رله ثانویه یکی از تجهیزات کلیدی در سیستم‌های حفاظت و کنترل برق صنعتی است که وظیفه تحلیل، تشخیص و فرمان قطع یا هشدار در صورت بروز خطا را بر عهده دارد. این مقاله به معرفی کامل رله ثانویه، عملکرد، انواع، کاربردها، نحوه تست و تنظیمات آن پرداخته و راهنمایی کامل برای انتخاب، نصب و عیب‌یابی این نوع رله‌ها ارائه می‌دهد.
در سیستم‌های قدرت، حفاظت از تجهیزات و جلوگیری از آسیب‌های ناشی از اتصال کوتاه، اضافه بار یا نوسانات ولتاژ از اهمیت بالایی برخوردار است. رله ثانویه به‌عنوان بخش مهمی از سیستم حفاظتی، نقش کلیدی در تشخیص خطا و ارسال فرمان قطع به کلیدهای قدرت دارد. با پیشرفت فناوری، رله‌های ثانویه از نوع آنالوگ به دیجیتال تبدیل شده‌اند و قابلیت‌های بیشتری را در کنترل و حفاظت فراهم کرده‌اند.
رله ثانویه سیگنال‌هایی را که از ترانس‌های جریان (CT) و ولتاژ (PT) دریافت می‌کند، آنالیز کرده و در صورت تشخیص هرگونه اختلال یا شرایط غیرعادی مانند جریان زیاد، اتصال زمین یا نوسان فرکانس، فرمان لازم برای قطع مدار را صادر می‌کند. این عملکرد حفاظتی باعث جلوگیری از گسترش خطا و حفاظت از تجهیزات گران‌قیمت می‌شود.
رله‌های ثانویه از نظر عملکرد و ساختار به چند نوع تقسیم می‌شوند:
رله‌های ثانویه در تابلوهای برق، پست‌های انتقال و توزیع، نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها و مراکز داده استفاده می‌شوند. این رله‌ها در هماهنگی با کلیدهای قدرت و تجهیزات اندازه‌گیری برای حفظ ایمنی، پایداری و عملکرد بهینه سیستم برق به کار می‌روند.
رله ثانویه بر اساس اصل مقایسه‌ی سیگنال‌های ورودی با مقادیر تنظیم‌شده کار می‌کند. اگر مقدار اندازه‌گیری‌شده از حد مجاز فراتر رود، رله فرمان صادر می‌کند. در رله‌های دیجیتال، این فرآیند با استفاده از الگوریتم‌های پردازشی و منطق برنامه‌نویسی انجام می‌شود.
رله اولیه معمولاً مستقیماً در محل تجهیزات نصب می‌شود و عمدتاً برای حفاظت‌های ساده یا داخلی استفاده دارد، در حالی که رله ثانویه در تابلوهای حفاظت و کنترل قرار می‌گیرد و داده‌ها را از ترانس‌های اندازه‌گیری دریافت کرده و در سطح وسیع‌تری از شبکه برق کاربرد دارد.
یک رله ثانویه معمولاً شامل موارد زیر است:
برای اطمینان از عملکرد درست رله، تست‌هایی مانند تست عملکرد، تست حساسیت، تست زمان پاسخ، و تست تنظیمات انجام می‌شود. این تست‌ها با استفاده از دستگاه‌های تست رله انجام می‌گیرند و معمولاً در دوره‌های زمانی منظم یا قبل از بهره‌برداری انجام می‌شوند.
رله ثانویه به‌عنوان مغز سیستم حفاظت در تابلوهای برق صنعتی نصب می‌شود. این رله با دریافت اطلاعات از تجهیزات اندازه‌گیری جریان و ولتاژ، وضعیت مدار را تحلیل کرده و فرمان قطع یا هشدار را به کلید قدرت می‌دهد. محل نصب آن در بخش کنترل و حفاظت تابلو برق است.
تنظیمات رله شامل آستانه جریان، زمان پاسخ، نوع خطاهای قابل تشخیص، تنظیمات شبکه و مدهای عملکرد است. این تنظیمات بر اساس نوع بار، شرایط بهره‌برداری و الزامات حفاظتی تعیین می‌شوند و باید دقیق و مطابق استانداردهای حفاظتی انجام شود.
برای انتخاب رله مناسب باید موارد زیر را در نظر گرفت:
عیب‌یابی رله شامل بررسی ورودی‌ها، صحت تنظیمات، بررسی خروجی فرمان و صحت عملکرد نرم‌افزاری یا سخت‌افزاری آن است. در رله‌های دیجیتال، لاگ‌فایل‌ها و داده‌های ثبت‌شده به عیب‌یابی سریع کمک می‌کنند.
رله‌های دیجیتال با استفاده از پردازنده‌های میکروکنترلری، امکان تحلیل پیچیده سیگنال، ثبت وقایع، و ارتباط با سیستم‌های مانیتورینگ را دارند. این رله‌ها جایگزین رله‌های الکترومکانیکی شده‌اند و از دقت و سرعت بالاتری برخوردارند.
رله آنالوگ بر پایه مدارهای الکترونیکی ساده عمل می‌کند و عمدتاً برای حفاظت‌های ساده‌تر به کار می‌رود. این رله‌ها قابل تنظیم به صورت دستی هستند و معمولاً فاقد قابلیت‌های ثبت یا ارتباطی هستند.
این نوع رله زمانی عمل می‌کند که جریان عبوری از مقدار تنظیم‌شده بیشتر شود. در حفاظت خطوط، ترانس‌ها و تجهیزات حساس کاربرد دارد و اغلب اولین مرحله از حفاظت در سیستم‌هاست.
برای تشخیص نشت جریان به زمین استفاده می‌شود. این رله‌ها بسیار حیاتی هستند و در حفاظت پرسنل و تجهیزات در برابر خطر برق‌گرفتگی یا آتش‌سوزی کاربرد دارند.
این رله با مقایسه جریان ورودی و خروجی از یک تجهیز (مثل ترانس یا ژنراتور) خطاهای داخلی را تشخیص می‌دهد. بسیار حساس است و یکی از مؤثرترین روش‌های حفاظتی محسوب می‌شود.
نصب رله باید در تابلو برق بر اساس استانداردهای الکتریکی، با رعایت اصول ایمنی و سیم‌کشی صحیح انجام شود. رله باید به درستی به CT، PT و سیستم مانیتورینگ متصل گردد.
رله‌های ثانویه باید با استانداردهایی مانند IEC 60255, ANSI, و IEEE هم‌خوانی داشته باشند. این استانداردها الزامات طراحی، عملکرد، ایمنی و تست رله‌ها را مشخص می‌کنند.
رله ثانویه دستگاهی حفاظتی است که با دریافت اطلاعات از تجهیزات اندازه‌گیری، عملکرد مدار را بررسی کرده و در صورت تشخیص خطا، فرمان قطع یا هشدار صادر می‌کند. وظیفه اصلی آن جلوگیری از آسیب به تجهیزات و اطمینان از عملکرد ایمن سیستم برق است.
رله اولیه مستقیماً در کنار تجهیزات عمل می‌کند و حفاظت‌های ساده‌تری ارائه می‌دهد، در حالی که رله ثانویه در تابلوهای کنترلی نصب شده و با اطلاعات ورودی از ترانس‌های اندازه‌گیری کار می‌کند. رله ثانویه معمولاً عملکرد پیچیده‌تر و دقیق‌تری دارد.
انتخاب رله بستگی به نوع حفاظت مورد نیاز (جریان، زمین، دیفرانسیل و…)، ولتاژ کاری، نوع شبکه و امکانات مورد انتظار مانند ارتباط‌پذیری و قابلیت تنظیم دارد. استفاده از برندهای معتبر و رله‌های دیجیتال می‌تواند امکانات بیشتری در اختیار شما قرار دهد.
رله دیجیتال به دلیل دقت بالا، قابلیت تنظیم آسان، ثبت رخدادها و امکان ارتباط با شبکه‌های SCADA نسبت به رله آنالوگ برتری دارد. امروزه بیشتر کاربردهای صنعتی از رله‌های دیجیتال بهره می‌برند.
با استفاده از دستگاه تست رله، می‌توان سیگنال‌های شبیه‌سازی‌شده به رله اعمال کرده و پاسخ آن را بررسی کرد. این کار باید طبق دستورالعمل سازنده و استانداردهای ایمنی انجام شود.
رله ثانویه بخش جدایی‌ناپذیر سیستم‌های حفاظتی در شبکه‌های برق است. شناخت عملکرد، انواع، کاربردها و اصول تنظیم این رله‌ها به طراحان، اپراتورها و مهندسان کمک می‌کند تا ایمنی و پایداری سیستم‌های برق را تضمین کنند. با استفاده از رله‌های دیجیتال مدرن می‌توان امکانات پیشرفته‌تری در مدیریت شبکه فراهم کرد.
در صنایع بزرگ و حساس مانند نفت، گاز و پتروشیمی، موضوع ایمنی و کنترل فرآیندها…
در دنیای اتوماسیون صنعتی، PLC یا همان پی ال سی یکی از مهم‌ترین ابزارهای کنترلی…
تابلو برق ساختمانی یکی از اصلی‌ترین تجهیزات ایمنی و کنترلی در هر ساختمان مسکونی، اداری…
تابلو برق فشار ضعیف یکی از اصلی‌ترین تجهیزات در سیستم‌های توزیع و کنترل برق است…
تابلو برق صنعتی یکی از اصلی‌ترین تجهیزات در صنایع مختلف به شمار می‌رود که وظیفه…
قوس الکتریکی یا همان Arc Flash یکی از پدیده‌های مهم و در عین حال خطرناک…