دانلود مقاله شین و شین بندی ( bus bar )

بخشی از مقاله

بطور ساده جمع وپخش انرژي را شين گويند …بطور كلي بس بار يا شين 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 ودر نظر گرفتن مسا ئل اقتصادي وامكان مانور سيستم ، اصولاً شين را طوري انتخاب مي كنند كه با توجه به شرايط فوق حداقل هزينه و حداكثر استفاده را داشته باشد .

مشخصات شين فشار ضعيف :
شين ها معمولاً از مس و يا از آلومينيوم ساخته مي شوند و در زمان خاص مي توان از آلياژ آلومينيوم كه داراي خواص الكتريكي و مكانيكي خوبي هستند نيز استفاده كرد . در پست هاي فشار ضعيف فاصله شين ها بستگي به جريان اتصال كوتاه شبكه و مقطع شين بستگي به جريان نامي دارد . براي تعيين و انتخاب شين هاي مسي و يا آلومينيومي بر حسب شدت جريان و بار دهي شين ها و درجه حرارت مجاز استفاده مي شود . باردهي شين هاي رنگ نشده كمتر از شين هاي رنگ شده است زيرا تشعشات حرارتي شين هاي رنگ شده بيشتر از شينهاي رنگ نشده مي باشند هر چه ارتفاع تاسيسات از سطح دريا بيشتر باشد به علت كم شدن غلظت هوا تشعشات حرارتي كمتر مي باشد و در نتيجه باردهي شين ها مانند بقيه وسايل برقي مانند ترانسفورماتور كم مي شود . در موقع ارتباط شين ها با يكديگر و گرفتن انشعاب بايد دقت كرد كه مقاومت شين در محل اتصال حتي المقدور كوچك باشد كه باعث ايجاد حرارت موضعي زياد نشود .

انواع شين : انواع شين هاي رايج به قرار زير است .
الف ) شين ساده : از اين نوع در پستهاي كم اهميت در ولتاژ پايين استفاده مي شود و اصولاً كم خرج بوده و عملكرد اپراتور آن بسيار ساده است در اين شين ها تعمير شين مستلزم قطع تمام ارتباط مي باشد . شكل (1) چنين شيني را نشان مي دهد .

شكل 1 سيستم تك شيني ساده

براي كاهش اين مشكل مي توان توسط سكسيونر شين را به دو قسمت كرد تا تعداد قطعي آنها كم شود . مانند شكل (2).

شكل 2-سيستم تك شينه با سكسيونر روي شيم
در شكل 2 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 مساله مي توان طبق شكل 3 شين را توسط كليد قسمت شين Bus Section با حفاظت هاي لازم به دو قسمت تقسيم نمود بنابراين با ايجاد اتصالي در هر قسمت سبب قطعي همان قسمت خواهد شد و با عملكرد اين كليد از قطع قسمتي از ارتباطات جبوگيري به عمل مي آيد .

شكل 3 – سيستم تك شيني با كليد قدرت روي شين
معايب شين ساده :
1-خراب شدن دژنكتور هر سيك از شين هاي انتقال انرژي باعث قطع برق آن خط مي شود.
2-تميز كردن مقره ها و متعلقات ديگر شين بدون قطع برق به سادگي ممكن نيست .
3-گرفتن انشعاب جديد از شين ساده بدون قطع برق امكان پذير نيست .
سيستم هاي با شين دوبل
الف –شين دوبل اصلي و يدكي

همانطوريكه 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 چنانچه كه كليد اصلي احتياج به تعمير داشت كليد Bus scoupler باس كوپلر وظيفه كليد اصلي را به عهده خواهد گرفت به عبارتي شين اصلي هم مي تواند توسط كليد قدرت مربوط و هم توسط كليد كوپلاژ در شرايط اضطراري تغذيه شود و مادامي كه كليد اصلي ارتباط در دست تعمير است كليد كوپلاژ وظيفه آن را به 0عهده 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 اين سيستم امكان تعمير 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 ش ين ها را دارد در صورتي كه در اين سيستم خطاي دائمي يا مشكلي براي يمي از شين ها اتفاق بيفتد مي تواند 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 .

سيستم يك و نيم كليده :
در اين سيستم مطابق شكل بازاء هر دو ارتباط سه كليد در نظر گرفته شده است و هردو شين توسط اين كليدها برقدار مي باشد اين سيستم نسبت به سيستم هايي كه تا كنون ذكر شده گرانتر مي باشد (بعلت تعداد بيشتركليد )وازدرجه اطمينان بالا برخوردار است .بنابراين در ايستگاههاي مهم از جمله پست هاي توليد با ظرفيت بالا در نظر گرفته مي شوند اگر خطايي روي شين اتفاق بيفتد با قطع كليدهاي طرف آن شين هيچگونه قطع لحظه اي در ساير ارتباطات نخواهيم داشت بنابراين سيستم داراي اطمينان بالايي است . اما چون بروز هر خطا در ارتباطات منشعب از پست سبب قطع دو كليد مجاور آن ارتباط خواهد گرديد از اين نظر مي توان با باز نمودن سكسيونر اصلي آن ارتباط براي تعمير ووصل مجدد كليد ، اطمينان ارتباط آن ((بي)) را محفوظ نگهداشت .

سيستم دو كليده :
اين سيستم داراي همان مزاياي يك ونيم كليده مد باشد با اين تفاوت كه داراي درجه اطمينان بيشتري است اما مخارج آن زياده واصولاً استفاده نمي شود طريقه اتصال مطابق شكل مي باشد كه هر ارتباط توسط دو كليد به شين ها اتصال دارد . در اين سيستم نيز مانند يك ونيم كليده بروز هر خطا در اين در هر ارتباط منجربه عملكرد دو كليد در پست مي گردد .

سيستم بسته MESH (حلقوي ):
در اين سيستم كليدها بر روي شين قرار گرفته و بدينصورت يك شين حلقوي تشكيل مي شود اين سيستم از درجه خوبي برخوردار است زيرا هر ارتباط از دو جهت با بقيه متصل مي شود در اين سيستم نيز مانند سيستم يك و نيم كليدي بروز خطا در ارتباط منجربه عملكرد دو كليد در پست ميگردد.

مقره ها :
به منظور نگهداري سيم ها ي انتقال انرژي بر روي پايه ها ودكل ها ،جلوگيري از تماس فازها به يكديگر و ايجاد ايزولاسيون بين نازها و زمين بكار برده مي شوند .
مقره ها از نظر الكتريكي و مكانيكي بايد استقامت خاصي داشته تا علاوه بر مقاومت در برابر فشار ،كششي ، خمش در شرايط جوي بد نيز مثل باران ،مه ،شبنم ،رعد وبرق ، كليد زني تحمل بالايي داشته باشند.

يك مهندس در انتخاب مقره به نكات زير توجه مي كند :
1-مشخصه ولتاژ الكتريكي شبكه
2-عوامل خارجي واثرات آب وهوا در منطقه اي كه شبكه كشيده ميشود (نظير طوفان ،برف ويخ، ارتفاع و000)
3-عايق مورد نظر از نظر مرغوبيت و دوام قابل اعتماد باشد
4-اثر گذشت زمان بر روي عايق محاسبه وآزمايش شده باشد تا در مدت عمر قانوني عايق انهدامي رخ ندهد
5-اضافه ولتاچها (اموج صربه اي برق آسماني وكليد زني )

موارد مورد استفاده در مقره ها :
اكثر مقره ها از جنس چيني يا شيشه هستند در موارد خاصي نيز از مقره هايي مثل استائيت يا رزين هاي فرم داده شده در قالب وبا از مقره هاي پلاستيكي استفاده مي شوند .
مقره هاي نوع استائي كه پرس شده باشند در خطوط فشار ضعيف بكار برده مي شوند .
مقره چيني مواد اوليه ساختماني اين نوع مقره عبارت است از خاك چيني يارس (كائولي ) ،فلدسپات يا كوارتز بهمراه اين مواد آب بكار برده و مخلوط حاصل را قالب ريزي كرده و سطح خارجي آن را با مواد مخصوصي (لعاب) مي پوشانند قبل از قالب گيري در صدرطوبت گل را پايين آورده و سپس در خلاء عمل پرس انجام مي شود تا از حفره و حباب شود .

مقره هاي نوع چيني دو نوع هستند :
1-مقره هايي كه در درجه حرارت پايين ساخته مي شوند . حسن اين نوع مقره ها استقامت مكانيكي زياد است ولي تعداد منافذ و حفره هاي اين نوع مقره ها نيز بالا است و مي دانيم وجود حفره در عايق موجبات تخليه الكتريكي در عايق ودر ادامه فروپاشي را منجر مي شود .
2-چيني هايي هستند كه در درجه حرارت بالا ساخته مي شوند اين نوع چيني داراي تعداد حفره بسيار كم مي باشد بنابراين تخليه الكتريكي و فروپاشي در اين نوع چيني بندرت رخ مي دهد عيب بزرگ اين نوع چيني استقامت مكانيكي بسيار پايين وترد و شكننده بودن آن است .
يك مقره چيني داراي پوششي از لعاب شيشه با درجه حرارت ذوب پايين است .اين لعاب ضمن آنكه استقامت مكانيكي مقره را افزايش مي دهد و باعث صيقلي شدن سطح خارجي مقره نيز مي شود .

صيقلي شدن باعث كاهش چسبندگي گردو غبار ودوده بر سطح مقره شده لذا تخليه الكتروني در فرو رفتگيهاي سطح عايق ودر ادامه آن فرو پاشي فرسايشي عايق كاهش چشم گيري مي يابد همچنين وجود لعاب سبب مي شود كه تنش هاي الكتريكي ولتاژ بر سطح عايق بطور يكنواخت انتشار يافت حسن ديگر وجود لعاب در سطح مقره كاهش تداخل امواج راديويي است .
استقامت عايقي يك چيني سالم حدود 12تا 28 كيلووات/ميلي متر است .

مقره هاي شيشه اي :
يكي ديگر از انواع مقره ها ي رايج مقره شيشه اي است . شيشه پس از ذوب شدن مواد اوليه تحت مرحله بنام سفت وسخت مي گردند . مرحله سفت شدن باعث مي شود مقاومت شيشه بالا برود . عايقي كه بدين ترتيب بدست مي آيد اولاًخورد نمي شود ثانياً سطح صاف و يكنواختي دارد ضمن آنكه استقامت آن افزايش مي يابد .
مقره هاي شيشه اي مزيت زيادتري نسبت به مقره ها چيني دارد كه عبارت است :
1- استقامت مقره هاي شيشه اي حدود KV/CM1950 است (حدود 2 برابر مقره هاي چيني )
2- اگر حادثه اي روي خط انتقال رخ دهد مقره در معرض ضربه قرار گيرد عايق شيشه خورد مي شود و لذا تشخيص آن آسان است و مقره چيني از داخل خورد مي شود بنابراين تا از نزديك بازرسي نشود و ضعيت مقره چيني مشخص نيست .
3- درمقابل لب پريدگي وقوس الكتريكي نسبت به چيني مقاومتر است .
4- ضريب انبساط حرارتي مقره شيشه اي كوچك بوده و لذا در اثر تغيير دما ،تغيير شكل قابل ملاحظه اي در مقره شيشه اي ديده نمي شود .
5-از لحاظ تحمل نيرو هاي كششي و فشار قوي مقاومت بيشتري نسبت به مقره هاي چيني دارند .
6-عايق شيشه اي در صورت خوب ذوب شدن مواد اوليه در هنگام ساخت از مقاومت بيشتري برخوردار است .
7-مقره هاي شيشهاي از لحاظ طراحي (منظور همان فرم دهي و شكل دهي) بسيار مناسب تر از مقره هاي چيني هستند .
8-بعلت شفاف بودن شيشه ترك وحفره براحتي قابل تشخيص است .
از مهمترين عوامل ضعف مقره هاي شيشه نسبت به چيني مي توان :
1-اينكه رطوبت در سطح شيشه سريعاً تقطير شده بخصوص در مقره هاي بزرگ كه سطح زيادي دارند بعد از تقطير در دراز مدت تغيير شكل قابل توجهي پيدا مي كنند .
2-رطوبت وگرد وغبار وآلودگي در سطح شيشه سبب ايجاد جريان نشتي در سطح شيشه شده و مقدمات ترك خوردن سطح عايق و سوراخ شدن سطح عايق را فراهم مي كند .

مقره هاي استائيت :
استائيت همان سيليكات منيزيم است كه بصورت اكسيد منيزيم تحت نام تجارتي سيليكا يافت مي شود در مقايسه با مقره هاي سراميكي در برابر تنش هاي كششي بسيار مقاوم است به همين دليل عموماً در خطوط انتقال در مكان هايي كگه ار يك نقطه خط چند هادي تحت زواياي مختلف خارج شده باشند به علت وجود تنشهاي كششي در عرض عايق استفاده از اين نوع مقره ها موكداً توصيه مي شود .

مقره هاي پلاستيكي (پليمري ) :
مقره هاي زنجيره اي از جنس پلاستيك براي نگهداري خطوط انتقال مي باشد از محاسن عمده اين مقره ها يك تك و يك پارچه بودن آنها است ضمن آنكه وزن خيلي كمتري نسبت به مقره هاي سراميكي دارند .همچنين اتصالاتي كه در كنار مقره هاي سراميكي (چيني ،شيشه )مورد استفاده قرار مي گيرند در اين نوع مقره استفاده نمي شوند .

انواع مقره ها بر حسب كاربرد و شكل ظاهري يه سه نوع تقسيم مي شوند .
1- مقره هاي خطوط هوايي انتقال :
مقره هاي خطوط هوايي انتقال جهت عايق كردن و ايزولاسيون هادي نسبت به دكل به كار مي رود .
2- مقره هاي اتكايي كه در پست هاي فشار قوي مورد استفاده قرار ميگيرد :
مقره هاي اتكايي نيز در كليدهاي فشار قوي و تابلو ها و پست هاي فشار قوي جهت ايزولاسيون قطعات برق دار نسبت به نقاط ديگر مورد استفاده قرار مي گيرد .
3-مقره عبوري يا بوشينگ ها:
مقره هاي عبوري يا بوشينگ به منظور رساندن ولتاژ به ترانسها و كليدها و خازنها به كار مي رود و همچنين در مواردي كه سيم برقدار بايد نسبت به سيم برق دار ديگري عايق شود به كار برده مي شود .

مقره هاي سوزني :
معمولاً از چيني يا شيشه ساخته مي شود كه به وسياه سوزن يا ميله يا پيچ فولادي در داخل يك محقظه سري يا سيماني جا داده مي شود و هادي نيز به وسيله يك سيم اصلي بر روي مقره محكم مي شود .و يان نوع مقره ها تا ولتاژ 23KV به صورت يك پارچه ساخته مي شود و براي ولتاژهاي بالا تر به صورت چند تكه ساخته مي شود و با سيمان به همديگر متصل مي شوند. اين مقره ها داراي لايه هاي مختلفي هستند و به طرف پايين شيب دارند و سبب مي شوند نه تنها آب باران روي مقره بماند بلكه مسير طولاني تري براي ايجاد جرقه در هواي خشك ايجاد مي كند .
بيشترين ولتاژي كه مقره سوزني براي آن ولتاژ ساخته است 88KV مي باشد ولي عموماُ به ندت در خطوط انتقال براي ولتاژ هاي بيشتر از 44KV استفاده مي شود زيرا با افزايش ولتاژ مقره بزرگتر شده و از لحاظ اقتصادي به صرفه نيست .

مقره آويز يا بشقابي يا معلق :
اين نوع مقره به فراواني براي خطوط هوايي نوع كششي يا آويز مورد استفاده قرار مي گيرد ارزان است به صورت رشته اي با هر طول دلخواه ساخته مي شود كه طول آن بستگي به ميزان ولتاژ عايق شده دارد ، قابليت انعطاف دارد و مي توالند برروي سيمهاي هادي حركت كنند ، استقامت مكانيكي بالايي دارند و همچنين ضريب اطمينان بالايي دارند .

هر مقره بشقابي از يك صفحه يا ديسك از جنس چيني يا شيشه ياخته شده كه قسمت بالايي آن يك كلاهك چدني گالوانيزه (مادگي مقره)توسط سيمان مخصوص اتصال دارد و توسط آن درقسمت پايين آن يك پين فولادي گالوانيزه در داخل عايق به وسيله سيمان محكم شده است . قطر بشقاب عايق بين 15 تا 25 سانتي متر مي باشند از لحاظ تحمل نيروهاي مكانيكي به دو دسته 700 كيلوگرم و 1200 كيلوگرم تقسيم مي شوند از نظر شكل اتصال كلاهك به نوع مادگي و سوكتي و ركابي تقسيم مي شوند كه نوع مادگي و سوكتي بيشتر مورد استفاده قرار مي گيرد .

زمين يا ارت كردن : Earthing كلمه زمين در كارهاي برقي به زمين كه داراي پتانسيل صفر مي باشد اطلاق مي گردد . زمين يا ارت شامل يك اتصال مصنوعي برق به زمين كه داراي مقاومت بسيار كمي براي عبور جريان برق مي باشد است ، بنابراين زمين كردن يك سيستم يا وسيله اتصال آن به زمين مي باشد . وقتي فقط يك نقطه از شبكه زمين شود آن را تك زميني(Unigrounded) و وقتي در نقاط مختلفي زمين شده باشد آن را چند زميني Multigrounded)) مي نامند .

هدف از به كار بردن اتصال زمين (ارت) :
1- باعث مي شود كه دستگاههاي برقگير به درستي عمل نمايند .
2- تسريع كافي جهت كشف اتصالات و اشكالاات توسط رله ها را فراهم مي سازد و عيب سيستم به فوريت بر طرف مي شود .
3- مانع از افزايش ولتاژ سيستم در اثر بروز اتصالي ، و افت ولتاژ بر اثر عدم تعادل بار مي باشد
4- محافظت جان كاركنان، اعم از اپراتور ، تعميركار و غيره در مقابل برق زدگي را باعث مي شود .
5- حفاظت دستگاههاي الكتريكي .

انواع زمين كردن يا ارت :
در تاسشيسات برقي دو نوع زمين كردن (ارت ) وجود دارد :
الف ) زمين كردن حفاظتي
ب) زمين كردن الكتريكي
الف ) زمين كردن حفاظتي :
عبارت است از زمين كردن كليه قطعات فلزي تاسيسات الكتريكي كه در ارتباط مستقيم با مدار الكتريكي نمي باشد .اين روش به خصوص براي حفاظت اشخاص در مقابل ولتاژ تماس مي باشد .