جزوه استخدامی رله و حفاظت 

چرا در رله‌های دیستانس برای حفاظت خطوط انتقال فشار قوی، معمولاً از سه زون حفاظتی با زمان‌بندی متفاوت استفاده می‌شود؟

• برای کاهش هزینه‌های نگهداری رله
• برای پوشش خطاهای انتهای خط و ایجاد پشتیبانی (Back-up) برای خطوط مجاور ✅
• برای افزایش سرعت قطع در خطاهای امپدانس بالا
• برای هماهنگی با رله‌های اضافه جریان پایین‌دست

شما به عنوان بهره‌بردار پست، در حین انجام تست ثانویه روی رله حفاظتی عددی با دستگاه Omicron CMC متوجه می‌شوید که رله در جریان ۱۱۰۰ آمپر (تنظیم شده روی ۱۰۰۰ آمپر) عمل نمی‌کند. اولین اقدام صحیح چیست؟

• بررسی صحت اتصالات و ترمینال‌های ورودی جریان به رله و اطمینان از نبود قطعی در مدار CT ✅
• تعویض فیوز رله و راه‌اندازی مجدد آن
• افزایش جریان تزریقی تا ۱۵۰۰ آمپر برای اطمینان از عملکرد
• گزارش خرابی رله به مرکز دیسپاچینگ

در یک شبکه، سه رله اضافه جریان با منحنی IEC بسیار معکوس (EI) به صورت سری نصب شده‌اند. اگر جریان خطا ۵۰۰۰ آمپر باشد و ضریب تایم (TMS) رله اول ۰.۱ و رله دوم ۰.۲ باشد، نسبت زمان عملکرد رله اول به رله دوم (تقریباً) چقدر است؟ (فرض کنید جریان راه‌انداز هر دو یکسان است)

• ۱ به ۱
• ۱ به ۲
• ۱ به ۴ ✅
• ۲ به ۱

بر اساس دستورالعمل هماهنگی حفاظتی توانیر، برای یک فیدر ۲۰ کیلوولت توزیع که دارای رله دیستانس نیست و فقط رله اضافه جریان دارد، کدام یک از موارد زیر در تنظیمات رله الزامی است؟

• واحد لحظه‌ای (Instantaneous) حتماً باید غیرفعال شود.
• باید دارای هر دو واحد زمانی (Time Delay) و لحظه‌ای (Instantaneous) با هماهنگی با فیوزهای پایین‌دست باشد. ✅
• استفاده از واحد جهت‌دار (Directional) برای تمام فیدرهای توزیع اجباری است.
• تنظیمات رله باید به گونه‌ای باشد که هیچ‌گاه واحد لحظه‌ای عمل نکند تا گزینش‌پذیری حفظ شود.

در یک مدار حفاظتی، ترانسفورماتور جریان (CT) با نسبت ۱۰۰۰/۵ و کلاس ۵P۲۰ انتخاب شده است. اگر جریان خطا ۱۸ کیلوآمپر باشد و مقاومت سیم‌ها و بار ثانویه ۲ اهم باشد، کدام گزینه صحیح است؟

• CT در ناحیه خطی کار می‌کند و خطای نسبی کمتر از ۵٪ است.
• احتمال اشباع CT وجود دارد چون جریان خطا بیش از ۲۰ برابر جریان نامی است. ✅
• ولتاژ ثانویه CT از ۱۰۰ ولت تجاوز نمی‌کند.
• عدد ۲۰ نشان‌دهنده حداکثر جریان اولیه بر حسب کیلوآمپر است.

در یک مطالعه هماهنگی حفاظتی، منحنی‌های دو رله به صورت زیر است: رله A در جریان ۸۰۰ آمپر در ۰.۵ ثانیه عمل می‌کند. رله B در جریان ۹۰۰ آمپر در ۰.۸ ثانیه عمل می‌کند. اگر فاصله زمانی قطع (Grading Margin) استاندارد ۰.۳ ثانیه باشد، کدام تحلیل درست است؟

• هماهنگی برقرار نیست چون در جریان ۹۰۰ آمپر، زمان رله A از رله B کمتر است. ✅
• هماهنگی کامل است، چون رله A سریع‌تر عمل کرده است.
• باید جریان رله B را به ۱۰۰۰ آمپر افزایش داد.
• این منحنی‌ها فقط برای خطاهای دور از پست صادق هستند.

در رله دیفرانسیل ترانسفورماتور قدرت، برای جلوگیری از عملکرد نادرست در هنگام برق‌دار شدن ترانس (Inrush Current)، معمولاً از چه المانی استفاده می‌شود؟

• واحد اضافه جریان لحظه‌ای
• واحد جهت‌دار توان
• واحد تشخیص هارمونیک دوم (Second Harmonic Restraint) ✅
• تایمر اضافه (Timer)

شب هنگام در پست برق، رله حفاظتی خط ۶۳ کیلوولت، خطا را تشخیص داده و کلید قدرت SF6 را باز کرده است. با نزدیک شدن به تابلو، صدای شدید نشتی گاز از محفظه کلید به گوش می‌رسد. همکار شما می‌خواهد فوراً برای بررسی علت، درب محفظه را باز کند. بهترین اقدام کدام است؟

• بازکردن درب اکیداً ممنوع؛ باید منطقه را ترک کرده و با رعایت فاصله ایمن، موضوع را به سرپرست پست اطلاع داد. ✅
• کمک به همکار برای باز کردن سریع درب و کاهش فشار گاز
• قطع برق ورودی پست برای ایمن‌سازی محیط
• استفاده از کپسول آتش‌نشانی برای خنثی‌سازی گاز SF6

در جلسه هماهنگی حفاظتی پروژه توسعه نیروگاه، مهندس ارشد اصرار دارد که از تنظیمات محافظه‌کارانه (خیلی مطمئن) استفاده کند که منجر به عملکرد دیرتر رله‌ها می‌شود. شما به عنوان کارشناس حفاظت، چه واکنشی نشان می‌دهید؟

• سکوت کرده و نظر ایشان را بدون بحث می‌پذیرید.
• نظر خود را به صورت کتبی به مدیر پروژه می‌دهید و ادامه نمی‌دهید.
• با ارائه شبیه‌سازی‌های ETAP و محاسبات خطا، نشان می‌دهید که این تنظیمات ممکن است به تجهیزات آسیب زده و گزینش‌پذیری را از بین ببرد. ✅
• جلسه را ترک می‌کنید.

در حین انجام تست ثانویه روی رله، به طور تصادفی مدار PT را اتصال کوتاه می‌کنید. چه اتفاقی می‌افتد و اولین واکنش صحیح چیست؟

• اتصال کوتاه در ثانویه PT می‌تواند به PT آسیب بزند؛ باید سریعاً مدار تست را قطع کنیم. ✅
• اتفاق خاصی نمی‌افتد چون PT منبع جریان نیست.
• فیوز سمت اولیه PT می‌پرد و ولتاژ شبکه قطع می‌شود.
• رله بلافاصله فرمان تریپ صادر می‌کند.

در یک پست ۲۳۰/۶۳ کیلوولت، خطایی روی باس ۶۳ کیلوولت رخ می‌دهد. رله دیفرانسیل باس به درستی عمل کرده و کلیدهای مربوطه را باز می‌کند. اما چند میلی‌ثانیه بعد، رله پشتیبان (Back-up) خط ورودی ۲۳۰ کیلوولت نیز به دلیل جریان خطای عبوری از ترانسفورماتور، فرمان تریپ صادر می‌کند و باعث خاموشی گسترده‌تر می‌شود. این پدیده در حفاظت چه نام دارد و علت اصلی آن چیست؟

• اتصالی (Cross-Country Fault) و علت آن پایین بودن دقت رله دیفرانسیل
• قطع بی‌مورد (Nuissance Trip) و علت آن خطا در تنظیم CTها
• عدم هماهنگی (Miscoordination) یا قطع پشتیبان در منطقه اصلی (Overreach) و علت آن کوتاه بودن زمان عملکرد رله پشتیبان نسبت به رله اصلی ✅
• پدیده دامپینگ (Dumping) و علت آن اشباع CTها

برای حفاظت دیفرانسیل یک ترانسفورماتور قدرت YNd11، دو مجموعه CT در طرفین ترانس نصب شده‌اند. برای جبران اختلاف فاز ایجاد شده توسط گروه برداری ترانس، در رله‌های الکترومکانیکی قدیمی از چه روشی و در رله‌های عددی جدید از چه روشی استفاده می‌شود؟

• قدیمی: استفاده از CT با نسبت دور مختلف / جدید: تنظیم تصحیح زاویه در نرم‌افزار رله
• قدیمی: اتصال ستاره-مثلث سیم‌پیچ‌های ثانویه CT / جدید: تنظیم تصحیح برداری (فاز) در داخل رله ✅
• قدیمی: استفاده از راکتور سری / جدید: استفاده از خازن موازی
• قدیمی: جابجایی فاز به کمک تپ‌چنجر / جدید: استفاده از فیلترهای دیجیتال

در یک شبکه، رله دیستانس زون ۱ روی ۸۰٪ امپدانس خط تنظیم شده است. اگر خطا در ۹۰٪ طول خط رخ دهد، رله زون ۱ این خطا را نمی‌بیند. اما چرا رله‌های مدرن با خطای امپدانس بالا (مانند خطاهای با مقاومت قوس زیاد) در زون ۱ ممکن است دچار مشکل شوند؟

• به دلیل افزایش جریان خطا که باعث اشباع CT می‌شود.
• به دلیل کاهش ولتاژ که باعث عملکرد نادرست واحد Directional می‌شود.
• چون مقاومت قوس (Arc Resistance) باعث می‌شود امپدانس دیده شده توسط رله بیشتر از امپدانس واقعی خط تا نقطه خطا باشد و از زون ۱ خارج شود. ✅
• چون خطاهای امپدانس بالا فقط در زون ۳ قابل تشخیص هستند.