اجازه کوتاه‌تر ماندن خطا در سیستم داده شود.

حساسیت:

این به ظرفیت یک رله حفاظتی برای پاسخگویی قابل اعتماد، در صورت نیاز، به خرابی اشاره دارد که منجر به عبور کمترین مقدار جریان اتصال کوتاه از آن می شود.

انواع رله های حفاظتی

اشکال ایمنی رله به ویژه بر اساس ویژگی‌هایشان، قضاوت خوب، پارامترهای حرکت و مکانیسم حرکت تقسیم می‌شوند.

رله‌های حفاظتی را می‌توان به رله‌های الکترومغناطیسی، رله‌های استاتیکی و رله‌های مکانیکی در راستای مکانیسم حرکت تقسیم کرد. در واقع، یک رله چیزی بزرگتر از 1 یا بیشتر کنتاکت باز یا بسته نیست. هنگامی که پارامترهای فعال سازی به رله ها انجام می شود، تمام یا چند رله تماس منحصر به فرد حالت خود را اکسترود می کنند. در رله الکترومغناطیسی، بسته شدن و باز شدن کنتاکت های رله با استفاده از حرکت الکترومغناطیسی شیر برقی به پایان می رسد.

در رله‌های مکانیکی، نهایی و راه‌اندازی آن کنتاکت‌های رله با استفاده از جابجایی مکانیکی سازه‌های ابزار مختلف انجام می‌شود.

بر اساس ویژگی، رله ایمنی ممکن است به صورت زیر برچسب گذاری شود:

• رله های زمان معین
• رله های زمان معکوس با حداقل زمان خاص (IDMT)
• رله های لحظه ای.
• IDMT با inst.
• مشخصه پلکانی.
• سوئیچ های برنامه ریزی شده.
• مهار ولتاژ روی رله جریان.

بر اساس منطق، رله حفاظتی را می توان به عنوان دسته بندی کرد:

• دیفرانسیل.
• عدم تعادل.
• جابجایی خنثی.
• جهت دار.
• گسل زمین محدود.
• شار بیش از حد.
• طرح های فاصله ای.
• حفاظت از نوار اتوبوس.
• رله برق معکوس.
• از دست دادن برانگیختگی.
• رله های توالی فاز منفی و غیره.

بر اساس پارامترهای محرک، رله حفاظتی ممکن است به صورت برچسب گذاری شود:

• رله های جریان.
• رله های ولتاژ.
• رله های فرکانس.
• رله های برق و غیره

مزایای رله حفاظتی

• به طور مداوم سیستم را کنترل می کند
• عملکرد سیستم، قابلیت اطمینان و ثبات سیستم را بهبود می بخشد
• خطر آتش سوزی را به حداقل برسانید