الريلايهات ووظيفتها وأهم أنواعها المستخدمة

  • الريلايهات ووظيفتها وأهم أنواعها المستخدمة

    الريلايهات ووظيفتها وأهم أنواعها المستخدمة
    الريلايهات ووظيفتها وأهم أنواعها المستخدمة

الريلاي الدينامومتري

التركيب

يتركب هذا النوع من ملفين ثابتين يحملان التيار المراد التحكم فيه أو نسبة منه، ويوصل كل منهم على التوالي ثم على التوالي أو التوازي مع الملف المتحرك وهذه الملفات من النوع الهوائي بدون قلب وذلك لتجنب المعاوقة المغناطيسية للتيار المتردد والفقد في التيارت الإعصارية وأخطاء محتملة أخرى. وعزم الحركة يعتمد على كفاءة الملفين الثابتين والملف المتحرك. ويتناسب عزم الحركة مع مربع التيار المار بالملفات. وعلى ذلك يستعمل الريلاي الدينامومتري عندما يلزم تطبيق قانون التربيع للتيار

نظرية العمل

يركب عدد 2 باي لولبي حاكم للحركة ولتوصيل التيار للملف المتحرك. وعادة يستعمل مكبس صغير لخمد عزم الحركة. ويمكن توصيل مقاومة عادية بالتوالي مع الجهاز لتقليل حجم أجزائه الداخلية يثبت مؤشر القياس المصنوع من مادة عازلة على الملف المتحرك وكذلك يثبت حافظة نحاسية تعمل على توصيل دائرة فصل التيار عند وصول التيار إلى القيمة المقننة.

مميزات الجهاز

  • يكون الجهاز حساسا لأي زيادة في التيار.
  • لا يعتمد على قيمة التردد.

الريلاي الفرقي أو التفاضلي

إن أساس الريلاي الفرقي هو المقارنة بين قيم وزاوية الوجه لتيارات تدخل وتخرج من النظام المطلوب حمايته. ويستخدم لهذا الغرض محولان للتيار ctl:ct2 لهما نفس نسبة التحويل يوضعان عند كل من نهايتي النظام وقايته وتوصل الملفات الثانوية لهذه المحولات على التوزاي ثم توصل بالريلاي الفرقي.

فإذا فرضنا أن التيارات في الملفاات الثانوية لمحولات التيار هي Ic1.Ic2 ففي حالة عدم وجود خطأ فإن هذه التيارات تتساوى في القيمة وزاوية الوجه. ويمكن التيار المار في دائرة الريلاي Ir يساوي صفر (وهو محصلة Ic.Ic2).

في حالة حدوث خطأ فإن قيم التيارات في الملفات الثانوية لمحولات التيار تختلف في القيمة وزاوية الوجه. فإذا فرضنا أن Ic1 أكبر من Ic2 فإنه يمر تيار في دائرة الريلاي مقداره  Ir=Ic1 – Ic2

وبالتالي فإن الريلاي يعمل مكملا دائرة ملف القاطع

الاستخدام

يستخدم الريلاي الفرقي لوقاية كل من المولدات، المحولات، خطوط نقل القدرة… الخ

استخدام الريلاي الفرقي لحماية المولدات

شكل 1

يوضح (الشكل رقم 1) طريقة حماية المولد باستخدام الريلاي الفرقي، حيث ستخدم مجموعتين من محولات التيار التي تتصل بالريلهات، وفي الأحوال العادية فإن التيارات عند نهاية ملفات المولد تكون متساوية وبالتالي لا يمر تيار داخل بالريلهات.

عند حدوث خطأ اتصال بالأرض لأحد ملفات المولد أو خطأ بين الأوجه فإن يمر تيار داخل الريلاي يساوي الفرق بين التيارين على تشغيل الريلهات وهذه بدورها تعمل على تشغيل قاطع الدائرة الذي يقوم بفصل المولد عن الشبكة.

استخدام الريلاي الفرقي لحماية المحولات:

يمكن استعمال الريلاي الفرقي أيضا لحماية المحولات الثلاثية الأوجه كما في (شكل رقم 2) حيث يوصل كل من ملفات المحول الابتدائية والثانوية محولات تيار متماثلة بحيث يكون تيارها متساوي في الأحوال العادية. ولكن عند حدوث خطأ مثل اتصال أحد الملفات بالأرض أو حدوث قصر بين ملفات الوجه الواحد أو قصر بين ملفات الأوجه فإن التيارات المارة في الملفات الابتدائية لمحولات التيار تختلف في قيمتها وبالتالي فإن التيارات المارة في الملفات الثانوية تختلف هي الأخرى في قيمتها وبالتالي فإن الريلاي يعمل مكملا دائرة قاطع الدائرة الذي يقوم بفصل المحول عن الشبكة. ويجب ملاحظة أنه إذا كان الملف الابتدائي لمحول القدرة موصلا نجم مثلا فإن الملف الثانوي لمحول التيار موصل دلتا. وإذا كان الملف الثانوي لمحول التيار يوصل نجم والعكس صحيح.

ريلاي الوقاية من التسرب الأرضي في الكابلات الكهربية

الريلايهات ووظيفتها وأهم أنواعها المستخدمة
الريلايهات ووظيفتها وأهم أنواعها المستخدمة

يسمى بالخطأ الأرضي إذا كان مسار رجوع تيار الخطأ هو الأرض.

والسبب الرئيسي الذي يؤدي إلى حدوث خطأ أرضي هو انهيار المواد العازلة. وتحدث للأسباب الآتية:

جهود تشغيل عالية أو جهود عابرة عالية.

تلف المادة العازلة نتيجة أعمال الصفر أو خطأ في عملية التركيب.

تدهور المادة العازلة نتيجة التقادم أو التلوث الجوي.

التركيب

يستخدم محول تيار له قلب مغناطيسي حلقي الشكل يركب على الكابل. وحوله ملف ثانوي واحد يوصل بريلاي، ويمكن القول بأن الكابل نفسه هو الملف الابتدائي لمحول التيار.

نظرية العمل وفي ظروف التشغيل العادية أو عند حدوث قصر بين الأوجه الثلاثة للكابل مساويا للصفر وبالتالي لا ينشأ تدفق مغناطيسي حول الكابل ولا يعمل ملف الريلاي.

أما عند حدوث اتصال لأحد الأوجه مع الأرض فإن تماثل التيارات في الكابل يختل وبذلك ينشأ حول الكابل تدفق مغناطيسي ينتقل إلى قلب المحول. وهذا التدفق يؤدي إلى تولد قوة دافعة كهربية في الملف الثانوي للمحول فيمر تيار خلال ملف الريلاي.

المميزات يمتاز هذا النوع من المحولات بحساسية عاليه حتى أنه يمكنه أن يكتشف تيارات صغيرة في حدود الملي أمبير.

قاطع الدائرة للجهد المنخفض

تركب قواطع الدائرة لكي تقوم بقفل وفتح الدوائر الكهربية في حالات التشغيل العادية، وهي إما أن تعمل يدويا أو أتوماتيكيا، وفي حالة حدوث خطأ (قصر أو زيادة في الحمل) فإنها تقوم بفتح الدائرة بطريقة أتوماتيكية ويعاد تشغيلها يدويا، ويتحكم في تشغيل القواطع الريلهات.

ويتعرض القاطع سواء عند الوصل أو الفصل إلى مرور تيار قصر يتوقف مقداره على الجهد ومحصلة المعوقات الموجودة بين القاطع والمنبع لذلك يجب على القاطع أن يتحمل أقصى تيار قصر يتعرض له بلحظة الفصل أو الوصل، كما يجب أن يتحمل الشرارة الناتجة من إحدى العمليتين.

ويمكن إطفاء الشرارة التي يتعرض لها قاطع الجهد المنخفض بإحدى طريقتين:

أولًا: زيادة المسافة بين الملامسات الثابتة والمتحركة.

ثانيا: تقطيع الشرارة إلى أجزاء صغيرة.

التركيب: يتركب قاطع الدائرة ذو الجهد المنخفض من فاصل حراري وآخر مغناطيسي بحيث يعمل كل منهما منفصلا عن الآخر، حيث يعمل الفاصل الحراري في حالة زيادة الحمل فيدفع زر التشغيل للخارج، ويعاد تشغيل القاطع عن طريق الضغط عليه للداخل، ويعمل الفاصل المغناطيسي في حالة القصر حيث يعمل على فصل الملامس المتحرك عن الملامسات الثابتة فيدفع أيضا زر التشغيل للخارج، هذا بالإضافة إلى أطراف توصيل القاطع بالدائرة المطلوب حمايتها، ومحدد القوس الذي يقوم بتقطيع الشرارة التي تحدث إلى أجزاء صغيرة وبالتالي يمكن إطفاؤها.

ريلاي بوخلز

وقد سمى بهذا الاسم نسبة إلى مخترعه بوخلز، ويستخدم لحماية محولات القدرة، فمن المعروف أن محولات القدرة هي أجهزة صالحة للعمل لسنوات طويلة إذا ما توفرت لها حماية كافية ضد أخطاء القصر وزيادة الحمل، ويركب ريلاي بوخلز داخل ماسورة تتصل بين وعاء المحول وخزان تمدد الزيت الموجود أعلى المحرك كما في (شكل رقم 3) التركيب

الريلايهات ووظيفتها وأهم أنواعها المستخدمة
الريلايهات ووظيفتها وأهم أنواعها المستخدمة

يتركب ريلاي بوخلز في( شكل رقم4) من جسم معدني 1 بداخله أسطوانات معدنية متحركة ملحومة بإحكام وعوامتان3, 5 ومثبت على العوامات دوارق زجاجية صغيرة مركب فيها ملامسات ومعبأة بقليل من الزئبق، والعوامتان أحدها أسفل حسم الريلاي، والأخرى أعلاه.

نظرية العمل نظام العمل الطبيعي يكون جسم الريلاي مملوء بزيت المحولات والعوامتان (3. 5) مرفوعتان والملامسات (4. 9) في الدوارق مفصولان وعند حدوث عطل بسيط داخل المحول فإن الزيت يتبخر بكمية قليلة وينتشر في أعلى جسم الريلاي فينخفض مستوى الزيت في الريلاي وتهبط العوامة العليا وينسكب الزئبق في دورق العوامة ويقوم بتوصيل ملامسات دائرة الإنذار فيدق جرس للتنبيه إلى وجود خطأ.

عند حدوث قصر داخل المحول فإن الزيت يتبخر بكمية كبيرة ويندفع الزيت من خزان المحول إلى خزان تمدد الزيت فتسقط العوامة السفلي ويقوم الزئبق في دورق العوامة السفلي بغلق دائرة الفصل حيث يقوم القاطع بفصل المحول عن الشبكة (شكل رقم 5) ويحدث تشغيل الريلاي أيضا عند انخفاض مستوى الزيت في خزان المحول حيث يؤدي هذا إلى تصريف الزيت من ريلاي.

كما يوجد بجهاز بوخلز فتحة زجاجية (2) لرؤية الغاز المتكون ومن لونه يمكن معرفة نوع الخطأ، فاللون الأبيض يدل على اختراق ورق واللون الأصفر يدل على إحتراق خشب واللون الأسود يدل على تحلل الزيت.

وفي أعلى الجهاز يوجد صنبور صغير لإخراج الغاز عند اللزوم (10) (شكل رقم4)

الاستخدام

يستخدم ريلاي بوخلز لإرسال إشارة إنذار وفصل المحول عند حدوث أعطال داخلية به تسببب سخونة المحول والتي تسبب تحلل الزيت او الخشب أو العازل، وهذه الأعطال تحدث نتيجة حدوث قصر بين الأوجه أو تلامس الملفات أو اختراق الصلب المغناطيسي وغيرهما.

الريلايهات ووظيفتها وأهم أنواعها المستخدمة
الريلايهات ووظيفتها وأهم أنواعها المستخدمة