موتورهای پمپ‌های سه فاز صنعتی به شدت به کیفیت منبع تغذیه (ولتاژ، فرکانس و تعادل فازها) حساس هستند. خرابی‌هایی نظیر قطع یک فاز (Phase Loss)، عدم تعادل فاز (Phase Unbalance)، یا افت/افزایش ولتاژ (Under/Over Voltage) می‌توانند باعث داغ شدن شدید موتور، آسیب به عایق سیم‌پیچ‌ها و سوختن کامل موتور شوند. نصب رله‌های حفاظتی تخصصی در تابلوی برق، برای عمر طولانی و مطمئن موتورها ضروری است.
۱. انواع خرابی‌های الکتریکی در سیستم‌های سه فاز
حفاظت الکتریکی پمپ‌های سه فاز بر اساس نظارت بر عوامل زیر انجام می‌شود:
| نوع خرابی | تعریف | تأثیر بر موتور |
| قطع فاز | از دست رفتن کامل یک یا دو فاز تغذیه. | موتور با دو فاز باقی‌مانده تلاش می‌کند کار کند، جریان در سیم‌پیچ‌های سالم به شدت افزایش می‌یابد و موتور در عرض چند دقیقه می‌سوزد. |
| عدم تعادل فاز | تفاوت ولتاژ بین سه فاز (مثلاً یک فاز 400V و فاز دیگر 380V. | باعث تولید جریان‌های منفی متوالی در سیم‌پیچ‌ها شده و دمای موتور به شدت بالا می‌رود. |
| افت ولتاژ | ولتاژ از حد مجاز کمتر شود (مثلاً 380V به {350V} افت کند). | جریان کششی موتور افزایش یافته و داغ شدن سیم‌پیچ‌ها را در پی دارد. |
| افزایش ولتاژ | ولتاژ از حد مجاز بالاتر رود. | باعث آسیب دیدن عایق سیم‌پیچ‌ها، افزایش جریان مغناطیسی و اشباع هسته می‌شود. |
| جابه‌جایی فاز | تغییر توالی فازها ($\text{RST}$ به $\text{STR}$). | موتور در جهت اشتباه می‌چرخد، که به پمپ و پروانه‌ها آسیب می‌زند. |
۲. رله‌های حفاظتی و نحوه عملکرد آن‌ها
وظیفه این رله‌ها، نظارت بر پارامترهای ولتاژی و قطع مدار کنتاکتور اصلی پمپ در زمان وقوع خطا است.
الف) رله کنترل فاز (Phase Monitoring Relay)
این رله اصلی‌ترین ابزار حفاظتی است و معمولاً تمام وظایف ذکر شده را در یک واحد انجام می‌دهد.
وظیفه: نظارت بر توالی فاز، قطع فاز و نامتعادلی فاز.
نحوه اتصال: رله به سه فاز ورودی (T - S - R) و نول متصل شده و کنتاکت خروجی آن به سیم‌پیچ کنتاکتور اصلی پمپ (Coil) سری می‌شود.
ب) تنظیمات کلیدی رله کنترل فاز
| پارامتر تنظیم | مقدار پیشنهادی | اهمیت |
| حفاظت افت ولتاژ | قطع در افت 5 تا 10 درصد از ولتاژ نامی. | جلوگیری از افزایش آمپراژ و حرارت. |
| حفاظت افزایش ولتاژ | قطع در افزایش 5 تا 10 درصد از ولتاژ نامی. | جلوگیری از خرابی عایق سیم‌پیچ‌ها. |
| حفاظت عدم تعادل فاز | قطع در عدم تعادل بیش از 2 تا 5 درصد | مهم‌ترین تنظیم در حفاظت موتورهای سه فاز. عدم تعادل کم نیز عمر موتور را کاهش می‌دهد. |
| تأخیر در قطع | 0.5 تا 5 ثانیه | جلوگیری از قطع شدن پمپ در اثر نوسانات لحظه‌ای ولتاژ. |
۳. مراحل نصب و کالیبراسیون رله‌های حفاظتی
الف) مراحل نصب الکتریکی
محل نصب: رله حفاظتی باید در تابلوی برق پمپ، معمولاً روی ریل DIN نصب شود.
سیم‌کشی قدرت: سه فاز اصلی (R, S, T) از ورودی اصلی تابلوی برق به پایانه‌های ورودی رله متصل می‌شوند.
سیم‌کشی کنترل: کنتاکت خروجی (Normally Open - NO}) رله در مسیر سیم کنترل کنتاکتور اصلی پمپ قرار می‌گیرد. به این معنی که برای روشن شدن پمپ، هم فرمان ON باید صادر شود و هم کنتاکت رله کنترل فاز باید بسته باشد (عدم وجود خطا).
ب) کالیبراسیون دقیق
کالیبراسیون باید بر اساس ولتاژ نامی موتور و حساسیت مورد نیاز سیستم انجام شود:
تنظیم توالی فاز: پمپ را به صورت لحظه‌ای روشن کنید. اگر جهت چرخش صحیح بود، توالی فاز درست است. اگر جهت غلط بود، جای دو فاز (مثلاً S و T) را در ورودی کنتاکتور یا در خروجی رله جابه‌جا کنید.
تنظیم حساسیت نامتعادلی: این تنظیم باید با دقت انجام شود. نامتعادلی 2 تا 3 درصد در سیستم‌های صنعتی معمولاً مجاز نیست و باید رله در این آستانه موتور را قطع کند.
تست عملکردی: با قطع دستی یکی از فیوزهای فاز ورودی (یا شل کردن لحظه‌ای یک سیم)، عملکرد رله را تست کنید. رله باید در زمان تأخیر تعیین شده، کنتاکتور را قطع کند.
توجه مهم: رله کنترل فاز جایگزین بی‌متال (Overcurrent/Thermal Overload) نیست. حفاظت حرارتی (آمپراژ بالا) و حفاظت ولتاژی/فازی (کیفیت برق) باید به صورت جداگانه و مکمل یکدیگر در تابلوی برق نصب شوند.
