نقشه کنترل فاز و رله کنترل فاز یکی از ارزان‌ترین و در عین حال مهم‌ترین تجهیزات حفاظتی در تابلو برق است؛ اما بیشتر خطاهای مربوط به آن از اشتباه در سیم‌کشی و تنظیم ناشی می‌شود. اگر شما هم می‌خواهید بدانید رله کنترل فاز را چطور به کنتاکتور و مدار فرمان وصل کنید، نقشه کنترل فاز درست چه شکلی است و تنظیمات روی دستگاه را چگونه انجام دهید، این مقاله مناسب شماست. در ادامه نقشه کنترل فاز سه‌فاز و تک‌فاز را مرحله‌به‌مرحله بررسی می‌کنیم و خطاهای رایج را توضیح می‌دهیم.
پیش‌نیاز خواندن نقشه کنترل فاز
پیش از رفتن سراغ نقشه کنترل فاز، باید بدانید این رله چه کاری انجام می‌دهد. رله کنترل فاز ولتاژ شبکه را زیر نظر دارد و در صورت بروز مشکل، با باز کردن کنتاکت خروجی، مصرف‌کننده را از مدار خارج می‌کند. شرح کامل ساختار و انواع آن در مقاله کنترل فاز تک‌فاز و سه‌فاز چیست آمده است؛ در اینجا تمرکز ما روی نقشه کنترل فاز و اجرای عملی آن است.
مشکلاتی که رله کنترل فاز تشخیص می‌دهد عبارت‌اند از:
- قطع یکی از فازها (Phase Loss)
- ترتیب نادرست فازها (Phase Sequence)
- افت یا افزایش ولتاژ (Under/Over Voltage)
- عدم تقارن ولتاژ بین فازها (Asymmetry)
- قطع نول در برخی مدل‌ها
پایه‌های رله کنترل فاز سه‌فاز
در بیشتر رله‌های کنترل فاز، ترمینال‌ها به دو بخش تقسیم می‌شوند و شناخت آن‌ها اولین گام برای خواندن نقشه کنترل فاز است:
- ورودی‌ها (L1 و L2 و L3): سه فاز شبکه که باید قبل از کنتاکتور برداشته شوند. در بعضی مدل‌ها ترمینال نول (N) هم وجود دارد.
- خروجی رله: معمولاً یک کنتاکت تبدیلی (SPDT) با ترمینال‌های ۱۵ و ۱۶ و ۱۸ یا A1 و A2. در حالت عادی ۱۵ و ۱۸ بسته می‌شوند و پس از خطا ۱۵ و ۱۶.
- تنظیمات روی پنل: ولتاژ نامی، درصد عدم تقارن و زمان تأخیر.
همیشه برچسب پایه‌ها را از روی دستگاه بخوانید، چون نقشه کنترل فاز بسته به مدل و سازنده اندکی تفاوت دارد.
نقشه کنترل فاز سه‌فاز با کنتاکتور
رایج‌ترین کاربرد رله کنترل فاز، حفاظت یک الکتروموتور سه‌فاز است و بیشتر نقشه کنترل فاز منتشرشده برای همین کاربرد ترسیم شده‌اند. نقشه کنترل فاز در این حالت شامل مدار قدرت و مدار فرمان است.
مدار قدرت
در مدار قدرت، فازهای ورودی پس از کلید اصلی و فیوز یا کلید مینیاتوری به کنتاکتور و سپس رله حرارتی و موتور وصل می‌شوند. ورودی رله کنترل فاز هم از همان سه فاز، قبل از کنتاکتور، تغذیه می‌شود تا حتی وقتی موتور خاموش است، شبکه را بررسی کند.
L1 ──┬──[Fuse/MCB]──┬──[Contactor K1]──[Thermal]── U ┐
L2 ──┼──[Fuse/MCB]──┼──[Contactor K1]──[Thermal]── V ├─ Motor
L3 ──┼──[Fuse/MCB]──┼──[Contactor K1]──[Thermal]── W ┘
│ │
└──────────────┴──► L1, L2, L3 (Phase Monitoring Relay)
در این بخش از نقشه کنترل فاز، رله بدون بار و با جریان بسیار کم از شبکه تغذیه می‌شود، بنابراین فیوز کوچک (مثلاً ۲ تا ۶ آمپر) برای محافظت از ورودی کافی است. برای انتخاب کلید و فیوز، مقاله کلید مینیاتوری چیست را بخوانید.
مدار فرمان
مدار فرمان قلب نقشه کنترل فاز است. کنتاکت خروجی رله کنترل فاز به‌صورت سری در مسیر بوبین کنتاکتور قرار می‌گیرد. اگر رله خطا تشخیص دهد، کنتاکت باز می‌شود و بوبین کنتاکتور قطع می‌شود. ترتیب قرارگیری عناصر معمولاً چنین است:
Phase ──[Stop NC]──[Start NO]──[PMR contact 15-18]──[Overload 95-96]──[Coil K1 A1-A2]── Neutral
│
[K1 aux NO] (self-hold)
در این نقشه کنترل فاز تا زمانی که شبکه سالم باشد، کنتاکت ۱۵-۱۸ بسته است و با زدن استارت، کنتاکتور وصل می‌شود و با کنتاکت کمکی خود نگه داشته می‌شود. به محض بروز خطا، رله کنترل فاز کنتاکت را باز می‌کند و کنتاکتور رها می‌شود. برای فهم بهتر اجزا، مقاله‌های کنتاکتور چیست و رله چیست مفید هستند.
مراحل سیم‌کشی طبق نقشه کنترل فاز سه‌فاز
- قطع برق و ایمنی: قبل از شروع، برق را قطع کنید و عدم وجود ولتاژ را با تستر بررسی کنید.
- نصب روی ریل: رله را روی ریل استاندارد داخل تابلو ببندید. درباره ریل و داکت می‌توانید اصول چیدمان قطعات در تابلو برق را ببینید.
- اتصال ورودی‌ها: L1 و L2 و L3 را از بالادست کنتاکتور و بعد از فیوز به ترمینال‌های ورودی رله وصل کنید.
- اتصال نول (در صورت وجود): ترمینال N را به شینه نول وصل کنید.
- اتصال خروجی: کنتاکت NO رله (مثلاً ۱۵ و ۱۸) را به مدار فرمان و به‌صورت سری با بوبین بیندید.
- سیم‌کشی با مقطع مناسب: قطر سیم را بر اساس جریان کنتاکت و بار انتخاب کنید. محاسبه قطر سیم در تابلو برق این بخش را کامل توضیح داده است.
- شماره‌گذاری سیم‌ها: برای عیب‌یابی بعدی با تگ سیم سیم‌ها را مشخص کنید.
نقشه کنترل فاز تک‌فاز
رله کنترل فاز تک‌فاز عملاً یک رله حفاظت ولتاژ است. این رله ولتاژ شبکه ۲۲۰ ولت را زیر نظر می‌گیرد و در صورت افت یا افزایش بیش از حد، بار را قطع می‌کند. از آن برای حفاظت یخچال، کولر گازی، پمپ آب و تجهیزات حساس استفاده می‌شود. نقشه کنترل فاز تک‌فاز ساده‌تر است:
- ترمینال‌های L و N رله به فاز و نول شبکه وصل می‌شوند.
- در بارهای کوچک، کنتاکت خروجی رله مستقیماً فاز را به بار می‌رساند (در حد جریان نامی کنتاکت).
- در بارهای بزرگ، کنتاکت خروجی بوبین یک کنتاکتور را تغذیه می‌کند و بار از طریق کنتاکتور وصل می‌شود.
Phase ──[MCB]──┬──[PMR L] Neutral ───────┴──[PMR N] Phase ──[MCB]──[PMR contact 15-18]──► Load (up to rated current) / Contactor coil
در نقشه کنترل فاز تک‌فاز، اگر بار شما کولر گازی یا موتور کمپرسوری است، حتماً از رله‌ای با تأخیر زمانی استفاده کنید تا پس از وصل مجدد برق، کمپرسور بلافاصله روشن نشود. این بخش از نقشه کنترل فاز در عمل بسیار مهم است و بدون آن ممکن است کمپرسور آسیب ببیند.
تنظیمات رله بعد از اجرای نقشه کنترل فاز
پس از اجرای نقشه کنترل فاز، باید پارامترهای رله را تنظیم کنید. اکثر دستگاه‌ها سه پتانسیومتر یا سلکتور دارند:
- ولتاژ نامی (Un): ولتاژ شبکه شما را انتخاب کنید (مثلاً ۳۸۰ ولت بین فازها یا ۲۲۰ ولت).
- عدم تقارن (ΔU یا Asymmetry): درصد مجاز اختلاف بین فازها (معمولاً ۵ تا ۱۵ درصد). مقدار خیلی کم باعث قطع‌های ناخواسته می‌شود.
- تأخیر زمانی (t): مدت زمان بین تشخیص خطا و فعال شدن رله. برای جلوگیری از قطع‌های لحظه‌ای ناشی از نوسان کوتاه، چند ثانیه تأخیر تنظیم کنید.
- آستانه افت و افزایش ولتاژ: در مدل‌هایی که قابل تنظیم است، معمولاً حدود ±۱۰ تا ±۲۰ درصد ولتاژ نامی.
به‌دلیل تفاوت مدل‌ها، همیشه جدول دفترچه راهنما را معیار قرار دهید. ممکن است نقشه کنترل فاز یکسان باشد اما اعداد توصیه‌شده تفاوت داشته باشد.
تست عملکرد نقشه کنترل فاز پس از سیم‌کشی
بعد از سیم‌کشی، حتماً عملکرد را بیازمایید:
- مدار را بدون بار (یا با کنتاکتور و بدون موتور) برق‌دار کنید. LED سبز رله باید روشن شود.
- یکی از فیوزهای ورودی را موقتاً درآورید. رله باید قطع کند و LED تغییر کند.
- جای دو فاز را عوض کنید. رله باید ترتیب فاز نادرست را تشخیص دهد (در مدل‌هایی که این قابلیت را دارند).
- بعد از اصلاح، مدار را وصل کنید و عملکرد استارت و استپ را بررسی کنید.
این آزمایش کوتاه نشان می‌دهد نقشه کنترل فاز درست اجرا شده است و رله واقعاً حفاظت انجام می‌دهد.
خطاهای رایج در اجرای نقشه کنترل فاز
این اشتباهات بیشتر از بقیه دیده می‌شوند:
- گرفتن فاز بعد از کنتاکتور: در این حالت وقتی کنتاکتور باز است، رله بدون ولتاژ می‌ماند و مدار هرگز وصل نمی‌شود. در نقشه کنترل فاز ورودی رله باید قبل از کنتاکتور باشد.
- اتصال کنتاکت رله به مدار قدرت: کنتاکت خروجی رله ظرفیت جریان موتور را ندارد و باید فقط در مدار فرمان یا بوبین استفاده شود، مگر بار بسیار کوچک.
- تنظیم تأخیر بسیار کم: باعث قطع‌های مکرر در نوسان‌های لحظه‌ای می‌شود.
- نداشتن اتصال نول (در مدل‌های دارای N): رله درست کار نمی‌کند.
- خطای ترتیب فاز: جای دو فاز را عوض کنید تا مشکل برطرف شود.
- فیوز نبودن ورودی رله: بدون فیوز، خطای داخلی رله می‌تواند باعث اتصال کوتاه شود.
رله کنترل فاز و دیگر المان‌های حفاظتی تابلو
رله کنترل فاز به‌تنهایی همه حفاظت‌ها را فراهم نمی‌کند. کنار آن باید رله حرارتی (اضافه‌بار)، کلید محافظ و فیوز نیز وجود داشته باشد. جزئیات این المان‌ها در المان‌های حفاظتی در تابلو برقآمده است. اگر تابلوی جدیدی طراحی می‌کنید، راهنمای جامع تابلو برق را بخوانید تا نقشه کنترل فاز را در چارچوب استانداردهای کلی تابلو بگنجانید. همچنین برای تغذیه مدار فرمان با ولتاژ پایین‌تر، ترانس‌های کاهنده در ترانس تبدیل ولتاژ چیست توضیح داده شده‌اند.
خلاصه نکات اجرای نقشه کنترل فاز
برای اینکه نقشه کنترل فاز را به‌سادگی به خاطر بسپارید، این خلاصه را در نظر داشته باشید: ورودی رله از سه فاز قبل از کنتاکتور می‌آید، خروجی رله در مدار فرمان سری با بوبین قرار می‌گیرد و تنظیمات ولتاژ و تأخیر بر اساس شبکه واقعی انجام می‌شود. هر نقشه کنترل فاز که این سه اصل را رعایت کند، عملکرد درستی خواهد داشت.
پیش از اجرای نهایی، نقشه کنترل فاز را روی کاغذ یا نرم‌افزار ترسیم کنید و شماره سیم‌ها را روی آن بنویسید. داشتن یک نقشه کنترل فاز مستند باعث می‌شود تعمیرکار بعدی بدون حدس‌زدن، مدار را دنبال کند. بسیاری از خرابی‌های تابلوها نه به‌خاطر ضعف قطعه، بلکه به‌خاطر نبود نقشه کنترل فاز و سیم‌کشی بی‌نظم رخ می‌دهد. همچنین هنگام تغییر مصرف‌کننده یا افزودن موتور جدید، نقشه کنترل فاز را به‌روز کنید و مقدار جریان کنتاکت رله را دوباره بسنجید. اگر چند موتور دارید، می‌توانید یک رله کنترل فاز مشترک برای کل تابلو یا برای هر موتور یک رله جدا در نظر بگیرید؛ در هر دو حالت نقشه کنترل فاز باید مشخص کند خروجی رله روی کدام کنتاکتورها اثر می‌گذارد.
در تابلوهای بزرگ‌تر، نقشه کنترل فاز معمولاً با آلارم و چراغ سیگنال نیز تکمیل می‌شود تا اپراتور فوراً علت قطع را بفهمد. یک چراغ هشدار که از کنتاکت دوم رله تغذیه می‌شود، عیب‌یابی را بسیار سریع می‌کند.
پرسش‌های متداول درباره نقشه کنترل فاز
رله کنترل فاز را قبل از کنتاکتور ببندم یا بعد؟
همیشه قبل از کنتاکتور. در نقشه کنترل فاز صحیح ورودی رله باید دائماً شبکه را ببیند.
آیا می‌توان از رله کنترل فاز سه‌فاز برای بار تک‌فاز استفاده کرد؟
بله، به شرط اینکه سایر فازها را هم به رله بدهید تا شبکه کامل پایش شود. اما برای حفاظت صرفاً تک‌فاز، رله حفاظت ولتاژ تک‌فاز بهتر است.
چرا رله کنترل فاز دائم قطع و وصل می‌شود؟
معمولاً ولتاژ شبکه ناپایدار است یا عدم تقارن و تأخیر رله خیلی حساس تنظیم شده است. تنظیمات را طبق نقشه کنترل فاز و دفترچه دستگاه تعدیل کنید.
رله کنترل فاز و کنترل بار چه تفاوتی دارند؟
رله کنترل فاز کیفیت ولتاژ شبکه را کنترل می‌کند، در حالی که کنترل بار جریان مصرفی را پایش می‌کند. دو دستگاه مکمل هم هستند.
جمع‌بندی
اجرای درست نقشه کنترل فاز نیازمند شناخت ترمینال‌ها، رعایت محل اتصال ورودی (قبل از کنتاکتور) و قرار دادن کنتاکت خروجی در مدار فرمان است. با تنظیم صحیح ولتاژ، عدم تقارن و تأخیر و انجام تست کارکرد پس از نصب، می‌توانید موتورها و تجهیزات را در برابر قطع فاز و نوسان ولتاژ ایمن کنید. اگر نقشه کنترل فاز تابلوی شما پیچیده‌تر است، آن را با فرد متخصص برق بازبینی کنید و همیشه استانداردهای ایمنی را رعایت نمایید.
