شبکه‌های برق فشار قوی شریان حیاتی هر کشور هستند. کوچک‌ترین خطا در این سیستم‌ها می‌تواند به خاموشی گسترده، خسارت‌های میلیاردی یا حتی تهدید جان انسان‌ها منجر شود. برای جلوگیری از این خطرات، رله‌های حفاظتی فشار قوی (High Voltage Protection Relays) طراحی شده‌اند تا با سرعت بالا خطا را شناسایی و بخش معیوب را از مدار جدا کنند. در این مقاله جامع ۲۰۲۵، با جزئیات کامل به معرفی انواع رله‌ها، اصول عملکرد، استانداردها، برندهای پرکاربرد در ایران و نکات تنظیم و تست آن‌ها می‌پردازیم.
رله حفاظتی فشار قوی چیست؟
رله حفاظتی دستگاهی هوشمند و الکترونیکی است که شرایط غیرعادی مانند اتصال کوتاه، اضافه جریان، افت یا افزایش ولتاژ و تغییر فرکانس را شناسایی می‌کند. در صورت وقوع خطا، رله فرمان قطع به کلید قدرت (Circuit Breaker) ارسال می‌کند تا قسمت معیوب از مدار جدا شود. به‌طور خلاصه:
وظیفه اصلی: تشخیص خطا و جلوگیری از گسترش آن.
مزایا: افزایش ایمنی، کاهش هزینه تعمیرات، افزایش پایداری شبکه.
انواع: الکترومکانیکی قدیمی و دیجیتال مدرن.
انواع رله‌های حفاظتی فشار قوی
۱. رله اضافه جریان (Overcurrent Relay)
عملکرد: قطع مدار هنگام عبور جریان بیش از حد مجاز.
کاربرد: شبکه‌های توزیع و صنعتی.
انواع: لحظه‌ای (Instantaneous)، زمان‌دار (Inverse Time)، ترکیبی.
مزایا: سادگی، هزینه کم.
محدودیت‌ها: عدم دقت در شبکه‌های پیچیده.
۲. رله دیستانس (Distance Relay)
عملکرد: اندازه‌گیری امپدانس خط تا محل خطا.
انواع زون‌ها: Zone 1 (پاسخ فوری نزدیک‌ترین خطا)، Zone 2 و 3 (پوشش خطاهای دورتر با تاخیر زمانی).
کاربرد: خطوط انتقال ۲۳۰kV و ۴۰۰kV در ایران.
مزایا: سرعت بالا، دقت زیاد.
مثال: در پست ۴۰۰kV کرمانشاه از رله دیستانس زیمنس استفاده شده است.
۳. رله دیفرانسیل (Differential Relay)
عملکرد: مقایسه جریان ورودی و خروجی تجهیز.
کاربرد: ترانسفورماتورها، ژنراتورها، شینه‌ها.
مزایا: تشخیص سریع خطای داخلی.
محدودیت‌ها: هزینه بالا و نیاز به CT دقیق.
۴. رله ولتاژی (Voltage Relay)
عملکرد: حفاظت در برابر افزایش یا کاهش ولتاژ.
کاربرد: تجهیزات حساس مانند UPS و سیستم‌های کنترلی.
۵. رله فرکانسی (Frequency Relay)
عملکرد: حفاظت در برابر تغییرات فرکانس (افت/افزایش).
کاربرد: نیروگاه‌ها، صنایع سنگین.
اهمیت: جلوگیری از فروپاشی شبکه در شرایط بحرانی.
۶. رله‌های ترکیبی و مدرن
رله‌های دیجیتال مدرن قابلیت ترکیب چندین نوع حفاظت (جریان، ولتاژ، دیستانس) را در یک دستگاه دارند.
رله‌های دیجیتال در مقابل الکترومکانیکی
| ویژگی | رله الکترومکانیکی | رله دیجیتال |
|---|---|---|
| دقت | پایین | بسیار بالا |
| تنظیمات | مکانیکی، محدود | نرم‌افزاری، انعطاف‌پذیر |
| هزینه | پایین‌تر | بالاتر |
| مانیتورینگ | ندارد | دارد (SCADA، HMI) |
| تعمیر و نگهداری | ساده | نیاز به متخصص |
نتیجه: در پروژه‌های جدید ایران، رله‌های دیجیتال به‌سرعت جایگزین مدل‌های قدیمی می‌شوند.
استانداردها و الزامات (H2)
IEC 60255: استاندارد جهانی رله‌های حفاظتی.
IEEE C37: استاندارد آمریکایی برای تست و عملکرد.
ISIRI ایران: برخی تجهیزات وارداتی باید تأییدیه سازمان استاندارد ایران را داشته باشند.
برندهای معتبر رله حفاظتی در ایران
رله حفاظتی Siemens (زیمنس): پرکاربرد در پروژه‌های فشار قوی ایران.
رله حفاظتی ABB: محبوب به‌دلیل کیفیت بالا و تنوع مدل‌ها.
رله حفاظتی Schneider Electric: حضور قوی در صنایع و نیروگاه‌ها.
رله حفاظتی SEL: در سال‌های اخیر بسیار پرطرفدار به‌دلیل قابلیت‌های نرم‌افزاری.
متفرقه: برخی برندهای چینی و ترکیه‌ای در پروژه‌های کوچک‌تر استفاده می‌شوند.
تنظیم و تست رله‌های حفاظتی
تنظیمات اولیه: انتخاب منحنی زمان-جریان، تنظیم آستانه ولتاژ/فرکانس.
ابزار تست: Secondary Injection Test Set.
مراحل تست:
شبیه‌سازی خطا.
بررسی واکنش رله.
تست فرمان قطع بریکر.
مانیتورینگ: استفاده از سیستم SCADA برای ثبت رویداد.
توصیه: انجام تست دوره‌ای (سالانه یا هر شش‌ماه).
مشکلات رایج و راه‌حل‌ها
تنظیم نادرست منحنی جریان → بررسی مجدد بر اساس بار شبکه
خرابی CT یا VT → کالیبراسیون و تعویض
عدم هماهنگی بین رله‌ها → انجام هماهنگی حفاظتی (Selectivity Study)
درپایان
رله‌های حفاظتی فشار قوی، قلب سیستم قدرت هستند. انتخاب درست، تنظیم دقیق و تست منظم، ضامن پایداری شبکه و جلوگیری از خسارت‌های سنگین است. در ایران، روند حرکت به سمت رله‌های دیجیتال هوشمند سرعت گرفته و برندهایی مانند Siemens، ABB و SEL نقش اصلی را ایفا می‌کنند. آینده سیستم‌های حفاظتی ایران به سمت اتوماسیون و هوشمندسازی کامل پیش می‌رود.
بدون دیدگاه