​

سيم و كابل ساختماني

اصول سيم كشي ساختمان

سيم كشي و يا به اصطلاح برقكاري ساختمان ، برخلاف چيزي كه عده اي تصور مي كنند ، امري كاملا تخصصي است . چه بسا اگر سيم كشي ساختمان به هر دليلي اشتباه انجام شود ، در تمام طول عمر استفاده از ساختمان ، ساكنين را با زحمت مواجه مي سازد ،

 ​

در سيم كشي ساختمان سطح مقطع هادي سيم و كابل هاي ساختماني با توجه به عوامل زير تعيين مي شود:

– حداكثر دماي مجاز كار هادي

– افت ولتاژ مجاز سيم و كابل

سيم هاي ساختماني با هادي  تا سطح مقطع ۱۰ ميلي متر مربع بهتر است از نوع سيم با هادي تك مفتولي داراي عايق PVC  استفاده گردد. استفاده از سيم هاي افشان در مواردي كه انجام بعضي از قسمت هاي سيم كشي به طور استثنايي مشكل باشد مجاز خواهد بود. از سيم ها و كابل هاي زيرگچي فقط در مواردي مي توان استفاده كرد كه طول انشعاب از محل سيم كشي ثابت تا محل مصرف كننده مانند چراغ بيشتر از ۱٫۵ متر نباشد.

به طور كلي در ساختمان از چند نوع سيم و كابل مانند: سيم هاي افشان، سيم هاي مفتولي، كابل هاي افشان سبك و كابل هاي افشان مفتولي سبك با عايق و روكش PVC ، كابل هاي مخابراتي و آيفوني و نيز كابل كواكسيالاستفاده  مي شود. در مكان هايي كه دما در آنجا بسيار زياد است مانند جنوب كشور از عايق XLPE استفاده مي شود.

سيم و كابل ساختماني

سطح مقطع هادي سيم و كابل ساختماني

ساختمان هاي كوچك از برق تك فاز و خانه هاي بزرگ تر از برق سه فاز استفاده مي كنند. تجهيزات مصرف كننده عمده برق ساختمان در آشپزخانه و موتورخانه قراردارند . به هنگام كابل كشي مي بايستي توجه داشت كه فاصله كابل ها از يك ديگر بايد حداقل دوبرابر قطر كابل باشد.

بايد به اين نكته به صورت كاملا جدي توجه داشت كه مهارت سيم كشي ساختمان ، تنها به صورت تجربي به دست    نمي آيد ، به اين صورت كه ممكن است شخصي سال ها تجربه سيم كشي داشته باشد ، اما از رعايت برخي قوانين آن هيچ اطلاعي نداشته باشد . در همين راستا توصيه مي گردد كه سيم كشي و برقكاري ساختمان مي بايست بر اساس نشريه هاي مربوط به آن اعم از نشريه ۱۱۰ و مبحث ۱۳ مقررات ملي ساختمان انجام گردد .

 ​

در حالت كلي سطح مقطع كابل برق از تير تا كنتور ورودي ۶ ميليمتر مربع مي باشد به همراه يك رشته سيم ارت با سطح مقطع ۲۵ ميليمتر مربع كه با نظر شركت توزيع نيروي برق تعيين مي گردد .

سطح مقطع سيم ارت تابلوي هاي تقسيم هر واحد ۶ ميليمتر مربع است . (در اصول سيم كشي ساختمان مي بايستي سيستم  ارت وجود داشته باشد )

در سيم كشي ساختمان معمولا” براي هر قسمت سيم و كابل ساختماني با سطح مقطع هادي به شرح زير به كار برده مي شود :

–  سيم هاي به كاربرده شده در ساختمان براي روشنايي: سطح مقطع ۱٫۵ ميلي متر

–  سيم هاي به كار برده شده براي پريز ساختمان: سطح مقطع ۲٫۵ ميلي متر

–  سيم هاي به كار رفته به عنوان سيم هاي اصلي برق: سطح مقطع ۴ ميلي متر

–  سيم هاي به كار رفته براي راه اندازي كولر آبي: سطح مقطع ۲٫۵ ميلي متر

–  سيم هاي به كار رفته براي راه اندازي كولر گازي: سطح مقطع ۴ ميلي متر

​

سيم و كابل ساختماني

انتخاب سيم و كابل ساختماني

ميدانيم كه بر اثر عبور جريان الكتريكي از كابل و هادي گرما به وجود مي آيد . چنانچه مقدار اين گرما زياد باشد باعث سوختن پليمر عايق سيم وكابل ميگردد از طرفي چنانچه مقاومت سيم وياكابل از حد معمول زياد باشد باعث ايجاد افت ولتاژ درسيم و كابل شده و در نتيجه ولتاژ دو سر مصرف كننده از ولتاژ شبكه كمتر بوده و ممكن است مصرف كننده درست كار نكند .

هميشه در طراحي شبكه ها مثل سيستم سيم كشي ساختمان بايد سطح مقطع كابل طوري انتخاب شود كه افت ولتاژ در سيم وكابل درصد كوچكي باشد.

​

اين افت ولتاژ برحسب تنوع شبكه و نيز ولتاژ شبكه متغيير است. مثلا براي شبكه هاي خانگي ۳۸۰/ ۲۲۰ ولت، افت ولتاژ مجاز حدود ۵ درصد است. بنابراين پس از تعيين سطح مقطع بايد بررسي شود كه آيا سطح مقطع انتخابي اين شرط را نيز برآورده مي سازد يا نه؟

اگر درصد افت ولتاژ در حد مجاز نباشد بايد سطح مقطع بالاتري را انتخاب كنيم.

در سيم‌كشي الكتريكي، محدوديت‌هايي براي حداكثر افت ولتاژ مجاز وجود دارد، يعني بايد در كاركرد مناسب وسايل الكتريكي اختلال بوجود نيايد. افت ولتاژ بيش از حد ممكن است موجب عملكرد نامطلوب وسايل الكتريكي و آسيب ديدن تجهيزات الكتريكي متصل شود.

همچنين جريان مجاز عبوري از سيم ها و كابل ها مي بايستي گونه اي تعين گردد كه در هر نقطه اي از سيم و كابل، حرارت توليد شده در هادي هاي آن به خوبي به محيط اطراف منتقل شود.

درجه حرارت عايق در سطح هادي سيم ها و كابل هاي داراي عايق پي.وي.سي نبايستي از ۷۰ درجه سانتي گراد تجاوز كند .

سيم و كابل ساختماني

سيم افشان

سيم افشان عبارتست از يك سيم  تك رشته كه هادي آن از جنس  فلز مس بوده و عايق  به كار رفته در سيم افشان نيز آميزه پليمر  PVC ( پي وي سي ) از نوع پليمر PVC/C   مي باشد .

از سيم افشان در داخل وسايل برقي و نيز حفاظت سيستمهاي روشنايي ، درمحيط هاي خشك ، درون لوله ها و زير و روي گچ استفاده مي گردد اما به كاربردن سيم افشان ( سيم انعطاف پذير يا سيم قابل انعطاف ) براي نصب مستقيم روي سيني كابل ، كانال كابل كشي و مخازن مجاز نمي باشد  .

ولتاژ نامي  در سيم هاي افشان ، ۵۰۰/۳۰۰ ولت در سيم هاي افشان تا سطح مقطع ۱ ميلي متر مربع و ۷۵۰/۴۵۰ ولت در سيم هاي افشان با سطح مقطع بيش از ۱  ميلي متر مربع مي باشد .

 ​

سيم هاي افشان بر اساس مشخصه ولتاژ نامي به دو گروه تقسيم مي گردند :

سيم هاي افشان  داراي ولتاژ نامي ۵۰۰/۳۰۰ ولت :

كه اين نوع از سيم هاي افشان براي نصب درون لوله ها و زير و روي گچ و نيز قرار گيري در لوله هاي خرطومي مناسب است .

سيم هاي افشان داراي ولتاژ نامي ۷۵۰/۴۵۰ ولت :

اين نوع از سيم هاي افشان براي نصب داخل وسايل برقي و نيز حفاظت سيستمهاي روشنايي ، درمحيط هاي خشك ، درون لوله ها و زير و روي گچ مناسب است .

هادي در گروه سيم هاي افشان مطابق با الزامات استاندارد مربوطه  كلاس ۵ ( هادي افشان يا هادي قابل انعطاف يا هادي انعطاف پذير ) و يا ۶كلاس ( هادي هادي خيلي افشان ) مي باشد .

 ​

سيم و كابل ساختماني

سيم مفتولي

سيم مفتولي يا سيم نصب ثابت  و يا به اصطلاح رايج بازار سيم خشك  ، عبارتست از سيمي  تك رشته كه هادي آن از جنس  فلز مس بوده و عايق  به كار رفته در سيم مفتولي نيز آميزه پليمر  PVC ( پي وي سي ) از نوع پليمر PVC/C   مي باشد .

از سيم مفتولي ( سيم نصب ثابت يا سيم خشك ) در سيم كشي داخلي تابلو ها و توزيع كننده هاي برق استفاده مي گردد همچنين از سيم مفتولي ( سيم غير قابل انعطاف يا سيم  نصب ثابت ) مي توان در لوله ها و زير گچ استفاده نمود .

ولتاژ نامي  در سيم هاي مفتولي ، ۵۰۰/۳۰۰ ولت در سيم هاي مفتولي  مقاطع ۵/۰ و ۷۵/۰ و ۱ ميلي متر مربع و ۷۵۰/۴۵۰ ولت براي سيم هاي مفتولي با سطح مقطع بيش از ۱  ميلي متر مربع مي باشد .

​

مقاومت الكتريكي هادي سيم مفتولي  كمتراز سيم افشان است . به عنوان مثال مقاومت الكتريكي هادي در سيم مفتولي با سطح مقطع ۵/۱ ميلي متر مقدار ۱/۱۲ اهم بر كيلومتر و در سيم افشان با همين سطح مقطع ۵/۱ مقدار ۳/۱۳ اهم بر كيلومتر مي باشد . اين تفاوت به دليل وجود رشته هاي هادي با طول تاب ( پيچش ) مشخص در هادي سيم افشان مي باشد .

تفاوت در مقاومت الكتريكي هادي سيم افشان و سيم مفتولي  زياد چشمگير نيست اما ممكن است در موارد خاص يا متراژهاي بالا تاثير خود را بيشتر نمايان سازد .

سيم و كابل ساختماني

كابل افشان سبك

اين نوع كابل را مي توان به عنوان كابل هاي ورودي و اتصال در وسايل برقي ، لوازم منزل و ماشين آلاتي كه دو شاخه آنها به طور ثابت به كابل نصب است ،به كار برد .

​

ساختار

هادي : مس آنيل شده گروه ۵  ( انعطاف پذير – افشان  ) مطابق استاندارد ملي ايران شماره ۳۰۸۴

عايق : آميزه PVC از نوع PVC/D.

نحوه قرار گيري رشته ها :

– كابل گرد : رشته ها به هم تابيده مي شوند .

– كابل تخت : رشته ها به صورت موازي قرار مي گيرند .

روكش : آميزه PVC از نوع PVC/ST5 ، رنگ روكش به طور معمول مشكي يا سفيد است .

سيم و كابل ساختماني

كابل مفتولي سبك

اين نوع كابل ها براي مصارف صنعتي و كابل كشي داخل ساختمان مناسب است و مي توان آن ها را در محيط هاي خشك ، آبدار و مرطوب و نيز مكان هاي بسته و باز و همچنين در آجركاري و بتن به كار برد. به كار بردن اين كابل ها در بتن فشرده و يا به طور مستقيم در زير زمين مجاز نيست .

​

ساختار

هادي : مس آنيل شده گروه ۱ ( تك مفتولي ) يا گروه ۲ ( تابيده شده منظم ) مطابق استاندارد ملي ايران شماره ۳۰۸۴

عايق : آميزه PVC از نوع PVC/C.

نحوه قرار گيري رشته ها : رشته ها به هم تابيده مي شوند .

روكش مياني : رشته هاي به هم تابيده با آميزه هايي از پي وي سي اكسترود شده روكش مي شوند .

روكش: آميزه PVC از نوع PVC/ST4 ، رنگ روكش به طور معمول مشكي يا طوسي است  .

​

كنتور چيست :

كنتور وسيله اي است كه مقدار انرژي الكتريكي را اندازه گيري مي كند و بر حسب كيلو وات ساعت (ژول) نشان مي دهد.

واحد اندازه گيري :

معمولاً واحد اندازه گيري در كنتور كيلووات ساعت (kwh) مي باشد كه برابر است با مقدار انرژي استفاده شده توسط يك بار يك كيلو واتي در طي يك ساعت يا ۳۶۰۰۰۰۰ ژول. بعضي از شركتها نيز از واحد مگا ژول استفاده مي كنند. توان راكتيو نيز با واحد كيلو وار ساعت(kvarh) اندازه گيري مي شود.

اساس كار كنتور چيست?

نحوه نصب كنتور تكفاز در مدار چگونه است ؟

انواع كنتور كدامند ؟

كنتور هاي پيشرفته چگونه كار مي كنند ؟

كنتور ها بر اساس نيروي الكترومغناطيس عمل مي كنند . مي دانيم كه اگر از يك سيم پيچ جريان برق بگذرد در اطراف آن  ميدان ايجاد مي شود.

اساس كار كنتور چيست ؟

كنتور ها بر اساس نيروي الكترومغناطيس عمل مي كنند . مي دانيم كه اگر از يك سيم پيچ جريان برق بگذرد در اطراف آن يك ميدان مغناطيسس ايجاد مي شود كه شدت و جهت اين ميدان به جريان عبوري از سيم پيچ بستگي دارد. در كنتور هاي تكفاز دو دسته سيم پيچ وجود دارد كه يكي از آنها داراي تعداد دور كم و قطر بيشتر نسبت به ديگري است. سيم پيچ ضخيمتر با دور كمتر را سيم پيچ جريان و ديگري را سيم پيچ ولتاژ مي نامند.

نحوه نصب كنتور تكفاز در مدار چگونه است ؟

سيم فاز را به سر سيم پيچ جريان وصل نموده و از سر ديگر آن فاز را مي گيرند . و دو سر سيم پيچ ولتاژ را به فاز و نول وصل مي كنند . زماني كه مصرف كننده اي به كنتور وصل مي شود جريان از سيم فاز و نول مي گذرد . بعبارت ديگر جريان مصرف كننده از سيم پيچ جريان مي گذرد و در آن يك ميدان مغناطيسي ايجاد مي كند . سيم پيچ ولتاژ كه هميشه به برق وصل است و داراي يك ميدان مغناطيسي ثابت است كه مقدار آن هيچ ارتباطي به مصرف كننده متصل شده به كنتور ندارد . اين دو ميدان مغناطيسي بر هم اثر كرده و سبب ايجاد نيروي حركتي در صفحه آلومينيومي درون كنتور مي شود . سرعت حركت اين صفحه با جريان مصرف كننده رابطه مستقيم دارد . اين حركت توسط يك محور و چرخ دنده به يك شماره انداز يا نمراتور ارتباط دارد و بر اساس گردش آن شماره ها زياد مي شود . اين شماره ها بجز رقم اول ميزان كاركرد كنتور يا همان مصرف انرژي الكتريكي را بر حسب كيلو وات ساعت نشان ميدهند .البته درون كنتور قطعات ديگري هم نظير : آهنرباي سرعت گير و پيچهاي تنظيم و … وجود دارند كه ما از توضيح آنها صرف نظر كرده ايم .

انواع كنتور كدامند ؟

براي مصارف خانگي دو نوع كنتور تكفاز و سه فاز بطور عام وجود دارند كه در دسته بندي كنتورها به نوع اكتيو معروفند . اما در مصارف صنعتي مي توان به كنتورهاي راكتيو و كنتورهاي دو تعرفه اشاره كرد كه در جلسات قبل مختصري در باره آنها توضيح داده ايم .

كنتور هاي پيشرفته چگونه كار مي كنند ؟

در كشورهاي برخوردار از تكنولوژي ديگر كنتور نويسي به مفهوم رايج آن در ايران منسوخ شده است . در اين كشورها كه پول الكترونيكي بسيار رايج است از كنتورهاي هوشمند كه در بازه هاي زماني خاص ميزان مصرف را مشخص كرده و به ادارات برق گزارش مي دهند استفاده مي شود . اين كنتورها ميزان مصرف را از طريق همان خطوط برقي كه آنرا مي رسانند به توزيع كننده اطلاع مي دهند و شركتهاي فروشنده برق نيز بطور خودكار از حساب مصرف كننده برداشت مي كنند . در صورت موجود نبودن حساب و پس از اخطارهاي كتبي از طريق فرمان از راه خطوط برق بصورت خودكار كنتور برق مشترك را قطع مي كند و مشترك پس از پرداخت هزينه مي تواند از خدمات شركت فروشنده استفاده كند.

كنتورها متناسب با حجم و دقت مورد نظر در انواع مختلف جابجايي و توربيني طراحي ميگردند. كنتورهاي جابجايي حجم گاز را به حجم هاي ثابتي تقسيم نموده و در واقع ميتوان گفت حجم گاز را به صورت پيمانه اي اندازه گيري مي نمايند و خود با اشكال:

– كنتور رفت و برگشت پيستوني

– كنتور مرطوب

– كنتور ديافراگمي

– كنتور پره هاي چرخان

– كنتور روتوسيلي

ارايه مي گردند .

گروه الكترونيك قدرت دانشكده ي مهندسي دانشگاه سوانسي يكي از پيشرفته ترين كنتورهاي هوشمند برق را توسعه داده اند و هم اكنون سالانه حدود ۱٫۵ مگاوات ساعت «برق سبز» رايگان براي دانشگاه تامين مي نمايند كه مقدار كربن مصرفي آن را كاهش مي دهد.

اين گروه، كه در مركز طراحي سيستم هاي الكترونيكي جاي گرفته است، نمونه ي كنتور هوشمند خود را براي نشان دادن پتانسيل موجود در فن آوري هاي اندازه گيري برق در آينده ي نزديك، به اجرا درآورده است.

كنتور هوشمند به عنوان نقطه ي مركزي ثبت انرژي شخصي يك مصرف كننده مي باشد كه ميزان مصرف آن ها را نظارت كرده، اطلاعاتي را مي دهد كه نه فقط از طريق روش سنتي خواندن توان بلكه به صورت يك روش كاربرپسند توسط نمايش گرافيك هاي انيميشني از پول بر روي صفحه نمايش بزرگ روي كنتور مي باشد.

اين كنتور جديد حتي يك قدم جلوتر از ديگر كنتورهاي هوشمند رايج مي رود به طوري كه مدارات برق افراد را در خانه مورد نظارت قرار مي دهد كه شامل روشنايي راه پله ها و سوكت هاي آشپزخانه مي شود.

اين گروه معتقد است كه امكان نظارت بر كاربردهاي انحصاري ديگري نيز در صورت بهره گيري بيشتر از فن آوري خواهد بود.

نمايش اطلاعات مربوط به مصرف با استفاده از توانايي نشان دادن توان توليد شده از فن آوري هاي ميكرو-تجديدپذير به شكل plug and play تكميل خواهد شد، مشابه آنچه در صفحات خورشيدي معمولي و توربين هاي بادي موجود به چشم مي خورد.

در واقع اين كار تلاشي براي ايجاد روشي با نصب ساده و آسان براي مردمي مي باشد كه هيچ تجربه اي در الكترونيك قدرت ندارند.

كنتور هوشمند به تعدادي از صفحات خورشيدي روي پشت بام ساختمان مهندسي دانشگاه از طريق يك مبدل توان متصل گشت.

توان تحويل داده شده از صفحات خورشيدي درون كنتور مورد نظارت قرار گرفت تا امكان بررسي «انرژي سبز» توليد شده با استفاده از يك روش ساده فهم مهيا گردد.

اين امر نشانه هاي واضحي را در اختيار قرار مي دهد كه آيا اين فن آوري تجديدپذير خريدي منفعت دار بوده است و كارايي مالي لازم را نسبت به سرمايه گذاري اوليه دارد يا خير.

اين كنتور همچنين توانايي هاي ارتباطي نيز دارد كه امكان خوانش در لحظه ي ميزان مصرف و توليد توان را براي توليدكننده ي برق و مصرف كننده آن از طريق صفحات وب، نمايشگرهاي بي سيم خانگي يا به شكل بالقوه حتي از طريق يك كانال تلويزيوني ميسر مي سازد.

ريچارد لويس، محقق و مدير گروه كنتور هوشمند سوانسي، گفت: “زمان خود-رضايتمندي به پايان رسيده است! دانشگاه سوانسي، با گروه و ابتكارات خود، تلاشي را در جهت مبدل ساختن آگاهي از انرژي به عنوان اولويتي برتر رهري مي نمايد و در حال كار براي تامين ابزار انجام آن مي باشد.”

علاقه مندي به فن آوري هاي اندازه گيري هوشمند در تعدادي از تلويزيون هاي تجاري بوجود آمده است كه نشانه ي توجه قسمت تجاري به كنتورهاي هوشمند مي باشد اما در بخش مسكوني هنوز راه زيادي در پيش روست.

نمونه هاي آزمايشي در مقياس كوچك هنوز ددر دست بررسي است و با استفاده از كنتورهاي هوشمند در بخش مسكوني چند سالي فاصله داريم.

گروه سوانسي در نظر دارد از پيش گامان انگلستان در ارائه ي فن آوري هاي اندازه گيري هوشمند به هواداران آن باشند. سنجش هوشمند برق يكي از بخش هاي كليدي مي باشد چرا كه امكان استفاده ي كارآمدتر و مسئولانه تري را فراهم مي آورد.

سيستم خودكار كنترل و قرائت كنتور برق از راه دور پويا AMR

قرائت كنتور و ثبت مصرف برق مشتريان به روشهاي متداول كاري است وقت گير، خسته كننده و توام با خطا كه از دغدغه هاي اصلي هر شركت توزيع برق به حساب مي آيد. (Automatic Meter Reading) AMR يا قرائت خودكار كنتور راه كاري است براي حل اين معضل. دريك سيستم AMR ايده آل تمامي كنتورهاي برق يك شهر از يك مركز واز راه دور بطور خودكار قرائت مي شود و صورتحساب مشتريان نيز بدون خطا وبطور خودكار توليد مي گردد. مضاف بر آن، جريان برق مشتريان بدحساب هم از راه دور قطع و وصل مي گردد.

چه چيزي بيش از اين يك شركت توزيع برق را به وجد مي آورد كه بتواند در تمامي ساعات شبانه روز، مصرف برق يكايك مشتركين خود را از راه دور و از يك مركز از مسيري مطمئن، سريع، گسترده، از پيش نصب وراه اندازي شده و همواره در دسترس قرائت نمايد. تكنيك (Power Line Carrier) PLC يا انتقال اطلاعات از طريق جريان برق اين امكان را فراهم آورده است.

سيستم AMR ابدائي شركت پويا  از تمامي ويژگيهاي پيش گفته برخوردار است. اين سيستم با استفاده از شبكه برق شهري اطلاعات كنتور هاي برق مشتركين را بطور اتوماتيك واز راه دور در زمانهاي دلخواه قرائت مي كند، صورتحساب بدون خطا توليد مي كند و برق مشتركين بد حساب را قطع و وصل مي كند. از مزاياي سيستم پويا

مي توان مواردزير را برشمرد:

• استفاده از شبكه برق شهري جهت انتقال اطلاعات مصرف مشتركين
• كاهش هزينه و سرعت قرائت كنتور با توجه به دردسترس بودن شبكه سيم كشي برق شهري
• از بين بردن خطاي قرائت
• قرائت در تمامي ساعات شبانه روز
• امكان اعمال چند تعرفه بر اساس ميزان مصرف مشترك در ساعات مختلف
• امكان قطع و وصل برق مشتركين از راه دور
• امكان پيش فروش برق
• امكان كنترل و بهينه سازي منحني مصرف
• امكان متعادل سازي بار فازها

  سيستم و تجهيزاتي كه پويا به اين منظور طراحي و توليد نموده است عبارتند از:

PULSAR: اين دستگاه براي نصب درون كنتورهاي مكانيكي طراحي شده است و وظيفه آن توليد پالس هاي الكتريكي با مضربي صحيح از ميزان مصرف اندازه گيري شده توسط شمارنده كنتور است. قطعه اي است شامل چند سنسور و مداري هوشمند، با دوام، با دقت و مقاوم در برابر تاثيرات محيطي. براي كنتور هاي الكترونيكي نيازي به اين قطعه نيست زيرا سيگنالهاي مربوطه معمولا به عنوان يكي از خروجي هاي كنتور قابل دسترس مي باشد.

: R/B دستگاهي است كه در كنار كنتور مشترك برق نصب مي شود و با دريافت پالسهاي مصرف از خروجي كنتورهاي ديجيتالي يا از PULSAR در كنتورهاي مكانيكي آنها را مي شمارد ودر حافظه غير فرار خود حفظ مي كند. نگهداري مقادير قرائت شده به روش آينه كردن اطلاعات انجام مي شود تا در شرايط مختلف وضعيت برق محفوظ بماند. R/B بطور مداوم آماده دريافت دستورات اجرائي از مركز است. قرائت يا قطع و وصل كنتور مشتركين از مهمترين اين دستوراتند. R/B دستورات را از طريق خط برق كه تغذيه آنرا نيز تامين مي كند دريافت مي نمايد. هرR/B يك شناسه منحصر به فرد دارد و رايانه مركز آن را به همين وسيله شناسائي مي كند.

R/B BOX: دستگاهي است متشكل از يك R/B و يك كنتور الكترونيكي كه داخل يك محفظه قرار گرفته اند. R/B BOX به عنوان يك كنتور فرمان پذير در محل مشترك برق قابل نصب مي باشد.

:(Data Collecting Unit) DCU

اين دستگاه براي استقرار در پست هاي برق و به منظور برقراري ارتباط بين كامپيوتر مركز با R/B  هاي منصوب زير پست طراحي شده است.پس از اتصال كابل تغذيه DCU  به تغذيه كننده هاي ترانسفورماتور، دستگاه با استفاده از تكنيك PLC (Power Line Carrier  ) از طريق خط برق يا R/B هاي تحت پوشش پست برق كه در كنار كنتورهاي مشتركين نصب شده اند ارتباط برقرار مي كند.

:(Data Concentrator System) DCS  اين دستگاه مانند DCUدر پست برق نصب مي شود وعلاوه بر كارائي هايDCU شبيه به يك مالتي پلكسر نيز عمل مي كند. اين ويژگي كامپيوتر مركز را قادر مي سازد تا از طريق خط تلفن پست، ضمن ارتباط با DCS و استفاده از آن به عنوان يك DCU از طريق دريچه هاي اضافي اين دستگاه از كانال سيم كشي مستقيم نصب شده بين پستهاي مجاور، به هشت DCU ديگر دسترسي پيدا كند. استفاده از DCS موجب كاهش نياز به خط تلفن خواهد شد. DCS همچنين مي تواند كار مديريت و حفظ اطلاعات از بالا به پائين يا برعكس را نيز انجام دهد.  DCS قابليت به روز شدن از طريق خط تلفن را دارد.

Bridge: هر جا كه نياز به ارتباط ما بين دو نقطه الكتريكي غير متصل باشد، Bridge كاربرد دارد. به مانند يك پل ارتباطي عمل مي كند و مي تواند دو خط ولتاژ پايين يا يك خط ولتاژ پائين و يك خط غير فعال را به يكسان به يكديگر متصل نمايد. Bridge رهائي از محدوديتهاي توپولوژي شبكه توزيع برق را ممكن مي سازد.

Host: درواقع كامپيوتري است مستقر در مركز كه با نرم افزار هاي ويژه قرائت خودكار (AMR) تجهيز گرديده است. ارتباط مركز با DCU ها وDCS ها و نهايتا”R/B Box ها از طريق مودم انجام مي پذيرد. Host به كمك نرم افزار ويژه خود، اطلاعات و فرامين مورد نظر براي اعمال در R/B هاي هدف را به طور مستقيم از اپراتور يابرنامه هاي ديگر مي پذيرد و پس از تبديل آن به صورت مناسب براي اجرا به واحدهاي DCS و DCU ارسال مي دارد.

اجراي اولين طرح راديويي قرائت كنتور    برق در كشور

با اجراي اين طرح مي‌توان با توجه به امكانات خاص كنتور، قطع و وصل مجدد، اعلام آلارم و قرائت آن را از طريق سيستم راديويي انجام داد و همچنين هر گونه تغييرات و تنظيمات را در كنتورهاي مشتركين اعمال كرد.

از مزيت‌ها وقابليت‌هاي اين طرح مي‌توان به قرائت ميزان انرژي مصرفي مشترك ، قرائت مقادير كيفيت توان قرائت و ثبت دستكاري‌ها و امكان اعمال انواع روش‌هاي مختلف فروش انرژي با تعرفه‌هاي گوناگون اشاره كرد.

با اجراي اين طرح مي‌توان از هر گونه سوء استفاده و بهره‌برداري غير مجاز از شبكه برق كشور جلوگيري كرد و با اعمال مديريت صحيح و قانونمند شدن قرائت كنتور در دوره‌هاي كوتاه‌تر و دقت كامل با اين روش، اشتباهات ناشي از روش كنتور نويسي سنتي از بين خواهد رفت.

دانشور افزود: در مرحله اول، اجراي ان طرح در مورد ۱۰ مشترك به صورت آزمايشي با موفقيت صورت گرفت و درمرحله دوم اجراي آن در ۳ هزار واحد ديگر در حال اقدام است و از محل نصب آنتن مركزي راديويي تا شعاع ۲۵ كيلومتري كنترل مشتركين امكان پذير بوده و حتي در شرايط جوي مساعد اين سيستم تا شعاع ۵۰ كيلومتر را پوشش مي‌دهد.

اين فاصله در صورت استفاده از تكرار كننده مي‌تواند تا شعاع ۱۰۰ كيلومتري نيز افزايش يابد.

با اشاره به همكاري‌هاي گسترده وتمايل ويژه “وزارت نيرو ” به اجراي اين طرح در صورت توسعه اين طرح در ساير مناطق كشور مشكل مراجعه به مشتركين از بين مي‌رود و دوره قرائت كنتورها بنا به ضرورت كاهش يا افزايش خواهد يافت.

اجراي اين طرح علاوه بر مزاياي ياد شده اشاعه فرهنگ پرداخت به موقع هزينه برق، حذف هزينه‌هاي نيروي انساني براي قرائت كنتورها و در مقطع زماني دلخواه با در اختيار داشتن تمامي اطلاعات مربوط به كيفيت توان و امكان اعمال مديريت مصرف و كاهش تلفات را نيز به همراه خواهد داشت.

با توجه به قابليت‌ كنتورهاي مورد استفاده در اين طرح مي‌توان مقادير مختلف كيفيت توان نظير ولتاژ، جريان، فركانس و هارمونيك را به صورت لحظه‌اي و دوره‌اي اندازه گيري و قرائت كرد و مواردي مانند قطع فازها به صورت جداگانه يا مجموعه، برداشتن پوشش ترمينال و برداشتن پوشش اصلي و تغيير در تنظيمات را ثبت كرد.

با توجه به بررسي انجام شده اين طرح در مناطق ديگر كشور از جمله  شهرهاي تهران، زنجان، اروميه و سمنان اجرا خواهد شد و به تدريج با انجام مطالعات امكان سنجي به ساير نقاط كشور كشور گسترش خواهد يافت.                                                                                     

در حال حاضر اين طرح در شهرك‌هاي مسكوني دوبي آماده امضاي قرار داده است و گروه صنعتي پادرعد مصمم است همزمان با اجراي اين طرح در داخل كشور اجراي آن را در ساير كشورهاي همسايه و منطقه ادامه دهد 

​

 ​

فيوز ها و كاربرد آنها در صنايع

مقدمه

وظيفه ي يك سيستم قدرت، تحويل انرژي الكتريكي به مصرف كننده به طور مداوم و بدون وقفه مي باشد. مهمترين خطر براي يك سيستم قدرت ، اتصال كوتاه مي باشد كه باعث تغييرات شديد و ناگهاني در آن مي شود. ايجاد خطا و اتلاف انرژي زياد به صورت حرارت در محل اتصال كوتاه ، باعث آتش سوزي ، صدمات مكانيكي و الكتريكي به تجهيزات مي شود.

لازم است اولا قسمت معيوب هر چه سريعتر از مدار جدا شده تا به قسمت هاي سالم صدمه اي نرسد و ثانيا حداقل قطعي برق در قسمتهاي سالم را داشته باشيم . اين امر مستلزم به كارگيري انتخاب و به كار گيري صحيح وسايل حفاظتي اعم از رله ها و فيوزها ميباشد. فيوزها خود مستقيما خطا را حس كرده و مدار را قطع مي كنند در حالي كه رله ها پس از احساس خطا براي رفع آن به كليدهاي مربوطه فرمان مي دهند.

از نظر حفاظتي ، يك سيستم قدرت به نواحي كوچكتري تقسيم مي شود كه هر كدام از اين نواحي ممكن است توسط وسايل حفاظتي اصلي و چندين وسيله حفاظتي پشتيبان مورد حفاظت قرار گيرد.

فيوز وسيله‌اي است كه مدارهاي الكتريكي را در برابر جريان غير مجاز محافظت مي‌كند. اگر جرياني بيش از جريان نامي از فيوز بگذرد فيوز مي‌سوزد و بدين ترتيب جريان برق، قطع خواهد شد. به عبارت ساده، فيوز يك وسيله حفاظتي است كه در تجهيزات و مدارات الكتريكي به كار برده مي‌شود تا در مواقعي كه جرياني بيشتر از حد انتظار از وسيله عبور مي‌كند، با سوختن فيوز مدار قطع شود تا تجهيزات ديگر آسيبي نبينند. اين وسيله اولين بار توسط توماس اديسون در سال ۱۸۹۰ ميلادي ثبت اختراع شده‌است

فيوز :

عبارت است از يك سيم حرارتي كه در مدار جريان قرار مي گيرد و به ازاي جريان به خصوصي در زمان معين ذوب مي شود (مي سوزد). عملكرد صحيح فيوز نه فقط تابع دقت مرحله ساخت مي باشد، بلكه همچنين به استفاده درست و نگهداري صحيح پس از نصب نيز بستگي دارد. چنانچه فيوز به درستي به كار گرفته نشود احتمال وارد آمدن خسارت جدي به تجهيزات گران قيمت وجود دارد.

اجزاي تشكيل دهنده ي فيوز :

 پايانه : قسمتهاي فيوز را كه براي اتصال الكتريكي مدار خارجي تعبيه شده است پايانه گويند

پايه فيوز : به قسمت هاي ثابت يك فيوز گفته مي شود كه مجهز به ترمينال هايي  براي اتصال به مدار خارجي بوده و در مورد بعضي از انواع داراي روپوش محافظ نيز مي باشد

نكته : فيوز وقتي قادر به حفاظت مدار است كه در مسير فاز و ابتداي مدار نصب شود.

كنتاكتهاي پايه فيوز : به قسمت هاي هادي پايه فيوز گفته مي شود كه با كنتاكت هاي كلاهك فيوز يا رابط  فيوز در ارتباط است.

كلاهك فيوز : به قسمت جداشدني فيوز گفته مي شود كه حامل رابط فيوز بوده و خارج كردن و تعويض آن را راحت ميكند.

كنتاكت هاي كلاهك فيوز : براي اتصال به كنتاكت هاي رابط فيوز و نيز اتصال به كنتاكت پايه فيوز طراحي شده است.

نگهدارنده ي فيوز : به مجموع پايه فيوز و كلاهك فيوز نگهدارنده فيوز گويند.

رابط فيوز ( فشنگ فيوز ) :به قسمتي از فيوز گفته ميشود كه شامل المان فيوز بوده وپس از عمل كردن فيوز براي آماده سازي مجدد آن ، بايد تعويض گردد.

كنتاكت هاي رابط فيوز : يراي اتصال رابط فيوز به كنتاكت هاي پايه فيوز و كنتاكت هاي كلاهك فيوز طراحي شده است.

المان فيوز : بخشي از فيوز بوده كه هنگام عملكرد فيوز ذوب مي گردد . (سيم فيوز)

شاخص فيوز :قسمتي از فيوز بوده كه مشخص  مي كند فيوز سالم بوده يا عمل كرده است. شاخص فيوز را با توجه به جريان نامي فيوز ، به رنگهاي مختلف مي سازند. جدول زير جريان نامي را با توجه به رنگ شاخص آن مشخص مي كند.شاخص فيوز توسط يك سيم مقاومتي نگهداشته مي شود. پس از سوختن المان فيوز سيم مقاومتي نيز سوخته  و پولك فلزي كه تحت كشش فنري كوچك قرار دارد آزاد مي شود. در فيوزهاي فشار قوي به عوض پولك ازيك ميله فلزي قطع كننده ( فشنگ ) استفاده شده است. اين ميله با ضربه اي در حدود ۱۲ Kg سبب قطع كنتاكت كليد و فرمان به لامپ سيگنال و غيره مي شود.

انواع فيوز :

۱-از نظر ولتاژ شبكه

۲- از نظر مورد استعمال

۳- از نظر محكم شدن كلاهك فيوز به پايه فيوز

۴- از نظر منحني ذوب المان فيوز

۵- از نظر نحوه ي عملكرد

۶- از نظر نحوه ي كاربرد

۱-ازنظر ولتاژ شبكه

الف) فيوزهاي فشار ضعيف : در شبكه هاي با ولتاژ كمتر از ۱۰۰۰ ولت متناوب و ۱۵۰۰ ولت مستقيم به كار ميروند

ب) فيوزهاي فشار قوي : در شبكه هاي با ولتاژ بالاتر از ۱۰۰۰ ولت متناوب به كار برده مي شود

ج) فيوزهاي فشار متوسط : فيوزهاي فشار متوسط معمولا براي محافظت از تجهيزات در سوييچ گيرهاي فشار متوسط استفاده ميشوند .مزيت اين فيوزها سرعت بالاي آنها در محدود كردن جريان در هنگام وقوع اتصال كوتاه است كه متعاقبا موجب حفاظت تجهيزات در مقابل اثرات حراراتي و ديناميكي اتصال كوتاه مي گردد.

اين فيوزها در موارد زير مورد استفاده قرار ميگيرند

ترانسفورماتورهاي توزيع

الكتروموتورهاي فشار متوسط

بانك هاي خازني

ترانسفورماتورهاي اندازه گيري PT

ويژگي ها

قابل نصب داخلي Indoor و خارجي Outdoor

قابل استفاده در سوييچگيرهاي معمولي Air Insulated و گازي Gas Insulated

قابل نصب در شرايط سخت آب و هوايي

قابل نصب در سوييچگيرهاي روغني Oil Filled

استاندارد ها

IEC 60281-1 VDE0670 part4

فيوزهاي فشار متوسط /بخش اول/ فيوزهاي محدود كننده جريان

IEC 60787 VDE0670 part402

انتخاب فيوزهاي محدود كننده جريان براي ترانسفورماتورها

DIN 43 625

فيوزهاي فشار متوسط ۳٫۶kv – ۳۶kv

IEC 60644 / VDE 0670 part401

فيوزهاي فشار متوسط براي حفاظت از الكترو موتورها

IEC60549

فيوزهاي هاي ولتاژ جهت حفاظت از بانك هاي خازني

۲-از نظر مورد استعمال :

الف) فيوزهاي فشار ضعيف از نظر مورد استعمال به دو دسته NH  يا HRC يا LS   تقسيم مي شوند.

ب) فيوزهاي فشار قوي ازنظر مورد استعمال به دو دسته فيوزهاي كات اوت براي شبكه هاي توزيع و فيوزهاي قدرت تقسيم مي شوند.

​ فيوز كات اوت

​ فيوز قدرت

فيوزهاي NH يا HRC  فيوز فشار ضعيف با قدرت قطع زياد  :

اين فيوز داراي قدرت قطع زياد بوده به طوري كه مي تواند جريان هاي اتصال كوتاه  تا ۲۰۰ كيلو آمپر و بيشتر را با اطمينان كامل قطع كند. اين فيوزها براي جريان نامي تا ۱۲۵۰ آمپر و ولتاژ نامي ۶۶۰ ولت ساخته شده اند و براي حفاظت سيم و كابل در توزيع با قدرت هاي زياد و حفاظت موتورها بكار برده مي شوند.

​

HRC يا NH

فيوزهاي LS – معروف به فيوز فشنگي يا فيوز بوكس (فيوز فشار ضعيف با قدرت قطع كم)  :

اين فيوز مخصوص حفاظت سيم ساخته شده است و قدرت قطعشان قدري كمتر از فيوزهاي NH مي باشد.

اين فيوزها در دو نوع فيوز فشنگي Diazed و Neozed ساخته مي شوند. قدرت قطع اين فيوزها كمتر از فيوزهاي NH ميباشد.

​

فيوز فشنگي

فيوزهاي كات اوت :

از فيوزهاي كات اوت به طور وسيعي در حفاظت فيدرهاي توزيع استفاده مي شود. در ايران اين فيدرها عموما داراي ولتاژهاي ۱۱ ، ۲۰، ۳۳ كيلو ولت هستند. از اين فيوزها مي توان در مواقع تغيير و نگهداري  و … به عنوان سكسيونر نيز استفاده كرد. اصولا از فيوزهاي كات اوت در جاهايي استفاده مي شود كه خطاها و اضافه بارها به ندرت اتفاق مي افتد چرا كه هر بار عملكرد اين فيوز بايد فردي براي تعويض فيوز به محل اعزام شود.

اين فيوزها در ولتاژهاي ۲٫۶ تا ۳۴٫۵ كيلو وات ساخته مي شوند و جريان نامي آنها از ۶ تا ۲۰۰ آمپر مي باشد. ظرفيت قطع آنها از  ۲ كيلوآمپر در ولتاژهاي بالا  تا ۲۰ كيلو آمپر در ولتاژهاي پايين متغيير است.

فيوزهاي قدرت – فيوزهاي فشار قوي با قدرت قطع زياد – فيوز HH :

فيوزهاي قدرت هنگامي استفاده مي شود كه جريان اتصال كوتاه سيستم بزرگتراز ظرفيت قطع فيوزهاي كات اوت باشد. ضمنا فيوزهاي قدرت براي ولتاژهاي بالاتري نسبت به فيوزهاي كات اوت ساخته ميشوند. اصول كار فيوزهاي كات اوت و قدرت نظير هم مي باشند.

فيوزهاي قدرت در ولتاژهاي ۲٫۴ تا ۱۳۸ كيلو وات ساخته مي شوند و جريان كار مداوم آنها از ۰٫۵ تا ۴۰۰ آمپر است. فيوزهاي قدرت از نوع محدود كننده جريان را مي توان در محلهايي كه جريان اتصال كوتاه متقارن اند تا ۸۰ كيلو آمپر باشد مورد استفاده قرار داد.

​

فيوز HH

۳-از نظر محكم شدن كلاهك فيوز به پايه فيوز :

فيوزهاي فشار ضعيف را از نظر نحوه ي محكم شدن كلاهك فيوز به پايه فيوز مي توان به دو دسته تقسيم كرد :

الف) نوع B : از يك پايه فيوز ، كلاهك فيوز و رابط فيوز( فشنگ)استوانه اي تشكيل شده است كه معمولا فشنگ فيوزتوسط دو كنتاكت تيغه اي به پايه ي فيوز محكم مي شود.

فيوزهاي NH عموما از اين نوع ساخته مي شوند. اين فيوزها به فيوزهاي چاقويي معروفند.

ب) نوع D : از يك پايه فيوز ، كلاهك فيوز نوع پيچي و يك رابط فيوز ( فشنگ ) تشكيل شده است كه كلاهك فيوز توسط پيچاندن به پايه فيوز محكم مي شود. فيوزهاي LS عموما ازاين نوع ساخته مي شوند. اين فيوزها به فيوزهاي فشنگي معروفند.

۴-  از نظر منحني ذوب المان فيوز:

فيوزها را ميتوان بر اساس منحني ذوب المان فيوز T.C.C به دو دسته تند كار (فرز – نوع  L ) و كند كار (تنبل – نوع M – موتوري) تقسيم نمود . فيوز كند كار جريان هاي زياد را خيلي كندتر از فيوز تندكار قطع مي كند. به اين جهت فيوزهاي كندكار در جاهايي مصرف مي شوند كه اضافه بار كم مدت نبايد سبب قطع مدار گردد( مثل هنگام راه اندازي موتورها).

۵- از نظر نحوه ي عملكرد :

از نظر نحوه ي عملكرد مي توان فيوزها را به دو دسته زير تقسيم كرد :

الف) فيوزهاي محدود كننده جريان

ب) فيوزهايي كه جريان را محدود نمي كنند

از مفهوم محدود كنندگي جريان مشخص شده است كه در اثر وقوع خطا ، جريان بسيار بزرگ از فيوز ومدار خواهد گذشت چون فيوز محدود كننده در مدار وجود دارد، جريان قبل از اينكه به پيك خود برسد توسط فيوز قطع مي شود.

فيوزهاي غير محدود كننده جريان داراي اين قابليت نيستند و بنابراين جريان هاي اتصال كوتاه بزرگ بدون اينكه قبل از رسيدن به پيك قطع شوند، از فيوز و در نتيجه تجهيزات تحت حفاظت عبور مي كنند. انواع فيوزهايي كه پس از عمل ، گازهاي حاصل از عملكرد فيوزاز محفظه المان آن خارج مي شوند از نوع فيوزهاي غير محدود كننده جريان هستند و به فيوزهاي انفجاري معروفند.

لازم به تذكر است كه فيوزهاي غير محدود كننده جريان مانند : كليدهاي فشار قوي وقتي قادر به قطع قوس و در نتيجه قطع مدار هستند ، كه جريان متناوب به نقطه صفرخود برسد.

۶- از نظر نحوه ي كاربرد :

از نظر نحوه ي كاربرد مي توان فيوزها را به انواع زير تقسيم نمود :

الف ) فيوز همه منظوره (فشنگ نوع G)

فيوز محدود كننده جرياني را گويند كه قادر است تحت شرايط معين همه جريان هاي كوچكتر يا مساوي ظرفيت قطع ناميش را كه باعث ذوب المان فيوزي مي گردند ، قطع كند.

ب ) فيوز پشتيبان ( فشنگ نوع A )

فيوز محدود كننده ي جرياني را گويند كه قادر است تحت شرايط معين همه ي جريان هاي بين پايين ترين جريان تعيين شده روي مشخصه زمان ، جريان عملكردش و ظرفيت قطع ناميش را قطع كند.

تذكر : به عنوان يك تعريف ساده براي فيوزهاي پشتيبان مي توان گفت كه فيوزهاي پشتيبان نوع A  عموما براي حفاظت در مقابل اتصال كوتاه به كار مي روند حال آن كه فيوزهاي همه منظوره در مقابل اضافه بار نيز مدار را حفاظت مي كنند.

انواع فيوزها از نظر ساختار:

۱-فيوزهاي فشنگي

​

۲-اتوماتيك(آلفا)

​

۳-مينياتوري

۴- بكس

​

۵- كاردي ( تيغه اي)

​

۶-شيشه اي يا كارتريج

​

۷- فيوز هاي فشار

فيوز هاي مينياتوري

 ​

فيوزهاي مينياتوري نوعي از فيوزها هستند كه مي‌توانند مدارات را در برابر جريان اتصال كوتاه و جريان اضافه بار محافظت نمايند. تشخيص جريان اتصال كوتاه بوسيله يك سيم پيچ داراي تعداد دور كم و قطر زياد ميباشد. تشخيص جريان اضافه به عهده يك فلز (بيمتال) مي‌باشد كه بوسيله عبور جريان مدت دار بيش از جريان نامي گرم شده و بر اثر خم شدن باعث عمل كنتاكت فيوز شده و مدار را قطع مي‌كند.

فيوزهاي مينياتوري بر حسب نوع كاربرد به دو گروه تند كار و كند كار تبديل مي‌شوند. از فيوز تند كار جهت مدارهاي روشنايي (غير موتوي) و از فيوز كند كار جهت مدارات موتوري استفاده مي‌شود. فيوز ترانسفورماتور كه اغلب كت اوت(CUT OUT FUSE) ناميده مي‌شود يك المنت است و چون با برداشتن تيغه فولادي يا نگهدارنده فيوز مدار مانند قطع يك كليد، باز مي‌شود به آن كت اوت مي‌گويند. فيوز كت اوت جهت حفاظت ترانسفورماتور در مقابل جريانهاي زياد احتمالي ناشي از اتصال كوتاه يا اضافه بار در شبكه فشار ضعيف و سيم پيچي‌هاي داخل ترانسفورماتور به كار مي‌رود.

فيوزهاي بوكسي:

اين فيوزها داراي فشنگي هستند كه مي‌تواند از نوع تندكار يا كندكار باشد. نوع تندكار معمولاً براي مدارهاي روشنايي و نوع كندكار معمولاً براي الكتروموتور ها به كار مي‌رود كه در اصطلاح به آن فشنگ موتوري مي‌گويند. داخل فشنگ‌ها يك سيم حرارتي ذوب‌شونده هست كه اطراف آن با خاك نرم كوارتز و ماسه پر مي‌شود تا حرارت و جرقه ي حاصل از سوختن سيم حرارتي را به خود جذب كند. فشنگ‌ها داراي يك پولك رنگي در انتهاي خود هستند كه پشت شيشه ي كلاهك فيوز قرار مي‌گيرد. اين پولك با يك سيم نازك به سر فشنگ وصل شده كه آمپر نامي آن را مشخص مي‌كند، و پس از سوختن فيوز اين پولك نيز به داخل آن مي‌افتد.

تعيين جريان نامي فيوز از روي رنگ پولك آن

صورتي            2

قهوه اي            4

سبز                6

قرمز روشن        10

خاكستري          16

آبي                20

زرد روشن        25

سياه               35

سفيد              50

مسي روشن       63

نقره اي           80

قرمز تيره         100

زرد تيره          125

مسي              160

آبي               200

نكته : در داخل فشنگ فيوز خاك كوارتز يا ماسه ريزه پر ميكنند خاصيت اين پودر اين است كه در هنگام قطع فيوز باعث خاموش شدن جرقه توليد شده در داخل فشنگ مي شود و از انفجار در اثر جرقه جلوگيري مي كند.

علامت گذاري

علامت گذاري (مشخصه/كلاس ) فيوزهاي حفاظت از نيمه رساناها مانند ساير فيوزها بــا ۲ حرف صورت ميگيــرد كه حرف اول محدوده جريان قطع و عملكرد فيوز را مشخص ميكند.(با حروف كوچك)

a – حفاظت محدود

منظور آن است كه فيوز در محدوده عملكرد خود در تمام محدوده جريان بين كمترين جريان تعيين شده روي منحني جريان/ زمان از دستگاهي كه پس از آن قرار گرفته خود و قدرت قطع خود صرفا محافظت مينمايد.

g- حفاظت كامل

فيوز با عبور همه جريان هايي كه موجب ذوب شدن المنت شده تــا جريان قدرت قطع خود از آسيب ديدن دستگاه و مدار محافظت مينمايد.

حرف دوم اما كاربرد فيوز را با توجه به مشخصه و نوع بهره برداري از آن مشخص ميكند. (با حروف بزرگ)

L – حفاظت هاديها

B – تجهيزات معدن

M – تجهيزات موتور دار و حفاظت كليد زني

R– حفاظت نيمه هاديها

Tr – حفاظت ترانسفورماتور ها

تركيب محدوده قطع فيوزها و كاربردهاي آنها در راهنماي كاربرد فيوزهاي فشار ضعيف مربوط به استاندارد IEC61818 به صورت زير آورده شده است.

gL – حفاظت كامل – كاربرد عمومي ويژه اجزاء نيمه رسانا

aM- حفاظت محدود – حفاظت از موتورها در برابر اتصال كوتاه

gR – حفاظت كامل – حفاظت از نيمه رساناها و مدار

aR – حفاظت محدود – حفاظت از نيمه رساناها

gS – حفاظت كامل – تركيب gR و aR

gB – حفاظت كامل – حفاظت دستگاههاي استخراج معدن

​

​

​

gTr- حفاظت كامل- حفاظت ترانسفورمر ها

ويژگيهاي فيوزهاي قطع سريع

اين فيوزها كه براي حفاظت نيمه رساناها و تضمين صحت و اطمينان از عملكرد تأسيسات و تجهيزات به كار ميروند داراي ويژگيهاي زير ميباشند.

قطع مدار به ميزان كافي سريع است تا آسيبي به دستگاهها وارد نشود.

عملكرد سريع قطع مدار قبل از آسيب ديدن بخشهاي نيمه رسانا اتفاق ميافتد.

قدرت قطع نامي بالا

ظرفيت بالا در كليد زني جريان

محدوديت بالاي جريان DC

قوس الكتريكي (Arc) ناچيز هنگام واكنش (عملكرد فيوز به گونه اي اســت كه موجب Over–Voltage غير قابل قبول و مخرب اجزاء نيمه هادي نميگردد.)

فيوزهاي gS قابليت حفاظت كامل هم دستگاه متشكل از نيمه هاديها و هم اتصالات مدار به صورت همزمان را دارا مي باشند. همچنين ميتوان از آنها براي موتورهاي با سرعت متغير، راه اندازهاي نرم، سروموتورها، موتورهاي DC و ساير تجهيزات تابلويي به منظور حفاظت مدار اتصال و اجزاء نيمه هادي استفاده نمود.

فيوزهاي جديدgS=gG+aR موجب ميشوند تا فضاي كمتري در تابلو اشغال شده و در نتيجه از قيمت تمام شده آن ميكاهد. فيوزهاي gS قادرند ضمن حفاظت كابل، از نيمه رساناهاي موتورها در برابر خرابي ديودها و تريستورها و يا انفجار IGBTپيشگيري كنند. اين فيوزها كه بهترين حفاظت از تجهيزات الكترونيك سيمها، كابلها، اتصاالت و كليدها از جريانهاي شديد را از خود نشان دادهاند بر اساس استانداردهايIEC 60269-4 و VDE 0636 توليد شده اند.

​

انتخاب فيوز قطع سريع

اگرچه دستورالعمل مشخصي به جز IEC 60146-6 كه در بالا نيز به آن اشــاره شــد جهت انتخاب فيوز منتشر نشده است و بسته به ويژگيهاي مدار و تأسيسات موردنظر ميبايست محاسبات خاص خود را به منظور تعيين دقيق فيوز انجام داد اما چند پيشــنهاد پايه در اين مبحث عنوان ميگردد.

A شدت جريان گذرنده از نيمه هادي (Isem) مي بايست كمتر و يا مساوي با جريان نامي فيوز انتخابي (Inv) باشد.

Isem ≤ Inv

B اختالف پتانسيل در نيمه هادي (Usem) مي بايست كمتر و يا مساوي با ولتاژ نامي فيوز (Unv) باشد.

Usem ≤ Unv

C مشخصهI2t فيــوز انتخابــي مي بايست از مشخصه I2tنيمه رسانا كمتر باشد.

I2topv < I2tsem

انواع فيوز ها و كاربر

​

​

آموزش نقشه خواني مدارات الكتريكي (قسمت دوم)

​

در اين قسمت به آموزش نقشه‌خواني مدارات برق صنعتي پرداخته مي‌شود.

علائم اختصاري مدارهاي صنعتي

جهت آشنايي با نحوه‌ي ترسيم و نقشه‌خواني مدارهاي صنعتي لازم است تا با علائم اختصاري آن آشنايي داشته باشيم. در ادامه علامت اختصاري قطعات صنعتي آورده شده است.

​

​

​

نقشه مدارهاي صنعتي كه اغلب براي راه‌اندازي الكتروموتورها به كار مي‌روند در چند شكل نشان داده مي‌شوند. در ادامه به دو نقشه پركاربرد اين گروه از مدارات اشاره‌شده است.

مدار قدرت

به نقشه‌اي كه انرژي الكتريكي را از شبكه سه فاز دريافت و به مصرف‌كننده منتقل مي‌كند، نقشه‌ي مدار قدرت گفته مي‌شود.

 ​

مدار فرمان

به نقشه‌اي كه از آن براي نحوه عملكرد يا تعيين مدت‌زمان كاركرد مدار قدرت استفاده مي‌شود، نقشه مدار فرمان مي‌گويند. ولتاژ كار اغلب مدارهاي فرمان شبكه تك فاز است.

در طراحي و نقشه‌خواني مدارهاي فرمان بايد به چند نكته توجه كرد.

​

1- در تمامي مدارهاي فرمان، بايد از يك فيوز كه به‌صورت سري با كل مدار قرار مي‌گيرد، جهت حفاظت مدار در مقابل اتصال كوتاه استفاده كرد.

 ​

2- در برخي از مدارات فرمان صنعتي روي حفاظت مدار در برابر اضافه‌بار احتمالي از عنصري به نام بي متال، بعد از فيوز فرمان استفاده مي‌شود.

​

3- يكي از قطعاتي كه در مدارات فرمان نقش قطع كننده مدار را دارد، شستي استپ است. اگر هدف استفاده از شستي استپ قطع كل مدار باشد، بايد آن را هميشه به‌صورت سري پس از بي متال در مدار قرارداد. درصورتي‌كه هدف قطع يك قسمت از مدار باشد شستي استپ را بايد فقط در مسير آن وسيله قرارداد.

 ​

4- براي شروع به كار هر مدار فرماني بايد از يك وسيله‌ي وصل‌كننده يا يك كليد شستي استارت استفاده كرد كه محل قرار گرفتن آن پس از شستي استپ مدار است.

​  

5- در انتهاي هر مسير ساده‌ي جرياني اگر ارز وسايل و تجهيزات ديگري استفاده شود بايد بوبين رله‌هاي عملگر، مانند بوبين رله‌ها و كنتاكتور ها را قرارداد. براي اين‌كه راحتي كار در زمان سيم‌كشي و عملگر معمولاً يك‌طرف بوبين كنتاكتورها به سيم نول وصل مي‌شود و درنتيجه با وصل كليدها يا شستي‌هاي مدار، سيم فاز به سمت ديگر بوبين كنتاكتور وصل مي‌شود و پس از مغناطيس شدن آن، كنتاكت هاي آن عمل مي‌كند.

​  

مي‌توان نقشه مدار قدرت و فرمان راه‌اندازي يك موتور سه فاز آسنكرون روتور قفسي را با استفاده از كليد يك پل به‌صورت زير نشان داد.

​

اگر بخواهيم با فشار بر شستي، مدار فرمان به‌صورت لحظه‌اي كار كند كافي است به‌جاي كليد يك پل از يك شستي استارت استفاده كرد.

همان‌طور كه در نقشه مدار فرمان مشخص است جريان از طريق فيوز F0، بي متال F2، استپ O تا استارت I آمده است. هرگاه شستي استارت وصل شود جريان به بوبين كنتاكتور مي‌رسد و آن را مغناطيس مي‌كند. درنتيجه تيغه‌هاي آن‌كه در مدار قدرت قرار دارند وصل مي‌شود و جريان سه فاز به سرهاي U1، V1، W1 موتور مي‌رسد و تا زماني كه دست ما روي شستي باشد، كار مي‌كند. هرگاه دست را از روي شستي برداريم برق بوبين قطع مي‌شود و درنتيجه موتور خاموش مي‌گردد. درصورتي‌كه بخواهيم با استفاده از شستي‌هاي استارت و استپ يك مدار راه‌اندازي موتور سه فاز را به‌صورت دائم كار طراحي كنيم، كافي است يكي از كنتاكت هاي باز كنتاكتور را به‌صورت موازي با شستي استارت قرار دهيم. چون تيغه باعث مي‌شود تا مدار در شرايط پايدار باقي بماند به همين دليل به اين كنتاكت تيغه خود نگه‌دارنده نيز گفته مي‌شود. نحوه عملكرد مدار فرمان در سه وضعيت قبل از زدن شستي، لحظه‌ي وصل شستي و پس از قطع شستي نشان داده مي‌شود.

 ​   

ضمن تشكر از شما دوستان عزيز

 اميدواريم كه اين مقاله براي شما مفيد واقع‌شده باشد. با ارسال نظرات مفيد خود ما را در بهبود هرچه بيشتر مقالات و سايت ياري نماييد. به اميد آنكه بتوانيم با كمك يكديگر گامي هرچند كوچك در بهبود فضاي كسب‌وكار كشورمان برداريم.

​

​

 آموزش نقشه خواني مدارات الكتريكي (قسمت اول)

​

در اين مقاله قصد داريم شما عزيزان را با نقشه‌خواني نقشه‌هاي الكتريكي مدار فرمان و قدرت آشنا كنيم. در اين مقاله به‌تمامي نكات، از قبيل آموزش علائم اختصاري وسايل الكتريكي، علائم اختصاري مدارهاي صنعتي، آموزش نقشه‌هاي مدارهاي صنعتي و ... پرداخته مي‌شود.

نقشه‌خواني برق (وسايل الكتريكي در مدارات روشنايي)

هدف از اين بخش، آشنايي با نقشه‌خواني مدارهاي الكتريكي است. براي رسيدن به اين اصل، لازم است تا با علائم اختصاري و پايه و اساس ترسيم و نقشه‌خواني مدارهاي الكتريكي آشنا شويم.

در مباحث الكتريكي نقشه‌ها اغلب در دو استاندارد V.D.E (استاندارد برق آلمان) و I.E.C (استاندارد كميته‌ي بين‌المللي الكتروتكنيك) ترسيم مي‌شوند؛ اما ازآنجايي‌كه استاندارد A.N.S.I (استاندارد بين‌المللي آمريكا) در گرايش تأسيسات مكانيكي كاربرد بيشتري دارد به همين جهت در تشريح مطالب و علائم اين قسمت از هر سه استاندارد در نظر گرفته‌شده است.

با توجه به اينكه وسايل الكتريكي با ولتاژهاي گوناگون وجود دارند به همين دليل مي‌توان نقشه‌ي مدارهاي الكتريكي آن را به دودسته كلي تقسيم كرد.

1. مدارهاي روشنايي الكتريكي و لوازم‌خانگي

مدارهايي مانند مدار لامپ، يخچال، كولر و ... كه براي اتصال آن‌ها از شبكه تك فاز 220 ولت استفاده مي‌شود.

2. مدارهاي صنعتي

مدارهايي مانند راه‌اندازي موتور الكتريكي، پمپ و ... كه براي اتصال آن‌ها از شبكه سه فاز 380 ولت استفاده مي‌شود.

علائم اختصاري وسايل الكتريكي

جداول زير علامت اختصاري چند وسيله الكتريكي كه در مدارهاي روشنايي يا لوازم‌خانگي به كار مي‌روند را نشان مي‌دهد.

​

 ​

مدارهاي الكتريكي روشنايي

مدارهاي روشنايي را در سه شكل مختلف نشان مي‌دهند كه در ادامه هريك توضيح داده خواهد شد.

شماي حقيقي

شماي حقيقي نقشه‌اي است كه از آن براي نشان دادن نحوه‌ي اتصال سيم‌هاي رابط به كليدها، عيب‌يابي و تا حدودي محل قرار گرفتن اجزاي مدار روي تابلو استفاده مي‌شود. در شكل زير تصوير شماي حقيقي مدار كليد يك پل را نشان مي‌دهد.

​

شماي فني

شماي فني، نقشه‌ي ساده يك‌خطي است كه نحوه‌ي اتصال قسمت‌هاي اصلي مدار را بدون سيم‌هاي كمكي و چگونگي سيم‌كشي نشان مي‌دهد. درواقع شماي فني لوله‌هاي سيم‌كشي رابط بين اجزاي مدار را به همراه تعداد سيم‌هايي كه از داخل لوله مي‌گذرد، نشان مي‌دهد. تعداد سيم‌هاي داخل لوله اغلب با يك خط كوتاه مايل كه روي قسمت‌هاي مختلف گذاشته مي‌شود، تعيين مي‌گردد. اگر تعداد سيم‌هاي عبوري از دو سيم بيشتر باشد با عدد نشان داده مي‌شود. در شكل زير شماي فني مدار يك پل مشاهده مي‌شود.

​

تمامي نقشه‌هاي تابلوي برق تأسيسات مكانيكي با شماي فني نشان داده مي‌شوند. در شكل زير شماي فني تابلو برق يك‌منزل مسكوني را نشان مي‌دهد.

 ​

شماي مسير جريان

نقشه‌اي كه در آن مسيرهاي عبور و جريان برق‌رساني به وسايل الكتريكي به‌صورت عمودي نشان داده مي‌شود. در اين نقشه مدار از سيم فاز شروع و پس از عبور از وسايل، به سيم نول ختم مي‌شود. شكل زير تصوير شماي مسير جريان مدار كليد يك پل را نشان مي‌دهد.

​

​

​

موتور الكتريكي (Electric Motor)، نوعي ماشين الكتريكي است كه انرژي الكتريكي را به حركت مكانيكي تبديل مي‌كند. كه اين حركت مي تواند به صورت دوراني و يا رفت و برگشتي باشد .

موتورهاي الكتريكي را مي توان با استفاده از نيروي الكترومغناطيس ، نيروي الكترواستاتيك و يا اثر پيزوالكتريك بحركت درآورد ولي غالبا موتورهاي الكتريكي ، الكترومغناطيسي هستند ،  و اساس كار آن ها بر اين اصل استوار است كه وقتي كه يك ماده حامل جريان الكتريكي در داخل يك ميدان مغناطيسي قرار مي گيرد از طرف ميدان نيرويي بر آن ماده وارد مي شود كه با طراحي و هدايت مناسب مي توان اين نيرو را كنترل و باتوجه به نياز به نيروي دوراني و يا رفت و برگشتي تبديل نمود .

آشنايي با سازوكار موتور پيزوالكتريكي

موتور الكترواستاتيك چيست؟

 هر موتور داراي دو بخش اصلي بشرح زير مي باشد :

۱- روتور – بخش متحرك موتور مي باشد كه غالبا در داخل موتور قرار مي گيرد

۲- استاتور – بخش ايستاي يا ثابت موتور مي باشد .

​ ​

نحوه حركت تمامي موتورها

دسته بندي موتور هاي الكتريكي

همانطور كه در جدول بالا مشاهده مي كنيد موتورهاي الكتريكي باتوجه به نوع ولتاژ تغذيه و يا اساس كار آن ها در دسته هاي مختلفي قرار گرفته اند ولي غالبا موتورهاي الكتريكي را باتوجه به نوع ولتاژ تغذيه آن ها يعني ولتاژ مستقيم و ولتاژ متناوب دسته بندي مي كنند . يعني موتور هاي الكتريكي DC و موتورهاي الكتريكي AC ولي در اين ميان موتورهايي وجود دارند كه نمي توان آن ها به صورت كامل در يكي از اين دو دسته قرار داد مانند موتور يونيورسال كه با هردو ولتاژ مستقيم و متناوب كار مي كند . از اينرو اينگونه موتورها را در دسته ديگري بنام موتورهاي خاص قرار مي دهيم كه در جدول بالا اسامي پركاربردترين موتورهاي خاص گنجانده شده است و سعي در تكميل آن نيز داريم . البته اين جدول را بصورت زير نيز مي توان نمايش داد .

​

نمايش درختي دسته بندي موتورهاي الكتريكي

موتور AC  با توجه به قيمت پايين ، استحكام بالا نسبت به سادگي ساخت و هزينه سرويس و نگهداري پايين ، پركاربردترين موتورهاي الكتريكي جهت ساخت سامانه هاي حركتي در تجهيزات صنعتي و همچنين خانگي باشند . راه اندازي اين موتورها براحتي با اتصال موتور AC به منبع تغذيه AC امكان پذير است . طراحي و ساخت موتور AC نسبت به موتور DC ساده تر مي باشد ولي كنترل سرعت و گشتاور اين نوع موتور مستلزم درك عميقتر در طراحي اين نوع موتور است .

 ساختار كلي موتور AC

موتور AC مانند بيشتر موتورهاي الكتريكي داراي استاتور ( قسمت ثابت بيروني ) و روتور ( قسمتي كه داخل استاتور مي چرخد ) مي باشد كه با فاصله دقيق و حساب شده اي از هم قرار داده شده اند . در حالت كلي براي چرخش موتور AC روتور داخل يك ميدان مغناطيسي دوار قرار گيرد كه درموتور AC  به صورت طبيعي توسط استاتور بدليل طبيعت منبع تغذيه اين ميدان مغناطيسي دوار ايجاد مي شود درحاليكه در موتورهاي DC و همچنين موتورهاي AC تك فاز  اين ميدان دوار بايد توسط يك وسيله الكتريكي يا مكانيكي ايجاد مي گردد .

​

AC Induction Motor

  انواع موتورهاي AC

          موتور القايي سه فاز

                    موتور سه فاز سنكرون

                    موتور سه فاز آ سنكرون

براي آشنايي بيشتر با موتور هاي AC سه فاز مقالات زير را مطالعه نماييد .

آشنايي با انواع موتورهاي القايي سه فاز

آشنايي با موتورهاي القايي سه فاز سنكرون

آشنايي با موتورهاي القايي سه فاز آسنكرون

          موتور القايي تك فاز

                    موتور تك فاز با خازن راه انداز

                    موتور تك فاز با خازن دائم

                    موتور تك فاز دو خازني

                    موتور تك فاز فاز شكسته

                    موتور تك فاز يونيورسال ( اونيورسال )

                    موتور سه فاز تبديل شده

آشنايي با انواع موتورهاي القايي تك فاز

 براي مطالعه بيشتر در زمينه منحوه پلاك خواني موتورهاي سه فاز و دانلود يك مقاله در اين زمينه پيشنهاد مي شود مقاله زير را مطالعه فرماييد .

آشنايي با پلاك مشخصات موتورهاي سه فاز

ساختمان و نحوه كار موتور DC

نحوه عملكردبه اين صورت است كه ولتاژ DC اعمال شده به موتور از طريق برس كربن كه روي كموتاتور سوار شده است به سيم پيچ هاي آرميچر اعمال مي شود كه اين كار باعث تبديل شدن سيم پيچ هاي آرميچر به آهنربا مي شود  . ( سيم پيچ هاي آرميچر به به كموتاتور متصل هستند )  البته در موتور هاي جريان مستقيم كوچك از آهنرباي دائمي براي استاتور استفاده مي شود . كه معمولا در دستگاه هاي الكتريكي كوچك از اين روش استفاده مي شود مانند درايوهاي سي دي ، اسباب بازي ها ، فن هاي لب تاپ و … . ولي در موتورهاي بزرگتر در كاربردهاي صنعتي استاتور همچنان يك آهنرباي الكتريكي است .  معمولاً از آن در كاربردهاي تركشن (كششي) نظير لكوموتيوها استفاده مي‌كنند.

​

ساختمان داخلي موتور DC با آهنرباي دائمي

موتور جريان مستقيم يا DC

در موتورهاي جريان مستقيم كلاسيك از آهنرباي الكتريكي استفاده مي شود . جهت جريان الكتريكي بايد در هر سيكل يا گردش براي ايجاد نيروي جاذبه و دافعه بين آهنرباي دائمي و آهنرباي الكتريكي دو بار عوض شود كه اين كار توسط يك سويچ گردشي به نام كموتاتور انجام مي شود . با اتصال ولتاژ به سيم پيچ هاي استاتور ، سيم پيچ ها تبديل به آهنرباي استاتيك يا ثابت با قطب شمال و جنوب مي شود ،

 ​

انواع موتورهاي الكتريكي DC

۱- موتور سري – آهنرباهاي الكتريكي وصل شده صورت سري (پيشنهاد مي شود جهت آشنايي بيشتر با موتور DC با تحريك سري مقاله زير را مطالعه فرماييد. )

موتور DC با تحريك سري

۲- موتور موازي – ميدان بطور موازي (شنت) به سيم پيچ آرميچر متصل مي شود. (پيشنهاد مي شود جهت آشنايي بيشتر با موتور DC با تحريك موازي مقاله زير را مطالعه فرماييد. )

موتور DC با تحريك موازي

۳- موتور كمپوند يا تركيبي – داراي يك ميدان اتصال سري با آرميچر و يك ميدان تحريك شنت جداگانه است. (پيشنهاد مي شود جهت آشنايي بيشتر با موتور DC با تحريك تركيبي مقاله زير را مطالعه فرماييد. )

موتور DC كمپوند (تركيبي)

۴- موتور مغناطيس دائم (PMDC ) – رتور بدون سيم پيچي است. (پيشنهاد مي شود جهت آشنايي بيشتر با موتور DC با مغناطيس دائم مقاله زير را مطالعه فرماييد. )

موتور مغناطيس دائم – PMDC

۵- موتور هاي تحريك مستقل – در اين موتور هاي سيم پيچي تحريك و آرميچر به دو منبع جداگانه وصل مي شوند

درايو موتور DC

در يك موتور DC ميدان مغناطيسي توسط جريان از طريق سيم‌پيچ ميدان ايجاد مي‌شود كه اين ميدان هميشه در زاويه راست ميدان ايجادشده با سيم پيچ آرميچر قرار دارد. اين موقعيت كه جهت‌گيري ميدان نام دارد، براي ايجاد حداكثر گشتاور موردنياز است.

مجموعه كموتاتور – براش، حفظ اين شرايط را صرف‌نظر از موقعيت رو تور تضمين مي‌كند. زماني كه جهت‌گيري ميدان حاصل شد، گشتاور موتور DC به‌آساني با جريان متفاوت آرميچر و ثابت نگه‌داشتن جريان مغناطيسي كنترل مي‌شود.

توسط درايوهاي DC گشتاور و سرعت مستقيماً از طريق جريان آرميچر كنترل مي‌شوند: يعني گشتاور در حلقه كنترل دروني و سرعت در حلقه كنترل بيروني قرار دارد.

ماشين هاي الكتريكي بزرگ اعم از DC و AC عمدتا براي تبديل انرژي پيوسته مورد استفاده قرار مي گيرند اما در برخي از كاربرد هاي خاص به تبديل انرژي پيوسته نياز نيست في المثل مي توان از حركت بازو هاي آدم اهني نام برد .در اين كاربرد هدف تغيير مكان بازو از وضعيتي خاص به وضعيت ديگراست . در كاربرد هايي كه تبديل انرژي پيوسته مد نظر نباشد از ماشين هاي مخصوص كه عمدتا در حالت موتوري مورد بهره برداري قرار مي گيرند استفاده مي شود.

اصول مربوط به اين ماشين ها شبيه ماشين هاي الكتريكي عادي است اما نحوه ساخت, طراحي و بهره برداري از آن ها با ماشين هاي عادي تفاوت دارد .

 برخي از موتورهاي الكتريكي خاص

۱- موتور شراگ ريشتر

در موتور شراگ ريشتر در روي رتور دو سيم بندي قرار دارد يك سيم بندي DC و يك سيم بندي سه فاز AC .در موتور شراگ ريشتر يك موتور كمكي به نام پيلوت موتور وجود دارد كه وظيفه آن تنظيم همزمان زاويه زغال هاست. ساختمان موتور شراگ ريشتر طوري است كه زغال ها مي توانند زاويه منفي نيز داشته باشند.

آشنايي با موتور شراگ ريشتر

​

موتور سه فاز شراگ ريشتر(Schrage Motors)

۲- موتور دالاندر

موتورهاي دالاندر موتورهايي با دو سيم پيچي مجزا مي‌باشند. اين نوع موتور‌ها مي‌توانند دو سرعت با هر نسبتي داشته باشند.

آشنايي با موتور دالاندر

​

موتور دالاندر Dahlander motor

۳- موتور هيسترزيس

از پديده هيستريزيس براي توليد گشتاور مكانيكي استفاده مي شود. روتور موتور هيستريزيس يك استوانه صاف از يك ماده مغناطيسي است كه هيچ گونه دندانه , پيش آمدگي , يا سيم پيچي ندارد. استاتور موتور مي تواند تكفاز يا سه فاز باشد, بايد يك خازن دائمي همراه با يك سيم پيچي كمكي به كار برده شود تا حتي المقدور ميدان مغناطيسي همواري توليد كند, اين كار تلفات موتور را به شدت كم مي كند.

آشنايي با موتور هيسترزيسي

​

موتور هيسترزيس

۴- استپر موتور

يك استپ موتور چرخش زاويه اي گسسته يا پله اي دارد و با اتصال به ضربان هايي در فركانسي خاص كار مي كند. هر ضربان فرستاده شده به موتور سبب حركت محور موتور تا زاويه اي معين مي شود كه اين زاويه، زاويه استپينگ (Stepping Angle) ناميده مي شود.

آشنايي با استپر موتور

​

استپر موتور

۵- سروو موتور

سروو موتور ( Servo Motor ) متشكل از يك موتور الكتريكي ساده است كه در كنار موتور تعدادي المان الكترونيكي به منظور كنترل زاويه، سرعت و يا شتاب به شفت موتور متصل مي شوند و كليه المان ها به همراه موتور در يك پكيج واحد ارائه مي شوند.

آشنايي با سروو موتور

​

سروو موتور ( Servo Motor )

۶- موتور ريپالسيوني

در موتور ريپالسيوني سيم پيچي استاتور به يك ولتاژ AC وصل مي شود ودوسر سيم پيچ رتور كه محور آن منطبق بر محور استاتور نيست از طريق دو جاروبك به بيرون هدايت شده وتوسط سيم رابط اتصال كوتاه شده است .

آشنايي با موتور ريپالسيوني

​

موتور ريپالسيوني

۷- موتور رلوكتانسي

موتور رلوكتانسي موتور سنكرون تكفاز است .استاتور اين موتور ها كاملا شبيه استاتور موتور هاي القايي تكفاز است  ولي از نظر رتور تفاوت جزئي با موتور هاي القايي (رتور قفسي دارد)كه بسته به تعداد قطب ها برخي از شيار ها را حذف ميكنند.

آشنايي با موتور رلوكتانسي

​

موتورهاي رلوكتانسي (reluctance motors)

۸- موتور يونيورسال

موتورهاي يونيورسال هم با جريان AC و هم با جريان DC كار ميكنند در موتورهاي يونيورسال ميدان مغناطيسي قطب ها برخلاف موتورهاي آسنكرون دوار نيست و سيم پيچ آرميچر كه قسمت گردنده موتور است با سيم پيچ قطب ها سري بسته شده است. پس از عبور جريان از مدار فوق خطوط قواي مغناطيسي قطب ها با خطوط براي برقراري ارتباط قطب ها با آرميچر كه گردان مي باشد از قطعه اي بنام كلكتور استفاده مي شود. كلكتور از تيغه هاي مسي كنار هم تشكيل شده است كه به شكل استوانه روي محور قرار دارد.

آشنايي با موتور يونيورسال

​

موتور يونيورسال

۹-  موتورهاي DC بدون جاروبك

 موتورهاي BLDC اصطلاحا ( Brushless DC motor ) نوعي از موتورهاي سنكرون هستند. اين موضوع به اين معني است كه ميدان مغناطيسي در روتور و استاتور با يك فركانس ايجاد مي­ شوند. انواع الكتروموتور DC بدون جاروبك داراي لغزش به آن مفهومي كه در موتورهاي القايي وجود دارد نمي ­باشند.

موتورهاي دي‌سي براش‌لس با منبع دي‌سي تغذيه مي‌شوند كه توسط اينورتر مجتمع براي به حركت درآوردن موتور به سيگنال الكتريكي AC تبديل مي‌شود. سنسورها و قطعات الكترونيكي ديگري نيز خروجي اينورتر را كنترل مي‌نمايند. موتورهاي براش‌لس همچنين به صورت موتورهاي پله‌اي وصف مي‌شوند، هرچند عنوان موتور پله‌اي براي آن دسته از موتورها به كار مي‌رود كه طراحي آن ها به گونه‌اي است كه به حالت‌هايي عمل نمايند كه روتور آن به سرعت در نقطه زاويه‌اي تعريف‌شده بايستد.

آشنايي با موتورهاي DC بدون جاروبك

​

موتور DC بدون جاروبك

​

انواع رله ها و كاربرد آنها

حفاظت:

كليه تجهيزات مورد استفاده جهت تشخيص و مكان يابي خطا و همچنين ايجاد فرمان براي برطرف كردن خطا از سيستم قدرت جزو وسايل حفاظتي محسوب مي شوند. ونيز بر همين مبنا وسيله اي را كه براي تشخيص قسمت معيوب تاسيسات الكتريكي و يا براي توليد سيگنال خطر در حالت وقوع خطا يا شرايط غيرعادي طراحي شده باشد، رله حفاظتي مي نامند. يا به عبارتي رله اصولاً به دستگاهي گفته مي شود كه در اثر كميت الكتريكي و يا كميت فيزيكي مشخصي، تحريك مي شود و موجب به كار افتادن دستگاه يا دستگاه هاي الكتريكي ديگري مي شود.

همچنين تركيبي ازوسائل حفاظتي كه درشرايط غيرعادي براي ارسال فرمان قطع عنصرمعيوب ويا دادن سيگنال آلارم يا هر دو استفاده مي شود، سيستم حفاظت ناميده مي شود.

طرح حفاظتي مجموعه ايستگاه:

به چند سيستم حفاظتي هماهنگ شده مي گويند كه براي حفاظت يك يا چند عنصر سيستم بكار مي رود.

ويژگي هاي يك سيستم حفاظت به اختصار:

1. اطمينان بخشي: قابل اطمينان بودن وسايل حفاظتي يا اطمينان ازعملكرد درست آن.

2. انتخابگري: توانايي تشخيص يك خطا و قطع نمودن كمترين تعداد كليد براي برطرف كردن خطا.

3. سرعت كافي: از آنجا كه سرعت عمل اثرمستقيمي بر پايداري كلي سيستم دارد، سيستم حفاظتي بايد بتواند در كمترين زمان ممكن عمل كرده و خطا را برطرف كند.

4. ثبات: پايداري سيستم حفاظتي.

5. حساسيت: سيستمي كه جريان عملكرد آن پايين باشد.

در يك ايستگاه براي حفاظت از تجهيزات و همچنين خطوط انتقال بطور كلي دو نوع حفاظت وجود دارد. اول حفاظت اصلي كه وظيفه آن قطع كردن كليد قدرت روي قسمت دچار خطا شده با سرعت هر چه تمامترميباشد، دوم حفاظت پشتيبان كه هدف آن كمك به حفاظت اصلي است، البته وقتي كه به هر دليل حفاظت اصلي عمل نكند، هنگام بروز اتصالي به طور معمول رله هاي اصلي و پشتيبان با هم بكار مي افتند ولي انتظار مي رود رله هاي اصلي كليد مربوطه را قطع و جزء معيوب را از سيستم جدا كند. بنا براين رله هاي پشتيبان بايد با تاخير زماني كافي به كار افتد تا در صورتي كه حفاظت اصلي عمل نكرد به عنوان پشتيبان عمل كند.

به عنوان مثال درژنراتورها از رله ديفرانسيل به عنوان حفاظت اصلي و از رله هاي امپدانس زياد) ref (يا رله اضافه جريان(over current) (براي حفاظت اظافه جريان)، ((back up به عنوان پشتيبان استفاده مي شود.

بطور كلي اتصال كوتاه به چهار صورت رخ مي دهد:

1ــ اتصال كوتاه سه فاز

2ــ اتصال كوتاه دو فاز

3ــ اتصال كوتاه دو فاز به هم به زمين

4ــ اتصال كوتاه فاز به زمين

اصولاً براي تشخيص و در نتيجه حفاظت از سيستم در مقابل خطاي اتصال كوتاه از رله استفاده مي شود. رله دستگاهي است كه به موقع خطا را تشخيص داده وبه وسيله دادن آلارم ويا قطع يك دي‍‍ژنگتور قسمت معيوب را ازمدارخارج مي كند (صدور فرمان تريپ به قسمت هاي مختلف قدرت).

اجزاي تشكيل دهندۀ سيستم حفاظت در ايستگاه معمولاً شامل:

1ــ CT 2ــPT 3ــ سيستم برق dc

4ــ انواع رله ها 5ــ انواع فيوز ها 6ــ انواع ديژنگتورها

7ــ بوبين ها مي باشد.

انواع رله هاي مورد استفاده در پست جهت حفاظت نيز شامل :

1ــ رله ريكلوزر

2ــ رله ديستانس

3ــ رله حرارتي

4ــ رله ولتاژزياد

5ــ رله جهتي

6ــ رله فشاري

7ــ رله آمبولانسي

8ــ رله اضافه شار

9ــ رله جانسون و رله بوخهلتس

10ــ ارت فالت وغيره مي باشد.

رله بوخهلتس:

در صورتي كه مقدار گاز ذخيره شده در رله بوخهلتس از حد معين تجاوز كند،اولين شناور آن(شناور آژير)بحركت در آمده و با وصل كردن كليد مخصوص آژير خطر را به صدا در مي آورد. اگر ترانسفورماتور را با وجود بصدا در آمدن آژير خطر شخصاً قطع نكنيم و عاملي كه سبب متصاعد شدن گاز از ترانس شده نيز بر طرف نگردد، رله به قدري از گاز پر مي شود كه نيروي لازم براي بكار افتادن دومين شناور (شناور قطع)را نيز پيدا مي كند و در نتيجه شناور قطع بطور خود كار ترانس مذبور را از شبكه قطع مي كند.

اگر خطاي بزرگي بطور غير مترقبه ترانسي را تهديد كند، متصاعد شدن گاز بحدي شديد مي شود كه حركت گاز با جريان شديد روغن توأم مي شود و اين دو باعث به حركت در آوردن شناور قطع و در نتيجه قطع فوري ترانس از شبكه برق مي گردد.

در ترانس هايي كه بدون داشتن نقص فني در ضمن بار توليد كاز مي كند، مثل ترانس هاي با تنظيم كننده اتوماتيك ولتاژ كه در موقع عمل كردن توليد جرقه الكتريكي بين كنتاكت ها مي كند، نمي توان از رله بوخهلتس دو شناوري كه داراي محلي براي ذخيره گاز مي باشد استفاده كرد، بلكه به علت اينكه ايجاد گاز علامت وقوع عيبي در ترانس نيست، مي توان فقط از حركت روعن جهت حفاظت ترانس استفاده كرد و به اين جهت در اينگونه ترانس ها از رله بوخهلتس با شناور قطع كننده استفاده مي شود. محل نصب رله بوخهلتس در لوله رابط بين ترانس و ظرف انبساط روغن مي باشد.

در ترانس هاي خيلي بزرگ كه داراي محفظه متعدد براي روغن مي باشد، مانند محفظه سيم پيچي، محفظه تنظيم كننده ولتاژو محفظه مقره ي عبور بايد هر محفظه اي به طور جداگانه با رله بوخهلتس مجهز شود.

تنظيم درجه حرارت رله بوخهلتس كاملاً تجربي است و بستگي به ترانس و رله دارد در هر حال بايد دقت شود كه رله خيلي حساس نباشد، زيرا اضافه بار و جريان هاي اتصال كوتاه و شديد خارجي و حتي تغيير حرارت موسمي سبب جربان پيدا كردن روغن مي شود كه نبايد رله بوخهلتس را به كار بيندازد.

پس از قطع شدن ترانس در اثر رله بوخهلتس، بايد گاز هايي كه در محفظه كاز رله جمع شده است خارج نمود تا شناور آژير مجدداً به محل اوليه خود باز گردد.

در ضمن گازهايي كه از محفظه گاز رله ي بوخهلتس، بايد از نظر قابليت اشتعال مورد آزمايش قرار گيرد، زيرا اغلب در صورتي كه ترانس خوب تخليه نشده باشد هواي موجود در داخل روغن، كم كم خارج شده و در رله بوخهلتس جمع مي گردد و سبب به كار افتادن آژير مي شود، در ثاني ممكن است بنحوي هوا در داخل ترانس نفوذ كرده باشد.اين عمل در ترانس هايي كه روغن آن جديداً تعويض شده است پيش مي آيد.

اولين كنترل جهت قابليت سوخت گاز، كبريت مشتعل مي باشد.

خصوصيات سويچ هاي رله (كنتاكتها) به شرح زير است:

1ــ مقاومت زياد در برابر زلزله

2ــ امكان قفل نمودن شناور رله هنگام حمل و نقل

3ــ آساني كنترل سويچ ها ي آلارم و تريپ

4ــ شير تخليه قابل دسترسي در سطح زمين (در برخي از مدل ها)

سويچ مربوط به اتصالي شديد: در اين حالت شناور منحرف شده و اگر سرعت حركت روغن از درون تانك ترانسفورماتور به طرف كنسرواتور (به علت توليد سريع گاز و اتصالي

شديد) از مقدار حدود 100 با تلرانس 15% سانتي متر بر ثانيه بيشتر شود باعث عملكرد كنتاكت تريپ مي گردد.

كنترل و سرويس و نگهداري: طبق جدول زير صورت مي گيرد.

نكات مهم:

ــ در صورتي كه همه يا قسمتي از روغن ترانس تخليه شده باشد و روغن اضافه نماييم و ترانس را مجدداً در مدار قرار دهيم امكان جمع شدن حباب هوا در درون رله وجود دارد. لذا تا 24 ساعت احتمال آلارم رله وجود دارد .

ــ در صورت تغيير سريع درجه حرارت محيط مثلاً از گرما به سرما احتمال جمع شدن حباب هوا درون رله وجود دارد.

ــ در صورت ظهور آلارم رله بوخهلس از درون دريچه بايستي حباب يا هوا مشاهده شود. سپس نسبت به هوا گيري و تخليه گاز اقدام گردد. در صورتيكه هوايي وجود نداشت امكان عملكرد كاذب رله وجود دارد براي اطمينان از سالم بودن كنتاكتها بايستي تستهاي كنترل عملكرد سويچ و اندازه گيري مقاومت عايقي كنتاكت رله انجام شود.

ــ در صورتيكه سطح روغن ترانس از رله بوخهلتس پايين تر بيايد، رله عمل خواهد كرد.

ــ بايستي ابتدا آلارم ظاهر شود و سپس كنتاكت تريپ عمل نمايد.

ــ امكان رفتن باران و رطوبت در قسمت ترمينال هاي رله بوخهلس بررسي شود.

ــ اگر اتصالي مربوط به كاغذهاي عايق باشد رنگ گتز توليد شده سفيد يا زرد مي باشد و اگر اتصالي مربوط به روغن باشد رنگ گاز سياه يا خاكستري مي باشد و غير قابل اشتعال.

ــ لاستيك فلنج هاي رله بوخهلس مناسب باشند تا باعث گرفتگي لوله هاي عبور روغن نگردد.

ــ درخلال عمليات سير كوله روغن (جهت تصفيه فيزيكي روغن ترانسفورماتور) احتمال دارد كه هواي ايجاد شده به وسيله ي گردش روغن در رله بوخهلس جع گردد. در چنين حالتي اگر سير كوله روغن در حالت برفدار بودن ترانس صورت گيرد، بهتر است فرمان تريپ رله بوخهلس حذف گردد و فقط آلارم وجود داشته باشد. همچنين بعد از عمليات تصفيه نيز تا 24 ساعت اين احتمال وجود دارد.

ــ در مورد ترانس هاي بزرگ كه مجهز به پمپ گردش روغن جهت خنك كنندگي هستند، هنگام روشن شدن پمپ روغن نبايستي رله بوخهلس عمل نمايد لذا رله نبايد خيلي حساس باشد.

تفاوت رله بوخلهس و رله جانسون:

1ــ رله بوخهلس براي حفاظت سيم پيچ و تانك اصلي ترانسفورماتور كاربرد دارد ولي رله ي جانسون وظيفه ي حفاظت تاپ چنجر را بر عهده دارد.

2ــ رله بوخهلس نسبت به حركت روغن و ايجاد گاز حساس مي باشد ولي رله جانسون بدليل اينكه در مخزن تاپ چنجر دائماً در اثر تغيير تپ گاز متصاعد مي گردد نسبت به گاز داراي حساسيت كمتر مي باشد.

3ــ رله بوخهلس داراي دو كنتاكت يكي مربوط به آلارم و ديگري مربوط به تريپ است ولي رله جانسون داراي يك كنتاكت تريپ مي باشد.

يك تجربه:

ترانسفورماتور 20/132 كيلوولت ايستگاه كنگان بر اثر تريپ رله بوخهلس ترانس نولساز2 بار قطع مي گردد. در اين خصوص بررسي هايي صورت پذيرفت تا نهايتاً علت مشخص گرديد.

اولاً: قبل از تريپ آلارم ظاهر نشده است كه نشان دهنده ي عملكرد كاذب و يا اشكال كنتاكت آلارم رله مي باشد.

ثانياً: هنگام كنترل رله مشخص گرديد كه هيچ هوا يا گازي درون رله بوخهلس جمع نشده است. لذا احتمال اشكال رله افزايش يافته است.

در مرحله ي بعدي سيمهاي ترمينال آلارم و تريپ رله بوخهلس باز گرديدند تا كنتاكت آنها از نظر قطع و وصل چك شود. كه موردي مشاهده نگرديد. منتها هنگام تست مقاومتي عايق مشخص گرديد كه مقاومت عايقي بين كنتاكت و بدنه رله بوخهلس صفر مي باشد و همين موضوع باعث عملكرد اشتباه رله شده است.

ديفرانسيل:

رله ديفرانسيل جريان هاي دو طرف ترانس را با در نظر گرفتن نسبت تبديل و نوع اتصال مي سنجد و مقايسه مي كند.

همانطور كه مي دانيد مجموع جريان هاي ورودي و خروجي ترانس بدون عيب با در نظر گرفتن نسبت تبديل آن بايد صفر باشد.

با اين تفسير ، صفر نشدن مجوع جريان هاي دو طرف ترانس نشانه اي از اتصال داخلي ترانس مي باشد. اين اتصالي ممكن است دو طبقه يا سه طبقه باشد.در ضمن اتصال حلقه نسبت تبديل را تغيير داده و ممكن است تعادل جريان را در دو طرف ترانس به هم بزند. در اتصال زمين دوبل در صورتي كه يك اتصالي در داخل و ديگري خارج ترانس باشد عمل كردن و جواب دادن رله بستگي به طرز اتصال رله ديفرانسيل دارد.

از آنجا كه جريان هاي دو طرف ترانس توسط رله ديفرانسيل با هم مقايسه مي شوند بايد ترانس هاي جرياني كه كه در دو طرف فشار قوي و فشار ضعيف بسته مي شود مي شوندبه طريقي انتخاب شوند كه جريان هاي زكوندر ترانس هاي جريان دو طرف ترانس از نظر قدر مطلق و فاز با هم كاملاً برابرباشد.

جريان ها از نظر قدر مطلق زماني با هم برابر مي شوند كه نسبت ضريب تبديل ترانس هاي جريان دو طرف فشار قوي و فشار ضعيف برابر با عكس ضريب تبديل ترانس قدرت باشد.

رله ي ديفرانسيل يك رله ي حفاظتي با ناحيه ي محدود مي باشد يعني به خطاهاي داخل محدوده ي خود پاسخ مي دهد و در مقابل خطاهاي خارج از محدوده حفاظت عكس العمل نشان نمي دهد. بنابراين تاخير زمان در اين رله نياز نمي باشد.

كاربرد رله ي ديفرانسيل بيشتر در حفاظت ترانس فورماتورها، ژنراتورها، الكتروموتورها و در برخي موارد روي باسبار مي باشد.

انتخاب رله ديفرانسيل جهت حفاظت ترانسفورماتور:

در انتخاب رله ديفرانسيل جهت حفاظت ترانسفورماتورها بايستي موارد زير را در نظر گرفت:

1ــ نسبت تبديل ترانسفورماتور: چون مقدار جريان اوليه و ثانويه ترانسفورمانورها يكسان نمي باشد بايستي در انتخاب نسبت تبديل CTها دقت نمود و طوري انتخاب شوند كه تعادل در جريان ورودي رله حفظ شود.

2ــ گروه اتصال: چون هر ترانسفورماتور داراي گروه اتصال خاصي است بنابراين، اختلاف فازي بين جريان اوليه و ثانويه وجود دارد. لذا بايستي اتصالات CTها را طوري انتخاب نمود كه اثر اين اختلاف فاز ازبين برود. مثلاً چنانچه ترانس قدرت به صورت اتصال ستاره ـــ مثلث مي باشد بايستس CTها را به صورت مثلث ـــ ستاره بست تا اختلاف فاز از بين برود.

خطاي رله ديفرانسيل:

رله ديفرانسيل شرح داده شده در بالا دربعضي مواقع اشتباهاً فرمان قطع صادر كرده و باعث قطع بي مورد دستگاه حفاظت شده مي گردد. اين موارد كه خطاي رله ي ديفرانسيل ناميده مي شود

عبارتند از:

1ــ اشباع مدار مغناطيسي ترانسهاي جريان در حين اتصال كوتاه

2ــ وجود تاپ چنجر در ترانسفورماتورها (خطاي نسبت تبديل)

3ــ جريان هجومي (Inrush Current)

1ــ اشباع مدار مغناطيسي ترانسهاي جريان در حين اتصال كوتاه:

دراثرعبورجريان زياد ناشي ازاتصال كوتاه خارج ازمحدوده حفاظت، ترانسهاي جريان به اشباع مي رسند به علت عدم تطبيق منحني مغناطيسي دوترانس جريان درناحيه اشباع، اختلافي در مقدار جريانهاي ثانويه بوجود مي آيد. اين اختلاف جريان با وجود مساوي بودن جريانهاي اوليه، به علت اشباع ترانسهاي جريان به وجود مي آيد و باعث عمل كردن رله در برابر اتصالي هاي خارج از محدوده حفاظتي مي شود. براي جلوگيري از عملكرد رله ديفرانسيل در برابر اتصالي هاي خارج از محدوده، رله را پايدار مي سازند. بدين ترتيب كه از سيم پيچ هايي استفاده مي كنند كه نيروي مقاومي در مقابل نيروي عمل كننده بوجود مي آورد كه درحالت هاي اتصالي خارج از محدوده مقدار نيروي مقاوم از نيروي عمل كننده بيشتر مي باشد و مانع از عمل كردن رله مي گردد.

2ــ وجود تاپ چنجر در ترانسفورماتورها (خطاي نسبت تبديل):

تاپ چنجر در ترانسهاي قدرت در اصل باعث تغيير نسبت تبديل ترانس در شرايط مختلف مي شود. از طرفي همانطور كه در قسمت ترانس جريان كمكي توضيح داده شد در حفاظت ترانس قدرت جهت جبران نسبت تبديل از ترانس جريان كمكي استفاده مي شود كه محاسبه ي نسبت تبديل آن بر اساس نسبت تبديل نامي ترانس قدرت مي باشد. بنابراين با تغيير نسبت تبديل ترانسفورماتور بر اثر تغيير پله تپ چنجر مجدداً اختلاف فاز در دو جريان ثانويه به وجود آمده كه باعث عملكرد رله مي شود.

نسبت تبديل ترانس جريان كمكي بر اساس نسبت تبديل ترانس قدرت در تپ نرمال تعيين مي شود، مثلاً يك ترانس قدرت MVA15 با نسبت تبديل 20/63 كيلوولت در تپ نرمال 10 در ثانويه ترانس قدرت 433 آمپر و در اوليه ترانس قدرت 131 آمپر وجود دارد كه با توجه به نسبت تبديل ترانسهاي جريان 20 و 63 كيلوولت، نسبت تبديل ترانس جريان كمكي تعيين مي شود. حال اگر تپ ترانس قدرت را از 10 به 15 تغيير دهيم و با فرض ثابت بودن جريا بار (433آمپر)، جريان اوليه بجاي 131آمپر حالت قبل به 140 آمپر تغيير مي كند. اين تغيير باعث مي شود كه از رله جريان عبور كرده و عمل كند. لذا رله ديفرانسيل را جهت جلوگيري از اين عملكرد اشتباه در اثر تغييرات تپ، تنظيم مي نمايند (در صورتي كه اختلاف جريانها از اختلاف ناشي از تغييرات تپ بيشتر شد رله عمل نمايد).

3ــ جريان هجومي (Inrush Current):

در زمان وصل ترانسفورماتور قدرت به شبكه (ثانويه ترانس بي بار مي باشد) جريان شديدي كه تا ده برابر جريان نامي نيز ممكن است برسد، از اوليه عبور مي كند و پس از مدت كوتاهي به جريان بي باري كه بسيار هم كوچك است مي رسد (در اين حالت چون ثانويه ترانس باز است هيچ جرياني از ثانويه عبورنمي كند). اين جريان به جريان هجومي موسوم استو چون در اين لحظه از ثانويه هيچ جرياني عبور نمي كند براي رله به منزله ي اتصال كوتاه داخل محدوده بوده و عمل خواهد نمود.

براي جلوگيري از عملكرد رله ديفرانسيل در برابر جريان هجومي دو روش زير وجود دارد:

الف) ايجاد تاخير زماني درصدورفرمان رله: به دليل اينكه جريان هجومي پس ازمدت كوتاهي از بين مي رود مي توان از يك المان تاخيري استفاده نمود. اين عضو زماني براي مدت بيشتر از زمان موج جريان هجومي تنظيم مي شود و رله بر اثر اين جريان عمل نخواهد كرد. اما به دليل اينكه رله براي جريان اتصال كوتاه نيز همين مدت زمان تاخير مي كند و سپس فرمان قطع صادر مي كند، باعث صدمه به ترانس مي گردد و روش مناسبي نمي باشد.

ب) استفاده از هارموني دوم: ازآنجايي كه روش الف از نظر سرعت مناسب نبوده و حتي اگر تاخير زماني فقط در موقع وصل ترانس وجود داشته باشد باز چون امكان دارد ترانس در موقع وصل اتصالي داشته باشد با تاخير مواجه خواهد شد و لذا روش فوق مناسب نمي باشد. روش ديگري كه مورد استفاده قرار مي گيرد استفاده از هارموني نوع دوم مي باشد. زيرا از تفاوتهاي اساسي جريان هجومي با جريان اتصال كوتاه درصد هارموني نوع دوم مي باشد در جريان هجومي حدود 60% هارموني دوم وجود دارد و در جريان اتصالي حدود 3% هارموني دوم وجود دارد. لذا اگر در رله نيروي مقاومي از هارموني دوم بوجود آيد در جريان هجومي بدليل بزرگ بودن مقدارآن از عملكرد رله جلوگيري خواهد شد.

عملكرد رله ديفرانسيل:

رله ديفرانسيل يكي از مهمترين رله هاي نصب شده بر روي ترانس قدرت مي باشد و در صورت عملكرد باعث قطع كامل ترانس مي گرد. از آنجايي كه اين رله بسيار دقيق مي باشد و عملكرد آن نشانه وجود خطا در محدوده حفاظتي مي باشد لذا درصورت عملكرد رله به هيچ عنوان نبايستي اقدام به وصل ترانس نمود مگراينكه گروه تعميرات آزمايشات لازم را انجام داده و مجوزلازم جهت وصل ترانس داده شود.

تركيب رله ديفرانسيل با رله زماني:

در اين طريقه رله ديفرانسيل با يك رله زماني مجهز مي شود و زمان كار رله زماني قدري بيشتر از زماني انتخاب مي شود كه رله ديفرانسيل در اثر موج جريان زياد عمل مي كند.

به اين طريق كه هسته رله ديفرانسيل در اثر موج جريان ضربه اي جذب شده و سبب بستن مدار رله زماني مي شود. ولي قبل از اين كه رله زماني مدار رله قطع كننده ترانس را ببندد،موج جريان ضربه اي مستهلك شده و رله ديفرانسيل مدار رله زماني را مجدداً قطع مي كند. در نتيجه رله زماني مهلت كافي براي عمل كردن پيدا نكرده و به حالت اوليه خود بر مي گردد.

رله زماني مربوط به رله ديفزانسيل را مي توان بين حدود 3،0و2 ثانيه تنظيم كرد. استفاده از چنين رله اي باعث از بين رفتن حفاظت صحيح و قطع سريع ترانس در موقع عيب داخلي مي گردد. براي برطرف كردن اين عيب از رله زماني فقط در موقع وصل ترانس استفاده مي شود.

تفاوت رله ديفرانسل و REF :

استفاده از رله ي REF در ترانس هايي كه نقطه نول آنها به مقاومت زمين شده مناسب تراست رله ي REF بسيار حساس ترازرله ديفرانسيل بوده و پوشش بيشتري به سيم پيچ مي دهد. بنابراين بهترين حفاظت براي سيم پيچ بوده و پوشش بيشتري به آن مي دهد. بنابراين بهترين حفاظت براي سيم پيچي مثلث ترانس هاي ستاره به مثلث كه توسط ترانس زيگزاگ زمين شده، حفاظت REF خواهد بود. با توجه به اين كه در تنظيم رلهREF خطاي ناشي از تپ چنجر تأثير ندارد لذا تنظيم رله REF حساس تر مي شود. و مقدار بيشتري از سيم پيچ ترانس را حفاظت مي كند.

حفاظت هاي پشتيبان ترانس :

كليه اشكالاتي كه در خارج از ترانس و در شبكه متصل به آن اتفاق مي افتد بايستي تشخيص داده شده و قبل از آنكه بتواند آسيبي به ترانس وارد نمايد قطع گردد. علاوه بر اين اگر به هر دليلي رله هاي اصلي ترانس مثل رله ديفرانسيل يا REF خراب بوده و عمل نكنند اين وظيفه رله هاي پشتيبان است كه عمل نموده و از بروز خسارت هاي بيشتر جلوگيري نمايد.

رله ديستانس:

اين رله، اتصال كوتاه نزديك به مولد را سريع تر و اتصال كوتاه در فاصله دورتر قطع مي كند. زيرا در اين رله عامل مؤثر مقاومت محل اتصالي و مولد مي باشد.

از آنجا كه فاصله ي دو رله ي ديستانس كه در يك پست تبديلگاه نصب شده است نسبت به نيروكاه برابر ويكسان مي باشد ، براي اين كه اتصال كوتاه در سيم رابط بين دو شين را رله مربوط به آن قطع كند و رله بعد از شين ها فرمان قطع راصادر نكند بايد از توان اتصال كوتاه نيز كمك گرفته شودو به عبارت ديگربايد رله قادر به تشخيص حهت جريان اتصال كوتاه نيز باشد.به اين ترتيب بايد آن رله اي فرمان قطع را صادر كند كه جهت انرژي اتصال كوتاه در سيم مربوط به آن از شين، به طرف محل اتصال كوتاه در سيم باشد.به اين جهت بايد رله ديستانس به يك عضو جهت ياب نيز مجهز گردد.

زمان قطع در رله هاي ديستانس امروزي متناسب با فاصله محل اتصالي از مولد به طور يكنواخت زياد نمي شود. بلكه اين تغييرات جهشي و پله اي شكل انجام مي شود و فاصله محل خطا توسط سنجش مقاومت سيم بين محل خطا و محل نصب رله معين مي شود. در موقع اي كه در يك شبكه طولاني چندين رله ديستانس به كار رفته باشد به محض اينكه اتصالي در شبكه به وجود آمد، رله هايي كه در جهت انرژي اتصال كوتاه هستند شروع به كار مي كنند و عضو سنجشي آنها مقدار مقاومت بين محل نصب رله و محل اتصالي را مي سنجد و چون اولين رله ي دو طرف محل اتصال كوتاه كمترين مقاومت را مي سنجد و زمان قطع آن نيز متناسب با مقاومت سنجيده شده از بقيه ي رله ها كمتر است در كوتاه ترين مدت، كليد مربوط را قطع مي كند.

بعد از قطع شدن محل اتصالي،بقيه ي رله ها به محل قبلي خود برمي گردندو از كار باز مي ايستند.

رله ديستانس داراي اين مزيت است كه اولاً شبكه اتصالي شده را در كوتاه ترين مدت ممكن به طور سلكتيو مشخص و از شبكه جدا مي كند و در ثاني اگر نزديكترين رله به محض اتصالي عمل نكرد، رله بلافاصله بعد آن عمل مي كند و به طور خود كار شبكه داراي يك يا چند رله رزرو نيز مي شود بدون اينكه رله رزروي در شبكه نصب شده باشد.

رله ديستانس بهترين رله براي حفاظت شبكه هاي انتقال انرژي مي باشد زيرا فقط به وسيله چنين دستگاهي هر نوع اتصالي در هر كجاي شبكه در كمترين مدت قطع مي شود و به همين جهتبراي حفاظت شبكه هاي فشار قوي و فشار متوسط از رله ديستانس استفاده مي شود.

اين رله براساس سنجش فاصله يا به عبارت بهتر امپدانس فاصله عمل مي كند. معمولاً هر رله ديستانس داراي سه محدوده عمل كرد ميباشد كه با زونهاي Z1، Z2وZ3 نشان داده مي شوند. در صورتي كه رله بتواند ناحيه پشت خود راحفاظت نمايد در اين صورت رله داراي ZR يا زون برگشتي مي باشد. همانطور كه مشخص شد، خط داراي سه قسمت مي باشد، معمولاً 80% قسمت اول خط بوسيله زون يك حفاظت شده و تمام قسمت اول بعلاوه 20% قسمت دوم بوسيله زون دوم حفاظت شده و تمامي قسمت اول و دوم بعلاوه 20% قسمت سوم خط بوسيله زون سوم حفاظت مي شود در صورتيكه زون معكوس براي رله داشته باشيم بنا براين زون سوم ناحيه معكوس يا به عبارت ديگر پشت رله را تا 20% خط مي بيند. زمان هاي اول، دوم و سوم با هم متفاوت بوده،ZR هم زمانش با Z3 يكسان مي باشد. يا به عبارتي دررله ديستانس زمان قطع تابع مقاومت طول سيم مي باشد. بنابراين هرچه محل اتصالي دورتر ازرله ديستانس باشد مقاومت سيم بيشترمي شود.

عوامل مؤثر در رله ديستانس:

1- مقاومت ظاهري (امپدانس):

2- هدايت ظاهري (ادميتانس):

3- مقاومت اهمي (رزيستانس):

4 - هدايت اهمي (كندوكتانس):

5- مقاومت غير اهمي (راكتانس):

6- هدايت غير اهمي (سوپستانس):

7- امپدانس مخلوط :

از رله ديستانس براي حفاظت ژنراتور، ترانسفورماتورو شبكه استفاده مي شود.

رله ولتمتري: در شبكه ها و مدارهاي الكتريكي اغلب افت ولتاژ و يا ازدياد ولتاژ پيش مي آيد كه هر دو براي اغلب دستگاه هاي الكتريكي زيان آور است و بايد دستگاه هاي الكتريكي در مقابل اين تغييرات ولتاژ، حفاظت شوند. اين دو نوع رله را رله افت ولتاژ و رله ازدياد ولتاژ مي ناميم.

1- رله افت ولتاژ: رله افت ولتاژ شبيه رله جرياني است و اغلب بصورت رله الكترومغناطيسي ساخته مي شود. رله الكترومغناطيسي بر اساس نيروي بوبين جريان دار بر روي قطعه آهن متحرك ساخته شده است. در رله افت ولتاژ، هسته آهن ربا تا موقعي كه ولتاژ از حد مجاز و معيني كمتر نشده باشد به حالت جذب باقي مي ماند و به محض افت ولتاژ، رها و سبب بستن كنتاكت به خصوصي مي شود كه به مدار فرمان متصل است. رله افت ولتاژ الكتريكي معمولاً به محض رسيدن ولتاژ به 70% ولتاژ نامي شروع به كار مي كند. رله افت ولتاژ داراي انواع مختلفي به شرح زير مي باشد:

1-1- رله افت ولتاژ براي جريان دائم: اين رله اغلب براي به كار انداختن دستگاه خبر و يا قطع كليد در موقع افت ولتاژ شبكه از مقدار معيين و پيش تنظيم شده اي به كار برده مي شود. ضريب جذب اين رله زياد و مورد استفاده آن در كار بدون تأخير است. به محض رسيدن شدت فشار به حد معين، هسته آهن رله رها و سبب بستن مدار لامپ و زيگنال مي شود. رها شدن هسته آن توسط نيروي كشش فنر مكانيكي انجام مي گيرد.

براي كوچك كردن ضريب جذب رله كه اغلب خيلي ضروري است از يك مقاومت اهمي كه در مدار رله ولتمتري قرار مي گيرد استفاده مي شود. اين مقاومت در موقع رها شدن هسته متحرك رله، اتصال كوتاه مي شود. براي تأخير در كار رله و يا تأخير در قطع مدار جريان دائم، از يك عضو زماني استفاده مي شود.

2-1- رله افت ولتاژ براي جريان متناوب: در اين رله، قطع كننده توسط جريان دائم از يك مدار فرعي نيرو مي گيرد. براي موقعي كه از رله به عنوان رله تأخير يا زماني استفاده شود بايد يك عضو زماني نيز به آن اضافه گردد.

3-1- رله افت تأخيري: اين وسيله حفاظتي يك رله ولتمتري است كه زمان قطع آن تابع اختلاف سطح الكتريكي مي باشد و هر چه افت ولتاژ بيشتر، زمان قطع كوتاهتر مي باشد. رله افت ولتاژ تأخيري معمولاً از نوع اندكسيوني است. رله اندكسيوني رله اي است كه قسمت گردان آن در اثر نيروي بين بوبين جريان دار ثابت و جرياني كه توسط حوزه بوبين ثابت در بوبين، سيم هادي متحرك، القا مي شود به گردش در مي آيد. بطوريكه در موقع افت ولتاژ نيروي نگهدارنده صفحه دوار رله از نيروي الكترومغناطيسي بيشتر مي شود و صفحه را بطرف خود مي كشد و باعث گرداندن صفحه مي گردد. سرعت گردش صفحه بستگي مقدار افت ولتاژ دارد بطوريكه هر چه افت ولتاژ بيشتر باشد، صفحه سريعتر مي گردد و در زمان كمتر، رله مدار را قطع مي كند. اگر در ضمن حركت صفحه به علت افت ولتاژ، ولتاژ ثابت بماند، صفحه تا آخر مسير خود به حركت ادامه مي دهد و سبب وصل كنتاكت فرمان مي شود. در صورتي كه در ضمن گردش صفحه ولتاژ مجدداً به مقدار نرمال و واقعي خود برگردد صفحه از حركت باز مي ماند و با محل اوليه سكون خود باز مي گردد.

4-1- رله افت ولتاژ زماني: اصول كار رله زماني شبيه رله افت ولتاژ تأخيري است با اين تفاوت كه اين رله با يك عضو زماني نيز مجهز مي باشد، عضو سنجشي اين رله، به محض رسيدن ولتاژ به مقدار قابل تنظيم و پيش تعيين شده اي، عضو زماني را به كار مي اندازد. عضو زماني پس از گذشت زمان تنظيم شده و كاملاً مشخصي توسط عضو قطع كننده كليد اصلي را قطع مي كند، لذا زمان قطع كليد در اين نوع رله بستگي به ولتاژ ندارد و از آنجا كه عضو زماني رله درست در موقعي كه ولتاژ كم شد بايد كار كند، لذا عضو زماني اين دستگاه نمي تواند از جريان سنجش فرمان بگيرد، پس نمي تواند ساعت الكتريكي با موتور سنكرون باشد و به اين جهت در رله افت ولتاژ زماني از عضو زماني استفاده مي شود كه بطور مكانيكي كار كند و يا از يك شبكه جريان دائم فرعي نيروي لازم را دريافت نمايد. رله افت ولتاژ، بخصوص رله تأخيري براي حفاظت موتورها و مبدل ها به كار برده مي شود تا بتوان در موقع كم شدن ولتاژ يا قطع ولتاژ آنها را از مدار خارج كرد. رله افت ولتاژ زماني يا تأخيري بايد موقعي مدار را قطع كند كه فشار الكتريكي شبكه چندين ثانيه متوالي قطع شده باشد و يا اصولاً بخصوص براي حفاظت موتورها بسيار لازم و مهم است. رله افت ولتاژي كه بلافاصله پس از افت ولتاژ كار مي كند و عامل زمان در آن دخالت ندارد، جهت حفاظت موتورها به كار برده نمي شود. براي حفاظت موتورهاي آسنكرون با رتور سيم پيچي شده پس از قطع كوتاه مدت برق، بايد جاروها دوباره به محل ابتدايي قبل از راه انداختن موتور برگردانده شود و سيم پيچي موتور از حالت اتصال كوتاه خارج گردد تا از سوختن و زيان ديدن سيم پيچي استاتور موتور جلوگيري شود.

2- رله ازدياد ولتاژ: عضو سنجشي رله ازدياد ولتاژ داراي بوبيني است كه بر روي ولتاژ بسته مي شود و به همين علت يك رله ولتمتري است. به علت اينكه رله چرخشي داراي خواص خوب در موقع قطع مي باشد از آن به عنوان رله ازدياد ولتاژ استفاده مي شود. رله ازدياد ولتاژ پريمر تقريباً بدون استفاده مي باشد ولي رله زكوندر آن كه ولتاژ نامي ترانسفورماتور يعني V100 است مورد استعمال زياد دارد. اين رله براي ولتاژهاي 8/0 تا 2 برابر ولتاژ نامي قابل تنظيم است. رله ازدياد ولتاژ احتياج به عضو زماني ندارد و اگر براي منظور خاصي احتياج به تأخير در قطع باشد از يك رله زماني استفاده مي شود. مورد استفاده اصلي رله ازدياد ولتاژ در حفاظت ژنراتورها و شبكه است.

رله جريان زياد: فقط در صورتي مي توان تنها به كمك سنجش جريان، شبكه اي را بطور موضعي و سلكتور حفاظت كرد كه جريان در محل اتصالي و خطا، بزرگتر از بقيه قسمت هاي شبكه باشد. رله جريان زياد داراي دو نوع است.

1- رله جريان زياد تأخيري: در اين نوع رله جريان زياد، زمان قطع با شدت جريان نسبت عكس دارد يعني هرچه جريان بيشتر شود زمان قطع كمتر مي شود و برعكس. رله هاي جريان زياد تأخيري داراي اين عيب هستند كه منحني مشخصات آنها در جريان هاي خيلي زياد تقريباً مماس با هم مي شوند و ممكن است منحني مشخصات دو رله مختلف همديگر را قطع كنند. در اينصورت اين دو رله سبب قطع بي موقع و غلط در جريان هاي زياد مي شوند. اين حالت بيشتر در مواقعي كه دو رله جريان زياد تأخيري ساخت كارخانه هاي مختلف براي حفاظت شبكه، بطور متوالي استفاده شده باشد، روي مي دهد.

2- رله جريان زياد زماني: در صنعت حفاظت تأسيسات برقي رله هايي به كار برده مي شود كه زمان قطع رله تابع شدت جريان نمي باشد بلكه مقداري ثابت و قابل تنظيم است. چنين رله اي را رله جريان زياد زماني مي نامند. در اين نوع رله، زمان كميت سنجشي است. بنابراين جريان مشخص و معيني كه قبلاً تنظيم شده است باعث به كار انداختن يك سيستم زماني مي شود و فرمان قطع پس از سپري شدن زمان معين تنظيم شده توسط سيستم زماني به قطع كننده كليد اصلي داده مي شود. رله جريان زياد زماني بيشتر در شبكه هاي شعاعي كاربرد دارد.

موارد استفاده رله جريان زياد:

از اين رله براي حفاظت ژنراتور، ترانسفورماتور و شبكه استفاده مي شود

رله فوق جرياني : Over Current relays

اصول رله هاي فوق جرياني:

در اين رله ها يك ديسك آلومينيومي مي تواند در حوزۀ مغناطيسي يك فاصلۀ هوايي كه عامل بوجودآورده اين حوزه مي تواند جريان و يا ولتاژ يا تركيب دو تا باشد. عامل بوجود آورنده فلو جرياني است كه در سيم پيچ A جاري مي شود

واحدهاي تشخيص دهندۀ يك رلۀ فوق جرياني:

1- واحد آني : در صورتي كه جريان خيلي شديد روي شبكه حادث شود فرمان تريپ بصورت آني صادر مي شود و اساس كار بدين صورت است كه وقتي جريان خيلي شديد باشد فلوي بوجود آمده در هسته باعث بوجود آمدن نيروي الكترومغناطيسي شده و در نتيجه سبب جذب اهرمي مي گردد و جذب اين اهرم باعث بسته شدن كنتاكت ودر نتيجه فرمان قطع صادر مي شود اين واحد بصورت عنصري از جريان تنظيمي بصورت X In است.

2- واحد جرياني : در صورتي كه مقدار جريان ورودي به رله از ميزان جريان تنظيمي واحد آني كمتر ولي از مقدار جريان تنظيمي واحد جرياني بيشتر باشد اين واحد پيك آپ كرده و باعث فعال شدن واحد جرياني مي گردد.

3- واحد زماني: پس از اينكه واحد جرياني پيك آپ كرد واحد زماني فعال مي شود و پس از سپري شدن زمان تنظيمي Time Dealy فرمان تريپ صادر مي شود آنچه در واحد زماني تنظيم مي شود پارامتري است بنام T.M.S( ضريب تنظيم زماني) كه در رله هاي الكترومغناطيسي با تغيير فاصلۀ كنتاكتهاي ثابت و متحرك و رله هاي الكترونيكي با تغيير يك المان مثل يك مقاومت صورت مي گيرد.

رله جهت ياب:

براي كنترل و سنجش جهت توان و نيرو در شبكه الكتريكي ويا قسمتي از شبكه جريان متناوب از رله جهت ياب استفاده مي شود.تعيين جهت نيرو براي حفاظت محلي در اغلب شبكه ها كاملاً ضروري و لازم است. به كمك رله جهت ياب مي توان فقط آن قسمت از شبكه كه خسارت ديده و معيوب شده است از مدار خارج كرد. حتي مي توان از اين رله جهت حفاظت ژنراتور و توربين در موقع برگشت وات و نيرو استفاده كرد.

در جريان دائم براي تعيين و مشخص كردن جهت نيرو تنها سنجش جريان كافي است و احتياجي به سنجش توان ندارد.

در صنعت حفاظت،رله جهت ياببراي تعيين محل اتصال كوتاه و يا محل اتصال زمين در كنار رله ي جريان زياد نصب مي شود.با اين كه رله حهت ياب در هر دو حالت (اتصال كوتاه و اتصال زمين)جهت توان يا جهت جريان را مشخص مي كند، ولي شرايط كار رله براي اين دو حالت به كلي با هم متفاوت است. زيرا در محل اتصال كوتاه، ولتاژ صفر و جريان بسيار بزرگ استلذا نزديك ترين رله به محل اتصال كوتاه داراي ولتاژ كم و جريان زياد مي باشد. در صورتي كه بر عكس در موقع اتصال به زمين شدن شبكه،رله داراي ولتاژي بيشتر از ولتاژ نامي شبكه (ولتاژ جابه جا شده)و جرياني معادل مجموع جريان شبكه مي باشد . در اين صورت نزديك ترين رله بهمحل اتصال زمين درراي جريان كم و ولتاژ زياد مي باشد.

رله كمكي:

رله ي سنجشي اغلب در موقعي كه خطائي در شبكه پيش مي آمد عامل بستن كليد يا كنتاكتي است كه توسط آن مدار فرمان قطع بسته مي شود، زيرا نيروي مكانيكي رله ي سنجشي براي قطع كردن كليد هاي قدرت با فنر هاي سنگين و محكم به هيچ وجه كافي نمي باشد. از اين جهت است كه رله سنجشي مستيماً كليد قدرت را قطع نمي كند،بلكه موجب تحريك رله ديگري به اسم رله فرعي يا رله كمكي مي شود.

اين رله داراي مدار تغذيه ي جداگانه و مستقلي است و به وسيله جريان دائم با فشار 110ولت تغذيه مي شود و داراي چنان نيرويي است كه مي تواند كليد هاي فشار قوي با قدرت زياد را قطع و وصل كند در ضمن مي توان از رله كمكي براي نشان دادن نوع خطا نيز استفاده كرد.

يك رله حفاظتي اغلب براي اين كه بتواند وظيفه محافظت خود را بنحو كامل انجام دهد، بايد از تعداد زيادي رله سنجشي و رله كمكي و ترانس جريان و ولتاژ ومقاومت سري و يكسو كننده تشكيل شده باشد. اين رله هاي مختلف اعضاي يك رله كامل را تشكيل مي دهد. اين اعضا بر حسب عملي كه انجام مي دهند به نام هاي مختلف از قبيل عضو تحريك كننده، عضو جهت دعنده،عضو خبردهنده و غيره مشخص مي شوند.

​

 اهداف مبحث دستگاه هاي اندازه گيري الكتريكي :

          كليات انتخاب دستگاه هاي اندازه گيري

فركانس متر

وارمتر

كسينوس في متر

ترانس هاي اندازه گيري

ميگر

پاورمتر

تايمر

ولتاژ هاي استاندارد ايران

در شبكه فشار ضعيف ولت متر نصب شده بر روي تابلو داراي درجه بندي از صفر الي ۵۰۰ ولت مي باشد. در تابلوهاي كنترل شبكه با ولتاژ بالا درجه بندي ولت متر بر اساس ولتاژ شبكه صورت مي گيرد. در اين نوع ولت مترها ميزان نسبت تبديل P.T يا C.T لحاظ شده و ولتاژ اوليه و ثانويه روي ولت متر درج مي گردد. آمپرمتر مطابق با شدت جريان عبوري از مدار با حدوداً ۲۰ درصد اضافه جريان انتخاب مي شود تا شدت جريان ۶۰ آمپر در شبكه فشار ضعيف آمپرمتر مستقيماً در مسير جريان مصرف قرار گرفته و جريان بيش از اين مقدار از طريق C.T سنجيده شده و به آمپرمتر داده مي شود.

درجه بندي اين نوع آمپرمترها بايد بر اساس شدت جريان اوليه مدار انجام شده و نسبت تبديل ترانسفورماتور جريان در مشخصات آمپرمتر درج شده باشد. دستگاه هاي اندازه گيري تابلويي معمولاً با كلاس دقت ۱٫۵  ساخته مي شوند.

• كليات انتخاب دستگاه هاي اندازه گيري

1. كلاس دقت دستگاه: ۱٫۵ و در صورت لزوم ۱
2. ولتاژ تست دستگاه: (مثال براي كار در ولتاژ ۴۰ الي ۶۰۰ ولت، ولتاژ تست ۲۰۰۰ ولت)
3. كميت مورد سنجش
4. وضعيت نصب دستگاه
5. ابعاد دستگاه (۷۲×۷۲، ۹۶×۹۶، ۱۴۴×۱۴۴) ميلي متر در ميلي متر
6. نصب مستقيم به مدار يا با استفاده از C.T و P.T

• فركانس متر

يكي از دستگاه هاي اندازه گيري الكتريكي فركانس متر است. از نسبت سنج هاي الكتروديناميكي، اندكسيوني و آهني با اضافه كردن بعضي اجزاي الكتريكي مانند سلف، خازن و مقاومت الكتريكي مي توان به عنوان فركانس متر استفاده كرد. فركانس مترها عموماً عقربه اي بوده و مي توانند فركانس را در محدوده وسيعي اندازه گيري كنند.

براي اندازه گيري فركانس در نيروگاه ها و تابلوهاي توزيع انرژي الكتريكي كارخانجات به خاطر مشخص بودن حدود فركانس از دستگاه هاي ارتعاشي استفاده مي شود. حدود اندازه گيري اين دستگاه ها بسيار كم است. ولي به علت ساختمان ساده، ارزاني قيمت و استحكام زياد در سطح وسيعي مورد استفاده قرار مي گيرند.

​

فركانس متر ارتعاشي از يك سري تيغه هاي فلزي كه كنار هم در داخل يك بوبين قرار گرفته اند تشكيل شده است. هركدام از اين تيغه ها داراي فركانس ارتعاشي خاصي هستند. وقتي بوبين به جريان متناوبي وصل شود در داخل آن ميدان مغناطيسي متناوبي ايجاد مي شود. در اثر تأثير ميدان مغناطيسي، تيغه اي كه داراي فركانس ارتعاشي دو برابر فركانس جريان متناوب است با تغييرات ميدان ايجاد رزنانس مي كند و به ارتعاش در مي آيد و بدين ترتيب فركانس جرياني را كه از بوبين مي گذرد نشان مي دهد.

در زير قسمت خميدگي سر تيغه ها مقداري لحيم قرار دارد كه با كم و زياد كردن وزن آن فركانس ارتعاشات تيغه را دقيقاً تنظيم مي كنند. فركانس متر مشابه ولت متر به صورت موازي در مدار قرار مي گيرد و در سه نوع ارتعاشي، عقربه اي و ديجيتالي ساخته مي شود كه استفاده از نوع ارتعاشي آن معمول تر است. فركانس متر تك فاز با ولتاژ ۲۲۰ ولت و فركانس متر سه فاز با ولتاژ ۳۸۰ ولت كار مي كند.

• وارمتر

يكي ديگر از دستگاه هاي اندازه گيري الكتريكي وارمتر است. ,وارمتر دستگاهي است كه توان راكتيو (غير مفيد) مدار را اندازه گيري مي كند. اتصالات وارمتر مشابه اتصالات وات متر است.

• كسينوس في متر

كسينوس في يا ضريب قدرت (PF)، توسط كسينوس في متر سنجيده مي شود. داراي دو سيم پيچ متحرك و يك سيم پيچ ثابت است و در مدارهاي تك فاز و سه فاز به كار مي رود. كسينوس في مترهاي معمولي كه براي نصب روي تابلو استفاده مي شوند اغلب براي ولتاژهاي ۱۱۰، ۲۲۰، ۳۸۰ و ۵۰۰ ولت و جريان ۱ و ۵ آمپر ساخته مي شوند. براي ولتاژها و جريان هاي بيش تر از مقدار نامي ذكر شده بايد از مبدل ولتاژ و مبدل جريان استفاده شود.

​

اگر بار فقط سلفي (اندوكتيو) و يا خازني (كاپاسيتيو) باشد از كسينوس في متر با صفحه ي مدرج يك طرفه و در صورتي كه به هر دو صورت سلفي يا خازني باشد از صفحه ي مدرج دو طرفه و يا دوار (۳۶۰ درجه) استفاده مي شود. علامت اندوكتيو (ind) و كاپاسيتيو (cap) روي صفحه مدرج درج مي شود. عقربه اگر به طرف  indحركت كند مصرف كننده، اندوكتيو است و مقدار اندازه گيري شده، ضريب قدرت مدار اندوكتيو يا سلفي را نشان مي دهد. در صورتي كه عقربه به طرف cap حركت كند، مصرف كننده، كاپاسيتيو خازني است و مقدار اندازه گيري شده، ضريب قدرت مدار كاپاسيتيو را نشان مي دهد.

• ترانس هاي اندازه گيري

از آن جا كه جريان و ولتاژ خطوط زياد مي باشد و نمي توان مستقيماً آن را اندازه گرفت با استفاده از اين دستگاه ها از جريان نمونه برداري مي كنند. اين دستگاه ها به صورت سري CTها و به صورت موازي CVT، PTها در مدار قرار مي گيرند. هم چنين براي ايزوله شدن شبكه هاي فشار قوي از سيستم هاي اندازه گيري و حفاظت از اين وسيله استفاده مي شود.

​

عايق بندي تجهيزات متصل شده به ثانويه اين ترانس ها از قسمت اوليه شبكه و هم چنين امكان استاندارد كردن تجهيزات اندازه گيري و حفاظتي براي مقادير مشخص جريان يا ولتاژ از ديگر ويژگي هاي مهم با اهميت آن ها مي باشد. در هر ترانسفورماتور ولتاژ جريان، مقدار كميت اندازه گيري شده ولتاژ و يا جريان، بايد با يك نسبت مشخص كاهش يافته و دقت مقادير اندازه گيري شده در ثانويه از محدود مجاز تجاوز نكند.

اين بدان معني است كه اين نمونه گيرها بايد داراي راندمان بسيار بالا باشند. در شرايط گذاري سيستم قدرت تغييرات بزرگ لحظه اي در كميت هاي ورودي ممكن است به تغيير شكل موج سينوسي شبكه منجر شود. اثر اين خطا، ممكن است در عملكرد دستگاه هاي اندازه گيري ناچيز باشد، اما براي رله هاي حفاظتي مي تواند به عملكرد غلط رله ها منجر گردد. كه براي برطرف كردن اين موضوع نيز مهندسين طرح و ساخت اين شرايط را در نظر مي گيرند.

ساختمان ترانسفورماتورهاي اندازه گيري براي به كار گيري در جريان و ولتاژهاي نامي پائين چندان تفاوتي با يكديگر ندارد، ولي زماني كه جريان و ولتاژ اوليه داراي مقادير نامي بالا باشد، تفاوت در ساختمان ترانسفورماتورهاي جريان و ولتاژ اجتناب ناپذير مي گردد. ضمن اينكه نحوه اتصال اين ترانسفورماتورها به مدار از ديگر موارد تفاوت آنها است.

• ترانس جريان CT

سيم پيچ اوليه ترانس هاي جريان با مدار قدرت به طور سري قرار مي گيرند و سيم پيچ ثانويه آن ها، به تجهيزات اندازه گيري مناسبي مثل كنتورها، تجهيزات حفاظتي مثل رله ها و غيره متصل مي شوند. امپدانس با Zb متصل شده به سيم پيچ ثانويه، در مقايسه با امپدانس اوليه بسيار كوچك بوده و به عبارت ديگر، ثانويه CT حالت اتصال كوتاه دارد. عايق كردن مناسب مدارهاي اندازه گيري و حفاظتي از ولتاژ اوليه شبكه، و هم چنين حفظ وسايل در برابر اضافه بار، از ويژگي هاي مهم اين ترانسفورماتورها است.

​

                                                               ترانس اندازه گيري جريان اشنايدر

نكته: براي توسعه حدود اندازه گيري يك آمپرمتر، مي توان به دو سر بوبين آن يك مقاومت به صورت موازي وصل كرد. در اين حالت مقاومت داخلي آمپرمتر كم شده و مي تواند جريان بيشتري را از خود عبور بدهد.

سيم پيچ اوليه ترانسفورماتور جريان را با حروف بزرگ K و L و سيم پيچ ثانويه آن را با حروف كوچك k و l نمايش مي دهند و لازم است كه سيم پيچ اوليه طوري در مدار قرار گيرد كه ورودي آن به K وصل شود، به عبارت ديگر جريان فاز بايد به K وارد شود.

 توجه: ضريب تبديل CT ها به صورت يك عدد كسري روي آن نوشته مي شود. (مانند ۱۰۰ A/5 A يا ۱۰۰A/1 A) كه در واقع نشانگر نسبت جريان اوليه به جريان ثانويه است. جريان ثانويه اين ترانسفورماتورها اغلب ۵ آمپرمتر است.

• رله نشتي جريان

رله ارت فالت اشنايدر الكتريك يا رله حفاظتي جريان نشتي با استفاده از ترانس، جريان‌  نشتي به زمين را شناسايي و فرمان قطع مدار را صادر مي‌ نمايد و از اتصال به زمين قطعات جهت جلوگيري از بروز تلفات انساني و آتش سوزي حفاظت مي كند. ترانس رله نشتي جريان براي نمونه گيري جريان عبوري از كابل هاي اصلي استفاده مي شود.

​

سركابل ها و مفصل ها (Terminiations & Joints)

سركابل ها و مفصل ها (Terminiations & Joints)

موارد كاربردي سركابل و مفصل:

كارشناسان صنعت برق آگاهي دارند كه جهت اتصال دو كابل به يكديگر ( چه به جهت ادامه كابل كشي و چه به علت گرفتن انشعاب) از مفصل استفاده مي شودكه از 1kV تا 500kV كاربرد دارند

. همچنين جهت اتصال برق به ترانس هاي برق در ولتاژ هاي بالاي 1kv بوسيله كابل زميني احتياج به سركابل است. عمل اصلي يك سركابل و مفصل علاوه بر اتصال كابل ها و انتقال نيرو, كنترل ميدان هاي الكتريكي در محل اتصال و انتهاي كابل است كه اين كار با قرار دادن يك پوشش Stress Control روي كابل در محل اتصال انجام مي شود. در صنعت برق براي ساخت سركابل و مفصل از تكنولوژي هاي زير كه هر كدام مزاياي خاص خود را دارد, استفاده مي شود:

سركابل و مفصل حرارتي Heat Shrink
سركابل و مفصل سرد Cold Shrink
سركابل و مفصل فشاري Slip on
سركابل هاي Plug-in
مفصل رزيني Resin joint
مفصل نواري Tape joint

در سركابل و مفصل حرارتي از تيوپ هاي حرارتي استفاده مي شود. اين تيوپ ها از مواد پلي اولفين, كه عايق الكتريكي بوده و مشخصات مكانيكي بسيار خوبي دارند, ساخته شده است. اين تيوپ ها در اثر حرارت بالاي 125° C منقبض و قطر آنها تا اندازه مشخص كاهش مي يابد. در مفصل هاي رزيني از دو نوع رزين مختلف با كيفيت بالا استفاده مي شود اين دو نوع زرين در يك بسته, به صورت تفكيك شده از يكديگر قرار دارند كه به هنگام نصب مفصل با يكديگر مخلوط مي شوند. در مفصل هاي نواري از نوارهاي مختلف به عنوان عايق و روكش نهايي حرارتي به عنوان محافظ مكانيكي استفاده مي شود. در سر كابل هاي Plug-in و نيز سركابل ها و مفصل هاي سرد و فشاري از پليمري به نام سيليكون استفاده شده است كه از جديد ترين پليمرهاي مورد استفاده در صنعت برق است و با داشتن مشخصات منحصر به فرد, جهت استفاده در ولتاژ هاي متوسط و بالا بسيار مناسب مي باشد.

سيليكون پديده جديدي در صنعت برق

مزايا و علل استفاده:

سيليكون داراي ساختمان نيمه آلي و نيمه غير آلي است, عايق بسيار خوب و كنترل كننده ميدان هاي الكتريكي است.

در برابر عوامل نامساعد محيط مانند درجه حرارت تا  170° C, آلودگي محيطي, اشعه UV, رطوبت خصوصا رطوبت آغشته به نمك, گاز ازن و غيره بسيار مقاوم است. اين  مقاومت از خواص ذاتي سيليكون است و براي ايجاد آن نيازي به افزودن ماده جداگانه ندارد. از آنجا كه ساختمان زنجير اين پليمر داراي پيوند:

مي باشد, انرژي پيوندي زياد اين اين اتصال, باعث ايجاد مقاومت هاي فوق مي شود.

خاصيت هيدروفوبيك (آب گريزي)دارد و اين خاصيت سبب مي شود كه آب روي آن لايه پيوسته تشكيل نداده و همواره به صورت قطعات مجزا باقي بماند كه اين امر از ايجاد جريان خزشي جلوگيري مي كند

خواص سيليكون بر خلاف ساير پليمرها در طول زمان تغيير نكرده و گذشت زمان موجب طول عمر بيشتر آن مي گردد.

نياز به تعميرات نگهداري ندارد چون سطح بسيار صاف آن از چسبيدن هرگونه آلودگي جلوگيري كرده و در محيط هاي بسيار آلوده اگر آلودگي روي سطح آن رسوب كند در اثر بارش باران يا وزش باد به راحتي پاك مي شود.

سيليكون ماده اي قابل انعطاف است و در اثر ضربه يا اصابت اجسام خارجي دچار شكستگي يا پارگي نمي شود.

به علت نرمي, بهتر از هر ماده سخت ديگري به سطوح ناصاف كابل مي چسبد, فرورفتگي و برجستگي ها را پر كرده و به اين ترتيب از ايجاد حباب (gap) و تخليه جزئي جلوگيري مي شود.

در اثر تغييرات حرارتي, انقباض و انبساط كابل, چسبندگي سيليكون به كابل, تغييري نمي كند.

اگر در اثر جرقه يا هر عامل ديگري آسيبي به روكش سيليكون وارد آيد, چون لايه تخريب شده آن ماده اي غير آلي است. هادي نمي باشد.

سركابل ها حرارتي HEAT SHRINKABLE TERMINATIONS

سركابل هاي حرارتي جهت اتصال كابل هاي فشار قوي و متوسط به تجهيزات برقي استفاده مي شود.

سركابل ها به دو نوع تقسيم مي شود:

·         سركابل فشار ضعيف( تا ولتاژ 1kV)

·         سركابل فشار قوي ( تا ولتاژ 63kV)

در اين نوع سر كابل ها از روكش Heat shrink كه اساسا از پلي اتيلن كراس لينك تهيه مي شود, استفاده شده و تا ولتاژ 63kV مي توان از اين سركابل ها استفاده كرد.

مطابق استاندارد:

CENELEC HD 628
CENELEC HD 629.1
IEC 60502-4

مزايا:
به آساني نصب مي شود.
از يك نوع سر كابل براي چند سايز نزديك به هم مي توان استفاده كرد.
تاريخ مصرف محدود ندارد .
از پليمر مقاوم به اشعه UV و آنتي تراك تهيه شده است كه در اثر تماس مستقيم با اشعه خورشيد آسيب نديده و مقاومت بسيار خوبي دارد.

سركابل هاي فشاري ولتاژ بالا

(HIGH VOLTAGE SLIP ON TERMINATIONS)

در ولتاژ هاي بسيار بالا هيچگونه عايق حرارتي قدرت عايقي كافي براي كنترل ميدان هاي الكتريكي را ندارد. در تكنولوژي Slip on تمام قسمت ها از لاستيك سيليكون با گريد بالا ساخته شده اند و هسته هاي كنترل كننده ميدانهاي الكتريكي كه مخروطي شكل هستند, در داخل اين روكش ها جاسازي شده اند.اين هسته ها از لحاظ شكل فضايي و ضخامت به دقت محاسبه شده اند تا اطمينان حاصل گردد كه هر گونه ميدان الكتريكي در ولتاژهاي بالا مي تواند مهار شود.

استفاده از سيليكون نه تنها به علت قدرت عايقي كافي, بلكه به دليل محافظت مكانيكي و حرارتي بسيار خوب آن است. در اثر تغييرات حرارتي و انبساط و انقباض كابل, چسبندگي سيليكون تغيير ني كند و در همه جهات يكنواخت است.

خاصيت نرمي سيليكون باعث مي شود كه اين ماده بهتر از هر ماده سخت ديگري به سطوح ناصاف كابل بچسبد و در نتيجه از ايجاد حباب هوا (Gap) و به وجود آمدن تخليه الكتريكي جلوگيري شود. اين سركابل ها احتياج به نگه داري خاصي ندارد و در مقابل شرايط محيطي و آلودگي ها مقاوم است.

سركابل ها توليد شده به طور صد در صد مورد آزمايش قرار ميگيرند.

سركابل هاي فشاري (SLIP ON TERMINATIONS)

سركابل ESF براي نصب هوايي

اين نوع سر كابل براي ولتاژهاي 60kV تا 145kV كاربرد دارد. لايه استرس كنترل و پوشش نهايي آن يك پارچه و آماده نصب مي باشد. استفاده از بشقابك هاي سيليكوني آن را براي نصب هوايي مناسب ساخته است.

سركابل ESS نگهدارنده(خودنگهدار)

اين نوع سر كابل براي ولتاژ 60kV  تا 300kV با فواصل خزشي متفاوت ساخته مي شود. استوانه اي ازرزين فايبر گلاس مجهز به بشقابك هاي سيليكوني سبب ايجاد مقاومت

مكانيكي بسيار بالاي اين سركابل كي گردد. سركابل ESS مي تواند نيروهاي ديناميكي و استاتيكي را بدون اشكال تحمل كند (براي مثال نيروهاي اتصال كوتاه)  قدرت عايقي اين سركابل با پركننده كامپاند در فضاي داخل استوانه فايبر گلاس تكميل مي شود. اين سر كابل نياز به هيچ گونه نگهدارنده ندارد.

سركابل ESP با بدنه اي از جنس چيني
اين نوع سركابل براي ولتاژهاي 60kV تا 300kV كاربرد دارد.بخش مربوط به استرس كنترل سركابل هاي ESP با نوع ESS آن كاملا مشابه است. اين سركابل با بدنه چيني طبق استاندارد DIN و با تعداد مورد نياز از بشقابك هايي كه به طور متناسب قرار مي گيرند, ساخته مي شود.

سركابل EST مناسب براي نصب داخلي و هوايي

طراحي سركابل EST بصورتي است كه هم براي مصارف داخلي و هم هوايي و بين ولتاژ 60kV تا 145kV قابل استفاده است. اين سركابل در واقع يك نوع سركابل ESF است كه بوسيله سه عددInsulator و يك پايه براكت محافظت شده و به طريق خودنگه دار عمل مي كند. نيازي به روغن عايق كننده نداشته و در هر موقعيتي قابل نصب است.

سركابل ESG براي كليد هاي با عايق گازي

اين نوع سركابل براي ولتاژ 60kV تا 170kV طراحي شده است و براي اتصال مستقيم انواع كابل هاي پليمري به كليدهاي با عايق گازي GIS به كار مي رود. سركابل ESG بر طبق استاندارد IEC 60859-1 طراحي و به سه صورت عمودي, افقي و وارونه قابل نصب است.

سركابل ESU قابل استفاده براي ترانسفورمرها

اين سركابل براي انواع ترانسفورمرها قابل استفاده بوده و براي ولتاژهاي حداكثر تا 170kV مناسب مي باشد. طرح و ساختار آن كاملاً مشابه با سركابل ESG مي باشد و براي اتصال هر نوع كابل پليمري به ترانسفورمرهاي با عايق روغني و نيز كليد هاي عايق گازي به كار مي رود.

سركابل PLUG-IN(PLUG-IN TERMINATIONS)

سركابل HV-Connex
اين سركابل PLUG-IN چهت اتصال كابل هاي پليمري به تجهيزات الكتريكالي مانند كليدهاي گازي و ترانسفورمرها تا ولتاژ 245kV استفاده مي شود.
مزاياي اين سركابل در مقايسه با ساير سركابل ها عبارتست از:
طول كوتاهتر در مقايسه با سركابل هاي طراحي شده مطابق استاندارد IEC 60859
قابليت نصب به صورت افقي, عمودي و وارونه
قابل استفاده بصورت خشك و بدون نياز به روغن عايق كننده
نصب و جدا سازي سريع و آسان
آماده بودن قطعات و سهولت كاربري
قابليت قطع سريع اتصال از سيستم در موقع بروز مشكل

سركابل زانويي LOADBREAK ELBOWS

اين سركابل ها بيشتر در تابلوهاي برق كه اتصال دو كابل در آنها در يك راستا نبوده و به طور عمودي قرار دارند, استفاده مي گردد. در اين مورد, اگر از سركابل هاي معمولي استفاده شود چون دو كابل در يك راستا قرار ندارند, امكان دارد سركابل ترك برداشته يا بشكند. سركابل هاي زانويي به طور كامل عايق بوده و جهت اتصال كابل هاي زير زميني به ترانسفورمرها, كليد خانه ها و اتصالات مجهز به بوشينگ هاي قطع بار استفاده مي شوند. از آنجا كه كليه اجزاء به صورت يكپارچه در يك قطعه قرار دارند, زانويي بوشينگ اين سركابل, تمامي پارامتر هاي ضروري جهت اتصالات را شامل مي شود. اين سركابل براي كابل هاي مختلف در ولتاژهاي متفاوت قابل استفاده بوده و به گونه اي طراحي شده است كه گستره وسيعي از سايز هاي كابل را پوشش مي دهد. عايق بندي نهايي, توسط تيوبهاي كلد شرينگ كه بدين منظور طراحي شده انجام مي شود. اين تيوبها از ابتداي زانويي تا روي كابل را پوشش مي دهند. زانويي با استفاده از عايق مخصوص از نوع Proxide-Cured EPDM به صورت يك پارچه قالب بندي شده است.

انتخاب بهينه سطح مقطع كابل هاي فشار قوي

مقدمه

براي بهره برداري اقتصادي از كابل ها، انتخاب بهينه سطح مقطع از اهميت خاصي برخوردار است. در اين جزوه عوامل مؤثر در انتخاب كابل مورد بررسي قرار مي گيرند ، لازم به ذكر است كه براي انتخاب بهينه سطح مقطع محاسبه تلفات و محاسبه اقتصادي نيز لازم مي باشد كه در اين قسمت به آن پرداخته نشده است.

معيارهاي انتخاب كابل را مي توان به صورت زير تقسيم بندي نمود:

الف) ولتاژ نامي.

ب) انتخاب سطح مقطع با توجه به جريان دهي كابل.

پ) در نظر گرفتن افت ولتاژ مجاز.

ت) تحمل جريان اتصال كوتاه توسط كابل.

ولتاژ نامي

ولتاژ نامي كابل بايستي متناسب با سيستمي كه كابل در آن مورد استفاده قرار مي گيرد باشد. با توجه به جلد اول و دوم استاندارد كابل هاي مورد استفاده در شبكه توزيع اين ولتاژ بايستي مطابق جدول 2-1 مي باشد.

ظرفيت جريان دهي كابل ها

            در اين قسمت عوامل مؤثر بر جريان دهي كابل ها مورد بررسي قرار گرفته و جداول مربوطه ارائه مي گردد.

            مهم ترين مرجع به كار رفته در اين قسمت ، استاندارد IEC-287 تحت عنوان "محاسبه جريان نامي پيوسته كابل ها در ضريب بار 100 درصد" مي باشد كه در هر قسمت كه به اطلاعات كامل تري نياز بود ملاك استاندارد فوق مي باشد.

            تعيين حد مجاز جريان كابل ها به تلفات ايجاد شده در كابل و نحوه انتقال گرماي ايجاد شده به سطح كابل و محيط اطراف بستگي دارد. استاندارد IEC-287 با در نظر گرفتن تلفات ايجاد شده در كابل و مقاومت حرارتي لايه هاي مختلف كابل و زمين در شرايط مشخص ، حد مجاز جريان را به دست مي دهد در اين قسمت از جزوه فرض بر اين است كه مقدار جريان مجاز كابل ها در شرايط مشخص توسط كارخانه سازنده مشخص گردد. (اين حد مجاز بايستي در اسناد فني مناقصه آورده شود) ، در صورتي كه اطلاعات مربوطه در دسترس نباشد مي توان از جداول پيوست – الف و ب استفاده نمود.

عوامل مؤثر در ظرفيت نامي جريان كابل

عوامل مهم مؤثر در ظرفيت نامي جريان كابل را مي توان به گروه هاي زير تقسيم نمود:

الف) دما

دما از عوامل مهم تعيين ظرفيت نامي جريان كابل مي باشد كه شامل دماي محيط ، دماي محل نصب و نيز دماي مجاز براي عايق كابل و ساختار آن مي باشد.

ب) طرح كابل

علاوه بر دماي مجاز عايق كابل ، نوع طراحي كابل و لايه هاي مختلف به كار رفته در آن ، در تعيين جريان مجاز داراي اهميت مي باشند. اين لايه ها چگونگي انتقال حرارت از هادي به سطح بيروني كابل را مشخص مي كنند.

پ) شرايط نصب

شرايط نصب از قبيل نصب در هوا ، دفن شده در زمين ، در مجرا ، نوع خاك و ... از عوامل مؤثر بر جريان دهي كابل ها مي باشند.

ت) اثرات كابل هاي مجاور

در صورت همجواري كابل با ساير كابل ها يا لوله ها بايستي ضرايب مناسب براي كاهش جريان مجاز كابل در نظر گرفت.

الف) دما

1- دماي محيط

متوسط دماي محيط براي هر كشور و هر منطقه متفاوت مي باشد كه به شرايط آب و هوايي منطقه ، شرايط نصب كابل بستگي دارد. در استاندارد IEC-287 دماي محيط اطراف كابل براي چندين كشور آمده است ، در اسن استاندارد براي ساير كشورها به طور تقريبي اعداد جدول 3-1 پيشنهاد شده است.

جدول 3-1 دماي محيط و زمين بر حسب درجه سانتيگراد

مقادير جدول فوق تقريبي بوده و بايستي به هنگام استفاده از آن دقت كافي به عمل آورد. حدود نامي جريان كابل بايستي براي بن=دترين شرايط در سرتاسر سال محاسبه شود.

دماي كار كابل

حداكثر دماي كار كابل مطابق استاندارد IEC-287 براي كابل هاي مختلف بايستي مطابق جدول 3-2 باشد:

جدول 3-2 حداكثر دماي كار هادي براي كابل هاي مختلف

تأثير شرايط نصب بر حد نامي جريان كابل

عمق دفن كابل

            حداقل كردن آسيب وارده به كابل علت تعيين كننده عمق دفن كابل مي باشد كه هر چقدر ولتاژ كابل بيشتر باشد عمق دفن كابل بيشتر مي گردد. با افزايش يافته و مقدار رطوبت بيشتر مي گردد ، در اين حالت با افزايش دما ظرفيت جريان دهي كابل كمتر شده ولي با افزايش رطوبت اين مقدار بيشتر مي گردد.

مقاومت مخصوص حرارتي خاك

            وجود رطوبت اثر تعيين كننده اي در مقاومت مخصوص هر نوع خاك دارد ، براي هر منطقه اين مقدار بايستي اندازه گيري شود ، در صورتي ه اين عدد در دسترس نباشد طبق استاندارد IEC-287 مقادير زير پيشنهاد مي شود.

جدول 3-2 مقاومت مخصوص حرارتي خاك

            از كابل هاي توزيع عموماً به طور دائم در بار كامل استفاده نمي شود ، لذا مسئله خشك شدن خاك زياد مطرح نمي باشد ، در شرايطي كه بتوان خاك را مرطوب فرض كرد مقدار مقاومت حرارتي خاك را مي توان بين 0.8-1Km/W در نظر گرفت. در محل هايي كه خاك همواره كاملاً مرطوب نمي باشد اما نوع آن مخلوطي از خاك رس و خاك باغچه باشد مقدار 1.2Km/W رقم مناسبي مي باشد. در صورتي كه خاك از شن و ماسه تشكيل شده باشد ، بعد از خشك شدن مقداري هوا در فضاي خالي شن و ماسه به وجود مي آيد. اگر اين حالت در چند ماه از سال اتفاق بيفتد مقدار مقاومت حرارتي خاك را مي توان بين 2-3Km/W با توجه به توضيحات زير در نظر گرفت:

نوع الف: كابل هايي كه در طول سال بار ثابتي حمل مي كنند.

در حالي كه بار دائمي يا دوره اي باشد ، مقدار حداكثر مقاومت حرارتي خاك بايد در نظر گرفته شود ، اگرچه اين مقدار در بعضي از سال ها و براي مدت كوتاهي در تابستان يا پائيز به وجود آيد ، مقادير پيشنهادي عبارتند از :

تمام خاك ها به جز خاك هاي زير                1.5Km/W

خاك گچي با قطعات ريز گچ                                    1.2Km/W

خاك با تركيبي از گياهان پوسيده                  1.2Km/W

خاك سنگلاخي                                        1.5Km/W

شن كه آب آن كشيده شده باشد                       2.5Km/W

خاك عمل آورده شده                                             1.8Km/W

در صورتي كه خاك زير پوششي از لايه غير قابل نفوذ مانند آسفالت قرار گيرد. مقدار مقاومت حرارتي مربوط به رديف اول در تمام انواع خاك ها ممكن است به 1.2Km/W كاهش يابد.

نوع ب: كابل ها با بار متغير و حداكثر بار در تابستان

تمام خاك ها به جز خاك هاي زير                            1.2Km/W

خاك هاي سنگلاخي                                                          1.3Km/W

خاك شني كه آب آن كشيده شده باشد              2Km/W

خاك عمل آورده شده                                                         2.6Km/W

نوع پ: كابل ها با بار متغير و حداكثر بار در زمستان

تمام خاك ها به جز خاك هاي زير                            1Km/W

خاك رسي                                                                      0.9Km/W

خاك گچي با قطعات ريز گچي                                 1.2Km/W

خاك شني كه آب آن كشيده شده باشد              1.5Km/W

خاك عمل آورده شده                                                         1.2Km/W

وقتي خاك رسي زير پوشش غير قابل نفوذ قرار گيرد مقاومت حرارتي آن ممكن است تا 0.8Km/W كاهش يابد.

شرايط استاندارد و ضرايب نامي براي تصحيح مقدار نامي باردهي كامل

            مقادير جريان مشخص شده در جداول انتهاي اين قسمت بر اساس پارامترهاي مشخص شده زير مي باشد و در صورتي كه كابل در شرايط مشخص شده به كار رود بايد ضرايب تصحيح مناسب لحاظ شود.

كابل هاي نصب شده در هوا

            الف) دماي هواي محيط ◦25 سانتي گراد براي كابل هاي توزيع و در 30◦c براي كابل هاي داخل ساختمان در نظر گرفته مي شود.

            ب) جريان هوا به طور ملاحظه اي محدود نشده و براي كابل هاي نصب شده روي ديوار بايستي حداقل 2 سانتي متر فضاي خالي تا ديوار وجود داشته باشد.

            پ) مدارهاي مجاور هم حداقل 15 سانتي متر از هم فاصله داشته به طوري كه بر يكديگر اثر حرارتي نداشته باشند.

            ت) كابل ها در مقابل اشعه آفتاب محافظت شوند.

ضرايب تصحيح دماي محيط براي كابل در هوا

جدول 3-4  ضرايب تصحيح درجه حرارت هاي مختلف

* براي ولتاژهاي بالاي 1.9/3.3KV

** براي ولتاژ زير 1.9/3.3KV

             هنگامي كه گروهي از كابل هاي قدرت چند رشته اي در هوا نصب مي شوند بايد فضاي كافي براي انتقال دما موجود باشد ، براي اينكه در شرايط نصب در هوا مقدار جريان كاهش نيابد بايستي تمهيدات زير در نظر گرفته شود.

الف) فاصله افقي بين مدارها نبايد از دو برابر قطر خارجي كابل ها كمتر باشد.

ب) فاصله عمودي بين مدارها نبايد از چهار برابر قطر خارجي كابل ها كمتر باشد.

پ) در صورتي كه تعداد مدارها از 3 بيشتر شود بايد تمامي آن ها به صورت افقي نصب گردند.

كابل هاي كشيده شده به طور مستقيم در زمين

الف) دماي زمين 15 درجه سانتيگراد

ب) مقاومت مخصوص حرارتي خاك 1.2Km/W

پ) حد فاصله مدارهاي مجاور 1.8m

ت) حداقل عمق گودال براي كابل تا ولتاژ يك كيلو ولت برابر 50 سانتيمتر و براي كابل هاي بيش از يك كيلو ولت تا 33 كيلو ولت برابر 8/0 متر در نظر گرفته شده است.

ضرايب تصحيح

            ضرايب تصحيح براي دماي زمين ، مقاومت مخصوص حرارتي خاك ، كابل هاي نصب شده به صورت گروهي ، عمق كابل گذاري در جداول 3-5 تا 3-9 آمده است.

جدول 3-5 ضريب تصحيح براي دماهاي مختلف زمين

جدول 3-6 ضريب تصحيح براي مقاومت حرارتي خاك (مقدار متوسط)

جدول ضريب تصحيح براي مدارهايي با سه كابل تك رشت به صورت افقي يا مثلثي گروهي

جدول 3-8 ضريب تصحيح براي گروه كابل هاي چند رشته اي به صورت افقي

جدول 3-9 ضريب تصحيح براي عمق دفن كابل (تا مركز كابل يا مركز گروه مثلثي كابل)

كابل هاي نصب شده در مجرا

الف) دماي زمين 15 درجه سانتيگراد

ب) مقاومت مخصوص حرارتي زمين 1.2km/W

پ) حداقل فاصله مدارهاي مجاور از يكديگر 1.8m

ت) حداقل عمق كابل گذاري براي كابل هاي با ولتاژ زير يك كيلو ولت برابر 50 سانتيمتر و براي كابل هاي از يك تا 33 كيلو ولت 8/0 متر است.

            ضريب تصحيح براي تغييرات دماي زمين مطابق جدول 3-5 مي باشد و ضرايب براي مقاومت حرارتي خاك و گروه كابل ها و عمق قرار گرفتن كابل ها در جدول 3-10 تا 3-13 آمده است.

جدول 3-10 ضريب تصحيح براي مقاومت مخصوص حرارتي خاك

جدول(3-11) ضريب تصحيح براي گروه كابل هاي تك رشته به صورت مثلثي و يا افقي در مجرا

جدول (3-12) ضريب تصحيح براي كابل هاي چند رشته در مجرا به صورت افقي

جدول (3-13) ضريب تصحيح براي عمق كابل (مراكز مجراها يا گروه مجراي مثلثي)

افت ولتاژ

            از عوامل مهم تعيين سطح مقطع كابل ، مقدار افت ولتاژ مجاز آن مي باشد ، اين مقدار بخصوص در كابل هاي فشار ضعيف و كابل هاي فشار ضعيف و كابل هاي فشار متوسط در شرايطي كه طول كابل خيلي طولاني باشد ، عامل تعيين كننده مي باشد.

            براي تعيين افت ولتاژ در كابل ها بايستي مقدار مقاومت و رأكتانس آن ها در شرايط بهره برداري مشخص شود و سپس با استفاده از فرمول هاي 4-1 تا 4-4 افت ولتاژ در كابل را بدست آورد. لازم به ذكر است كه مشخص كردن مقدار مقاومت و رأكتانس كابل ها ، از جمله مشخصات فني مي باشد كه بايستي در جدول شماره 2 ، مربوط به مشخصات فني اسناد مناقصه توسط فروشنده ارائه شده باشد ، در صورتي كه اطلاعات در دسترس نباشد مي توان از جداول 4-1 تا 4-5 براي تعيين مقدار مقاومت و رأكتانس استفاده نمود ، مقدار رذكتانس كابل تابع پارامترهاي زيادي مي باشد كه در جداول 4-1 تا 4-5 براي شرايط بخصوص مقادير آن آمده است.

جدول (4-5) مشخصات الكتريكي كابل هاي XLPE و ولتاژ 19/33KV

* فاصله بين مراكز كابل برابر دو برابر قطر كابل

** كابل بدون زره و با پوشش الكترواستاتيكي از سيم هاي مسي

تحمل جريان اتصال كوتاه توسط كابل

در انتخاب نوع كابل ، تحمل جريان اتصال كوتاه يكي از عوامل تعيين كننده مي باشد. در زمان بروز اتصال كوتاه جريان به طور ناگهاني براي چند سيكل افزايش يافته و سپس مقدار آن كم شده تا آن كه سيستم حفاظتي عمل نمايد. مدت زمان اتصال كوتاه معمولاً بين 2/0 تا 3 دقيقه مي باشد. در زمان شروع اتصال كوتاه ممكن است كابل در بار كامل (حداكثر دما) باشد و افزايش دماي ناشي از اتصال كوتاه عامل مهمي در انتخاب سطح مقطع نامي خواهد بود. جريان اتصال كوتاه گاهي تا بيست برابر جريان دائمي رسيده و اين جريان نيروي الكترومغناطيسي و ترموديناميكي به وجود مي آورد كه متناسب با مربع جريان مي باشد.

نظر به اينكه زمان اتصال كوتاه خيلي كم است ، كابل پس از آن به سرعت خنك مي شود و عايق كابل بايستي تحمل دماهاي بالاتر از جريان دائمي (ناشي از اتصال كوتاه) را داشته باشد. جدول (5-1) مقادير دماي قابل تحمل اجزاء مختلف كابل هاي توزيع را نشان مي دهد. مقادير مذكور مطابق با استاندارد IEC-724 مي باشد.

مقادير داده شده در جدول (5-1) براي ساير اجزاء كابل غير از عايق آن مي باشد.

در نبودن پوشش مسلح كابل ، غلاف كابل به عنوان عايق در نظر گرفته مي شود. مقادير بالا در مواردي كاربرد دارد كه قابليت تحمل عايقي كمتر از اعداد فوق نباشد.

جدول (5-1) حد دماي اتصال كوتاه

مقادير جريان اتصال كوتاه بر اساس دما

            معمولاً فرض بر آن است كه كل انرژي ورودي به كابل كه توسط هادي ها جذب شده است به حرارت تبديل شود و شرايط موجود آدياباتيك باشد. به علاوه مقدار گرماي جذب شده به مدت زمان اتصال كوتاه بستگي دارد كه حداكثر اين زمان 5 ثانيه فرض    مي شود.

با مساوي قرار دادن حرارت ورودي (I2RT) با حرارت جذب شده (حاصل ضرب جرم ، افزايش درجه و حرارت مخصوص) معادله اي به شرح زير به دست مي آيد:

رابطه (5-1)            

I : جريان اتصال كوتاه (rms) بر حسب آمپر

T : مدت زمان اتصال كوتاه (ثانيه)

K : مقدار ضريب ثابت براي مواد به كار رفته در هادي

S : سطح مقطع هادي (mm2)

θ1 : دماي نهايي بر حسب درجه سانتيگراد

θ2 : دماي اوليه بر حسب درجه سانتيگراد

β : عكس ضريب حرارتي مقاومت (α) هادي (بر حسب درجه سانتيگراد در صفر درجه)

ضرايب ثابت فوق براي فلزات مختلف در جدول شماره (5-2) آمده است كه در آن:

رابطه (5-2)          

QC : حرارت مخصوص حجمي هادي در دماي 20 درجه سانتي گراد (JρCmm)

ρ20 : هدايت فلز هادي در 20 درجه سانتي گراد

جدول (5-2) ثابت هاي محاسبات اتصال كوتاه

كابل هاي توزيع قدرت

            براي شرايط خاصي از افزايش دما مطابق جدول (5-1) مي توان فرمول داده شده را به طوري كه در جدول (5-3) آمده است به كار برد. در اين جدول به طوري كه در محاسبات اتصال معمول است ، فرض مي شود وقتي كه اتصال كوتاه رخ مي دهد كابل در درجه حرارت حداكثر مجاز در حال بهره برداري است.

         &n
ادامه مطلب