رله کنترل فاز و رله کنترل بار - به همراه کلیپ های آموزشی

کاربرد کنترل فاز و اصول سیم کشی

کاربرد کنترل فاز :  کنترل فاز یکی از تجهیزات حفاظتی مورد استفاده در تابلو برق است.

عملکرد این دستگاه به‌صورت الکترونیکی بوده و وظیفه آن حفاظت از تجهیزات در برابر اختلالات شبکه برق می‌باشد.

منظور از اختلالات کاهش / افزایش ولتاژ ، عدم تقارن یا جابه‌جایی فازهاست.

البته در نوع تکفاز آن ، دو فاز شدن شبکه را نیز کنترل می‌کند.

توجـــه ؛ در صورت بروز هر یک از موارد زیر کنترل فاز مدار فرمان را قطع می‌کند:

1. ولتاژ شبکه بالاتر از حد مجاز باشد
2. ولتاژ شبکه پایین‌تر از حد مجاز باشد
3. قطع یکی از فازها ( در ۳فاز)
4. جابجایی فازها ( در ۳فاز)
5. عدم تقارن فازها ( در ۳ فاز)
6. دو فاز شدن ( در تکفاز)
7. وجود شوک‌های ناشی از قطع و وصل متوالی برق

آشنایی با بخش‌های مختلف

بر روی هر کنترل فاز تعدادی ترمینال و چراغ سیگنال (نشانگر LED) به شرح زیر وجود دارد، توجه داشته باشید که ممکن است یک شرکت سازنده در انتخاب نام و یا شماره ترمینال و محل قرارگیری آن‌ها متفاوت عمل کند ولی به‌صورت کلی در این دستگاه با بخش‌های زیر سروکار داریم:

  ترمینال‌های  R , S , T     یا     L1 , L2 , L3   :

ورودی سه فاز برق شبکه را به این ترمینال‌ها وصل می‌کنیم. کنترل فازها در دو مدل بدون نول و نیاز به نول تولید می‌گردند ، با وصل صحیح سیم‌ها، نشانگر تغذیه روشن خواهد شد.

 Sen یا Sensivity :

پیچ تنظیم جهت مشخص نمودن میزان حساسیت دستگاه در زمان مقایسه تقارن فازها می‌باشد ، به‌عبارت‌دیگر توسط آن میزان حساسیت به عدم تقارن فازها تعیین می‌گردد.

  On Delay :

پیچ تنظیم زمان انتظار در مواقعی که خطایی رخ می‌دهد یا مدار برای اولین بار روشن می‌شود.

ترمینال ۱۵ – ورودی فرمان :

به این ترمینال یک ورودی فرمان وارد می‌شود که خروجی آن را می‌توانیم در پایانه‌های ۱۸ و ۱۶ دریافت کنیم ، در واقع این ورودی پایه COM رله داخلی دستگاه است.

 ترمینال ۱۶ – خروجی NO یا نرمال باز :

این خروجی در زمانی که ولتاژ سه فاز هیچ مشکلی نداشته باشند وصل می‌شود که البته در این حالت نشانگر فعال بودن رله نیز روشن است. این ترمینال به کنتاکتور وصل می‌شود.

ترمینال ۱۸ – خروجی NC یا نرمال بسته :

این ترمینال همیشه بسته می‌باشد مگر اینکه چراغ سیگنال REL روشن باشد . در واقع در دو حالت این ترمنیال بسته خواهد بود :

۱- دستگاه خاموش باشد.

۲-خطایی رخ‌داده باشد و رله داخلی قطع کرده باشد. از این ترمینال می‌توان برای مانیتورینگ استفاده کرد و به PLC متصل نمود .

نشانگر خطا :

معمولاً یک یا دو عدد نشانگر خطا روی کنترل فاز وجود دارد که در صورت جابجا شدن دو فاز از سه فاز یا درصورتی‌که که ولتاژ شبکه خارج از محدوده مجاز عملکردی باشد، ضمن قطع رله داخلی، نشانگر خطا روشن خواهد شد.

(محدوده مجاز ولتاژ بین ۳۰۰ تا ۴۴۰ ولت در سه فاز و ۱۸۵ تا ۲۴۰ ولت در تکفاز است)

اصول کار

پس‭ ‬از‭ ‬اتصال‭ ‬فازها‭ ‬به‭ ‬ترمینال‌های‭ ‬R ‭, ‬S ‭,  ‬T‭ ‬(و نول در صورت نیاز) دستگاه‭ ‬شروع‭ ‬به‭ ‬کار‭ ‬می‌کند‭. ‬پس‭ ‬از‭ ‬اتمام‭ ‬زمان تأخیر ‬تنظیم‌شده‭ ‬رله‭ ‬داخلی‭ ‬دستگاه‭ ‬وصل‭ ‬می‌شود‭). ‬اتصال‭ ‬داخلی‭ ‬ترمینال‭ ‬۱۵‭ ‬به‭ ‬۱۸‭ ‬به یکدیگر)

نکته: در صورتی زمان‌سنجی آغاز خواهد شد که وضعیت فازها عادی باشد.
نکته: در صورت بروز خطا، رله خروجی قطع و هر‭ ‬بار‭ ‬پس‭ ‬از‭ ‬برطرف‭ ‬شدن‭ ‬خطا،‭ ‬دستگاه‭ ‬زمان‌سنجی‭ ‬را‭ ‬از صفر آغاز می‌کند..‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
نکته: درصورتی‌که‭ ‬اشکالی‭ )‬مانند‭ ‬افت‭ ‬ولتاژ،‭ ‬قطع‭ ‬یک‌فاز‭ ‬و‭ ‬یا‭ ‬جابجایی‭ ‬فازها‭ ( ‬در‭ ‬شبکه‭ ‬سه‭ ‬فاز‭ ‬پدید‭ ‬آید،‭ ‬رله داخلی قطع‌شده و نشانگر‭ ‬خطا ‬روشن‭ ‬می‌شود( ‬اتصال‭ ‬داخلی‭ ‬ترمینال‭ ‬۱۶‭ ‬به‭ ‬۱۸‭ ‬به یکدیگر)

سیم‌کشی کنترل فاز سه فاز

ازآنجایی‌که‭ ‬رله‭ ‬این دستگاه قدرت قطع وصل  سه فاز را بصورت مستقیم ندارد، لذا نیاز است که از یک کنتاکتور برای این منظور استفاده گردد ، در ادامه با نحوه بستن کنترل فاز با کنتاکتور آشنا خواهید شد.

نقشه کنترل فاز شیوا امواج

کنترل فاز شیوا امواج برای عملکرد تنها نیاز به سه فاز ورودی دارد.

پس از سیم‌کشی نیاز به تنظیم “زمان وصل رله” و ” میزان حساسیت به عدم تقارن فازها” است.

نقشه کنترل فاز برنا الکترونیک

این دستگاه علاوه بر سه فاز ورودی به نول هم نیاز دارد ، در کنترل فاز برنا الکترونیک نیز “ زمان وصل رله ”   و  ”

میزان حساسیت به عدم تقارن فازها ”  قابل تنظیم است. دقت شود که نول تابلو حتماً به نول شبکه وصل باشد.

سیم‌کشی کنترل فاز تکفاز

جهت افزایش امنیت منازل و ادارات و ساختمان‌های تجاری می‌توان از مدل تکفاز در ورودی ساختمان و بعد از کنتور برق استفاده کرد.

این دستگاه دقیقاً مشابه محافظ برق عمل می‌کند و با نصب آن دیگر نیازی به نصب جداگانه محافظ برق برای یخچال، کامپیوتر و …. نخواهد بود.

در شکل زیر مدار کنترل فاز تکفاز شیوا امواج ( محافظ کنتاکتور) را مشاهده می‌نمایید:

کنتــــرل بار

کنترل بــار : وسیله‌ای است که وظیفه دارد، تجهیزات داخل تابلو برق را در برابر جریان اضافه محافظت کند یعنی در صورت ایجاد اضافه‌بار، جریان مدار را قطع می‌کند. از این دستگاه می‌توان به‌عنوان جایگزین بی‌متال در کنترل جریان موتوری نیز استفاده کرد. از آنجایی‌که در خروجی این دستگاه یک رله قرار دارد و در واقع قطع و وصل بودن این رله نشانگر وضعیت شبکه برق است، به آن ” رله کنترل بار” هم می‌گویند.

مقایسه کنترل بار و بی‌متال:

• بی‌متال مستقیماً توسط حرارت خط و به‌صورت مکانیکی عمل می‌کند ولی کنترل بار توسط ترانس جریانی که بر روی هر خط قرار می‌گیرید(ترانس CT)، جریان مدار را می‌خواند و در صورت اضافه‌بار مدار فرمان را قطع می‌کند به این معنی که اساس کار آن الکترونیکی و بسیار دقیق‌تر است .
• حرارت محیط روی بی‌متال تأثیر می‌گذارد و می‌تواند باعث خطا در عملکرد بی‌متال شود ولی عملکرد کنترل بار ارتباطی با حرارت محیط ندارد.

توجـــه : در کلیپ زیر بیشتر با این دستگاه و تفاوت آن با بی‌متال آشنا خواهید شد:

مشخصه و ویژگی‌ها :

1. جایگزین مناسب و مطمئن بیمتال
2. عملکرد الکترونیکی با عمر بسیار زیاد و بدون استھلاک مکانیکی ( برخلاف بی متال)
3. دقیق و مطمئن در تمامی شرایط و عدم وابستگی به دمای محیط ( برخلاف بی متال)
4. قابلیت تنظیم جریان
5. دارای تایمر تاخیر در وصل
6. قابلیت تنظیم تاخیر در قطع
7. دارای دو حالت عملکرد قفل شونده و اتوماتیک
8. نمایش دھنده ی حالت خط قبل از قطع خروجی
9. نوع دیجیتال آن دارای نمایشگر جریان ، نشانگر خطا و نشانگر اضافه‌بار است

توجــه : در تصویر زیر بخش‌های مختلف کنترل بار شیوا امواج را مشاهده می‌کنید:

توجــه : در تصویر زیر بخش‌های مختلف کنترل بار برنا الکترونیک را مشاهده می‌کنید:

طرز کار

رله کنترل بار سه ترانس جریان داخلی داشته که جریان ھر یک از فازها را مانند آمپرمترهای انبری اندازه‌گیری کرده و با جریان تنظیم‌شده توسط کاربر مقایسه می‌کند و در صورت بیشتر شدن جریان ھر خط از مقدار تنظیم‌شده رله خروجی فعال‌شده و مدار را قطع می‌کند. برای زمانی که از این رله برای حفاظت بار موتوری استفاده می‌شود، جهت افزایش دقت عملکرد و کارکرد صحیح، یک پیچ‌تنظیم زمان تأخیر پیش‌بینی‌شده است، تا جریان استارت موتور باعث قطع رله دستگاه نشود.

نحوه ریست کردن

در صورت قطع رله خروجی، باید دستگاه ریست شود. بسته به کارخانه تولیدکننده، معمولا به یکی از سه روش زیر ریست می‌شود:

1. با استفاده از دکمه ریست روی دستگاه
2. با قطع تغذیه دستگاه برای چند ثانیه
3. ریست اتوماتیک، با اتصال دو ترمینال خاص روی دستگاه برای مدتی معین

مثلا در کنترل بار شیوا امواج با فشار دادن همزمان دکمه های + و – یا یکبار قطع و وصل کردن برق تغذیه، دستگاه ریست می شود. در کنترل بار برنا الکترونیک نیز با فشردن کلید RST یا در صورتی‌که ترمینال‌های K1 و K2 به هم متصل باشند، پس از بر طرف شدن خطا و گذشت زمان حدود ۵۰ ثانیه دستگاه به‌صورت خودکار راه‌اندازی می‌شود.

طریقه نصب

این محصول را می‌توان را هم برای مدار تک فاز  و هم سیستم سه فاز استفاده کرد.

کنترل بار سه فاز:

سه سیم حامل جریان فازها را از سه کانال (سه حفره) روی بدنه عبور داده و ترمینال ھای ١۵ و ١۶ را در مدار فرمان کنتاکتور به‌صورت سری قرار دھیم از ترمینال ١٨ می‌توان به‌عنوان سیگنال هشدار، هنگام قطع استفاده کرد ، تغذیه دستگاه نیز به ترمینال مربوطه متصل می‌گردد.

توجه : جریان AC است و جهت ندارد، بنابراین جھت عبور جریان از داخل کانال‌ها تأثیری در کارکرد دستگاه ندارد.

توجــه : در کلیپ زیر با نحوه نصب رله کنترل بار در مدار سه‌فاز آشنا خواهید شد:

کنترل بار تک فاز:

در پروژه‌ای ممکن است که نیاز به نصب کنترل بار برای موتور تکفاز داشته باشید، در کلیپ زیر با نحوه سیم‌کشی در مدار تک‌فاز آشنا خواهید شد.

خطاهای کنترل بار و نحوه عیب‌یابی آن

مدل دیجیتال به‌علت وجود نمایشگر، پارامترهای بیشتری برای نمایش خطا دارند و در این بخش کنترل بار شیوا امواج را برای شرح بهتر انتخاب کرده ایم. لذا موارد مطرح شده زیر مربوط به محصول این شرکت است.

در زمان وجود خطا و قطع رله ، روی نمایشگر پیغام خطا نمایش داده می‌شود و چراغ چشمک‌زن ( یا ثابت) مربوط به خطا روشن می‌شود.

• در صورت قطع رله در اثر افزایش جریان روی نمایشگر پیغام Lod نمایش داده می‌شود و چراغ چشمک‌زن OL روشن می‌گردد.
• در صورت قطع رله در اثر کاهش جریان روی نمایشگر پیغام Unc نمایش داده می‌شود و چراغ چشمک‌زن UL روشن می‌گردد
• در صورت قطع رله در اثر عدم تقارن جریان‌ها روی نمایشگر پیغام Ubc نمایش داده می‌شود و چراغ چشمک‌زن %A روشن می‌گردد.

در صورت وقوع هر یک از حالت‌های بالا، با فشار هم‌زمان کلیدهای + و – یا یک‌بار قطع و وصل تغذیه، دستگاه ریست می‌شود.