رله کنترل فرکانس

در انرژی الکتریکی پارامترهای اساسی وجود دارد که در حقیقت رکن‌های این حوزه و صنعت می‌باشند . علاوه بر ولتاژ و جریان که می‌توان گفت اصلی‌ترین کمیت‌های الکتریکی هستند فرکانس نیز از مهم‌ترین و موثرترین عوامل در تولید ، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی است که مقدار و حدود آن بیشترین تاثیر را در زندگی بشری و صنعت دارد . طبق استانداردهای جهانی حدود فرکانس در کشورهای مختلف بسته به سیستم آن کشور متفاوت است . این مقدار در برخی کشورها مانند آمریکا 60 هرتز و در اکثر کشورها مانند ایران 50 هرتز است . اختلال و نوسان در مقدار این کمیت خطرات و خسارات بزرگ و جبران ناپذیری به شبکه و تجهیزات الکتریکی می‌تواند وارد کند . چرا که تمام تجهیزات الکتریکی که در یک سیستم و یک شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند مطابق با فرکانس همان شبکه عمل می‌کنند و هرگونه کاهش یا افزایش فرکانس بیش از حد مجاز به آنها آسیب خواهد رساند و چه بسا می‌تواند موجب متلاشی شدن و فروپاشی شبکه نیز گردد . از این رو نیاز به کنترل و پایش این کمیت همواره در شبکه‌های برق یکی از مهم‌ترین نیازهای امروز است .

رله‌های کنترل فرکانس که به رله‌های فرکانسی نیز معروف هستند با قرار گرفتن در شبکه و مدار هرگونه اختلال و خطای فرکانسی را تشخیص داده و از مدار و شبکه در مقابل خطرات ناشی از این خطاها محافظت می‌کند . در واقع رله‌های کنترل فرکانس نوعی از رله‌های کنترلی و نمایشی هستند که فرکانس شبکه را پایش و از شبکه محافظت می‌کنند . این کنترل عبارت است از اندازه‌گیری لحظه‌ای یا میانگین فرکانس که توسط این رله‌ها انجام شده و در صورت بروز اختلال ، سیگنال قطع شبکه را به بخشی از مدار یا کلیدهای حفاظتی ارسال می‌کند . با این اوصاف می‌توان گفت که حفاظت ایده آل مدار توسط رله کنترل فرکانس وابسته به ارتباط بین این رله با کلیدهای حفاظتی است.

اختلال در مقدار فرکانس شبکه ممکن است در اثر عوامل متعددی رخ دهد . هر گونه تغییر ناگهانی در قسمت بار یا قسمت تولید ممکن است روی فرکانس شبکه تاثیر داشته باشد . برای مثال افزایش یا کاهش ناگهانی بارهای بزرگ یا واحدهای تولیدی بزرگ ، خروج ناگهانی ژنراتور از مدار ، قطع خطوط انتقال و عوامل این چنینی همگی موجب افزایش و اکثرا کاهش فرکانس از حد مجاز می‌شود . با تشخیص این اختلالات توسط رله کنترل فرکانس و ارسال سیگنال به رله‌ها و کلیدهای قطع بار بخشی از بار یا مصرف قطع شده و تعادل در تولید و مصرف برقرار می‌گردد . تغییرات فرکانس اساسا مربوط به شبکه‌های قدرت می‌باشد که در طول مسیر تولید و انتقال رخ می‌دهد و اثرات آن در بخش توزیع یا مصرف نمایان می‌گردد . در سیستم‌ها و واحدهایی که توسط ژنراتورهای داخلی و کوچک تغذیه می‌شوند نیز وجود این رله‌های فرکانسی لازم است .

رله‌های کنترل فرکانس با قرار گرفتن در مدار و با تنظیم مقدار حداقل و حداکثر فرکانس نوسانات فرکانس را در محدوده مشخص شده سنجیده و در صورت بروز خطا با باز شدن تیغه‌های خود تمام یا بخشی از مدار را قطع می‌کند و یا سیگنال قطع مدار را به سایر کلیدهای حفاظتی برای حفاظت بیشتر و ایمن‌تر ارسال می‌کند . مکانیزم عملکرد این رله‌ها به این صورت است که با اندازه‌گیری ولتاژ فاز به فاز یا فاز به نول مقدار فرکانس شبکه را سنجیده و عمل می‌کند . رله‌های کنترل فرکانس معمولا دارای قابلیت تنظیم Over Frequency (حداکثر فرکانس) یا Under Frequency (حداقل فرکانس) هستند . برخی از این رله‌ها دارای تایمر تاخیر در قطع نیز هستند تا در صورت بروز خطا فرصت کافی برای پایدار شدن فرکانس در حد مجاز را بدهد و در صورتی که زمان ناپایداری فرکانس از حد تنظیم شده بیشتر باشد سیگنال قطع را صادر می‌کند . همچنین دارای نشانگرها و چراغ‌هایی جهت مشخص کردن خطا هستند . این رله‌ها معمولا دارای چندین کنتاکت باز و بسته هستند که با استفاده از آنها و طبق نیاز می‌توان عملیات کنترل و حفاظت را مدیریت و اجرا نمود .