حفاظت الکتریکی ریکلوزر

در این مقاله حفاظت الکتریکی ریکلوزر را بررسی می‌کنیم. برای ایجاد یک سیستم حفاظتی در شبکه فشار متوسط حداقل به یک بریکر، لوازم اندازه گیری، رله و کابل های ارتباطی نیاز است. هر یک از بخش های ذکر شده دارای وظیفه ی خاصی بوده که در ادامه آنها را بیشتر بررسی می کنیم. در مقالات قبلی مواردی مانند نصب و ساختمان ریکلوزر، منوی تنظیم و پنل اپراتوری آورده شده است که قبل از خواندن مقاله حفاظت الکتریکی ریکلوزر بهتر است آن ها را مطالعه کنید.

• ساختمان ریکلوزر انتک مدل EVR
• نصب ریکلوزر Entec مدل EVR
• ساختمان ریکلوزر انتک مدل EPR
• نصب ریکلوزر Entec مدل EPR
• مشخصات فنی ریکلوزر
• پنل اپراتوری ریکلوزر انتک
• منوی تنظیم ریکلوزر
• تنظیمات رله ریکلوزر
• تنظیم بحش سیستم ریکلوزر

بریکر در سیستم حفاظت

سیستم حفاظتی باید به سرعت حالت خطا را تشخیص داده و قسمت معیوب را از شبکه جدا کند. جدا سازی قسمت معیوب طی فرایند خاصی و در نهایت توسط بریکر صورت می گیرد. در واقع بریکر یک کلید مجهز به مکانیزم های خاموش کنندگی قوس بوده که می تواند جریان های سنگین را قطع و وصل کند.

میزان جریان خطا با توجه به سطح ولتاژ، محل نصب، نوع شبکه و غیره متغیر بوده و بریکر باید برای قطع و وصل شدیدترین نوع خطای ممکن انتخاب شود. اطلاعات مربوط به توانایی قطع و وصل جریان خطا توسط بریکر معمولا در پلاک آن قید شده و شامل قدرت وصل، قدرت قطع، قدرت قطع نهایی، قدرت قطع سرویس و غیره می باشد.

سیستم خاموش کنندگی قوس با توجه به نوع بریکر می تواند به صورت هوا، روغنی، گازی، خلاء و یا ترکیبی از این موارد انتخاب شود. بریکرها از نظر سطح ولتاژ، میزان قطع و وصل جریان خطا، تعداد پل، روش نصب به صورت داخلی یا نصب در فضای آزاد، مکانیزم عملکرد و غیره در مدل های بسیار متنوعی ساخته می شوند. در شکل زیر (a) بریکر هوا فشار ضعیف (acb: air circuit breaker)، بخش (b) تصویر بریکر فشار متوسط داخلی (vcb: vaccum circuit breaker) و (c) تصویر مربوط به بریکر هوایی از نوع ریکلوزر می‌باشد.

در این بخش تمرکز ما روی بریکرهای هوایی بوده که می توانید اطلاعات بیشتر در خصوص ساختمان آن ها را در مقاله های جدا گانه مانند ساختمان ریکلوزر Entec مدل EVR و ساختمان ریکلوزر Entec مدل EPR مطالعه کنید. همانگونه که مشخص است بریکر قادر به تشخیص خطا نبوده و به این منظور باید از لوازم اندازه گیری، کابل و رله استفاده شود. در واقع بریکر با دریافت فرمان به صورت الکتریکی یا مکانیکی اقدام به قطع شبکه خواهد کرد.

لوازم اندازه گیری در حفاظت

یکی از روش های اصلی تشخیص خطا در تاسیسات الکتریکی کنترل کمیت های پایه ای مانند جریان، ولتاژ، فرکانس و غیره است. این کار در تجهیزات حفاظتی به دو شکل اولیه یا ثانویه انجام شده که از نظر ساختمان باهم متفاوت هستند. به عنوان مثال کنترل جریان در بریکرهای فشار ضعیف و آمپر پائین توسط بخش های خاصی مانند قسمت حرارتی و مغناطیسی داخل بریکر انجام می شود. در طرف مقابل اندازه گیری کمیت های الکتریکی در سطوح ولتاژی و جریانی بالاتر مانند فشار متوسط، فوق توزیع و انتقال به صورت ثانویه و با انواع ترانس ولتاژ و جریان صورت می گیرد.

به منظور اندازه گیری کمیت های الکتریکی به صورت ثانویه از تجهیزات خاصی با عنوان لوازم اندازه گیری استفاده می شود. لوازم اندازه گیری با توجه به سطح ولتاژ و میزان جریان انتخاب شده و می تواند شامل ترانس جریان، ترانس ولتاژ، تقسیم کننده های خازنی یا CVD و یا ترکیبی از این موارد باشد. قابل ذکر است که نوع لوازم اندازه گیری از نظر نقش نیز متفاوت بوده و در گروه های اندازه گیری، حفاظتی و یا ترکیبی قرار می گیرد. به عنوان مثال نوع لوازم اندازه گیری برای تعیین میزان مصرف انرژی توسط یک شرکت با لوازم اندازه گیری مربوط به حفاظت آن متفاوت بوده و هر یک دارای مشخصه های خاصی هستند.

علاوه بر این لوازم اندازه گیری از نظر نوع نصب نیز در گروه های مختلفی قرار می گیرند. به عنوان مثال ترانس های جریان و ولتاژ می توانند به صورت مجزا جهت نصب در فضای بسته مانند داخل تابلوها، نصب در فضای باز مانند شبکه ها و پست های روباز و یا ترکیب شده با تجهیزات مانند سکسیونرها و ریکلوزرها ساخته شوند. در تصویر زیر (a) یک PT فشار متوسط و (b) تصویر یک CT داخلی می‌باشد.

یکی از راه های بسیار مناسب جهت کاهش ابعاد، افزایش ایمنی و یک پارچه سازی سیستم، قرار دادن لوازم اندازه گیری در قالب ریکلوزرها و سکشنالایزرها است. در این روش بوشینگ ها مجهز به ترانس جریان و مقسم های خازنی یا CVD شده و می توانند کمیت های الکتریکی را به صورت ثانویه و با دقت عالی اندازه گیری کنند. قابل ذکر است که تعداد و نوع ترانس های جریان و CVD ها با توجه به نوع تجهیز، برند و مدل آن متفاوت است.

به عنوان مثال در مقاله ی مشخصات فنی رله ریکلوزر EVRC2A بخش ورودی مقسم های خازنی و ورودی ترانسفورماتورهای جریان می توانید تجهیزات به کار رفته در ریکلوزرهای انتک را مشاهده کنید. در ریکلوزرها معمولا از چند ترانس جریان برای اندازه گیری جریان فازهای 1 و 2 و 3 به همراه جریان هادی خنثی یا خطای زمین با عنوان G یا Z و جریان خطای زمین حساس با عنوان SEF استفاده می شود. علاوه بر این تعدادی CVD در بوشینگ های ورودی و خروجی قرار داده شده که می توانند اندازه گیری ولتاژ و بخش های حفاظتی دیگر مانند سنکرون چک را انجام دهند.

نقش رله در سیستم حفاظت

برای داشتن یک سیستم حفاظتی مناسب باید کمیت های الکتریکی دائما اندازه گیری شده و با مقادیر استاندارد یا مورد نظر شما مطابقت داده شوند. در واقع با عبور هر یک از کمیت های الکتریکی مانند جریان، ولتاژ، فرکانس و غیره از محدوده ی مجاز باید فرمان تریپ یا قطع به بریکر اعمال شود. این کار توسط یک دستگاه مرکزی با عنوان رله و طی یک فراینده بسیار پیچیده انجام می شود. به عبارت دیگر رله باید دارای یک بخش تنظیمی برای مقادیر مجاز کمیت های الکتریکی بوده و علاوه بر آن بتواند سیگنال های آنالوگ و دیجیتال ترانس های جریان، ترانس های ولتاژ، CVD ها، سنسورهای دما، فرمان های خارجی و غیره را تحلیل کند.

رله ها با توجه به نوع و برند می توانند فانکشن های مختلفی داشته باشند. هر فانکشن دارای تنظیمات مربوط به خود بوده و می تواند به صورت مستقل یا ترکیبی عمل کند. به عنوان مثال یک ریکلوزر می تواند فانکشن های بسیار زیادی در گروه های ولتاژی، جریانی، فرکانسی، جهت دار و غیره با زمان های مختلف مانند لحظه ای، زمان معکوس و یا تاخیری داشته باشد.

یک رله می تواند بخش های زیادی مانند حفاظت، مانیتورینگ، اندازه گیری، ارتباطات، ثبت رخ دادها، رابط کاربری، ورودی و خروجی های دیجیتال، ورودی و خروجی های آنالوگ و غیره داشته باشد. برای آشنایی با بخش های یک رله ی ریکلوزر می توانید مقالات مشخصات فنی رله ریکلوزر EVRC2A و پنل اپراتوری ریکلوزر Entec را مطالعه کنید. علاوه بر این در مقالات منوی تنظیم ریکلوزر Entec و تنظیمات رله ریکلوزر Entec و تنظیمات ریکلوزر بخش سیستم می توانید اطلاعات بیشتری در خصوص نحوه ی تنظیم این رله کسب کنید.

کابل های ارتباطی

همانگونه که در بخش های قبلی شرح داده شد لوازم اندازه گیری مانند ترانس های جریان و مقسم های خازنی یا CVD ها داخل قاب و بوشینگ بریکر هوایی و سکشنالایزرها قرار داده می شوند. از طرفی رله، رابط کاربری، باطری ها، UPS و غیره در یک تابلوی جداگانه تحت عنوان تابلوی کنترل نصب شده و معمولا چندین متر از بریکر یا سکشنالایزر فاصله دارند. با توجه به وجود این فاصله باید از سیم و کابل های مناسبی جهت انتقال سیگنال های الکتریکی به رله استفاده کرد. از طرفی فرمان های رله باید به مکانیزم بریکر متصل شده تا بتواند در صورت نیاز آن را قطع و وصل کند. این کار توسط کابل فرمان و سوکت های تعبیه شده روی تانک بریکر و تابلوی کنترل انجام می شود. به عبارت دیگر این کابل برقرار کننده ی ارتباط دو طرفه بین رله و تانک بوده و ضمن انتقال سیگنال های الکتریکی می تواند فرمان های صادر شده از رله را به بریکر منتقل کند. اطلاعات بیشتر در خصوص اجزای ریکلوزر مانند بریکر و تابلوی کنترل به همراه روش نصب آن ها در خصوص هوایی و استراکچرهای فلزی را می توانید در مقالات نصب ریکلوزر Entec مدل EVR و نصب ریکلوزر Entec مدل EPR مطالعه کنید.

به منظور نمایش اجزای یک سیستم حفاظتی معمولا از بلوک دیاگرام استفاده می شود. در این دیاگرام لوازم اندازه گیری به فانکشن های حفاظتی متصل شده که هر یک دارای کد خاصی هستند. در اغلب دیاگرام ها از کدهای استاندارد ANSI برای نماش نوع فانکشن حفاظتی استفاده می شود. به عنوان مثال در ادامه دیاگرام حفاظتی ریکلوزر Entec و جدول فانکشن های حفاظتی آن را طبق استاندارد ANSI مشاهده می کنید.

المان های حفاظتی طبق استاندارد ANSI

هریک از فانکشن های فوق دارای وظیفه ی مشخصی در سیستم حفاظتی بوده و تنظیمات خاص خود را دارند. در مقالات بعدی هر یک از این فانکشن ها و نحوه ی تنظیم آن ها در ریکلوزرهای انتک شرح داده شده است.