رله کنترل بار برنا

رله­ کنترل بار برنا با عبارت OLM مخفف Over Load Monitor شناخته می شود. رله­ ی کنترل بار برنا جایگزین قابل اطمینان بی­متال است. از رله برنا می توان جهت حفاظت موتورهای تکفاز و سه فاز در برابر اضافه جریان استفاده کرد.

قطع یکی از فازهای تغذیه کننده موتور سه فاز معمولا باعث افزایش و نامتعادلی جریان می شود. در صورت انتخاب رنج و تنظیم مناسب می توان با رله برنا این اضافه بار را شناسایی کرد. این رله فقط در برابر اضافه جریان حساس بوده و نمی تواند عدم تعادل جریان، کاهش جریان و خطاهای ولتاژی را شناسایی کند. جهت افزایش ایمنی و با توجه به مدار توصیه می شود که از رله کنترل ولتاژ تکفاز یا سه فاز نیز استفاده کنید.

نمای ظاهری کنترل بار برنا

کنترل بار برنا به شکل آنالوگ بوده و قسمت های تنظیمی و هشداری زیادی ندارد. روی پنل این کنترل بار یک شستی ریست، دو ولوم تنظیم و دو چراغ سیگنال وجود دارد. عملکرد دکمه و ولوم ها به این شرح است:

در لحظه ی شروع اضافه جریان، سیگنال FAULT به صورت ثابت (چشمک زن نیست تا قطع رله) روشن خواهد شد. با ادامه پیدا کردن اضافه جریان و سپری شدن زمان تاخیر، رله فرمان تغییر وضعیت داده و سیگنال OUT خاموش می شود. وضعیت سیگنال های نورانی کنترل بار برنا در جدول زیر آورده شده است:

مزایا و کاربرد رله کنترل بار برنا

رله­ ی کنترل بار برنا مجهز به برد الکترونیک بوده و عمر بیشتری در مقایسه با بی ­متال­ها دارد. این کنترل بار توسط ترانس­های جریانی یا CT، مقدار جریان عبوری از مدار قدرت را اندازه گیری می­کند. ترانس­های جریانی به صورت داخلی بوده و روی رله، سه کانال برای عبور سیم از داخل آن ها وجود دارد. کنترل بار برنا میزان جریان را به صورت ثانویه اندازه گرفته و هیچ گونه وابستگی به دمای محیط ندارد.

دمای بالا در مدت زمان طولانی، باعث از بین رفتن عایق سیم پیچ­، کابل­ها و دیگر تجهیزات می شود. اضافه بار یکی از علل مهم افزایش دما در تجهیزات الکتریکی است. اضافه بار معمولا ناشی از یک خطای مکانیکی بوده و با اندازه گیری جریان به سادگی قابل شناسایی است. کنترل بار برنا می تواند میزان جریان را اندازه گیری کرده و طبق تنظیمات شما از مدار محافظت کند.

رنج­ رله کنترل بار برنا

کنترل بار برنا در 6  رنج­ مختلف از 1 تا 60 آمپر تولید می شود. ابعاد، ترمینال ها و بخش های تنظیمی تمام رنج های کنترل بار یکسان است. رنج کنترل بارهای برنا به این شرح است:

• 1 تا 5 آمپر
• 4 تا 10 آمپر
• 6 تا 15 آمپر
• 12 تا 30 آمپر
• 24 تا 60 آمپر
• 5 تا 50 آمپر

برای انتخاب رنج کنترل بار باید به روش راه اندازی، محل نصب رله و جریان نامی درج شده روی پلاک الکتروموتور توجه کنید. به عنوان مثال در راه اندازی تک ضرب 100درصد جریان الکتروموتور از رله عبور  می کند. جریان عبوری از کنترل بار در حالت ستاره مثلث به موقعیت نصب آن بستگی دارد. اگر کنترل بار مانند بی متال بعد از کنتاکتور نرمال یا مثلث قرار داشته باشد، جریان عبوری از آن حدود 57 درصد خواهد بود. در این شرایط می توان از کنترل بار با رنج پائین تری استفاده کرد.

طریقه نصب کنترل بار برنا

نصب کنترل بار برنا در تابلو برق را می­توان در سه گام انجام داد:

• نصب مکانیکی
• سیم بندی مدار قدرت
• سیم بندی مدار فرمان

نصب مکانیکی

کنترل بار برنا را می توان توسط پیچ یا ریل استاندارد 35 میلی متری روی صفحه داخلی تابلو برق نصب کرد. ابعاد کنترل بار برنا در همه رنج­ها یکسان بوده و به شکل یک دستگاه مستقل در تابلو نصب می­شود. منظور از دستگاه مستقل، عدم وابستگی آن به کنتاکتور یا تجهیزات دیگر است. ابعاد این رله در تصویر زیر آورده شده است.

سیم بندی مدار قدرت

جهت سیم بندی مدار قدرت، کافی ست سیم یا کابل­ها را از داخل کانال­های جریانی عبور دهید. هیچ ترمینالی برای اتصال کابل­های قدرت به کنترل بار برنا وجود نداشته و نیازی به قطع هادی ها نیست. این کنترل بار توانایی تشخیص عدم تقارن جریان­ را نداشته و می توان از آن در مدارهای تکفاز نیز استفاده کرد. جهت سیم بندی مدار قدرت تکفاز کافی است که فاز را از یک کانال جریانی عبور داده و به موتور یا دیگر تجهیزات متصل نمائید. هرگز سیم یا کابل مربوط به نول یا ارت را از کانال­های جریانی عبور ندهید. این اتصال ممکن است در عملکرد رله کنترل بار اختلال ایجاد کند.

سیم بندی مدار فرمان

کنترل بار برنا دارای یک کنتاکت فرمان به صورت چنج آور است. رله­ ی کنترل بار در حالت­های مختلف تغییر وضعیت داده و می­توان از آن برای قطع مدار فرمان و فعال کردن آلارم استفاده کرد. حداکثر جریان خروجی کنتاکت فرمان 6 آمپر بوده و ولتاژ آن 220 ولت متناوب یا 28 ولت مستقیم است. عمر کنتاکت رله در مدل الکتریکال صد هزار بار قطع و وصل بوده و در مدل مکانیکال یک میلیون بار قطع و وصل می­باشد.

جهت استفاده از کنتاکت چنج آور باید فاز را به ترمینال 15 متصل کرده و از ترمینال­های 16 و 18 در مدار فرمان استفاده کنید. توصیه می شود که در مدار فرمان از یک فیوز یا بریکر مناسب استفاده شود.

اتصال ولتاژ 200 تا 240 با فرکانس 45 تا 55 هرتز جهت تغذیه کنترل بار برنا مجاز است. این رله حدود 3 وات تلفات داخلی دارد. تغذیه کنترل بار به نحوی طراحی شده تا در نوسان و تغییرات­ ولتاژ شبکه، اختلالی در عملکرد آن ایجاد نشود. تأکید می­شود که کنترل بار برنا در برابر اتصال کوتاه هیچ حفاظتی ندارد. در قسمت فرمان کنترل بار 6 ترمینال وجود دارد. نام و کاربری ترمینال­ها به شرح زیر است:

تنظیم کنترل بار برنا

روی پنل کنترل بار دو عدد دیال یا ولوم وجود دارد. از طریق این ولوم ها می توان حداکثر جریان عبوری و زمان تأخیر را تنظیم کرد. تنظیم حداکثر جریان عبوری از مدار توسط ولوم اول با عنوان AMPERS و بر اساس پلاک و شرایط الکتروموتور تنظیم می شود. زمان تاخیر در قطع از طریق ولوم دوم با عنوان DELAY در بازه 1 تا 20 ثانیه انجام می شود. فرمان توقف مدار پس از سپری شدن زمان تاخیر صادر شده و به میزان جریان عبوری بستگی ندارد. به عبارت دیگر در کنترل بار برنا از منحنی جریان-زمان استفاده نشده است. محدوده زمانی قابل تنظیم در همه رنج­های این تجهیز یکسان است.

طولانی بودن زمان تأخیر باعث افزایش دما و کاهش عمر تجهیزات می شود. از طرفی کوتاه بودن زمان نیز می تواند از راه اندازی موفق موتور جلوگیری کند. تنظیم جریان و زمان رله کنترل بار برنا باید به شکل هماهنگ و بر اساس مدار انجام شود.

ریست کنترل بار

سیگنال فالت با رخدادن خطا روشن شده و زمان گیری آغاز می شود. پس از اتمام زمان تاخیر در قطع، رله فرمان تغییر وضعیت داده و مدار را خاموش می کند. پس از نرمال شدن سیستم باید رله ی کنترل بار ریست شود. ریست یا برگشت به حالت عادی در کنترل بار برنا به سه شکل انجام می شود.

ریست دستی

روی پنل دستگاه یک دکمه با عنوان RESET وجود دارد. فشردن این دکمه باعث خاموش شدن سیگنال فالت و روشن شدن سیگنال OUT می شود. روشن شدن سیگنال خروجی به معنی نرمال شدن کنتاکت فرمان کنترل بار برنا است.

ریست با قطع تغذیه

قطع و وصل تغذیه پس از رخ دادن خطا باعث ریست شدن کنترل بار می­شود. قطع تغذیه باید به اندازه کافی طولانی باشد تا خازن­های داخل کنترل بار به صورت کامل تخلیه گردد. قطع و وصل سریع ممکن است باعث ریست شدن رله نشود. برای ریست با قطع تغذیه می توان از یک شستی نرمال بسته در مسیر تغذیه رله استفاده کرد.

ریست خودکار

ترمینال های K1 و K2 جهت ریست خودکار کنترل بار برنا تعبیه شده است. برای فعال شدن ریست خودکار کافی است این دو ترمینال به یکدیگر وصل شوند. ریست خودکار بلافاصله پس از رخ دادن خطا انجام نشده و یک زمان ثابت 50 ثانیه ای دارد. زمان ثابت قبل از ریست خودکار جهت سرد شدن تجهیزات در نظر گرفته شده است. توصیه می شود که ترمینال های K1 و K2 را از طریق یک سوئیچ فرمان به یکدیگر متصل کنید. با این کار می توان وضعیت ریست خودکار را فعال و غیر فعال کرد.

رفتار ریست خودکار در مدارهای 2 و 3 سیمه متفاوت است. ریست خودکار کنترل بار در مدار 2 سیمه باعث راه اندازی مجدد سیستم خواهد شد. در مدار 3 سیمه باید پس از ریست از ادوات دیگر برای راه اندازی مجدد مدار استفاده کرد. ریست خودکار در رله ­ی کنترل بار برنا دارای کانتر نبوده و دائماً اجرا می­شود. ریست های متوالی در مدارهای 2 سیمه باعث راه اندازی های مکرر سیستم معیوب خواهد شد. این پروسه باعث افزایش دما و آسیب به تجهیزات می گردد. توصیه می شود که روش ریست خودکار را در شرایط خاص، فعال کنید.

عملکرد و خطاهای رله کنترل بار

وضعیت کنترل بار برنا توسط 2 سیگنال نورانی نمایش داده می شود. پس از وصل تغذیه سیگنال OUT روشن شده و کنتاکت 15 با 18 متصل خواهد شد. این تجهیز مجهز به سه کانال جریانی بوده و اندازه گیری را به وسیله­ی آنها انجام می­دهد. در صورت عبور جریان از مقدار تنظیم شده، سیگنال FAULT روی رله روشن می شود.

استارت خطا باعث فعال شدن سیستم زمان سنجی شده و در نهایت مدار فرمان قطع خواهد شد. پس از سپری شدن زمان تاخیر، کنتاکت 15 از 18 جدا و به 16 متصل می شود. همزمان با تغییر وضعیت رله فرمان، سیگنال فالت نیز روشن می گردد. سیگنال فالت به معنی صدور فرمان تریپ از سمت رله­ی کنترل بار است.

یکی از معایب کنترل بار برنا عدم وجود سیگنال های نورانی برای نمایش اضافه بار در هر فاز است. علاوه بر این، رله­ ی کنترل بار برنا دارای کنتاکت جداگانه برای صدور آلارم قبل از تریپ نمی باشد.

مثال

تصور کنید برای راه اندازی یک موتور 5 آمپر با زمان استارت 5 ثانیه از کنترل بار برنا استفاده شده است. این موتور در لحظه ی راه اندازی 15 آمپر دریافت خواهد کرد. برای حفاظت این موتور می­توان از کنترل بار برنا در رنج های زیر استفاده کرد:

• 4 تا 10 آمپر
• 5 تا 50 آمپر

در این شرایط باید حداکثر جریان مجاز توسط ولوم AMPERS روی 5 آمپر و زمان تاخیر توسط ولوم sec روی 6 ثانیه تنظیم شود.

جمع بندی

رله کنترل بار آنالوگ برنا یک دستگاه ارزان قیمت برای حفاظت موتور در برابر اضافه بار و قطع فاز است. این کنترل بار در مقایسه با بی­متال از قابلیت اطمینان بیشتری برخوردار است. دمای محیط و شدت اضافه بار روی عملکرد این رله تأثیر نداشته و عمر بالاتری نسبت به بی­متال دارد. مزایای کنترل بار برنا عبارت اند از:

• دقت بالا در اندازه گیری جریان و حفاظت از الکتروموتور
• عدم وابستگی به دمای محیط
• فاقد قطعات مکانیکی و طول عمر بالا
• مقاومت بالا در برابر شرایط محیطی و آلودگی­ها
• قابلیت ریست خودکار