مبانی سیستم قدرت
شين ها
<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
شين: به طور ساده محل جمع و پخش انرژي را شين گويند. به طور كلي بس بار يا ماشين به محلي در پست هاي فشار قوي گفته مي شود كه جهت توزيع بار بين وروديهاي پست (تغذيه كننده ها ) و خروجيها ( مصرف كنندگان ) ارتباط برقرار مي كند. بنابراين با توجه به اهميت پست و ميزان حساسيت خاموشي براي مصرف كننده و در نظر گرفتن مسائل اقتصادي و امكان مانور سيستم اصولاً شين را طوري انتخاب مي كنند كه با توجه به شرايط فوق حد اقل هزينه و حد اكثر استفاده را داشته باشد به هر جهت بس بارهاي رايج در پست ها به صورت زير خلاصه مي شود:
شين ساده
از اين نوع شين در پست هاي كم اهميت در ولتاژ پائين استفاده مي شود و اصولاً كم خرج بوده و عملكرد آن بسيار( 1-1)چنين شيني را نشان مي دهد براي كاهش اين مشكل مي توان توسط سكسيونر شين را به دو قسمت كرد تا تعداد قطعي ها كم شود مانند شكل (2-1)
تقسيم شين توسط سكسيونر
تقسيم شين توسط كليد قسمت شين
در شكل (2-1) نيز مشاهده مي شود كه با بروز اتصالي روي شين رله هاي حفاظتي عمل نموده و سبب قطعي تمام آنها مي گردد . براي جلوگيري از اين مسئله مي توان شين را توسط كليد قسمت شين با حفاظت هاي لازم به دو قسمت تقسيم نمود .
بنابراين با ايجاد اتصالي در هر قسمت ، سبب قطعي همان قسمت قطعي همان قسمت خواهد شد و با عملكرد اين كليد از قطع قسمتي از ارتباطات جلوگيري به عمل مي آيد.
<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />
سيستم هاي با شين دوبل
سيستم هاي يا شين دوبل به دو دسته تقسيم مي شوند :
الف – شين دوبل اصلي و يدكي
همانطوري كه در سيستم تك شينه مشاهده شد در صورتيكه يكي از كليدها احتياج به تعمير داشت لازم بود كه خط و ترانس مربوطه را بدون بار نمود و كليد آن را تعمير كرد ، اما در شين دوبل ( اصلي و يدكي ) مطابق شكل (4-1 ) چنانچه كليد اصلي احتياج به تعمير داشته باشد كليد باس كوپلر وظيفه كليد اصلي را به عهده خواهد گرفت .
به عبارت ديگر شين اصلي هم مي تواند توسط كليد قدرت مربوطه و هم توسط كليد كوپلاژ در شرايط اضطراري تغذيه شود و ماداميكه كليد اصلي ارتباط در دست تعمير است كليد كوپلاژ وظيفه آن را به عهده مي گيرد . مثلاً اگر فيدر شماره 3 اشكال پيدا نمود و احتياج به تعمير داشت با وصل كليد كوپلاژ عملاً اين كليد وظيفه كليد اصلي را به عهده مي گيرد . بنابراين در اين سيستم امكان تغيير كليد بدون از دست دادن بار امكان پذير است در اين حالت مسير نقطه چين ، مسير جريان را نشان مي دهد .
ب – سيستم دو شين اصلي
در اين نوع سيستم ، باس بار عملاً مطابق شكل زير بين دو باس بار تقسيم شده و هر تغذيه كننده هر دو باس بار را تغذيه مي كند ضمن اينكه از هر دو باس بار به عنوان اصلي استفاده شده و هر كدام يدكي ديگري است در اين سيستم هر كدام از ارتباطات توسط دو سكسيونر امكان مانور روي شين ها را دارد . در صورتي كه در اين سيستم خطاي دائمي يا مشكلي براي يكي از شين ها اتفاق بيفتد مي توان از شين ديگر تا تعمير آن شين استفاده نمود . براي مانور هر ارتباط از روي يك شين به شين ديگر بايستي از كليد كوپلاژ استفاده نمود شكل 5-1 .
سيستم يك و نيم كليده
در اين سيستم مطابق شكل بازاء هر دو ارتباط سه كليد در نظر گرفته شده است و هر دو شين توسط اين كليدها برقدار مي باشد اين سيستم نسبت به سيستم هائي كه تا كنون ذكر شده گرانتر مي باشد . ( به علت تعداد بيشتر كليد ) و از درجة اطمينان بالا برخوردار است . بنابراين در ايستگاههاي مهم از جمله پست هاي توليد با ظرفيت بالا در نظر گرفته مي شوند . اگر خطائي روي شين اتفاق بيفتد با قطع كليدهاي طرف آن شين هيچ گونه قطع لحظه اي در ساير ارتباطات نخواهيم داشت . بنابراين سيستم داراي اطمينان بالائي است . اما چون بروز هر خطاء در ارتباطات منشعب از پست سبب قطع در كليد مجاورآن ارتباط خواهد گرديد از اين نظر مي توان با باز نمودن سكسيونر اصلي آن ارتباط براي تعمير و وصل مجدد كليد ، با اطمينان ارتباط آن (( بي )) را محفوظ نگهداشت .
سيستم دو كليده
اين سيستم داراي همان مزاياي سيستم يك و نيم كليده مي باشد با اين تفاوت كه داراي درجع اطمينان بيشتري است اما مخارج آن زيادبوده و اصولاً استفاده نمي شود طريقه اتصال مطابق مي باشد كه هر ارتباط توسط دو كليد به شين ها اتصال دارد .
در اين سيستم نيز مانند سيستم يك و نيم كليده بروز هر خطا در هر ارتباط منجر به عملكرد دو كليد در پست مي گردد .
سيستم بسته ( حلقوي )
در اين سيستم كليدها بر روي شين قرار گرفته و بدين صورت يك شين حلقوي تشكيل مي شود . اين سيستم از درجه اطمينان خوبي برخوردار است زيرا از دو جهت با بقيه متصل مي شود در اين سيستم نيز مانند سيستم يك و نيم كليدي بروز خطا در هر ارتباط منجر به عملكرد دو كليد در پست مي گردد.
رله ها
حفاظت تجهيزات و دستگاه هاي سيستم قدرت در مقابل عيوب و اتصاليها ، به وسيله كليد قدرت انجام مي گيرد قبل از اينكه كليد قدرت بتواند باز شود ، سيم پيچي عمل كنندة آن بايد تغذيه شود اين تغذيه به وسيله رله هاي حفاظتي انجام مي پذيرد . رله به دستگاهي گفته مي شود كه در اثر تغيير كميت الكتريكي مانند ولت و جريان و يا كميت فيزيكي مثل درجه حرارت و حركت روغن ( در رله بوخهولس ) تحريك شده و باعث به كار افتادن دستگاههاي ديگر و نهايتاً قطع مدار به وسيله كليد قدرت ( در سيستم توليد و انتقال و توزيع ) يا دژنكتور مي گردد .
بنابراين به وسيله رله :
· محل وقوع عيب از شبكه جدا سازي شده باعث مي شود كه ساير قسمتهاي سالم شبكه همچنان به كار خود ادامه دهند و پايداري و ثبات شبكه به همان حالت قبلي محفوظ بماند .
· تجهيزات و دستگاهها در مقابل عيوب و اتصالي ها محافظت شده و ميزان خسارات وارده به آنها محدود گردد .
سبب به وجود آمدن اتصالي ها و تأثيرات آن
به دو علت زير اتصالي ها مي توانند به وجود آيند :
الف – تأثيرات داخلي
تأثيرات داخلي كه باعث خراب شدن و از بين رفتن دستگاهها يا خطوط انتقال و توزيع مي شود عبارتند از :
فاسد شدن قسمتهاي عايق در يك مولد ، ترانسفورماتور ، خط ، كابل و غيره . اين ضايعات و امكانات مكن است مربوط به عمر عايق ، عدم تنظيم صحيح ، عدم ساخت صحيح و يا عدم نصب صحيح عايق باشد .
ب – تأثيرات خارجي
تأثيرات خارجي شامل تأثيرات زيادي است از آن جمله رعد و برق ، اضافه بار كه باعث به وجود آمدن حرارت شود ، برف و باران ، باد و طوفان ، شاخة درختها ، حيوانات و پرندگان ، سقوط اشياء اشتباه در عمليات و خسارتهايي كه يه وسيله مردم وارد مي شود و غيره . وقتي كه يك اتصالي در مداري رخ دهد ، جريان افزايش يافته و ولتاژ ( اختلاف پتانسيل ) نقصان پيدا مي كند افزايش جريان حرارت زيادي را به وجود آورده كه ممكن است منجر به آتش سوزي يا انفجار شود . اگر اتصالي به صورت جرقه باشد ممكن است خسارت زيادي به بار آورد . براي مثال اگر جرقه اي بر روي خط انتقال نيرو به وجود آمده و سريعاً بر طرف نشود خط را سوزانده و باعث پاره شدن آن خواهد شد و نتيجه سبب قطع برق براي مدت طولاني خواهد شد . نقصان ولتاژ كه در اثر يك اتصالي به وجود آيد مي آيد براي دستگاههاي الكتريكي بسيار زيان آور است و اگر اين ولتاژ ضعيف براي چند ثانيه ايي ادامه داشته باشد ، موتورهاي مشتركين از كار باز ايستاده ، دوران مولدهاي برق نامنظم و نا مرتب خواهد شد پس در صورت وقوع جريان شديد و ولتاژ ضعيف به سبب اتصالي در مدار مي بايست به فوريت اتصالي كشف و برطرف گردد و جريان ولتاژ به حالت عادي باز گردانده شود.
انواع اتصالي
انواع اتصالي ها به قرار زير است :
الف- اتصال فاز به زمين و فاز به فاز
گرچه اتصالي درسيستم سه فاز مربوط به فازها است ولي بيشتر مربوط به وصل نبودن سيم زمين مي باشد جريان در يك اتصالي بين فاز به زمين كمتر از جريان در يك اتصالي فاز به فاز است و اين امر به علت مقاومت بيشتر زمين است به همين جهت در بيشتر موارد رله هاي جدا گانه ايي براي اتصاليهاي فاز به زمين و فاز به فاز در نظر گرفته مي شود.
ب- اتصاليهاي سه فاز
اتصالي سه فاز با هم شديد ترين نوع اتصالي بوده و اتصالي بين يك فاز و زمين خفيف ترين نوع اتصالي است.
رله ها از نظر طرز اتصال به شبكه
رله ها از نظر طرز اتصال به شبكه به دو نوع اوليه و ثانويه تقسيم مي شوند .
الف- رلۀ اوليه
سيم پيچي رله مستقيماً در مدار قرار مي گيرد منظور از مستقيماً يعني اينكه از ترانس جريان و ترانس ولتاژ براي رله سيم نمي بريم .
ب –رلۀ ثانويه
سيم پيچي رله مستقيماً در مدار قرار نمي گيرد منظور اين است كه روي خط ترانس جريان يا ولتاژ مي بنديم و سپس دو سر آن را براي رله مي بريم در سيستم قدرت از رله ثانويه استفاده مي شود تاكنون در ساخت رله ها پيشرفتهاي قابل ملاحظه اي حاصل شده است كه به ترتيب مي توان از رله هاي الكترومغناطيسي و اندكسيوني رله هاي نيمه الكترونيك رله ها ي الكترونيكي و بالا خره رله هاي ديجيتالي حافظه دار ميكروپروسوري با استفاده از مدارات مجتمع آي سي نام برد.
انواع رله و كاربرد آن
انواع رله و كاربرد آنها به شرح زير است:
الف- رله اضافه جريان
اينگونه رله ها به صورت اندكسيوني و الكترو نيكي در پست هاي برق كاربرد فراواني دارند. مطابق شكل (8-1 ) انرژي الكتريكي از نقطة A با شدت جريان I از طريق خط مربوطه و كليد قطع و وصل كننده ( دژنكتور) يا كليد قدرت به مصرف كننده ( بار ) ارسال مي گردد . براي كنترل مقدار جريان عبوري از خط مزبور احتياج به رلة اضافه جريان o/c مي باشد . وظيفه اين رله آن است كه اگر از خط مربوطه شدت جريان از حدي كه در انتظار است و رلة اضافه جريان براي آن مقدار تنظيم شده ، افزايش يابد و يا اينكه اتصالي بين دو فاز و يا سه فاز بين خطوط انتقال پيش آيد ، رله تحريك شده و با فرماني كه به كليد دژنكتور مي دهد ، باعث قطع خط مزبور مي شود . براي تحريك رلة اضافي جريان احتياج به ترانسفورماتور جريان يا (CT) مي باشد . اين ترانسفورماتور ، جريان خط را متناسب به نسبت تبديل آن به رله مزبور انتقال داده و باعث تحريك آن مي شود . به عنوان مثال اگر نسبت تبديل ترانسفورماتور جريان 1/200 باشد و رله براي مقدار شدت جريان 200 آمپر تنظيم شده باشد ، هر گاه شدت جريان خط انتقال از 200 آمپر زيادتر گردد مقدار شدت جريان ورودي به رله از يك آمپر تجاوز مي نمايد ، و در نتيجه باعث عملكرد رله و قطع كليد دژنكتور مي گردد . به علت اينكه خطوط انتقال انرژي به صورت سه فازه مي باشند ، بنابراين براي هر كدام از فازها احتياج به يك عدد ترانسفورماتور جريان و يك عدد رله اضافه جريان مي باشد نحوه قرار گرفتن ترانسفورماتورهاي جريان و رله هاي اضافه جريان در حالت عادي جريان عبوري از رله ها كمتر از حد تنظيمي آنها و در صورتي كه هر كدام از خط ها اضافه بار بگيرد و يا اتصالي بين دو فاز و يا سه فاز رخ دهد رله هاي مربوطه عمل مي نمايد . مثلاً اگر شدت جريان فاز R بيش از حد معمول آن گردد ، CT آن به باعث تحريك رله اضافه جريان R مي شود . هم چنين اگر فازهاي B و Y به هم اتصال يابند ، رله هاي مربوطه آن تحريك و باعث عمل نمودن كليد قطع مدار مي گردند . اصولاً اين رله ها داراي دكمة نشان دهنده و يا پرچم رنگي كوچكي مي باشند كه در صورت تحريك رله ، عملكرد آن را اعلان مي نمايد .
ب – رله اتصال زمين
ساختمان و طرز كار اين رله ها مانند رله هاي اضافه جريان بوده و وظيفه اصلي اين رله، تشخيص بروز هر گونه اتصالي بين هر كدام از فازها با زمين و يا دو سه فاز با زمين نيز مي باشند
از نظر عملي ، رله هاي اضافه جريان سيستم سه فازه و رله اتصال زمين تواماً به صورت يك سيستم حفاظتي واحد مانند شكل (12-1 ) بسته مي شود . رله اتصال زمين اصولاً حساستر از رله هاي اضافه جريان بوده و هر گاه يكي از فازها به زمين اتصال يابد ، رله اتصال زمين همراه با رله اضافه جريان همان فاز عمل مي نمايد . چنانچه مشاهده مي گردد ، براي سه فاز فقط احتياج به يك رله اتصال زمين مي باشد .
پ- رله اتصال زمين محدود
با رله اتصال زمين و مدار آن آشنا شديم ، رله مزبور عهده دار تشخيص هر گونه اتصال خط انتقال با زمين مي بود . براي سهولت تشخيص محل اتصال زمين در سيستم قدرت از رله ايي ديگر به نام رله اتصال زمين محدود هم استفاده شده است .
مدار نمونه ايي از اين رله به صورت شكل (13-1 ) بوده ، مثلاً در شكل ، وظيفه آن تشخيص بروز هر گونه اتصال زمين بين ترانسفورماتور هاي جريان خط a و ترانسفورماتور جريان نقطة مركز ستاره b ترانسفورماتور قدرت T مي باشد . بنابراين تفاوت اين رله با رلة اتصال زمين در اين است كه رله اتصال زمين ، انواع اتصاليهاي زمين تمامي مسير خط ولي رلة اتصال زمين محدود اتصاليهاي زمين بين نقطه صفر ستاره تا ترانسفورماتور هاي جريان خط مربوطه را تشخيص مي دهد .
ت – رله جهتي
بروز اتصالي در جهت جرياني كه مدار جاري مي شود مؤثر مي باشد در بيشتر طراحي ها جهت جريان براي نصب دستگاه رله مي بايست مشخص شود در اين صورت از رله ها ي جهتي استفاده مي شود از نظر ساختمان داخلي و طرز كار ، اين رله به صورتهاي اندوكسيوني و الكترونيكي ، كاربرد فراواني دارد . رله هاي جهتي داراي دو سيم پيچ بوده كه يكي از آنها مانند رله هاي اضافه جريان با شدت جريان ورودي I تحريك شده و سيم پيچ ديگر با ولتاژ مناسبي تحريك مي گردد . اين رله ها از دو قسمت جهت ياب و اضافه جريان تشكيل شده اند و اين بدين معني است كه هر گاه در شبكه تحت حفاظت ، اتصالي رخ دهد ، ابتدا اين رله جهت عبور شدت جريان به محل اتصالي را به وسيله قسمت جهت ياب تشخيص داده و سپس اگر جريان در جهت عملكرد رله باشد و هم چنين از نظر مقدار به اندازه ايي باشد كه بتواند موجب تحريك قسمت اضافه جريان رله گردد ، رله مزبور تحريك شده و فرمان قطع را صادر مي نمايد.
ث- رله قياسي يا رله ديفرانسيل
اين رله براي حفاظت مولدها ، ترانسفورماتور ها ، خطوط انتقال نيرو و شين هاي واقع در ايستگاههاي انتقال نيرو به كار مي رود . توسط رله ديفرانسيل جريان ورودي و خروجي از دستگاه ، مقايسه مي شود در شرايط عادي هنگامي كه هيچگونه اتفاق با اتصالي رخ نداده است ، اين جريان مساوي و يكسان مي باشند . اگر در قسمت مورد حفاظت اتصالي رخ دهد جريان بلافاصله نا مساوي شده و اين پديده باعث عملكرد رله مي شود . طرز قرار گرفتن رله براي حفاظت از يك ترانسفورماتور 20/63 كيلو وات در شكل (14-1 ) نشان داده شده است .
ج – رله بوخهلس
اين رله يكي از مهمترين رله هاي حفاظتي ترانسفورماتورهاي قدرت مي باشد ، وظيفه تشخيص بروز هر گونه اتصالي در محفظة داخلي ترانسفورماتور و قطع سريع برق ورودي به آن مي باشد . مي دانيم كه اصولاً ترانسفورماتورهاي قدرت به وسيله مايع مخصوصي مانند روغن عايقكاري و خنك مي شوند . به خاطر سرد و گرم شدن روغن مزبور ظرف انبساطي براي آن در نظر گرفته شده و مانند شكل ( 15-1 ) اين ظرف از طريق لولة رابطي به محفظه داخلي ترانسفورماتور متصل مي باشد .
همانطوري كه از شكل مزبور پيدا است ، رله بوخهلس بر روي لولة رابط بين ترانسفورماتور و ظرف انبساط قرار مي گيرد و روغن از اين لوله عبور مي نمايد . بنابراين تمامي محفظه داخلي رله پر از روغن مي باشد . هر گاه هر گونه اتصالي در محفظه داخلي ترانسفورماتور پديد آيد ، در نقطه اتصالي مقداري جرقه و قوس الكتريكي زده مي شود . در نتيجه اين عمل كمي از روغن اطراف محل اتصالي سوخته و توليد حبابهاي گازي شكلي را مي نمايد . اين حبابهاي گازي به طرف قسمت فوقاني ترانسفورماتور حركت نموده و از طريق لوله رابطة به رلة بوخهلس وارد شده و در قسمت فوقاني رله جمع مي گردند . اين رله داراي شناوري مي باشد كه با تجمع حبابهاي گاز ، سطح روغن در رله پايين آمده و همراه با آن شناور نيز به پايين مي آيد. پايين آمدن شناور باعث بسته شدن كليد الكتريكي رله و تحريك مدار هشدار و يا قطع مي گردد . در بعضي از مدلهاي اين رله از
مطالب مشابه :
مبانی سیستم های قدرت
این جزوه دارای ۶۳ صفحه بوده و به همراه شکل. دوستانی که در رشته برق قدرت ادامه تحصیل میدهند با
مبانی سیستم قدرت
مبانی سیستم قدرت. شين نوشته های
کتاب مبانی سیستم های قدرت
تمام حقوق اين وب سايت و مطالب آن متعلق به دانلود جزوات و پروژه های مهندسی برق قدرت مي باشد.
کتاب مبانی سیستم های قدرت
مهندسی برق دانشگاه آزاد بیرجند - کتاب مبانی سیستم های قدرت - برق- قدرت - مهندسی برق دانشگاه
مبانی فیبر نوری
بهره برداری از سیستم های قدرت بهره مبانی فیبر
مبانی اقتصاد سیستم قدرت – نوشته ی دانیل کرشن (ترجمه ی فارسی)
زمینه ی تجدیدساختار سیستم های قدرت می مبانی اقتصاد سیستم قدرت” توسط دبیرخانه ی
مبانی رله دیستانس از شرکت جنرال الکتریک:
بهره برداری از سیستم های قدرت - مبانی رله دیستانس از شرکت جنرال الکتریک: - مقالات و مطالب
برچسب :
مبانی سیستم های قدرت