مقدمه بحث نوسانات ولتاژو تاثییرات موقتی آن روی سیستم برق شاید در ابتدا به علت موقتی بودن این اثرات از اهمیت زیادی برخوردار نباشد ولی با دقت در این موضوع که این نوسانات با عبور از روی شبکه برق و گذر کردن از روی تجهیزات و وسایل حساس برقی و با توجه به دامنه بالای این اثر می تواند صدمات جبران ناپذیری به تجهیزات وارد کرده و باعث می گردد اهمیت این موضوع دو صد چندان گردد و حتی می تواند باعث ناپایداری خط عبوری انرژی گشته و صدمات جبران ناپذیری ایجاد کند .
بنابراین بحث در مورد عوامل ایجاد کننده و تاثیر گذار بر این موضوع ایجاد راهکاری مناسب برای کم کردن اثرات نامطلوب این موضوع و حدالامکان حذف کردن آن می تواند کمک قابل توجهی به صنعت انتقال و توزیع برق داشته باشد و کمک شایانی به پایداری هر چه بیشتر سیستم انتقال نماید.
اما اکنون باید ببینیم چه عواملی ایجاد کننده ی این اثر نامطلوب می تواند باشد اگر از خود بارهای الکتریکی بحث را شروع کنیم می بینیم که بارها نیز می تواند به عنوان یک عامل تاثیر گذار در این موضوع باشند بارهایی نظیر کوره های الکتریکی موتورهای الکتریکی و دستگاههای جوش سهم به سزاییدر این مطلب دارند و پدیده هایی نظیر flicker ولتاژ نیز مسئله با اهمیتی است که در جای خود به بررسی آنها می پردازیم .
در ابتدای تبدیل شدن اختراع برق بعنوان یک صنعت همه گیر از آن بیشتر برای مصارف خانگی استفاده می گردد که این مسائل از اهمیت چندان زیادی برخوردار نبود لیکن با استفاده روز از فزون این پدیده جدید انرژی در صنعت این مسائل اهمیت خود را بخوبی نشان داد .
البته باید توجه داشت این موضوع با افت ولتاژ دائمی در طول یک خط انتقال برق کاملا متفاوت می باشد .
نوسانات ناشی از راه اندازی تجهیزات خاص در کارخانجات که در هنگام شروع کار احتیاج به مصرف بالایی دارند .
یکی دیگر از مسائل با اهمیت که باعث بوجود آمدن بحث پیچیده و با اهمیت حفاظت در شبک های مختلف می گردد بحث تغییرات ولتاژ ناشی از خطاهای گذرا در شبکه .
1-1 نوسانات ولتاژ ناشی از بارهای مختلف : می توان علت ایجاد این نوسانات را اینگونه بررسی نمود که با وارد شدن انواع بارهای الکتریکی به شبکه با کشیدن جریان به سمت خویش باعث تغییر یکباره میزان انرژی داخل شبکه برق می گردد که با افت ولتاژ ناگهانی در شبکه روبرو خواهیم بود که البته در مورد بارهای کوچک می توان با استفاده از رگولاتورها این مسئله را حل نمود لیکن در مورد بارهای بزرگتر مانند کوره های القایی و موتورهای جوش بزرگ این راه نمی تواند برای نوسانات ناگهانی در ولتاژ خط کار موثری انجام دهد و باعث نوسانات ناگهانی در ولتاژ خط گردد .
اما محدوده مجاز این نوسانات برای بارهای مختلف ؟
برای بررسی آن ابتدا مفهمومی تحت عنوان flicker ولتاژ را بررسی می نماییم .
هر عاملی که باعث تغییر دامنه ولتاژ حتی در زمان خیلی کم گردد می توند عاملی برای ایجاد flicker ولتاژ باشد مانند سوییچ کردن بارهای مختلف چون جریان هجومی در لحظه راه اندازی از جریان حالت دایمی بیشتر می باشد بعنوان مثال راه اندازی موتورها یکی از منابع اصلی و معمولی ایجاد فلیکر می باشد هم چنین بارهایی که بصورت متناوب کار می کنند و مانند دستگاههای جوش قوسی یا نقطه ای و همچنین سوییچ کردن ادوات تصحیح ضریب قدرت مانند انواع بانک های خازنی.
روشهای جبران و تصحیح فلیکر : در این مورد باید به چند نکته توجه داشت که بارهای متصل به شبکه های ضعیف در مقابل بارهای متصل به شبکه های بهم پیوسته (stiff net work) دارای نوسانات بیشتری خواهد بود .
در مورد راه اندازی موتوری می توان با استفاده از راه اندازها این مسئله را کاهش داد .
در مورد بانک های خازنی اگر همراه با بار سوییچ گردند هم می توانند اثر نامطلوب وارد شدن خود آنها را کاهش داد بلکه می توان اثرات مخرب بارها را نیز کاهش داد .
بررسی اثرات TOV بر یک شبکه نمونه : هنگام بی بار بودن شبکه قدرت برای یک مدت طولانی اضافه ولتاژ خطوط متصل به ژنراتور ها می تواند به یک TOV خطرناک منجر گردد و حتی می توند باعث ناپایداری آن قسمت از شبکه گردد و به تجهیزات آن قسمت صدمه وارد می کند بعنوان یک راه مقابله با آن این است که مطمئن باشیم در هنگام ولتاژ فرمان trip توسط دستگاههای حفاظتی داده می گردد و خط جدا می گردد و هنگامی recloser بسته می گردند که اضافه ولتاژ از بین رفته باشد و نوسانات ولتاژ از بین رفته است .
برای تعیین مدت زمان قابل تحمل برای تجهیزات که منجر به از بین نرفتن عایق آنها می باشد به 3 دسته تقسیم می گردد : 1- ولتاژ بیش از pu 1/6 ms125 2- ولتاژ بیش از pu 1/4 ms 250 3- ولتاژ بیش از pu 1/25 sec1 بر اساس این آزمایش ها نتایج تاثیر اضافه ولتاژ در 2 پست بدست آمده است : این اضافه ولتاژ ها ناشی از وصل کردن بانک خازنی یا خطا (بعد از رفع کردن ان ) یعنی برای خطا بعد از 6 سیکل و برای بانک خازنی بعد از 4 سیکل از بین میرود و احتیاج به هیچ وسیله ی حفاظتی نمی باشد .
اضافه ولتاژهای ناشی از کلید زنی : اضافه ولتاژهای ناشی از کلید زنی اکثر در خطوط uhv , EHV مطرح می گردد تا در طراحی سطح عایقی خطوط هوایی و کابل های زمینی مورد توجه قرار گیرد اضافه ولتاژ ناشی از کلید زنی در کابل های KV63 , KV 20 قابل توجه می باشد و علت آن هم عدم خود ترمیمی کابل های زمینی می باشد اما این خود ترمیمی چه می باشد .
اگر به یک خط هوایی دقت گردد دیده می شود با آمده اضافه ولتاژ بر روی خط هوای اطراف خط یونیزه شده و برقگیر ها عمل کرده و این اضافه ولتاژ را DAMP می کنند و تا آمدن اضافه ولتاژ بعدی این هوای یونیزه شده جابجا می گردد و دیگر نمی تواند مشکل ساز گردد اما این موضوع در مورد کابل های زمینی متفاوت می باشد چون در آنها این اضافه ولتاژ ها نمی توانند damp گرداند و اگر کابل مورد اصابت نتواند این اضافه ولتاژ لحظه ای را تحمل نماید آن کابل را از دست خواهیم داد .
این موضوع در مورد کابل های زمینی که مابین دو قسمت خط هوایی قرار می گردد به شدت تاثیر گذار می باشد و این موضوع با توجه به تعداد خاموشی هایی که بعضی مواقع مواجه هستیم دارای اهمیت فوق العاده بالایی می باشد اگر سیستم مورد تغذیه مانند شکل زیر باشد با اطلاعات موجود : و کابل تغذیه زمینی بصورت 3 کابل تک فاز زمینی شبیه سازی شده باشد و کابل ها در عمق 50 سانتیمتری از زمین قرار گرفته باشد و فاصله فازها 10 سانتیمتر باشد و جنس عایق اصلی از نوع PVC بوده و عایق بیرونی از نوع XPELE می باشد و دارای SHEA از نوع مس باشد .
به منظور بررسی اضافه ولتاژ ناشی از برقدار کردن این خط 10 عمل کلید زنی انجام گرفته است در زمانهای مختلف و با توجه به یک برقگیر از نوع zno با مشخصه اسمی kv 21 و نتایج بررسی ناشی از این شبیه سازی در جدول زیر آمده است : D C B A 03/2 95/1 3/1 135/1 فاز a 28/2 15/2 43/1 12/1 فاز b 32/2 12/2 42/1 13/1 فاز c و مشاهده می گردد اضافه ولتاژ در انتهای مسیر یعنی نقطه D از همه بیشتر می باشد زیرا با افزایش طول مسیر این اضافه ولتاژ نیز بیشتر می گردد پس باز هم اهمیت این موضوع بیش از پیش تایید می گردد چون در انتها این اضافه ولتاژ به بار می رسد .
در حالت دوم فرض شده است که SHEATH مسی کابل در ابتدا و انتهای مسیر زمین گذشته است و نتایج به صورت زیر بوده است : D C B A 22/3 21/2 79/1 09/1 فاز a 17/3 15/2 84/1 09/1 فاز b 32/2 3/2 82/1 12/1 فاز c پس مشاهده می گردد با زمین کردن SHEATH کابل به شدت اثر قابل ملاحظه ای بر کاهش اضافه ولتاژ در انتهای مسیر دارد و علت آن هم بوجود آمدن مسیری برای عبور جریان سوییچینگ می باشد .
اضافه ولتاژهای موجی در شبکه فشار ضعیف و حفاظت مصرف کنندگان در برابر آن : در بسیاری از موارد شاهد آسیب دیدن تجهیزات و دستگاههای حساس ناشی از اضافه ولتاژهای شبکه در هنگام رعد و برق می باشیم این امر نشان دهنده ی بوجود آمدن دامنه ولتاژ هایی فراتر از حد تحمل عایق دستگاه می باشیم .
الف ) اضافه ولتاژهای موقت با فرکانس این اضافه ولتاژها که می توانند از کسری از ثانیه تا مدت های طولانی را دارا باشند عللی از این قبیل دارند : الف 1- خرابی عایق بین سیم پیچ های فشار ضعیف و قوی در اثر ایجاد یک خطا درون ترانس .
الف – 2 : پاره شدن هادی فشار متوسط و افتادن آن روی فشار ضعیف الف – 3 : انتقال اضافه ولتاژ از طریق تزویج و القا بین اتصالات زمین ترانس و شبکه در موارد طراحی و اجرای ناصحیح یا خطای متقارن الف – 4 : وصل فیوزهای کات اوت سمت فشار متوسط با فواصل زمانی طولانی در نتیجه یک یا دو فاز باقی ماندن شبکه .
الف – 5: اتصالی های نامتقارن الف- 6 : بارهای شدیدا نامتقارن الف – 7 : وقوع رزوناس و فرو رزونانس الف – 8 : قطع ناگهانی بار ب) اضافه ولتاژ های گذرا یا فرکانس های کیلو یا مگاهرتز : این اضافه ولتاژ ها که می توانند از کسری از ثانیه تا مدت های طولانی را دارا باشند عللی از این قبیل دارند : ب- 1 : اصابت مستقیم صاعقه به خط که البته احتمال آن کم است .
ب- 2 : تخلیه جریان صاعقه به زمین در نزدیکی خط توزیع می تواند اضافه ولتاژهای بالایی را القا کند : ب- 3 : انتقال اضافه ولتاژ از طرف فشار قوی به فشار ضعیف ترانس بصورت الکتروستاتیکی یا الکترو مغناطیسی ب- 4 : کلید زنی نامناسب راه افتادن این اضافه ولتاژ ها می تواند صدماتی را به تجهیزات وارد کند و برای جلوگیری از این صدمات عایق ها باید بتواند اضافه ولتاژی به اندازه ی (+100 2 را تحمل کنند پس بهتر است راهی برای حفاظت آن انجام دهیم .
یکی از مهمترین راههای انتقال اضافه ولتاژ از طریق ترانس ها می باشد که اضافه ولتاژ را از فشار قوی به فشار ضعیف انتقال می دهند .
این اضافه ولتاژ به دو صورت الکترواستاتیکی و الکترومغناطیسی می باشد : مکانیزم انتقال الکترواستاتیکی موج ضربه : هنگامی که یک موج ولتاژ ضربه مانند صاعقه ای که به خط می خورد به ترانس می رسد در اولین لحظه فقط خازنهای ذاتی سیم پیچ دخالت دارند و نقش توزیع و تقسیم ولتاژ را بر روی سیم پیچ فشار قوی باز می کنند .
سیم پیچ فشار ضعیف که به هسته زمین شده ی ترانس نزدیکتر است یک خازن کلی زمین شده ی c1 را تشکیل میدهد: با توجه به مدار معادل شکل 1 مدار بصورت مقسم خازنی عمل کرده و در این حالت دامنه اضافه ولتاژ منتقل شده به طرف ثانویه ربطی به نسبت تبدیل سیم پیچ های ترانس ندارد و تابع شکل ساختمانی سیم پیچ، جنس عایقی سیم پیچ و فواصل عایقی ترانس خواهد بود .
القا الکترو استاتیکی از سمت فشار قوی به فشار ضعیف دارای مدت زمان بسیار کوتاهی است زیرا بعد از مدت زمانی اجزای سیم پیچ یعنی سلف و مقاومت آن وارد کار شده و موج ولتاژ را damp می کنند اما به علت بزرگی دامنه آن می تواند تاثیر خود را داشته باشد .
برای کاهش این القا می توان 2 کار انجام داد طریق اول آن است که c2 را بزرگتر انتخاب نماییم و روش دوم آنست که حفاظ زمین شده یعنی از earthed shield استفاده نماییم که هر دو روش کاربرد عملی دارد .
ب- مکانیزم الکترو مغناطیسی انتقال منبع ولتاژ ضربه به ثانویه : مدار معمولی ترانس دارای 2 سلف سری و یک سلف موازی می باشد .
سلف های سری بیانگر فوران مغناطیسی ناشی از فضای سیم پیچ ها را کانال عایقی ما بین آنها می باشد سلف موازی نشان دهنده ی فوران اصلی عبوری از هسته ترانس می باشد .
در اولین لحظه ی برخورد موج ضربه به ترانس توزیع ولتاژ تابع ظرفیت خازنی ترانس می باشد و موج ضربه به طور الکترومغناطیسی به ثانویه منتقل می گردد در این حالت فرکانس غالب حدود کیلو هرتز می باشد امپدانس موجی خط که C , L آن به ترتیب نشانگر اندوکتانس سری و خازن موازی خط می باشد طبق رابطه زیر تعریف می گردد : با استفاده از مدار معادل ترانس دامنه ولتاژ ضربه منتقل شده به سمت فشار ضعیف به طریقه الکترو مغناطیسی پس از برخورد یک اضافه ولتاژ پله ای با دامنه V به سمت فشار قوی ترانس برابر خواهد بود با : در تشریح این پدیده باید گفت بعد از مرحله اول که القا فقط بصورت خازنی فقط می باشد ایجاد جریان ر اثر موج صاعقه در سیم پیچ اولیه القا ولتاژ به ثانویه از طریق میدان مغناطیسی بیرون هسته آغاز و پیشانی موج ولتاژ ضربه ساخته می گردد پس از لحظاتی کوتاه میدان مغناطیسی در هسته نیز آغاز می گردد و با فعال شدن شاخه موازی مدار معادل پشت موج ولتاژ القا شده به ثانویه نیز ساخته می گردد و انتقال موج ضربه نیز به سرعت انجام می گردد و می تواند برای عایق های طرف ثانویه و تجهیزات طرف ثانویه خطر آفرین باشد دامنه ولتاژ القا شده به ثانویه تا 15 درصد دامنه اولیه نیز گزارش شده است تحمل عایقی سمت فشا قوی ترانس بسته به کلاس عایقی مربوطه در برابر ولتاژ های ضربه ای برابر با 95 یا 125 کیلو وات است .
در عمل به وجود آمدن اضافه ولتاژ هایی با دامنه حداکثر 90 کیلو ولت متحمل می باشد به همین علت نصب و راه اندازی برقگیرهای ZNO در طرف فشار ضعیف و برای مصرف کنندگان مورد بررسی گردیده است .
بررسی قرار دادن برقگیر در سمت فشار ضعیف : در اینجا با بررسی یک موضوع عملی تاثیر قرار دادن برقگیر را در سمت ثانویه یک ترانس توزیع را مورد بررسی قرار می دهیم .
یک ولتاژ ضربه ای ناشی از صاعقه دامنه ولتاژی به اندازه 80 کیلو ولت به ترانس رسانیده است ترانس مزبور در سمت فشار ضعیف دارای برقگیر بوده است در سکل 5 موج ضربه ولتاژ القا شده به سمت ثانویه این ترانس در حالیکه دارای برقگیر می باشد را می توان مشاهده نمو همانگونه که در شکل ملاحظه می گردد دامنه این اضافه ولتاژ با توجه به نوع برقگیر انتخاب شده به کمتر از 300 ولت رسیده است که بهیچوجه برای ثانویه ترانی مضر نمی باشد.
لازم به ذکر است طراحی و انتخاب برقگیر های فشار ضعیف باید به طور خاص انجام گیرد برقگیرهای فشار ضعیف برخلاف فشار متوسط می بایستی TOV برای مدت طولانی و بدون ناپایداری حرارتی تحمل نماید .
لازم به ذکر است طراحی و انتخاب برقگیرهای فشار ضعیف باید به طور خاص انجام گیرد برقگیرهای فشار ضعیف برخلاف فشار متوسط می بایستی TOV برای مدت طولانی و بدون ناپایداری حرارتی تحمل نماید .
سئوالی که در اینجا مطرح است آن است که برقگیر فشار ضعیف را کجا باید قرار داد .
گزینه های مختلفی در این مورد می تواند مطرح گردد گزینه اول آن است که برقگیر در سمت تروینال های فشار ضعیف ترانس می بایستی قرار گیرد گزینه دوم این است که در محل انشعابات ترانس دز سمت فشار ضعیف قرار دهیم و گزینه سوم آن است که در محل قرا رگیری مصرف کنندگان قرار دهیم .
در مورد گزینه اول این نکته مطرح است قرار دادن برقگیر در محل ترمینال های ترانس در سمت فشار ضعیف دارای این حسن است که کل ترانی و خط حاصله از آن را می توان محافظت نمود لیکن قدرت برقگیر حاصله می بایستی به شدت بالا بوده که این موضوع برای شرکت و تزیع زیاد مقرون به صرفه نیست علاوه بر آن نمی تواند جلوی دامنه ولتاژ ضربه ای را نیز به خوبی گرفته و آن را damp کند .
در مورد گزینه دوم استفاده از برقگیر در سر انشعابات به نفع بوده چون جریان کمتری می بایستی تحمل نموده و انشعابات کمتری را نیز support می کند ولی بهترین گزینه برای هر مصرف کننده می باشد ولی از لحاظ صرفع اقتصادی نمی توان به خوبی آنرا توجیه نمود .
فصل دوم چکیده فصل : با پیشرفت روزافزون صنعت برق و استفاده های وسایل برقی باعث شد که احتیاج به کنترل کننده ها وسایل حفاظتی برای انواع سیستم های برق یکی از ضروری ترین اجزاء آن باشد تا بتواند در مواقعی که یک خطا یا اتفاق تا خوشایند برای آن سیستم به وجود آید در کمترین زمان ممکن آن سیستم یا آن وسیله برقی را از شبکه برق جدا نماید و از خرابی آن دستگاه جلوگیری کند با استفاده از این فیوزها و کلیدهای برقی می توان با کمترین خسارت ممکن سیستم اصلی برق را نجات داد که همین موضوع محققان را بر آن داشت که روی این موضوع تحقیق نمایند که نتایج آن را می توان در زندگی امروزه از یک فیوزه ساده با تحمل چندین آمپر تا یک فیوز بزرگ با ظرفیت تحمل چندین کیلو امپر مشاهده نمود در صنعت انتقال و توزیع .
هدف فصل : در این فصل سعی بر این است که با بعضی از انواع پر کاربرد دین فیوزها در صنعت برق (انتقال و توزیع ) و همچنین تاثیر بعضی از عوامل مخرب بر عملکرد این سیستم حفاظتی آشنا شوید و موارد استفاده آن ها را در بعضی از قسمت های صنعت برق با هم بررسی نماییم و از چگونگی نحوه انتخاب آن ها در موارد متعدد مطلع شویم .
برای فیوزهای مختلف رنج حداکثر تحمل جریان تعریف می کنند که با رنج قطع کردن آن فیوز یکسان نیست رنج قطع یا max جریان موجود برای یک فیوز یا مدار قطع کن circuit breaker می تواند بطور مطمئنی آن سیستم را زیر شرایط تست برای آن سیستم آن را قطع نماید پارامتر دیگری که تعریف می گردد برای سیستمهای حفاظتی scc است که در وضعیت آزمایش بصورت انفرادی یا بصوت دوتایی برای اجرای سیستم نصب می گردد .
تعریف : فیوزها شاید به ظاهر وسایل ساده ای به نظر می رسند که برای حفاظت به کار می روند ولی با مطالعه رفتار سیستمها می توان فهمید که آنها دارای ساختمان چندین ساده ای نیستند مدار های متفاوت احتیاج به فیوز دارند تا بتوانند یک قطع در مدار ضروری را ایجاد نمایند از طریق اجازه دادن عبور جیران تا مقدار پیک آن و زمان ذوب جزء خصوصیات جریان عبوری از فیوز می باشد فیوز یک وسیله حرارتی می باشد که وارد مدارهای الکتریکی و با توجه به ELEMENT موجود در فیوز دستور به قطع آن را می دهد المنت فیوز می تواند با استفاده از فلزهایی مانند بیسموت، کادمیم، سرب، قلع، نقره، مس، آلمینیوم وهر ترکیب و الیاژی از آنها ساخته می گردد برای اینکه برسیم به یک خصوصیت حرارتی متناسب با جریان پیک بخار برای فیوز تا بتوان یک سیستم حفاظتی مناسب داشته باشیم میزان توانایی یک فیوز و آزمایش آن بستگی زیادی به نحوه ساخت انوری دارد حتی صحیح عمل کردن آن و عمر آن نتیجه به موقع عمل کردن یک فیوز که باعث سوختن خود آن می گردد حفظ شاید حتی میلیونها سرمایه در قبال چندین دلار قیمت یک فیوز می باشد زمان تاخیر المنت اجازه یک جریان اضافه را می دهد که این با بالا بردن دقت فیوز می تواند هر چه سریعتر عمل نماید و باعث گردد که صدمه کمتری فیوز بیند فیوزها را در سیستم های قدرت می تواند مانند CUT = OUT سیستمهای توزیع فیوزهای ارتباطی؛ فیوزهای ثانویه ، فیوز قدرت ، کلیدهای هوایی تک قطبی توزیع، کلید های قطع کننده می توان دید چیز هایی که می تواند یک فیوز را در داخل خرابی قرار دهد مانند گرد و غبار بیش از حد بعضی از گازها بخارهای هادی، آب نمک، رطوبت یا قطرات آب بیش از حد ، یک شک زیاد کاهش های غیر معمولی و حتی تاثیرات فرکانس روی آن می توانند بر روی عملکرد فیوز تاثیر ندارد و آن را حتی تا مرز نابودی پیش برد از یک جهت دیگر فیوزها می توان به چند دسته : فیوزهای ولتاژ پایین ولتاژ بالا PLAYFUSE فیوزهای کارتریج تقسیم می گردد که فیوزهای ولتاژ پایین تا مرز 1000 V می رسند از لحاظ محدودیت دارای سه محدودیت می باشند از لحاظ فرکانس ، پیک max جریان و max پیک انرژی حرارتی فیوزهای پلاگ نوعی از فیوزها هستند که زیر v720 و A30 کار می کنند و دارای رنج قطع نمی باشند فیوزهای کارتریج این فیوزها تجدید پذیر هستند .
فیوزهای قدرت : این فیوزها به فیوزهای بالاتر از 1000 V اطلاق می گردد که باید در آن نکات زیر در نظر گرفته شود این فیوزها هنگامی استفاده می گردند که برای جلوگیری از SHORT CIRCURR هنگامی که SWITCH BREAKER از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست که اکثرا در قدرت برای حفاظت اولیه یا ثانویه ترانس استفاده می گردد و هم چنین یرای مدارهای فیدر ها و بانک های خازنی چون آنها برای کار اتوماتیک طراحی شده اند ولی باید به صوت دستی جایگزین گردد ولی فیوزها اکثراً در قسمت توزیع در کات اوت ها یا کلیدهای ارتباطی استفاده می گردند این فیوز مجبور است از یک سیستم جرقه ای استفاده کند تا بتواند دستور قطع را صادر نماید.
MOTOR CONTROLLER : این وسایل حفظاتی می بایست ثبت شود بر روی دستگاه یا بر روی شناسنامه آن ولتاژ جریان و توان آن باید مشخص باشد جریان اتصال کوتاه و سای اطلاعات مورد نیاز را در حالت نامی مشخص نماید برای اینکه تشخیص نماید که دستگاه در وضعیت مطلوب است یا نه .
جریان محدود کننده های فیوز در حالت «بالای نرمال » در وضعیت اتصا کوتاه آزمایشی بدست می آید تا بوسیله آن فیوز را مشخص نمود .
نمونه ای از یک بر چسب وسیله الکتریکی که در موارد حفاظتی را مشخص می نماید که آن .
یک مثال برای تسبت جریان نامی در اتصال کوتاه می توان در شکل زیر نحوه بررسی یک سیستم ساده را برای بدست آوردن شرایط نامی مشاهده نمود : در بدست آوردن محدوده مجاز برای یک فیوز و در شرایط نامی آن باید به موارد زیر توجه داشت : محدوده جریان فیوزها : انرژی خط را کاهش دهد بتواند استفاده شود تا به دست آید یک شرایط نامی برای کنترل کننده ها موکورها و اسمبلرهای اجزای سیستم و ....
در اینجا با هم به بررسی بعضی از اصطلاحات سیستم های حفاظتی می پردازیم: Coordination ( هماهنگی ) به محل با یک اضافه جریان برای محدود کردن وسیله یا مداری که در آن اتفاق افتاده اطلاق می گردد که به وسیله دستگاه های حفاظت اضافه جریان و تنظیم های آنها به انجام می رسد.
Seleetive coordination : به ازومر کردن یا از تحت بار خارج کردن یک مدار دچار خطا شده می گویند باید در این وضعیت فقط نزدیک ترین وسیله یا فیوز حفاظتی به سرچشمه خطا آن را از سیستم خارج نماید .
علت احتیاج شدید به این موضوع نیز این است که با استفاده از آن میزان قابلیت اعتماد سیستم بالا می رود .
حال که مسئله coordination را متوجه شدیم و علل استفاده از آن را فهمیدیم می پردازیم به کیا سیستم دچا خطا شده یا به اصطلاح در حالت اورژانسی این سیستم یم بایست حتی با اضافه جریانی که در آن اتفاق می افتد به کار خود ادامه دهد و بتواند به نوعی در خود سیستم یک Seleetive coordination بوجود آید تا هر چه بتون میزان ضرر احتمالی را ناشی از black out دادن سیستم کاهش داد و این میزان را به حداقل خودش رساند این موضوع در مکان هایی مانند هتل ها، تناتر، بیمارستان، ورزشگاه ، محل های نظامی و ...
مورد بررسی قرار می گیرد که در آنها احتیاج به یک panic control می باشد و هم چننی باید در این شرایط انرژی برای سیستم های تحویه محل یاب، آتش ، آتش خاموش کن ها ، آسانسورها ، ارتباط های درون شهری بسرعت برقرار باید گردد که برای این موضوع نوع خاموشی سیستم و نوع تغذیه این نوع موارد خاص باید به گونه ای باشد که کمترین ضرر را ایجاد نماید حال چه چیزی در این مورد باید مورد توجه قرار گیرد ؟
Seleetive coordination fuses : انواع فیوزهایی که برای سیستم هایی که باید هماهنگ گردند با توجه به نوع بار و نوع مدار سیستم فرق می نماید و دارای استانداردهای بخصوصی است .
و هم چنین مدار تکن ها نیز در این سیستم ها دارای خصوصیات زیر هستند .
1- بستگی به خصوصیات و تنظیمات آنها دارند .
2- بدست آوردن و مناسب آنها سخت است .
3- ممکن گران شوند .
4- قبل از وصل آنها خطا در سیستم ضروری است .
5- یک تحلیل و بیان مناسب ازمطالعات باید بیان گردد .
این نوع مدار شکن ها تاخیر ذاتی طولانی بین فرمان قطع و اعمال آن بوسیله دستگاههای مکانیکی مدار شکن ورود .
دارای این خصوصیت خوب هستند که آن که نزدیک به خطا است سریع تر از بقیه قطع می گردد و می تواند خطا را از بین ببرد .
نبودن یک Seleetive coordination در منطقه خطا .
خوب دیده شد که خود فیوزها و مدار شکن ها دارای قدرت کمی اند لحاظ تحمل جریان و نرخ طرفیت آن ها می باشند برای بالا بردن این ظرفیت امروزه با پیشرفت تر انس ها این امکان بوجود آمده که ظرفیت مدار شکن ها بالا می رود با اینکار دارای یک hazard مطمئن خواهیم بود .
برای نصب یک فیوز متناسب با سیستم یابد مراحل زیر طراحی گردد .
ابتدا تحت یک super visor مهندسی مراحل نصب پیش بینی گردد بعد ظرفیت وسایل و تحلیل سیستم با هم ترکیب گردد و تحت یک قرار داد حرفه ای مهندسی به یک نتیجه منقول برسد نتایج می بایست با شرح کامل خطر ها نوع پیش بینی و خطا و ....
باید ثبت گردد و آنها همیشه موجود باشد برای طراحی و نصب آن سیستم حفاظتی این قرار داد حرفه ای می تواند مشخص کند که چه نوع فیوز یا مدار تکنی با چه رنجی و در کجا باید استفاده شود .
و برای یک هما هنگی بین فیوز و مدار شکل روبرو باید مورد توجه قرار گیرد : 1- چک شود که قطع فیوز در بالای آن مدار تکن آیا می توانند استفاده گردد با چه رنجی 2- پیش بنی گردد آیا با همان شرایط می توان درعمل از آن فیوز استفاده گردد ؟
3- تست آن با شرایط بالا انجام گیرد .
4- با تحلیل انجام شده باید به این مرحله بر سیم که آیا فیوز صلاحیت استفاده در بالای یک مدار شکن را دارد یا نه ؟
فیوزها با پیک کم تا 300000 A دارای یک قطع رنج خوب هستند برای سیستم های تا رنج CC 5 کمتر برای پایداری سیستم احتیاج به نگه داری دوره ای و تست روی فیوزها نمی باشد .
دستگاه مکمل اضافه جریان : یک دستگاه به وجود آمده تا تامین کند محدوده اضافه جریان حفاظتی را برای دستگاه های بخصوص و وسایلی مانند نور افکن ها و ....
بعد ازبررسی و شناختن اجزا و اصطلاحات مربوط به فیوزهای الکتریکی و سیستمهای حفاظتی در این قسمت به بررسی و معرفی بعضی از جدید ترین و پر کاربردترین کلیدها Circuit breaker & ها می پردازیم .
انواع فیوزها : کلید حفاظت از جان یا کلید (f1) : این کلید به وسله جریانهائی که از فاز و نول (سیم برگشت جریان ) عبور می کند ، جریان عبوری یا نشتی به زمین (ارت ) را مشخص می کند این وسیله به اندازه ای حساس است که می تواند جریانهای نشتی کوچک را که باعث عملکرد فیوز نمی شد ولی می توانند برای شروع یک آتش سوزی یا برق گرفتگی کافی باشند بیاید چنین جریانی باعث قطع این کلیدو در نتیجه جدا شدن منبع تغذیه خواهد شد .
این کلید شخصی را که احتمالا بین دو فاز و نول دچار شوک می شود ، محافظت نخواهد کرد و فقط انسان را در مقابل اتصالی بین فاز و زمین محافظت می کند .
اگر شخصی از قسمتی که نسبت به زمین برقرار است دچار شوک الکتریکی شود به دلیل جریانی که از بدن وی به زمین عبور می کند این کلید در چند صدم ثانیه منبع تغذیه را قطع می کند .
لازم به یاد آوری است که این کلید مقدار جریان را کاهش نخواهد داد بلکه تنها مدت زمان شوک را محدود خواهد کرد .
سیمهای فاز و نول از یک ترانسفور ماتور جریان (CT) عبور می کند و سیم پیچ ثانویه آن به یک اشکارگر الکترونیکی حساس متصل می شود که می تواند باعث قطع یک کلید قطع کننده (بریکر ) شود و خط 220 ولت و 50 هرتز یا 110 ولت و 60 هرتز سری باشد .
تحت شرایط عادی در یک مصرف کننده تکفاز جریاهایی که از سیم فاز و سیم نول عبور می کند با یکدیگر برابرند و جریان کل (IW- IN) عبوری از اولیه ترانسفور ماتور جریاهن مساوی است و در نتیجه هیچ شاری مغناطیسی در هسته ایجاد نیم شود و ولتاژ القایی EF هم صفر خواهد بود و کلید قطع نخواهد شد حال اگر جریان خطا به طور مستقیم از سیم فاز به زمین نشت کند ، مثلاً اگر شخصی یک ترمینال برقدار را لس کند یا اگر انگشت خود را داخل سرپیچ لامپی بکند و یا اگر موتوری داخل آب بیفتد و یا اگر عایق بین موتور و بدنه زمین داخل ترانسفور ماتور جریان صفر نبوده و برابر با IF می باشد شار مغناطیسی ودر نتیجه ولتاژ القایی EF به وجود می آید و باعث قطع کلید می شود جنس هسته ترانسفور ماتور باید در چگای های شار پایین فوق العاده نفوذ پذیر و حساس باشد .
این نوع کلید برای مصرف کنندگان 3 فاز نیز قابل استفاده است و هر چهار هادی برقدار ( سه فاز و نول ) از داخل هسته ترانسفور ماتور جریان عبور می کند .
در حالت عادی جمع جبری جریانهایی که از سه فاز عبور می کند برابر صفر خواهد بود از این رو در هسته ترانسفور ماتور هیچ جریانی القاء نمی شود و ولتاژی بر روی ثانویه به وجود نمی آید و کلید قطع نخواهد شد .
این نوع کلید یک نوع وسیله الکترومکانیکی قابل اعتماد است که مانند هر وسیله مکانیکی دیگر شرایط محیطی مانند رطوبت و گرد و غبار می تواند بر عملکرد آن اثر بگذارد هر تاخیری در عملکرد نیز می تواند کشنده باشد به همین جهت یک دکمه آزمایش دارد که باید از طریق آن عملکرد کلید آزمایش شود و در صورتی که اشکالی دارد رفع گردد کلیدهای قطع کننده محافظ موتور :