Röle Nedir? Ne Amaçla Kullanılır? Çeşitleri Nelerdir?

Röle üzerinden akım geçtiği zaman çalışan elektromanyetik bir devre elemanıdır. Röleler küçük değerli bir akım ile yüksek güçlü bir alıcıyı anahtarlayabilmek için kullanılır. Röleler, tek bir elemanda birden fazla anahtar kontağına sahip olabilir ve böylelikle birden fazla yükü aynı anda açıp kapatabilirler. Bu özellikleri ile röleler, tristör ve triyaklardan daha avantajlıdır. Peki çeşitleri nelerdir?

A- A+

02.01.2025 tarihli yazı 383 kez okunmuştur.

Röle, elektromekanik düzenekle çalışan bir elemandır. Bir diğer tanımıyla, küçük akımlar ile büyük akımları kontrol etmemizi sağlayan, kontakları bulunan, anahtarlama elemanı olarak kullanılan cihazdır. Röle, 1835'te Joseph Henry tarafından icat edilmiştir.

Rölenin yapısını inceleyecek olursak, bobin, demir nüve, palet, yay ve kontaklardan meydana gelmiştir. Bobin 5-9-12-24-36-48 volt gerilimlerle çalışacak türde üretilir. Elektronikte kullanılan röleler sıklıkla doğru akımla çalışmaktadır.

Röle Yapısı ve Sembolleri

Uygulama alanında kullanılan röleler kontaklarının özelliğine göre şöyle sınıflandırılır:

► Tek kontaklı, tek konumlu röleler,
► Tek kontaklı, çift konumlu röleler,
► Çok kontaklı, tek konumlu röleler,
► Çok kontaklı, çift konumlu röleler.

En çok kullanılan röle çeşitleri şunlardır;

1. Reaktif Güç Kontrol Rölesi

Reaktif güç kontrol rölesi; kompanzasyon panosunun bağlı olduğu işletmenin ya da cihazın anlık olarak çekmiş olduğu reaktif gücü ölçerek, o reaktif güce karşılık gelecek ters reaktif güç çeken devre elemanlarının (kondansatör, bobin ya da yaygın kullanılan adıyla reaktör.) eş zamanlı olarak sisteme dahil edilmesini sağlar. Kısaca reaktif güç kontrol rölesi kompanzasyon panosunun beynidir.

Reaktif güç kontrol rölesi, kompanzasyon panosundaki devre elemanlarını devreye alıp çıkartmasının yanı sıra sistem hakkındaki birçok veriyi (akım ve gerilim harmonikleri, saatlik, günlük, haftalık, aylık enerji oranları, tarifeli enerjiler, faz başı enerjiler ve faz başına enerji oranları, kapasitif ve endüktif görünür enerjiler, nötr akımı, faz akımının; gerilim, güç ve güç faktörü değerleri vb.) de kullanıcıya gösterir ve isteğe bağlı değiştirme imkânı sağlar.

Kompanzasyon ürünleri, reaktif enerjinin (kVArh) yönetmelikte belirlenen oranlarından daha fazla tüketilmesini engellemek için tasarlanmıştır. Bu sayede; kullanıcıların reaktif bedel ödemeleri engellenmekte ve iletim/dağıtım hatlarındaki kayıplar azaltılarak enerji maliyetlerinin düşürülmesi sağlanmaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Motor Koruma Şalteri Nedir? Seçimi Nasıl Yapılır?

2. Motor Koruma Rölesi

Üç fazlı sistemlerde faz hatalarından dolayı arıza sorunlarıyla sık sık karşılaşılır. Motor koruma röleleri faz hatalarından dolayı motora giden gücü keserek motorun zarar görmesini engeller. Motor koruma röleleri aşağıdaki durumlarda devreye girer.

a. Faz yokluğu koruması: Fazlardan herhangi birinin olmaması durumunda (en basit olarak faz kablolarından birinin zarar görmesi ) motorun aşırı ısınarak yanmasını engellemek amacıyla çıkış rölesi belirli bir gecikme süresi sonunda bırakır. Fazların normale dönmesiyle çıkış rölesi gecikmesiz olarak çeker.

b. Faz Sırası Koruması: Çıkış rölesi L, L1, L2 fazlarının doğru sıralanmadığı durumda (saat yönünde olmadığı) çıkış rölesi belirli bir gecikme süresi sonunda bırakır.

c. Asimetri Koruması: Asimetri, yüklerin fazlara dengesiz bağlanma durumunda oluşur ve motorların aşırı ısınmasına neden olur.

Sabit Asimetri: Faz- nötr arası gerilimlerin nominal değerlerinin en az yüzde yirmi sapma göstermesi sonucunda çıkış rölesi belli bir gecikme süresi sonunda bırakır.

NR2 Termik Röle | Chint

Asimetrinin Hesaplanması

Ayarlanabilir Simetri: Faz-faz arası gerilimlerin ayarlanan değerden daha fazla sapma göstermesi durumunda çıkış rölesi ayarlanan gecikme süresi sonunda açılır.

Fazlar Arası Asimetrinin Hesaplanması

d. PTC Koruması: Ptc direnci sıcaklıkla değişen bir elemandır. Belli bir sıcaklığa kadar direnci sabit olup bu noktadan sonra çok hızlı artar. Elektrik motorlarının genel olarak sargı sıcaklığının ölçümü için sargılarına entegre Ptcler yerleştirilir. Bu sensör yardımıyla ölçülen sargı sıcaklığı belli bir seviyenin üstüne çıkarsa motor gecikmesiz olarak devreden çıkarılır.

PTC'nin Sıcaklıkla Değişen Karakteristiği

3. Gerilim Koruma Rölesi:

Bağlı oldukları sistemi şebeke gerilimden kaynaklanan olumsuzluklara karşı koruyan, alt ve üst gerilim sınırlarını ayarlanabilen rölelerdir. Gerçekleştirildiği fonksiyonlar aşağıdaki gibidir.

a. Faz Yokluğu Koruması: Fazlardan herhangi birinin olmaması durumunda sistemin aşırı ısınarak yanmasını engellemek amacıyla çıkış rölesi belirli bir gecikme süresi sonunda bırakır. Fazların normale dönmesiyle çıkış rölesi gecikmesiz olarak çeker.

b. Faz Sırası Koruması: L, L1, L2 fazlarının sırasının doğru olmadığı durumda devereye girerek sistemin zarar görmesini engeller.

c. Ayarlanabilir Gerilim Koruması: Gerilimin belli sınırların dışında ayarlanan gecikme süresi kadar kalırsa çıkış rölesi devreye girer. Ayarlanan süreden daha az bir zamanda gerilim normale dönerse röle durumunu korur. Sistemin küçük gerilim değişmelerinden etkilenmemesi için belli bir değerde histerisis eğrisi vardır.

d. Aşırı ve Düşük Gerilim Koruması: Fazlardan herhangi birinin nominal gerilim değerinin %40 daha fazla veya daha az olması durumunda röle devreye girer.

4. Kaçak Akım Koruma Rölesi

Topraklama, elektrik ile çalışan cihazlarda olası bir elektrik kaçağı tehlikesine karşı alınan hayati bir önlemdir Akımın toprağa aktarılarak uzaklaştırılmasını sağlar. İnsan hayatını ve cihazların kullanım ömrünü riske atmamak için elektrik kaçağı riskine karşı topraklamanın doğru olduğundan ve sağlıklı bir şekilde çalışması kesinlikle çok önemlidir. Ne yazık ki kimi zaman topraklama işleminin düzgün yapılmamış olması, çeşitli izolasyon ve yalıtım hataları sebebiyle kaçak akım (artık akım) tehlikesini ortaya çıkarmaktadır. Bu tür durumlarda kaçak akım, canlı yaşamı ve kullanılan elektrikli cihaz ömrü için büyük bir tehlike oluşturmaktadır.

Kaçak akım rölesi, bir elektrik devresinde başta insan olmak üzere devreye, devre elemanlarına ve devreye bağlı cihazlara büyük ölçüde zarar veren kaçak akımı fark ederek devreyi açar. Böylelikle oluşabilecek olumsuz sonuçları engellemiş olur. Bunu yaparken faz-nötr dengesini baz alır. Fazdan giren akım nötrden çıkar ve bu iki akım birbirine eşit olmalıdır. Yani devreye giren akımla çıkan akım değerleri farklı ise devreye kaçak akım rölesi müdahale ederek devrenin elektriğini keser.

Kaçak Akım Rölesi'nin Görevi Nedir?

Kaçak Akım Rölesi’nin görevi, yalıtım ve izolasyon hatası gibi hatalardan kaynaklanan hata akımını algılamak ve algılanan kaçak akım değerinin belirlenen değerlerin üzerine çıkması durumunda bağlı bulunduğu devreyi kesmektir. 30mA’de hayat (İnsan Koruma), 300mA’de ise tesisat (Yangın Koruma) koruma fonksiyonunu gerçekleştirir.

Yaşam alanlarında meydana gelebilecek bir kaçak akım yüksek değerlere ulaşırsa, can ve mal kaybına yol açabilir. Yine yalıtım hatasının neden olduğu kaçak akım değerleri de yangına sebep olabilir. Kaçak akım rölesinin görevi; yalıtım hatasından kaynaklanan hata akımını algılamak ve algılanan kaçak akım değerinin belirlenen değerlerin üzerine çıkması durumunda bağlı bulunduğu devreyi kesmektir. 30mA’de hayat (İnsan Koruma), 300mA’de de tesisat (Yangın Koruma) koruma fonksiyonunu gerçekleştirir.

İstatistikler ile de bakmak istersek, İstanbul Büyükşehir Belediyesi İtfaiye Daire Başkanlığının yayınladığı istatistiksel rapora göre, 2015-2019 beş yıllık dönemin ortalaması göz önüne alındığında ilk üç sırada yangınların yaklaşık %23,8 gibi yüksek bir oranın elektrik kaynaklı kazalardan olduğu gözlemlenmiştir.

Bu kazaların önüne geçebilmek için yerel mevzuatımıza baktığımızda birçok madde bulunmaktadır. Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği’nin 18. Maddesi’nde “elektrik ana dağıtım noktalarına yangından korumaya yönelik kaçak akım rölesinin (300 mA anma kaçak akım değerine sahip kaçak akım rölesi) kullanılması, tali dağıtım noktalarına ise hayat korumaya yönelik kaçak akım rölesinin (30 mA anma kaçak akım değerine sahip kaçak akım rölesi) düzeneği ile birlikte termik manyetik şalter veya otomatik sigorta (ayrı ayrı veya birlikte) konulması ve tüm koruma düzenleri arasında seçicilik sağlanması” maddesi yer almaktadır.

NL210 Serisi Kaçak Akım Koruma Rölesi | Chint

Kaçak Akım Rölesi ile Otomatik Sigorta Arasındaki Fark Nedir?

Hem otomatik sigorta hem de kaçak akım rölesi tehlikelere karşı can ve mal güvenliğini korumak için vardır. Fakat korurken farklı sistemleri kullanarak farklı ölçütlerde devreyi açarak koruma işlemlerini gerçekleştirirler. Bu farkı da şu şekilde açıklayabiliriz.

► Her ne kadar kaçak akım rölesi üzerinde akım değeri yazsa da, bu değer kaçak akım rölesinin koruma yaptığı değer değildir. Örneğin elinizde 2 kutuplu 30mA ve 40A bir kaçak akım olduğunu düşünelim. Bu kaçak akım koruma rölesi sadece devrede 30mA’lik bir kaçak olduğunda görev yapacaktır. Etiket değerinde yazan 40A değeri ana kontaklarının dayanabileceği nominal akım değeridir.
► Yani kaçak akım koruma rölesi otomatik sigortalar gibi termik ve manyetik koruma yapmaz. Sadece kaçak akıma karşı korur. İşte bu yüzden devrelerde kaçak akım rölesinin üzerine koruma yapan otomatik sigorta, kompakt şalter gibi elemanlar konulmaktadır.

NL1 Serisi Kaçak Akım Röleleri | Chint

AC, A, AC-G, SI-A tiplerinde 6kA ve 10kA kesme kapasiteli, 30mA insan koruma ve 300mA yangın koruma hassasiyetli, 25A’den 100A’e kadar, 2 ve 4 kutup seçenekleri ile NL1 serisi kaçak akım röleleri, insanları ve ekipmanlarınızı kaçak akımlardan dolayı meydana gelebilecek zararlardan korur. IEC/EN 61008-1 standardına uygun üretilmiştir.

5. Zaman Röleleri

Bobini enerjilendikten sonra veya bobin enerjisi kesildikten sonra kontakları durum değiştirebilen rölelerdir. Piyasada en çok türü olan zaman rölelerdir. Hemen hemen bütün sistemlerde ihtiyaca göre yeniden tasarlamak mümkündür. Son yıllarda çıkan akıllı zaman röleleriyle sistem kontrolleme büyük gelişim kaydetmiştir.

Zaman Rölesi | Chint

6. Frekans Koruma Rölesi

Frekans koruma bölgesi bağlı olduğu sistemi şebeke frekansının değişimlerine karşı korur. Frekans istenilen sınırların dışına çıkarsa ayarlanan gecikme süresi sonunda sistem devreden çıkarılır.

a. Yüksek Frekans Koruma: Frekansın ayarlanan üst limitin üzerinde ayarlanan gecikme süresi kadar kalması durumunda röle devreye girer. Rölenin bıraktıktan sonra tekrar çekmesi için frekansın üst limit değerinin histerisis kadar altına inmesi gerekir.

b. Düşük Frekans Koruma: Frekansın ayarlanan alt limitin üzerinde ayarlanan gecikme süresi kadar kalması durumunda röle devreye girer. Rölenin bıraktıktan sonra tekrar çekmesi için frekansın alt limit değerinin histerisis kadar üstüme çıkması gerekir.

c. Limitlerin Ayarlanması: Genelde alt ve üst limit 35 ile 70 Hz arasında bir değere ayarlanır. Ayarlamanın doğruluğu için yüksek frekans ayarı düşük frekans ayarının en az 2 Hz fazla seçilir.

7. Sıvı Seviye Rölesi

Yapısında mekanik bir sistem bulunmayan tamamen elektronik devrelerle anahtarlama yapabilen röle çeşididir. Sıvı seviye röleleri, kontaktöre ve diğer röle tiplerine göre üstün özelliklere sahiptir. En önemli özellikleri; hızlı anahtarlama, elektromanyetik gürültü oluşturmamasıdır.

Sıvı seviye röleleri endüstriyel tesislerde yer alan depolarda iletken sıvıların seviyelerini kontrol etmede, sıvıların boşaltılıp doldurulmasında ve koruma-bilgi amaçlı kullanılır. Basit bir röle ile sıvı seviye rölesini karşılaştırdığımızda rölede bobin yerine elektronik bir devre elemanı, güç kontakları yerine ise elektronik devre kartı tasarımlanarak günümüze kadar farklı sistemler için geliştirilmiştir.

Sıvı seviye röleleri genellikle su arıtma tesisleri, drenaj kuyuları, tanklar, buhar kazanları gibi endüstriyel alanlarda kullanılır. Kurulumu ve kullanımları sırasındaki aksaklıklarda ağır sonuçlar yaşanabileceği için mutlaka kullanım talimatları dikkatle okunmalı ve eksiksiz uygulanmalıdır.

Sıvı Seviye Rölesi Elektronik Devresi

Sıvı seviye rölelerini üreten firmalar kuyularda, depolarda motorların susuz çalışmasını engellemek için teknoloji ilerledikçe yeni sistemler, devreler geliştirmektedirler. Sıvı seviye rölesi, insan yardımı olmadan bir sistemdeki sıvının kumandasını sağlar. Röleler, bir deponun veya kuyuların su kontrolünü yapar. Buhar kazanlarına otomatik su basmak ve boşaltmak gibi sistemler ile endüstrinin her yerinde sıvı seviye rölelerinden görmek mümkündür.

Sıvı Seviye Rölesi | Chint

Sıvı seviye röleleri en sık kullanıldığı yerleri şöyle sıralayabiliriz:

► Pompa istasyonlarında,
► Arıtma tesislerinde,
► Su ve drenaj kuyularında,
► Tank seviye kontrolü uygulamalarında

Sıvı seviye rölesi tipleri

Sıvı seviye rölesinin altat verilen üç farklı tipi bulunmaktadır.

► Minimum sıvı seviye rölesi: Sıvı belli seviyenin altına indiğinde kontak çıkışı verir ve böylece motorun boşta çalışmasn önüne geçilir.
► Maksimum seviye kontrolü yapan sıvı seviye rölesi: Sıvı belirli bir seviyenin üstüne çıktığında kontak çıkışı verir ve böylece taşma kontrolü sağlanır.
► Minimum ve maksimum sıvı seviye rölesi: Üstte belirtilen iki özelliğe de sahip röle tipidir. Aralık kontrolü yapar ve sıvı seviyesini belli aralıklarda tutar.