رله
کاربردها ;
رله ها استفاده می شوند در (برای):
کنترل مدارهای ولتاژ بالا با یک سیگنال فشار ضعیف، مانند بعضی مودمها،
کنترل مدارهای جریان بالا با یک سیگنال جریان ضعیف، مانند سیم پیچ استارتر یک اتومبیل،
آشکار سازی و ایزوله سازی خطاها در خطوط انتقال و توزیع، با باز و بسته کردن مدارهای شکسته شده (رله های محافظ)
ایزوله سازی مدار فرمان از مدار اصلی، هنگامیکه در پتانسیل های مختلف هستند، مثلا کنترل شبکه اصلی برق توسط یک سوئیچ ولتاژ پائین. اخیرا اغلب شبکه ها توسط یک قسمت ولتاژ پائین با سیم های ولتاژ پائین و آسان برای نصب در تابلو ها و قابل حمل، کنترل می شوند.
انجام توابع منطقی. برای مثال، تابع بولی AND را می توان با یرس قرار دادن یک رله در حالت NO تحقق بخشید، یا تابع بولی OR با موازی قرار دادن آن. با قرار دادن رله در حالت CO تابع بولی XOR را خواهید داشت. توابع NAND و NOR نیز با قرار دادن رله در حالت NC قابل تحقق هستند.
پیاده سازی تابع تاخیر زمانی. رله می تواند تنظیم شود تا با تاخیر مشخصی اتصالات را قطع یا برقرار نماید. یک تاخیر کوتاه(کسری از ثانیه) با استفاده از یک صفحه مسی بین میله فلزی و تیغه است. جریان جاری در دیسک برای لحظه ای کوتاه میدان مغناطیسی را در خود حفظ می کند و بسته شدن را به تاخیر می اندازد. برای تاخیر های بیشتر (تا یک دقیقه) ، از یک ضربه گیر استفاده می شود. ضربه گیر یک پیستون پر شده از یک سیال است که باعث رهائی کند میله فلزی می شود. دوره زمانی می تواند بر اساس افزایش و کاهش نرخ حرکت پیستون متفاوت باشد. برای زمانهای بلندتر از یک تایمر چرخ دنده ای ساعتی و مکانیکی استفاده می شود.
یک رله یزرگ قدیمی با تعداد زیادی اتصال
استفاده در سیستم سوئیچ تلفنی قدیمی
انتخاب یک رله
انتخاب یک رله مناسب برای کاربری خاص مستلزم ارزیابی فاکتورهای مختلفی است:
تعداد و نوع اتصالات - NC یا NO و یا CO
در مورد CO دو نوع وجود دارد. این مدل رله می تواند از دو طریق ساخته شود."Make before Break" و "Break before Make" . مثلا سوئیچ تلفن قدیمی از حالت Break before Make استفاده می کند، بنابر این اتصال تا وقتی شماره گیری موفق نباشد، هزینه ای را به همراه نخواهد داشت. راه آهن هنوز از آنها برای کنترل تقاطع ها استفاده می کند.
توان اتصال - رله های کوچک در آمپرهای پائین سوئیچ می کنند، رله های بزرگ برای 3000 آمپر ارزیابی می شوند، برای جریانهای DC یا AC.
ولتاژ نامی اتصالات - رله های کنترلی عادی دارای ولتاژ نامی 300VAC یا 600VAC ، نوع خودکار آن 50VDC و رله های مخصوص ولتاژ بالا در حدود 15,000V هستند.
ولتاژ سیم پیچ - رله های ماشین ابزار معمولا با 24VAC یا 120VAC ، جعبه سوئیچها 125V یا 250VDC، و بالاخره سوئیچهای حساس که با جریانهای در حد کمتر از میلی آمپر کار می کنند.
محفظه - باز بودن ، ایمنی در مقابل لمس، ضد انفجار، در هوای آزاد، مقاومت از هم پاشیدن روغن و ...
نصب - سوکت ها، برد دو شاخه ها، نصب ریلی، نصی تابلوئی، تابلوی سراسری، محفظه برای نصب روی دیوار یا تجهیزات و...
زمان سوئیچ - کجا سرعت بالا مورد نیاز است؟
اتصالات خشک(Dry) - وقتی سوئیچینگ با سیگنالهای سطح پائین باشد، مواد خاصی برای اتصالات مورد نیاز است. نظیر روکش طلا
حفاظت اتصالات - خنثی کردن قوس الکتریکی در مدارهای با القاء بالا
حفاظت سیم پیچ - خنثی کردن نوسانات شدید ولتاژ به هنگام سوئیچ جریان سیم پیچ
ایزولاسیون بین مدار سیم پیچ و اتصالات
تست مقاومت انتشار یا هوا فضا، نوع خاصی از "تضمین کیفیت" (Quality Assurance)
متعلقات - نظیر تایمرها، اتصالات کمکی، چراغهای راهنما، دکمه های تست و ...
تست تنظیم
جریانهای ; مزاحم ناشی از پیوستگی مغناطیسی بین سیم پیچ مجاور رله روی برد مدار چاپی
رله حفاظتی
رله محافظ یک دستگاه پیچیده الکترومکان& #1740;کی است، اغلب با بیشتر از یک سیم پیچ و طراحی شده برای محاسبه شرایط کاری روی یک مدار الکتریکی و قطع کننده مدار وقتی اشتباهی رخ دهد. بر خلاف نوع کلیدی رله با ولتاژ آستانه و زمان کارکرد غیر مشخص(یا به سختی ثابت)، رله های محافظ دارای منحنیهای با تقریب خوب، قابل انتخاب و نسبت - زمان به جریان -(یا سایر پارامترهای کاری) خوبی هستند. چنین رله هائی بسیار خوب ساخته می شوند، با استفاده از آرایه های دیسکهای القائی، آهنرباهای قطب پوشیده، سیم پیچهای عملیات و توقف، عملگرهای سلونوئیدی، اتصالات شبیه رله تلفن و شبکه های تغییر فاز این کار صورت می گیرد تا به رله اجازه دهند تا به جریانهای بالا، ولتاژهای بالا، برگشت توان، فرکانس بالا و پائین پاسخ دهد. یک خط انتقال مهم یا واحد تولید باید یک اطاقکهای خصوصی البته با نشان مخصوص وسایل الکترومکان& #1740;کی مخصوص برای محافظت داشته باشند. هر کدام از کارائی های حفاظتی در دسترس برای یک رله باید با شماره وسیله استاندارد standard ANSI Device Numbers)ANSI ) مشخص شوند. برای مثال اگر له ای کارائی 51 را دارد باید یک رله حفاظتی جریان بالای زمان بندی شده باشد.
طراحی و تئوری این وسیله محافظ قسمت مهمی از آموزش یک مهندس الکترونیک است که در رشته سیستمهای قدرت کار می کند. امروزه این وسیله ها تقریبا به کلی - در طراحیهای جدید - با الات دقیق بر اساس میکرو پروسسورها جایگزین شده اند که با اجداد الکترومکان& #1740;کی خود با دقت و راحتی کار خود رقابت می کنند. با ترکیب کردن چندین کارائی در یک مورد، رله های عددی (شمارشی) در هزینه های سرمایه و نگهداری بسیار مقرون به صرفه تر هستند. به هر حال به علت طول عمر طولانی رله های الکترومکان& #1740;کی، دهها هزار از این "نگهبانان خاموش" هنوز از خطوط انتقال و وسایل الکتریکی در تمام جهان محافظت می کنند.
رله جریان بالا
این رله نوعی رله محافظ به شما می رود. شماره طراحی وسیله ANSI آن 50 (برای یک جریان بالای لحظه ای) یا "" و 51 (برای جریان بالای زمانی) یا "" می باشد. در کاربردهای عادی رله های جریان بالا برای محافظت جریان بالا استفاده می شوند که به یک ترانسفورما& #1578;ور جریان متصل و برای کار کردن در (بالای) سطح جریان مشخصی می باشند. وقتی رله کار می کند، یک یا چند اتصال کار خواهند کرد و سیم پیچ مدار قطع کننده را تحریک می کنند و مانع از قطع شدن مدار می گردند.
استفاده از ترکیب STATCOM-SMES برای بهبود نوسانات توان در سیستمهای قدرت با بهره‌گیری از تابع مستقیم لیاپانوف
در این مقاله از ترکیب STATCOM و SMES کنترل‌کننده‌ای با قابلیت تبادل توان‌های اکتیو و راکتیو با شبکه قدرت به وجود می‌آید که توانایی خوبی در بهبود رفتار دینامیکی سیستم از خود نشان می‌دهد. از آنجایی که تابع مستقیم لیاپانوف بر اساس مشتق زمانی توان‌های اکتیو و راکتیو در سیستم قدرت بکار گرفته می‌شود، برای کنترل ترکیب STATCOM-SMES پیشنهاد می‌شود. قاب مرجع d-q طوری انتخاب می‌شود که علاوه بر بهینه‌سازی استفاده از روش لیاپانوف، اندازه‌گیری پارامترهای الکتریکی جهت استفاده در فرآیند کنترل به صورت محلی بوده و لزومی برای بدست آوردن متغیرهای حالت سیستم از جمله سرعت و زوایای ماشین‌ها وجود ندارد. نتایج شبیه‌سازی برای سیستم قدرت نمونه نشان می‌دهد که علاوه بر بهبود زمان میرایی نوسانات توان، اندازه نوسان اول توان نیز کاهش یافته که گویای مزیت استفاده از SMES است. معادلات کنترلی برای حالت دائم برای STATCOM با وجود SMES بیان می‌شود.
رله دیستانس با الگوریتم جدید تشخیص SIR برای کاهش اثرگذاری CVT
واژه‌های کلیدی: رله دیستانس، ترانسفورماتور ولتاژ خازنی، گذرای CVT، تشخیص SIR
حالت‌های گذرای CVT می‌توانند باعث افزایش و کاهش برد رله دیستانس شوند. در شبکه‌های با SIR (نسبت امپدانس منبع به امپدانس خط) زیاد، اثر حالت‌های گذرا شدید‌تر است.
در این مقاله، یک روش جدید برای کاهش تاثیر گذرای CVT بر مبنای تشخیص SIR معرفی می‌شود که باعث قطع سریع‌تر رله دیستانس می‌شود. در این الگوریتم یک تابع کاهش برد بر حسب SIR به راکتانس دیده شده اعمال می‌شود که در نتیجه آن در SIR های زیاد بیش از 40 میلی‌ثانیه رله سریع‌تر عمل می‌کند.
الگوریتم عددی برای بازبست تطبیقی تکفاز با استفاده از ولتاژ توالی صفر
واژه‌های کلیدی: بازبست تطبیقی، قوس ثانویه، ولتاژ توالی صفر، خط انتقال
در این مقاله روش عددی جدیدی با استفاده از ولتاژ توالی صفر برای بازبست تطبیقی تکفاز ارایه شده است. الگوریتم پیشنهادی از ولتاژ توالی صفر خط که از محل رله و در زمان باز بودن مدارشکنها اندازه‌گیری می‌شود استفاده می‌کند و قادر به تشخیص خطای گذرا از دائمی و همچنین تشخیص زمان خاموش شدن قوس ثانویه در شرایط خطای گذرا است. در این روش از مقدار متوسط ولتاژ توالی صفر برای تشخیص گذرا یا دائمی بودن خطا و از هارمونیک سوم آن جهت تعیین زمان دقیق خاموش شدن قوس ثانویه استفاده می‌شود.
ویژگی بارز الگوریتم پیشنهادی آن است که سطح آستانه مورد نیاز به طور خودکار و متغیر با زمان تولید می‌شود از این رو نیازی به تعریف سطح آستانه نداشته و برای کاربرد در شبکه‌های مختلف نیاز به تنظیم خاصی ندارد. الگوریتم پیشنهادی با استفاده از برنامه EMTP بر روی یک خط انتقال 400 کیلوولت با خطاهای دائمی و گذرا تحت زوایای مختلف بار و محلهای متفاوت وقوع خطا آزمایش شده و نتایج آن ارایه شده است. نتایج شبیه‌سازیها نشان می‌دهد که عملکرد الگوریتم کاملاً مستقل از محل خطا، نوع خط و شرایط بهره‌برداری آن است.
تاثیر UPFC بر تنظیمات رله دیستانس
رله‌های دیستانس یکی از مهمترین بخشهای حفاظت سیستم قدرت هستند. دو نکته اساسی در عملکرد این رله‌ها وجود دارد، اول بحث نمونه‌برداری و فیلتر کردن اطلاعات و بدست آوردن دامنه و فاز موج ورودی است و دوم بحث تنظیم این رله‌ها در شبکه‌های بهم‌پیوسته است. از طرفی چند دهه‌ای است که بنا به نیازهایی که در شبکه قدرت وجود دارد المانهایی کاملاً غیرخطی با رفتارهایی بسیار پیچیده (FACTS) به شبکه قدرت اضافه می‌شود. یکی از مهمترین این عناصر UPFC است. UPFC با حضور خود پارامترهای خط را عوض می‌کند و حفاظتهای مختلف دچار عملکرد نادرست می‌شوند. این تاثیرات به دو دسته تاثیر این ادوات بر روی عملکرد رله‌های حفاظتی و تاثیر بر روی تنظیمات رله‌های حفاظتی تقسیم می‌شوند. در این مقاله با شبیه‌سازی UPFC با روش کنترلی PWM و مدل کردن رله دیستانس تاثیر آن را بر روی عملکرد رله دیستانس بررسی و روشی جهت تنظیم نواحی حفاظتی رله دیستانس پیشنهاد می‌شود.
تضعیف سریع و کامل نوسانات فرورزونانس در ترانسفرمرهای ولتاژ خازنی
واژه‌های کلیدی: CCVT، فرورزونانس، برازش منحنی با کمترین مربعات خطا
این مقاله اثر دو نوع متداول از مدارهای تضعیف فرورزونانس را بر تضعیف سریع پدیده فرورزونانس در ترانسفرمرهای ولتاژ خازنی بررسی می‌کند. اندوکتانس مغناطیس کنندگی ترانس کاهنده ولتاژ برای شبیه سازی نزدیک به واقعیت نوسانات فرورزونانس در CCVT به صورت دقیق مدل شده است. نشان داده خواهد شد که با تنظیم دقیق مدارهای تضعیف فرورزونانس با استفاده از روش کمترین مربعات خطا،علاوه بر تضعیف سریع فرورزونانس، پاسخ گذرای CCVT در هنگام کلید‌زنی و بروز خطا بهبود می‌یابد. تاثیر تجهیز حفاظت اضافه ولتاژ پسیو بر محدود کردن اضافه ولتاژهای بوجود آمده در هنگام نوسانات فرورزونانس نیز بررسی شده است.
تاثیر محدودکننده‌های جریان خطای ابررسانا از نوع مقاومتی بر حفاظت شبکه توزیع
واژه‌های کلیدی: محدودکننده‌های جریان خطا ابررسانا (SFCL)، رله اضافه جریان، کلیدهای قدرت
با رشد شبکه‌های قدرت و اتصال بین آنها سطح جریان خطا افزایش پیدا می‌کند. به کارگیری محدودکننده‌های ابررسانایی جریان خطا (SFCL) می‌تواند منجر به کاهش سطح جریان خطا شود به گونه‌ای که کلیدهای فشار قوی بتوانند به راحتی عمل کنند. اما نصب SFCL جریان خطا را کاهش داده و چون زمان عملکرد رله‌ها جریان زیاد کاهشی با جریان شبکه نسبت عکس دارد، بنابراین دوره خطا در شبکه افزایش پیدا کرده و کلیدهای قدرت دیرتر عمل می‌کنند که این موضوع می‌تواند برای محدودکننده‌های جریان خطا عیب محسوب شود. در این مقاله تاثیر محدودکننده‌های جریان خطای ابررسانا نوع مقاومتی با شبیه‌سازی کامپیوتری بر حفاظت شبکه توزیع بررسی شده و نتایج آن بر ولتاژ بازیابی گذرا (TRV) مدارشکن بحث شده است