بررسی عملکرد رله سنکرون چک: راهنمای جامع برقی‌ها
رله سنکرون چک (Synchrocheck Relay) یا رله کنترل همزمانی، یک تجهیز حفاظتی و کنترلی در سیستم‌های قدرت است که برای اطمینان از شرایط همزمانی (سنکرونیسم) بین دو منبع ولتاژ متناوب (AC) قبل از اتصال آنها به یکدیگر استفاده می‌شود. این رله نقش حیاتی در جلوگیری از اتصال ناهمزمان (Out-of-Sync Closing) ایستگاه‌ها، ژنراتورها، یا بخش‌های مختلف شبکه برق دارد که می‌تواند منجر به جریان‌های اتصال کوتاه شدید، آسیب به تجهیزات، و ناپایداری سیستم شود.
رله سنکرون چک چیست؟
هماهنگی نادرست منابع الکتریکی می‌تواند اثرات مخربی بر سیستم توزیع برق داشته باشد و منجر به ترانزیت‌های الکتریکی و مکانیکی شود که ممکن است منابع اصلی، ژنراتورها، ترانسفورماتورها و سایر اجزای حیاتی را تخریب کند.
رله‌های سنکرونیسم (sync) برای بررسی این که ولتاژها در دو طرف یک بریکر یا شبکه در رابطه فاز و اندازه مناسب هستند، استفاده می‌شوند. این رله‌ها اجازه عملیات closing را می‌دهند زمانی که هم ولتاژ باس و هم خط تقریباً نرمال، برابر، هم‌فاز و با فرکانس یکسان باشند.
کاربرد اصلی رله سنکرون چک در شرایطی است که نیاز به تأیید هماهنگی قبل از بستن یک بریکر وجود دارد. این موارد شامل موازی کردن یک ژنراتور با یک سیستم، بازسازی یک ارتباط بین دو بخش از یک سیستم برق، و نظارت بر برنامه‌های انتقال سریع باس موتور، برنامه‌های بازبست سریع و غیره می‌شود.
خصوصیات بستن رله سنکرون چک توسط مقدار تنظیم ولتاژ تعیین می‌شود، که معمولاً در محدوده 0 تا ۸۰ ولت تنظیم می‌شود. تنظیم ولتاژ اختلاف کوچکتر، معیارهای هماهنگی محدودتری را فراهم می‌کند.
تنظیم تأخیر زمانی تعیین می‌کند که چه مدت دو منبع باید هماهنگ باشند تا تماس‌های خروجی رله انتقال یابند. تأخیر زمانی تحت تاثیر تنظیم ولتاژ اختلاف قرار دارد و معمولاً در محدوده ۱ تا ۱۵ ثانیه تنظیم می‌شود.
رله‌های سنکرون چک برای اطمینان از یکسان بودن ولتاژ، زاویه فاز، فرکانس و چرخش فاز در دو طرف یک بریکر قبل از بستن آن استفاده می‌شوند. این رله‌ها اطمینان می‌دهند که ولتاژهای باس و خط در تفاوت‌های برنامه‌ریزی شده‌ای از نظر مقدار ولتاژ، زاویه فاز، فرکانس و چرخش فاز قرار دارند.
دستور closing در حالت “غیرهمزمان” می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر سیستم برق داشته باشد و در بدترین حالت ممکن است به تجهیزات آسیب برساند. رله سنکرون چک با ANSI شماره 25 در نقشه‌ها و مدارات نمایش داده می‌شود.
اهداف رله سنکرون چک
هدف اصلی رله سنکرون چک، بررسی سه پارامتر اساسی بین دو منبع ولتاژ پیش از اتصال است:
اختلاف ولتاژ (Voltage Difference):
ولتاژ دو منبع باید تقریباً برابر باشد (معمولاً اختلاف مجاز کمتر از ۵-۱۰٪).
اگر اختلاف ولتاژ زیاد باشد، اتصال باعث جریان‌های گردابی (Circulating Currents) و تبادل توان راکتیو غیرمجاز می‌شود.
اختلاف فرکانس (Frequency Difference):
فرکانس دو منبع باید هماهنگ باشد (حد مجاز معمولاً ±۰.۱ تا ۰.۵ هرتز).
اختلاف فرکانس باعث نوسان توان اکتیو (Power Swing) و استرس مکانیکی در ژنراتورها می‌شود.
هرچه تفاوت ولتاژ بین دو منبع بیشتر باشد، جریان واکنشی بیشتری جریان خواهد داشت. جریان Var باعث گرم شدن غیر ضروری در اجزای اتصال می‌شود. بهتر است که ولتاژ دو منبع تا حد ممکن به مقدار نامی نزدیک باشد تا از جریان واکنشی (Var) جلوگیری شود.
اختلاف زاویه فاز (Phase Angle Difference):
اختلاف زاویه فاز بین دو منبع باید نزدیک به صفر باشد (حداکثر مجاز معمولاً ±۵ تا ۲۰ درجه).
اتصال با اختلاف فاز زیاد، جریان‌های ضربه‌ای (Inrush Currents) خطرناک ایجاد می‌کند.
رله سنکرون چک تنها در صورتی اجازه اتصال مدارشکن (Circuit Breaker) را می‌دهد که این سه شرط بهطور همزمان برقرار باشند.
تحلیل یک سیستم برقی
با وجود رله سنکرون چک
باس کوپلر زمانی می‌تواند وارد مدار شود که یکی از ورودی‌ها یا باسبارها متصل باشند. ورودی ها دیگر هم در صورت قطع باس کوپلر می‌توانند به صورت مستقل مصرف کنندگان را تغذیه کنند.
- یکی از این شرایط این هست که یکی از ورودی‌ها در شرایط نرمال باز (NO) باشد. (دقت کنید که وقتی قرار هست یکی از ورودی‌ها باز باشد نباید توسط خطا یا اتصال کوتاه باز شده باشد. اگر این اتفاق رخ دهد، باس کوپلر این خطا را تششخیص می‌دهد و ورودی دیگر هم دچار اختلال می‌شود.)
- رله ورودی A هیچ خطایی را تشخیص ندهد.
- کلید ورودی B بسته باشد.
- رله ورودی B هیچ خطایی را تشخیص ندهد.
- رله آندر ولتاژ (که با انسی کد 27 نمایش داده می‌شود) هیچ اضافه ولتاژی را تشخیص ندهد.
در صورت نبود هیچ خطا از خطاهای بالا که بیان شد. از دستور A تو برو C تو بیا، استفاده می‌شود. یعنی ابتدا باید بریکر A باشد، سپس بریکر کوپلر وارد مدار شود. منطق استفاده از این سیستم 2 از 3 هست یعنی در حالت نرمال 2 تا از بریکرها می‌توانند باهم وارد مدار شوند. همانطور که در بالا خواندید، در صورت وصل سه بریکر که زمان بسیار کوتاهی هست، از رله سنکرون چک استفاده می‌شود. در این صورت بارها و مصرف کنندگان از مدار خارج نمی‌شوند.
در شرایط عادی فقط اجازه وصل دو کلید از سه کلید را در مدار داریم. فقط زمانی سه کلید با هم متصل می‌شوند(در زمان بسیار کوتاه) که شرایط سنکرون باشند. که با استفاده از رله سنکرون چک ( که با انسی کد 25 نمایش داده می‌شود) صورت می‌گیرد. رله سنکرون چک ابتدا مقادیر دو ورودی را چک می‌کند. در صورت نبود خطا باس Bus coupler را متصل می‌کند.
