رله کنترل فاز

رله کنترل فاز چیست؟

رله کنترل فاز یکی از تجهیزات حفاظتی در صنعت برق است که برای محافظت از مدارهای سه فاز در برابر افزایش و کاهش ولتاژ، عدم تقارن فاز، خرابی فاز و دیگر اختلالات جریان ورودی استفاده می‌شود.

رله کنترل فاز با نام رله خرابی فاز یا رله مانیتورینگ فاز نیز شناخته می‌شود که شامل مدل‌های مختلف با ظرفیت پذیرش ولتاژ و جریان گسترده و کاربردهای گوناگونی هستند. با نصب رله کنترل فاز در مدار می‌توان از تجهیزات الکتریکی به خصوص موتورهای الکتریکی در برابر آسیب‌هایی که ممکن است در اثر اختلالات فاز انجام شود، جلوگیری کرد.

با توجه به این موضوع که هر کنترل فاز شامل حداقل یک رله‌ی خروجی است، می‌توان به آن یک آژیر یا آلارم متصل کرد تا اپراتور متوجه خطای سیستمی شود.

در ادامه به بررسی کامل این محصول می‌پردازیم.

رله چیست؟

پیش از هرچیز بهتر است با تعریف کلی رله آشنا شویم. رله‌ یکی از پرکاربردترین تجهیزات سوئیچینگ در صنعت برق است که شامل مدل‌های مختلفی از جمله رله جامد، رله کنترل فاز، رله الکترومکانیکال، رله ضربه‌ای، رله محافظ موتور و رله بی‌متال هستند.

هر رله شامل تعداد مشخصی کنتاکت NO و NC است که هر یک از آن‌ها می‌توانند پالس مشخصی تولید کنند. رله‌ها می‌توانند به صورت مستقیم یا غیر مستقیم اقدام به قطع و وصل جریان ورودی به مدار کنند.

اجزای رله کنترل فاز

• ترمینال‌های ورودی سیم فاز

هر رله کنترل فاز شامل سه ترمینال برای فازهای ورودی و یک ترمینال برای نول است. این ترمینال‌ها با نام L1، L2 و L3 یا R، S و T مشخص می‌شوند.

گفتنی‌ست که برخی مدل‌های کنترل فاز (همانند تصویر بالا) تنها سه ترمینال ورودی دارند و برای عملکرد نیازی به سیم نول ندارند.

• پیچ‌های تنظیم

کنترل فازها شامل چند پیچ یا ولوم تنظیم هستند که هر یک کاربرد به خصوصی دارند.

ولوم تنظیم درصد حساسیت عدم تقارن فازها: این پتانسیومتر که با نام اختصاری Asym نمایش داده می‌شود، برای تنظیم میزان حساسیت رله بر اساس درصد یا ولتاژ مشخص استفاده می‌شود.

ولوم تنظیم زمان وصل رله: پتانسیومتر تاخیر در وصل برای تنظیم مدت زمانی‌ است که رله کنتاکت‌های باز رله پس از اتصال برق، جذب می‌شوند.

• رله

همانطور که گفته شد، هر کنترل فاز شامل یک رله است. این رله متناسب با نوع کنترل فاز می‌تواند از تعداد مشخصی کنتاکت NO و NC تشکیل شده باشد.

• چراغ‌های هشداردهنده

بر روی بدنه‌ی کنترل فازها، تعدادی لامپ LED تعبیه می‌شود که هریک نشان‌دهنده ویژگی خاصی در رله هستند.

لامپ AC که معمولا سبز رنگ است، نشان‌دهنده‌ی وجود برق برق در سیم‌های ورودی است. بنابراین این چراغ در زمان‌های نبود انرژی الکتریکی خاموش می‌شود.

لامپ REL که معمولا رنگ زردی دارد به کنتاکت همیشه بسته رله (NC)  متصل است. این کنتاکت تنها در صورتی باز شده و لامپ REL خاموش می‌شود که 1. مشکلی در مدار پیش آمده باشد و رله کنترل فاز قطع کرده باشد. 2. برق ورودی به رله قطع باشد.

لامپ خطا که با نام F یا FAULT نمایش داده می‌شود، در زمان‌هایی که در شبکه اختلالاتی همچون افزایش یا کاهش ولتاژ وجود داشته باشد روشن می‌شود. بنابراین در حالت عادی، این لامپ باید خاموش باشد.

دیگر لامپ قرمز رنگ در کنترل فاز که با علامت اختصاری P نمایش داده می‌شود، به تقارن و ترتیب فازها مربوط است و در صورتی که مشکلی در فازها وجود داشته باشد، لامپ P بلافاصله روشن می‌شود.

• بدنه

بدنه رله کنترل فاز که کلیه اجزای داخلی درون آن قرار می‌گیرند معمولا از پلاستیک فشرده یا پلی‌استر ساخته می‌شود و بر اساس سطح عایقی دستگاه می‌تواند شامل درجه‌ی متفاوتی از نفوذ ناپذیری ( IP های متفاوت) باشد.

رله کنترل فاز چگونه کار می‌کند؟

همانطور در قسمت بالا گفته شد، سیم‌های فاز و نول شبکه به ترمینال‌های ورودی متصل می‌شوند. پس از این اتصال، کنترل فاز اصطلاحا فعال شده و کنتاکت‌های همیشه باز رله (NO) جذب می‌شوند.

از طرفی خروجی کنتاکت‌های باز رله با بوبین کنتاکتور به صورت سری متصل می‌شود.

در زمانی که اختلالی همچون عدم تعادل فاز در برق ورودی ایجاد شود، رله کنترل فاز این خطا را تشخیص داده و رله اصلی بسته می‌شود. در نتیجه بوبین کنتاکتور تحریک شده و برق ورودی به مدار یا مصرف کننده قطع می‌شود.

همانطور که گفته شد، رله تعادل فاز به یک ولوم حساسیت در برابر عدم تقارن فاز مجهز است و ما می‌توانیم درجه حساسیت را روی درصد مشخصی تنظیم کنیم. به عنوان مثال اگر میزان حساسیت را روی 10 درصد تنظیم کنیم و ولتاژ کلی مدار 400 ولت باشد، اگر اختلاف ولتاژ بین فازها از 40 ولت عبور می‌کند، رله قطع می‌شود.

مزایای رله کنترل فاز

• محافظت از تجهیزات در برابر خطای شبکه
• افزایش طول عمر تجهیزات
• قیمت مناسب
• عمر مکانیکی بالا
• عملکرد سریع
• جلوگیری از آسیب‌های احتمالی به مدار
• دارای تنظیمات تاخیر در قطع و وصل

کاربردهای رله کنترل فاز

• استفاده به عنوان محافظ لوازم خانگی در برابر افزایش و کاهش ولتاژ (نوع تکفاز)
• محافظت از الکتروموتور در برابر نوسانات برق
• جلوگیری از عملکرد معکوس موتور در پمپ‌ها
• جلوگیری از گرم شدن بیش از حد موتور و تجهیزات
• اطلاع رسانی به اپراتور درباره‌ی وضعیت شبکه برق

انواع رله کنترل فاز

همانطور که گفته شد، رله کنترل فاز شامل مدل‌های مختلفی است که هر یک خاصیت حفاظتی متفاوتی دارند. در ادامه به بررسی دقیق این مدل‌ها می‌پردازیم.

رله کنترل ولتاژ

یکی از عوامل مهم آسیب زننده به لوازم الکتریکی و مدارهای برق، کاهش یا افزایش ولتاژ است. افزایش ولتاژ که معمولا با گرما همراه است، باعث بالارفتن دمای مدار یا موتور الکتریکی شده و در نهایت موجب سوختن تجهیزات می‌شود. از طرفی افت ولتاژ نیز باعث آسیب رسیدن به لوازم الکتریکی، لوازم خانگی و موتورهای الکتریکی می‌شود. همچنین افت ولتاژ می‌تواند باعث عدم کارکرد صحیح کنتاکتور شود.

محافظ لوازم الکتریکی یکی از راه‌های جلوگیری از آسیب دیدن تجهیزات در برابر نوسان ولتاژ است که در صورت نصب رله پایش ولتاژ تکفاز دیگر نیازی به استفاده از محافظ نخواهد بود.

رله توالی فاز

تشخیص توالی فاز شاید مهمترین کاربرد کنترل فاز باشد و به همین علت به این رله در زبان انگلیسی Phase Sequence Sensors گفته می‌‌شود. همانطور که در مطلب موتورهای الکتریکی سه فاز گفتیم، برای تغییر جهت گردش الکتروموتور سه فاز (از چپ گرد به راست گرد یا بالعکس) می‌توان از جابجایی فازها (R، S و T) استفاده کرد. اما در صورتی که این فازها در توالی درستی قرار نگیرند، می‌توانند به موتور الکتریکی آسیب زده و باعث برعکس کار کردن آن شود.

به عنوان مثال یک پمپ صنعتی که فازها با توالی درستی به آن وارد نشده‌اند، ممکن است برعکس کار کرده و آب را به داخل موتور بکشد. در مثالی دیگر یک هواکش صنعتی رستوران که باید هوای داخل رستوران را به  سمت بیرون مکش کند، هوای بیرون را به سمت داخل مکش می‌کند.

رله کنترل فاز به صورت دائمی بر توالی فازها نظارت کرده و از موتور در برابر مشکلات احتمالی محافظت می‌کند.

رله خرابی فاز

در هر شبکه‌ی برق رسانی ممکن است که یک یا چند فاز دچار مشکل شوند. مشکلاتی که ممکن است ناشی از عواملی مانند (قطعی کابل‌های انتقال برق)، (خرابی ترانسفورماتور)، (سوختن فیوز هر یک از فازهای ورودی) و غیره باشند. در این‌صورت، سیستم، تک فاز یا دو فاز شده و این عامل می‌تواند موجب از کار افتادن موتور الکتریکی شود.

موتورهای الکتریکی در این شرایط راه‌اندازی نمی‌شوند اما جریان بسیار بالایی به آن‌ها وارد شده که می‌تواند در مدت زمان بسیار کوتاه باعث سوختگی سیم پیچی موتور و دیگر تجهیزات ‌شود.

در این شرایط کنترل فاز، به محض تشخیص خرابی فازها، بوبین کنتاکتور را تحریک کرده و برق هر سه فاز ورودی قطع می‌شود.

رله تعادل فاز

مشکل عدم تعادل فازها در اکثر سیستم‌های برق رسانی سه فاز امکان پذیر است. عدم تعادل فاز موجب شود تا ولتاژ کلی منبع (به عنوان مثال 380 ولت) به طور مساوی بین سه فاز تقسیم نشود. این موضوع در موتورهای الکتریکی باعث تبدیل بخش قابل توجهی از انرژی به توان راکتیو و هدر رفتن آن می‌شود.

از طرفی، همانند مشکل خرابی فاز، باعث افزایش حرارت در موتور شده و عمر تجهیزات را کاهش می‌دهد. به این مشکل عدم تقارن فازها نیز گفته می‌شود.

همانطور که در بخش اجزای کنترل فاز گفته شد، یکی از پتانسومترهای تعبیه شده روی این رله، مربوط به درصد حساسیت عدم تقارن فازها است. به این ترتیب با استفاده از کنترل فاز می‌توان با تعیین درصد مورد نظر، از عدم تقارن فازها بیش از مقدار مشخصی جلوگیری کرد.

رله کنترل فاز تکفاز

در گذشته رله‌های کنترل فاز فقط برای استفاده در مدارهای سه فاز طراحی می‌شدند، اما امروزه برخی شرکت‌ها، کنترل فاز تکفاز نیز تولید کرده‌اند. به عنوان مثال رله‌ای که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید، یک رله کنترل فاز تکفاز ساخت کمپانی اشنایدر است.

این رله‌ها برای محافظت از لوازم خانگی در برابر نوسان ولتاژ نیز مناسب هستند و با حذف چندین محافظ برق خانگی، صرفه‌ی اقتصادی مناسبی دارند.

کنترل فاز دیجیتال

کنترل فازهای دیجیتال نسخه پیشرفته کنترل فازهای معمولی هستند که به یک نمایشگر مجهز بوده و امکان نظارت بر ویژگی‌های برق ورودی را فراهم می‌کنند. به عنوان مثال کنترل فازی که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید، یک کنترل فاز دیجیتال ساخت شرکت شیوا امواج است که از قیمت مناسبی نیز بهره‌مند است.

از مزایای سوپر کنترل فاز دیجیتال شیوا امواج می‌توان به محافظت از مدار در برابر (افزایش و کاهش ولتاژ)، (عدم تعادل و تقارن فازها)، (خرابی فاز)، (مجهز بودن به سه چراغ نشانگر) و داشتن دو رله خروجی با جریان 10A اشاره کرد.

خرید رله کنترل فاز مناسب

همانطور که در بخش بالا ملاحظه فرمودید، رله‌های کنترل فاز شامل چندین نوع متفاوت هستند. اما این بدین معنا نیست که برای بهره‌مندی از هرویژگی باید یک رله‌ی جداگانه تهیه کنید، زیرا امروزه رله‌های کنترل فاز ترکیبی نیز توسط کمپانی‌های معتبر تولید می‌شوند.

برای خرید رله کنترل فاز مناسب، پس از انتخاب نوع حفاظت مورد نظر، نکات دیگری وجود دارند که به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

• سه فاز یا تکفاز بودن
• تاخیر زمانی سوئیچینگ
• حداقل و حداکثر جریان سوئیچینگ
• حداقل و حداکثر ولتاژ سوئیچینگ
• جریان نامی
• محدوده ولتاژ
• عمر مکانیکی
• عمر الکتریکی
• سطح عایقی (IP)
• فرکانس کار

قیمت رله کنترل فاز

به طور کلی، رله کنترل فاز تجهیز گرانی محسوب نمی‌شود، به خصوص که در حال حاضر توسط برخی شرکت‌های داخلی مانند الکترو کاوه و شیوا امواج نیز تولید می‌شود. در بین انواع مدل‌ها، رله کنترل فازی که همه‌ی سطوح حفاظتی از جمله (افت و افزایش ولتاژ، تعادل فاز، خرابی فاز، توالی فاز) را شامل شود، قیمت بالاتری دارد. از طرفی رله‌های کنترل فاز دیجیتال جز گرانترین نوع این محصولات هستند.

علاوه بر همه موارد گفته شده، تعداد کنتاکت‌های NO و NC، جریان و ولتاژ نامی، حداکثر جریان سوئیچینگ، سرعت سوئیچینگ، عمر مکانیکی و کمپانی سازنده در قیمت رله کنترل فاز تاثیر گذارند.

برای بررسی دقیق‌تر قیمت این محصول می‌توانید صفحه رله کنترل فاز سایت دامون را بررسی کنید. شرکت مهندسی طرح و ساخت دامون طیف وسیعی از رله های کنترل فاز را با قیمت مناسب و ضمانت بازگشت وجه تا هفت رو به مشتریان خود ارائه می‌دهد.