whatsapp call admin

مقاله در مورد نوسانات ولتاژ

word قابل ویرایش
220 صفحه
30000 تومان
300,000 ریال – خرید و دانلود

مقدمه
بحث نوسانات ولتاژو تاثییرات موقتی آن روی سیستم برق شاید در ابتدا به علت موقتی بودن این اثرات از اهمیت زیادی برخوردار نباشد ولی با دقت در این موضوع که این نوسانات با عبور از روی شبکه برق و گذر کردن از روی تجهیزات و وسایل حساس برقی و با توجه به دامنه بالای این اثر می تواند صدمات جبران ناپذیری به تجهیزات وارد کرده و باعث می گردد اهمیت این موضوع دو صد چندان گردد و حتی می تواند باعث ناپایداری خط عبوری انرژی گشته و صدمات جبران ناپذیری ایجاد کند .

بنابراین بحث در مورد عوامل ایجاد کننده و تاثیر گذار بر این موضوع ایجاد راهکاری مناسب برای کم کردن اثرات نامطلوب این موضوع و حدالامکان حذف کردن آن می تواند کمک قابل توجهی به صنعت انتقال و توزیع برق داشته باشد و کمک شایانی به پایداری هر چه بیشتر سیستم انتقال نماید. اما اکنون باید ببینیم چه عواملی ایجاد کننده ی این اثر نامطلوب می تواند باشد اگر از خود بارهای الکتریکی بحث را شروع کنیم می بینیم که بارها نیز می تواند به عنوان یک عامل تاثیر گذار در این

موضوع باشند بارهایی نظیر کوره های الکتریکی موتورهای الکتریکی و دستگاههای جوش سهم به سزاییدر این مطلب دارند و پدیده هایی نظیر flicker ولتاژ نیز مسئله با اهمیتی است که در جای خود به بررسی آنها می پردازیم .
در ابتدای تبدیل شدن اختراع برق بعنوان یک صنعت همه گیر از آن بیشتر برای مصارف خانگی استفاده می گردد که این مسائل از اهمیت چندان زیادی برخوردار نبود لیکن با استفاده روز از فزون این پدیده جدید انرژی در صنعت این مسائل اهمیت خود را بخوبی نشان داد .

البته باید توجه داشت این موضوع با افت ولتاژ دائمی در طول یک خط انتقال برق کاملا متفاوت می باشد .
۱- نوسانات ناشی از راه اندازی تجهیزات خاص در کارخانجات که در هنگام شروع کار احتیاج به مصرف بالایی دارند .
۲- یکی دیگر از مسائل با اهمیت که باعث بوجود آمدن بحث پیچیده و با اهمیت حفاظت در شبک های مختلف می گردد بحث تغییرات ولتاژ ناشی از خطاهای گذرا در شبکه .
۱-۱ نوسانات ولتاژ ناشی از بارهای مختلف :
می توان علت ایجاد این نوسانات را اینگونه بررسی نمود که با وارد شدن انواع بارهای الکتریکی به شبکه با کشیدن جریان به سمت خویش باعث تغییر یکباره میزان انرژی داخل شبکه برق می گردد که با افت ولتاژ ناگهانی در شبکه روبرو خواهیم بود که البته در مورد بارهای کوچک می توان با استفاده از رگولاتورها این مسئله را حل نمود لیکن در مورد بارهای بزرگتر مانند کوره های القایی و موتورهای جوش بزرگ این راه نمی تواند برای نوسانات ناگهانی در ولتاژ خط کار موثری انجام دهد و باعث نوسانات ناگهانی در ولتاژ خط گردد .
اما محدوده مجاز این نوسانات برای بارهای مختلف ؟

برای بررسی آن ابتدا مفهمومی تحت عنوان flicker ولتاژ را بررسی می نماییم .
هر عاملی که باعث تغییر دامنه ولتاژ حتی در زمان خیلی کم گردد می توند عاملی برای ایجاد flicker ولتاژ باشد مانند سوییچ کردن بارهای مختلف چون جریان هجومی در لحظه راه اندازی از جریان حالت دایمی بیشتر می باشد بعنوان مثال راه اندازی موتورها یکی از منابع اصلی و معمولی ایجاد فلیکر می باشد هم چنین بارهایی که بصورت متناوب کار می کنند و مانند دستگاههای جوش قوسی یا نقطه ای و همچنین سوییچ کردن ادوات تصحیح ضریب قدرت مانند انواع

بانک های خازنی.
روشهای جبران و تصحیح فلیکر :
در این مورد باید به چند نکته توجه داشت که بارهای متصل به شبکه های ضعیف در مقابل بارهای متصل به شبکه های بهم پیوسته (stiff net work) دارای نوسانات بیشتری خواهد بود .
در مورد راه اندازی موتوری می توان با استفاده از راه اندازها این مسئله را کاهش داد .
در مورد بانک های خازنی اگر همراه با بار سوییچ گردند هم می توانند اثر نامطلوب وارد شدن خود آنها را کاهش داد بلکه می توان اثرات مخرب بارها را نیز کاهش داد .
بررسی اثرات TOV بر یک شبکه نمونه :
هنگام بی بار بودن شبکه قدرت برای یک مدت طولانی اضافه ولتاژ خطوط متصل به ژنراتور ها می تواند به یک TOV خطرناک منجر گردد و حتی می توند باعث ناپایداری آن قسمت از شبکه گردد و به تجهیزات آن قسمت صدمه وارد می کند بعنوان یک راه مقابله با آن این است که مطمئن باشیم در هنگام ولتاژ فرمان trip توسط دستگاههای حفاظتی داده می گردد و خط جدا می گردد و هنگامی recloser بسته می گردند که اضافه ولتاژ از بین رفته باشد و نوسانات ولتاژ از بین رفته است .
برای تعیین مدت زمان قابل تحمل برای تجهیزات که منجر به از بین نرفتن عایق آنها می باشد به ۳ دسته تقسیم می گردد :
۱- ولتاژ بیش از pu 1/6 ms125
۲- ولتاژ بیش از pu 1/4 ms 250
۳- ولتاژ بیش از pu 1/25 sec1
بر اساس این آزمایش ها نتایج تاثیر اضافه ولتاژ در ۲ پست بدست آمده است :

این اضافه ولتاژ ها ناشی از وصل کردن بانک خازنی یا خطا (بعد از رفع کردن ان ) یعنی برای خطا بعد از ۶ سیکل و برای بانک خازنی بعد از ۴ سیکل از بین میرود و احتیاج به هیچ وسیله ی حفاظتی نمی باشد .
اضافه ولتاژهای ناشی از کلید زنی :
اضافه ولتاژهای ناشی از کلید زنی اکثر در خطوط uhv , EHV مطرح می گردد تا در طراحی سطح عایقی خطوط هوایی و کابل های زمینی مورد توجه قرار گیرد اضافه ولتاژ ناشی از کلی

د زنی در کابل های KV63 , KV 20 قابل توجه می باشد و علت آن هم عدم خود ترمیمی کابل های زمینی می باشد اما این خود ترمیمی چه می باشد .
اگر به یک خط هوایی دقت گردد دیده می شود با آمده اضافه ولتاژ بر روی خط هوای اطراف خط یونیزه شده و برقگیر ها عمل کرده و این اضافه ولتاژ را DAMP می کنند و تا آمدن اضافه ولتاژ بعدی این هوای یونیزه شده جابجا می گردد و دیگر نمی تواند مشکل ساز گردد اما این موضوع در مورد کابل های زمینی متفاوت می باشد چون در آنها این اضافه ولتاژ ها نمی توانند damp گرداند و اگر کابل مورد اصابت نتواند این اضافه ولتاژ لحظه ای را تحمل نماید آن کابل را از دست خواهیم داد .
این موضوع در مورد کابل های زمینی که مابین دو قسمت خط هوایی قرار می گردد به شدت تاثیر گذار می باشد و این موضوع با توجه به تعداد خاموشی هایی که بعضی مواقع مواجه هستیم دارای اهمیت فوق العاده بالایی می باشد
اگر سیستم مورد تغذیه مانند شکل زیر باشد با اطلاعات موجود :

و کابل تغذیه زمینی بصورت ۳ کابل تک فاز زمینی شبیه سازی شده باشد و کابل ها در عمق ۵۰ سانتیمتری از زمین قرار گرفته باشد و فاصله فازها ۱۰ سانتیمتر باشد و جنس عایق اصلی از نوع PVC بوده و عایق بیرونی از نوع XPELE می باشد و دارای SHEA از نوع مس باشد .
به منظور بررسی اضافه ولتاژ ناشی از برقدار کردن این خط ۱۰ عمل کلید زنی انجام گرفته است در زمانهای مختلف و با توجه به یک برقگیر از نوع zno با مشخصه اسمی kv 21 و نتایج بررسی ناشی از این شبیه سازی در جدول زیر آمده است :

D C B A
۰۳/۲ ۹۵/۱ ۳/۱ ۱۳۵/۱ فاز a
۲۸/۲ ۱۵/۲ ۴۳/۱ ۱۲/۱ فاز b
۳۲/۲ ۱۲/۲ ۴۲/۱ ۱۳/۱ فاز c

و مشاهده می گردد اضافه ولتاژ در انتهای مسیر یعنی نقطه D از همه بیشتر می باشد زیرا با افزایش طول مسیر این اضافه ولتاژ نیز بیشتر می گردد پس باز هم اهمیت این مو

ع بیش از پیش تایید می گردد چون در انتها این اضافه ولتاژ به بار می رسد .
در حالت دوم فرض شده است که SHEATH مسی کابل در ابتدا و انتهای مسیر زمین گذشته است و نتایج به صورت زیر بوده است :

D C B A
۲۲/۳ ۲۱/۲ ۷۹/۱ ۰۹/۱ فاز a
۱۷/۳ ۱۵/۲ ۸۴/۱ ۰۹/۱ فاز b
۳۲/۲ ۳/۲ ۸۲/۱ ۱۲/۱ فاز c

پس مشاهده می گردد با زمین کردن SHEATH کابل به شدت اثر قابل ملاحظه ای بر کاهش اضافه ولتاژ در انتهای مسیر دارد و علت آن هم بوجود آمدن مسیری برای عبور جریان سوییچینگ می باشد .
اضافه ولتاژهای موجی در شبکه فشار ضعیف و حفاظت مصرف کنندگان در برابر آن :
در بسیاری از موارد شاهد آسیب دیدن تجهیزات و دستگاههای حساس ناشی از اضافه ولتاژهای شبکه در هنگام رعد و برق می باشیم این امر نشان دهنده ی بوجود آمدن دامنه ولتاژ هایی فراتر از حد تحمل عایق دستگاه می باشیم .
الف ) اضافه ولتاژهای موقت با فرکانس این اضافه ولتاژها که می توانند از کسری از ثانیه تا مدت های طولانی را دارا باشند عللی از این قبیل دارند :
الف ۱- خرابی عایق بین سیم پیچ های فشار ضعیف و قوی در اثر ایجاد یک خطا درون ترانس .
الف – ۲ : پاره شدن هادی فشار متوسط و افتادن آن روی فشار ضعیف
الف – ۳ : انتقال اضافه ولتاژ از طریق تزویج و القا بین اتصالات زمین ترانس و شبکه در موارد طراحی و اجرای ناصحیح یا خطای متقارن
الف – ۴ : وصل فیوزهای کات اوت سمت فشار متوسط با فواصل زمانی طولانی در نتیجه یک یا دو فاز باقی ماندن شبکه .
الف – ۵: اتصالی های نامتقارن
الف- ۶ : بارهای شدیدا نامتقارن
الف – ۷ : وقوع رزوناس و فرو رزونانس
الف – ۸ : قطع ناگهانی بار
ب) اضافه ولتاژ های گذرا یا فرکانس های کیلو یا مگاهرتز : این اضافه ولتاژ ها که می توانند از کسری از ثانیه تا مدت های طولانی را دارا باشند عللی از این قبیل دارند :
ب- ۱ : اصابت مستقیم صاعقه به خط که البته احتمال آن کم است .
ب- ۲ : تخلیه جریان صاعقه به زمین در نزدیکی خط توزیع می تواند اضافه ولتاژهای بالایی را القا کند :

ب- ۳ : انتقال اضافه ولتاژ از طرف فشار قوی به فشار ضعیف ترانس بصورت الکتروستاتیکی یا الکترو مغناطیسی
ب- ۴ : کلید زنی نامناسب
راه افتادن این اضافه ولتاژ ها می تواند صدماتی را به تجهیزات وارد کند و برای ج

لوگیری از این صدمات عایق ها باید بتواند اضافه ولتاژی به اندازه ی (+۱۰۰ ۲ را تحمل کنند پس بهتر است راهی برای حفاظت آن انجام دهیم .
یکی از مهمترین راههای انتقال اضافه ولتاژ از طریق ترانس ها می باشد که اضافه ولتاژ را از فشار قوی به فشار ضعیف انتقال می دهند .
این اضافه ولتاژ به دو صورت الکترواستاتیکی و الکترومغناطیسی می باشد :
مکانیزم انتقال الکترواستاتیکی موج ضربه :
هنگامی که یک موج ولتاژ ضربه مانند صاعقه ای که به خط می خورد به ترانس می رسد در اولین لحظه فقط خازنهای ذاتی سیم پیچ دخالت دارند و نقش توزیع و تقسیم ولتاژ را بر روی سیم پیچ فشار قوی باز می کنند .
سیم پیچ فشار ضعیف که به هسته زمین شده ی ترانس نزدیکتر است یک خازن کلی زمین شده ی c1 را تشکیل میدهد:

با توجه به مدار معادل شکل ۱ مدار بصورت مقسم خازنی عمل کرده و

در این حالت دامنه اضافه ولتاژ منتقل شده به طرف ثانویه ربطی به نسبت تبدیل سیم پیچ های ترانس ندارد و تابع شکل ساختمانی سیم پیچ، جنس عایقی سیم پیچ و فواصل عایقی ترانس خواهد بود .
القا الکترو استاتیکی از سمت فشار قوی به فشار ضعیف دارای مدت زمان بسیار کوتاهی است زیرا بعد از مدت زمانی اجزای سیم پیچ یعنی سلف و مقاومت آن وارد کار شده و موج ولتاژ را damp می کنند اما به علت بزرگی دامنه آن می تواند تاثیر خود را داشته باشد . برای کاهش این القا می توان ۲ کار انجام داد طریق اول آن است که c2 را بزرگتر انتخاب نماییم و روش دوم آنست که حفاظ زمین شده یعنی از earthed shield استفاده نماییم که هر دو روش کاربرد عملی دارد .
ب- مکانیزم الکترو مغناطیسی انتقال منبع ولتاژ ضربه به ثانویه :

 

مدار معمولی ترانس دارای ۲ سلف سری و یک سلف موازی می باشد . سلف های سری بیانگر فوران مغناطیسی ناشی از فضای سیم پیچ ها را کانال عایقی ما بین آنها می باشد سلف موازی نشان دهنده ی فوران اصلی عبوری از هسته ترانس می باشد .

در اولین لحظه ی برخورد موج ضربه به ترانس توزیع ولتاژ تابع ظرفیت خازنی ترانس می باشد و موج ضربه به طور الکترومغناطیسی به ثانویه منتقل می گردد در این حالت فرکانس غالب حد

ود کیلو هرتز می باشد امپدانس موجی خط که C , L آن به ترتیب نشانگر اندوکتانس سری و خازن موازی خط می باشد طبق رابطه زیر تعریف می گردد :

با استفاده از مدار معادل ترانس دامنه ولتاژ ضربه منتقل شده به سمت فشار ضعیف به طریقه الکترو مغناطیسی پس از برخورد یک اضافه ولتاژ پله ای با دامنه V به سمت فشار قوی ترانس برابر خواهد بود با :

در تشریح این پدیده باید گفت بعد از مرحله اول که القا فقط بصورت خازنی فقط می باشد ایجاد جریان ر اثر موج صاعقه در سیم پیچ اولیه القا ولتاژ به ثانویه از طریق میدان مغناطیسی بیرون هسته آغاز و پیشانی موج ولتاژ ضربه ساخته می گردد پس از لحظاتی کوتاه میدان مغناطیسی در هسته نیز آغاز می گردد و با فعال شدن شاخه موازی مدار معادل پشت موج ولتاژ القا شده به ثانویه نیز ساخته می گردد و انتقال موج ضربه نیز به سرعت انجام می گردد و می تواند برای عایق های طرف ثانویه و تجهیزات طرف ثانویه خطر آفرین باشد دامنه ولتاژ القا شده به ثانویه تا ۱۵ درصد دامنه اولیه نیز گزارش شده است تحمل عایقی سمت فشا قوی ترانس بسته به کلاس عایقی مربوطه در برابر ولتاژ های ضربه ای برابر با ۹۵ یا ۱۲۵ کیلو وات است .
در عمل به وجود آمدن اضافه ولتاژ هایی با دامنه حداکثر ۹۰ کیلو ولت متحمل می باشد به همین علت نصب و راه اندازی برقگیرهای ZNO در طرف فشار ضعیف و برای مصرف کنندگان مورد بررسی گردیده است .
بررسی قرار دادن برقگیر در سمت فشار ضعیف :
در اینجا با بررسی یک موضوع عملی تاثیر قرار دادن برقگیر را در سمت ثانویه یک ترانس توزیع را مورد بررسی قرار می دهیم .
یک ولتاژ ضربه ای ناشی از صاعقه دامنه ولتاژی به اندازه ۸۰ کیلو ولت به ترانس رسانیده است ترانس مزبور در سمت فشار ضعیف دارای برقگیر بوده است در سکل ۵ موج ضربه ولتاژ القا شده به سمت ثانویه این ترانس در حالیکه دارای برقگیر می باشد را می توان مشاهده نمو همانگونه که در شکل ملاحظه می گردد دامنه این اضافه ولتاژ با توجه به نوع برقگیر انتخاب شده به کمتر از ۳۰۰ ولت رسیده است که بهیچوجه برای ثانویه ترانی مضر نمی باشد.

لازم به ذکر است طراحی و انتخاب برقگیرهای فشار ضعیف باید به طور خاص انجام گیرد برقگیرهای فشار ضعیف برخلاف فشار متوسط می بایستی TOV برای مدت طولانی و بدون ناپایداری حرارتی تحمل نماید .

سئوالی که در اینجا مطرح است آن است که برقگیر فشار ضعیف را کجا باید قرار داد .
گزینه های مختلفی در این مورد می تواند مطرح گردد گزینه اول آن است که برقگیر در سمت تروینال های فشار ضعیف ترانس می بایستی قرار گیرد گزینه دوم این است که در محل انشعابات ترانس دز سمت فشار ضعیف قرار دهیم و گزینه سوم آن است که در محل قرا رگیری مصرف کنندگان قرار دهیم .
در مورد گزینه اول این نکته مطرح است قرار دادن برقگیر در محل ترمینال های ترانس در سمت فشار ضعیف دارای این حسن است که کل ترانی و خط حاصله از آن را می توان محافظت نمود لیکن قدرت برقگیر حاصله می بایستی به شدت بالا بوده که این موضوع برای شرکت و تزیع زیاد مقرون به صرفه نیست علاوه بر آن نمی تواند جلوی دامنه ولتاژ ضربه ای را نیز به خوبی گرفته و آن را damp کند .

در مورد گزینه دوم استفاده از برقگیر در سر انشعابات به نفع بوده چون جریان کمتری می بایستی تحمل نموده و انشعابات کمتری را نیز support می کند ولی بهترین گزینه برای هر مصرف کننده می باشد ولی از لحاظ صرفع اقتصادی نمی توان به خوبی آنرا توجیه نمود .
فصل دوم

چکیده فصل :
با پیشرفت روزافزون صنعت برق و استفاده های وسایل برقی باعث شد که احتیاج به کنترل کننده ها وسایل حفاظتی برای انواع سیستم های برق یکی از ضروری ترین اجزاء آن باشد تا بتواند در مواقعی که یک خطا یا اتفاق تا خوشایند برای آن سیستم به وجود آید در کمترین زمان ممکن آن سیستم یا آن وسیله برقی را از شبکه برق جدا نماید و از خرابی آن دستگاه جلوگیری کند با استفاده از این فیوزها و کلیدهای برقی می توان با کمترین خسارت ممکن سیستم اصلی برق را نجات داد که همین موضوع محققان را بر آن داشت که روی این موضوع تحقیق نمایند که نتایج آن را می توان در زندگی امروزه از یک فیوزه ساده با تحمل چندین آمپر تا یک فیوز بزرگ با ظرفیت تحمل چندین کیلو امپر مشاهده نمود در صنعت انتقال و توزیع .
هدف فصل :
در این فصل سعی بر این است که با بعضی از انواع پر کاربرد دین فیوزها در صنعت برق (انتقال و توزیع ) و همچنین تاثیر بعضی از عوامل مخرب بر عملکرد این سیستم حفاظتی آشنا شوید و موارد استفاده آن ها را در بعضی از قسمت های صنعت برق با هم بررسی نماییم و از چگونگی نحوه انتخاب آن ها در موارد متعدد مطلع شویم .

 

برای فیوزهای مختلف رنج حداکثر تحمل جریان تعریف می کنند که با رنج قطع کردن آن فیوز یکسان نیست رنج قطع یا max جریان موجود برای یک فیوز یا مدار قطع کن circuit breaker می تواند بطور مطمئنی آن سیستم را زیر شرایط تست برای آن سیستم آن را قطع نماید پارامتر دیگری که تعریف می گردد برای سیستمهای حفاظتی scc است که در وضعیت آزمایش بصورت انفرادی یا بصوت دوتایی برای اجرای سیستم نصب می گردد .
تعریف :
فیوزها شاید به ظاهر وسایل ساده ای به نظر می رسند که برای حفاظت به کار می روند ولی با مطالعه رفتار سیستمها می توان فهمید که آنها دارای ساختمان چندین ساده ای نیستند مدار های متفاوت احتیاج به فیوز دارند تا بتوانند یک قطع در مدار ضروری را ایجاد نمایند از طریق اجازه دادن عبور جیران تا مقدار پیک آن و زمان ذوب جزء خصوصیات جریان عبوری از فیوز می باشد فیوز

یک وسیله حرارتی می باشد که وارد مدارهای الکتریکی و با توجه به ELEMENT موجود در فیوز دستور به قطع آن را می دهد المنت فیوز می تواند با استفاده از فلزهایی مانند بیسموت، کادمیم، سرب، قلع، نقره، مس، آلمینیوم وهر ترکیب و الیاژی از آنها ساخته می گردد برای اینکه برسیم به

یک خصوصیت حرارتی متناسب با جریان پیک بخار برای فیوز تا بتوان یک سیستم حفاظتی مناسب داشته باشیم میزان توانایی یک فیوز و آزمایش آن بستگی زیادی به نحوه ساخت انوری دارد حتی صحیح عمل کردن آن و عمر آن نتیجه به موقع عمل کردن یک فیوز که باعث سوختن خود آن می گردد حفظ شاید حتی میلیونها سرمایه در قبال چندین دلار قیمت یک فیوز می باشد زمان تاخیر

المنت اجازه یک جریان اضافه را می دهد که این با بالا بردن دقت فیوز می تواند هر چه سریعتر عمل نماید و باعث گردد که صدمه کمتری فیوز بیند فیوزها را در سیستم های قدرت می تواند مانندداخل خرابی قرار دهد مانند گرد و غبار بیش از حد بعضی از گازها بخارهای هادی، آب نمک، رطوبت یا قطرات آب بیش از حد ، یک شک زیاد کاهش های غیر معمولی و حتی تاثیرات فرکانس روی آن می توانند بر روی عملکرد فیوز تاثیر ندارد و آن را حتی تا مرز نابودی پیش برد از یک جهت دیگر فیوزها می توان به چند دسته :

۱- فیوزهای ولتاژ پایین
۲- ولتاژ بالا
۳- PLAYFUSE
۴- فیوزهای کارتریج
تقسیم می گردد که فیوزهای ولتاژ پایین تا مرز ۱۰۰۰ V می رسند از لحاظ محدودیت دارای سه محدودیت می باشند از لحاظ فرکانس ، پیک max جریان و max پیک انرژی حرارتی فیوزهای پلاگ نوعی از فیوزها هستند که زیر v720 و A30 کار می کنند و دارای رنج قطع نمی

باشند فیوزهای کارتریج این فیوزها تجدید پذیر هستند .
۵- فیوزهای قدرت : این فیوزها به فیوزهای بالاتر از ۱۰۰۰ V اطلاق می گردد که باید در آن نکات زیر در نظر گرفته شود این فیوزها هنگامی استفاده می گردند که برای جلوگیری از SHORT CIRCURR هنگامی که SWITCH BREAKER از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست که اکثرا در قدرت برای حفاظت اولیه یا ثانویه ترانس استفاده می گردد و هم چنین یرای مدارهای فیدر ها و بانک های

خازنی چون آنها برای کار اتوماتیک طراحی شده اند ولی باید به صوت دستی جایگزین گردد ولی فیوزها اکثراً در قسمت توزیع در کات اوت ها یا کلیدهای ارتباطی استفاده می گردند این فیوز مجبور است از یک سیستم جرقه ای استفاده کند تا بتواند دستور قطع را صادر نماید.
۶- MOTOR CONTROLLER :
این وسایل حفظاتی می بایست ثبت شود بر روی دستگاه یا بر روی شناسنامه آن ولتاژ جریان و توان آن باید مشخص باشد جریان اتصال کوتاه و سای اطلاعات مورد نیاز را در حالت نامی مشخص نماید برای اینکه تشخیص نماید که دستگاه در وضعیت مطلوب است یا نه .

جریان محدود کننده های فیوز در حالت «بالای نرمال » در وضعیت اتصا کوتاه آزمایشی بدست می آید تا بوسیله آن فیوز را مشخص نمود .
نمونه ای از یک بر چسب وسیله الکتریکی که در موارد حفاظتی را مشخص می نماید که آن .
یک مثال برای تسبت جریان نامی در اتصال کوتاه
می توان در شکل زیر نحوه بررسی یک سیستم ساده را برای بدست آوردن شرایط نامی مشاهده نمود :

 

در بدست آوردن محدوده مجاز برای یک فیوز و در شرایط نامی آن باید به موارد زیر توجه داشت :
محدوده جریان فیوزها :
۱- انرژی خط را کاهش دهد
۲- بتواند استفاده شود تا به دست آید یک شرایط نامی برای کنترل کننده ها موکورها و اسمبلرهای اجزای سیستم و ….
۳- در اینجا با هم به بررسی بعضی از اصطلاحات سیستم های حفاظتی می پردازیم:
Coordination ( هماهنگی )

به محل با یک اضافه جریان برای محدود کردن وسیله یا مداری که در آن اتفاق افتاده اطلاق می گردد که به وسیله دستگاه های حفاظت اضافه جریان و تنظیم های آنها به انجام می رسد.
Seleetive coordination :
به ازومر کردن یا از تحت بار خارج کردن یک مدار دچار خطا شده می گویند باید در این وضعیت فقط نزدیک ترین وسیله یا فیوز حفاظتی به سرچشمه خطا آن را از سیستم خارج نماید .
علت احتیاج شدید به این موضوع نیز این است که با استفاده از آن میزان قابلیت اعتماد سیستم بالا می رود .

حال که مسئله coordination را متوجه شدیم و علل استفاده از آن را فهمیدیم می پردازیم به کیا سیستم دچا خطا شده یا به اصطلاح در حالت اورژانسی این سیستم یم بایست حتی با اضافه جریانی که در آن اتفاق می افتد به کار خود ادامه دهد و بتواند به نوعی در خود سیستم یک Seleetive coordination بوجود آید تا هر چه بتون میزان ضرر احتمالی را ناشی از black out دادن سیستم کاهش داد و این میزان را به حداقل خودش رساند این موضوع در مکان هایی مانند هت

احتیاج به یک panic control می باشد و هم چننی باید در این شرایط انرژی برای سیستم های تحویه محل یاب، آتش ، آتش خاموش کن ها ، آسانسورها ، ارتباط های درون شهری بسرعت برقرار باید گردد که برای این موضوع نوع خاموشی سیستم و نوع تغذیه این نوع موارد خاص باید به گونه ای باشد که کمترین ضرر را ایجاد نماید حال چه چیزی در این مورد باید مورد توجه قرار گیرد ؟
Seleetive coordination fuses :
انواع فیوزهایی که برای سیستم هایی که باید هماهنگ گردند با توجه به نوع بار و نوع مدار سیستم فرق می نماید و دارای استانداردهای بخصوصی است .
و هم چنین مدار تکن ها نیز در این سیستم ها دارای خصوصیات زیر هستند .
۱- بستگی به خصوصیات و تنظیمات آنها دارند .
۲- بدست آوردن و مناسب آنها سخت است .
۳- ممکن گران شوند .
۴- قبل از وصل آنها خطا در سیستم ضروری است .
۵- یک تحلیل و بیان مناسب ازمطالعات باید بیان گردد .

این نوع مدار شکن ها
۱- تاخیر ذاتی طولانی بین فرمان قطع و اعمال آن بوسیله دستگاههای مکانیکی مدار شکن ورود .
۲- دارای این خصوصیت خوب هستند که آن که نزدیک به خطا است سریع تر از بقیه قطع می گردد و می تواند خطا را از بین ببرد .
۳- نبودن یک Seleetive coordination در منطقه خطا .
خوب دیده شد که خود فیوزها و مدار شکن ها دارای قدرت کمی اند لحاظ تحمل جریان و نرخ طرفیت آن ها می باشند برای بالا بردن این ظرفیت امروزه با پیشرفت تر انس ها این امکان بوجود آمده که ظرفیت مدار شکن ها بالا می رود با اینکار دارای یک hazard مطمئن خواهیم بود .
برای نصب یک فیوز متناسب با سیستم یابد مراحل زیر طراحی گردد . ابتدا تحت یک s

uper visor مهندسی مراحل نصب پیش بینی گردد بعد ظرفیت وسایل و تحلیل سیستم با هم ترکیب گردد و تحت یک قرار داد حرفه ای مهندسی به یک نتیجه منقول برسد نتایج می بایست با شرح کامل خطر ها نوع پیش بینی و خطا و …. باید ثبت گردد و آنها همیشه موجود باشد برای طراحی و نصب آن سیستم حفاظتی این قرار داد حرفه ای می تواند مشخص کند که چه

نوع فیوز یا مدار تکنی با چه رنجی و در کجا باید استفاده شود .
و برای یک هما هنگی بین فیوز و مدار شکل روبرو باید مورد توجه قرار گیرد :
۱- چک شود که قطع فیوز در بالای آن مدار تکن آیا می توانند استفاده گردد با چه رنجی
۲- پیش بنی گردد آیا با همان شرایط می توان درعمل از آن فیوز استفاده گردد ؟
۳- تست آن با شرایط بالا انجام گیرد .
۴- با تحلیل انجام شده باید به این مرحله بر سیم که آیا فیوز صلاحیت استفاده در بالای یک مدار شکن را دارد یا نه ؟

فیوزها با پیک کم تا ۳۰۰۰۰۰ A دارای یک قطع رنج خوب هستند برای سیستم های تا رنج CC 5 کمتر برای پایداری سیستم احتیاج به نگه داری دوره ای و تست روی فیوزها نمی باشد .
دستگاه مکمل اضافه جریان :
یک دستگاه به وجود آمده تا تامین کند محدوده اضافه جریان حفاظتی را برای دستگاه های بخصوص و وسایلی مانند نور افکن ها و ….

بعد ازبررسی و شناختن اجزا و اصطلاحات مربوط به فیوزهای الکتریکی و سیستمهای حفاظتی در این قسمت به بررسی و معرفی بعضی از جدید ترین و پر کاربردترین کلیدها Circuit breaker & ها می پردازیم .
انواع فیوزها :
کلید حفاظت از جان یا کلید (f1) :
این کلید به وسله جریانهائی که از فاز و نول (سیم برگشت جریان ) عبور می کند ، جریان عبوری یا نشتی به زمین (ارت ) را مشخص می کند این وسیله به اندازه ای حساس است که می تواند جریانهای نشتی کوچک را که باعث عملکرد فیوز نمی شد ولی می توانند برای شروع یک آتش سوزی یا برق گرفتگی کافی باشند بیاید چنین جریانی باعث قطع این کلیدو در نتیجه جدا شدن منبع تغذیه خواهد شد .
این کلید شخصی را که احتمالا بین دو فاز و نول دچار شوک می شود ، محافظت نخواهد کرد و فقط انسان را در مقابل اتصالی بین فاز و زمین محافظت می کند .
اگر شخصی از قسمتی که نسبت به زمین برقرار است دچار شوک الکتریکی شود به دلیل جریانی که از بدن وی به زمین عبور می کند این کلید در چند صدم ثانیه منبع تغذیه را قطع می کند . لازم به یاد آوری است که این کلید مقدار جریان را کاهش نخواهد داد بلکه تنها مدت زمان شوک را محدود خواهد کرد .
سیمهای فاز و نول از یک ترانسفور ماتور جریان (CT) عبور می کند و سیم پیچ ثانویه آن به یک اشکارگر الکترونیکی حساس متصل می شود که می تواند باعث قطع یک کلید قطع کننده (بریکر ) شود و خط ۲۲۰ ولت و ۵۰ هرتز یا ۱۱۰ ولت و ۶۰ هرتز سری باشد .
تحت شرایط عادی در یک مصرف کننده تکفاز جریاهایی که از سیم فاز و سیم نول عبور می کند با یکدیگر برابرند و جریان کل (IW- IN) عبوری از اولیه ترانسفور ماتور جریاهن مساوی است و در نتیجه هیچ شاری مغناطیسی در هسته ایجاد نیم شود و ولتاژ القایی EF هم صفر خواهد بود و کلید قطع نخواهد شد حال اگر جریان خطا به طور مستقیم از سیم فاز به زمین نشت کند ، مثلاً اگر شخصی یک ترمینال برقدار را لس کند یا اگر انگشت خود را داخل سرپیچ لامپی بکند و یا اگر موتوری داخل آب بیفتد و یا اگر عایق بین موتور و بدنه زمین داخل ترانسفور ماتور جریان صفر نبوده و برابر با IF می باشد شار مغناطیسی ودر نتیجه ولتاژ القایی EF به وجود می آید و باعث قطع کلید می شود جنس هسته ترانسفور ماتور باید در چگای های شار پایین فوق العاده نفوذ پذیر و حساس باشد .
این نوع کلید برای مصرف کنندگان ۳ فاز نیز قابل استفاده است و هر چهار هادی برقدار ( سه فاز و نول ) از داخل هسته ترانسفور ماتور جریان عبور می کند . در حالت عادی جمع جبری جریانهایی که از سه فاز عبور می کند برابر صفر خواهد بود از این رو در هسته ترانسفور ماتور ه

یچ جریانی القاء نمی شود و ولتاژی بر روی ثانویه به وجود نمی آید و کلید قطع نخواهد شد .
این نوع کلید یک نوع وسیله الکترومکانیکی قابل اعتماد است که مانند هر وسیله مکانیکی دیگر شرایط محیطی مانند رطوبت و گرد و غبار می تواند بر عملکرد آن اثر بگذارد هر تاخیری در عملکرد نیز می تواند کشنده باشد به همین جهت یک دکمه آزمایش دارد که باید از طریق آن عملکرد کلید آزمایش شود و در صورتی که اشکالی دارد رفع گردد
کلیدهای قطع کننده محافظ موتور :
• مدل PKZ0
• مدل PKZ2
تعریف

کلیدها قطع کننده محافظ موتور قطع کننده هایی هستند که جهت عمل سونچینگ حفاظت قطع مدار اولیه با بار موتور استفاده می گردند ضمنا این کلیدها محافظ خوبی در مقابل استارت مجدد در زمان قفل روتور اضافه بار اتصال کوتاه و قطع فاز در تغذیه سه فاز ی باشند .
این کلیدها دارای حفاظت حرارتی جهت حفاظت سیم پیچ های موتور هستند (حفاظت اضاه بار ) و یک قطع کننده مغناطیسی (حفاظت اتصال کوتاه ) نیز انها را حمایت می کند .
جانبی های زیر را می توان با این کلید های قطع کننده محافظ موتور به کار گرفت .
• قطع کننده ولتاژ پایین
• قطع کننده موازی (SHUNT) قطع کننده های شنت
• کنتاکت کمکی
• کنتاکت کمکی همراه با نشان دهنده – قطع
کلیدهای قطع کننده محافظ موتور شرکت مولر طبق استاندارد آلمان
مدل PKZO یا مدل PKZZ
مدل PKZO است که جهت عمل سونچینگ و حفاظت بار موتور و ترانسفور مرهای تا ۲۵A مناسب هستند .
این نوع شامل انواع زیر است
• قطع کننده حفاظت موتور
• قطع کننده حفاظت ترانسفورمر .

• نوع کنتاکت با ظرفیت بالا
سیستم PKZ2
این نوع حفاظت موتور و حفاظت از مدار توزیع می باشد PKZ2 محاف

ظ موتوری است جهت حفاظت سونچینگ سیگنالینگ و کنترل از راه دور موتورها و سیستم های سوئیچ دنده ای ولتاژ پایینی تا ۴۰A .
این سیستم شامل انواع زیر است :
• قطع کننده حفاظتی
• نوع با ظرفیت کنتاکت بالا
• عملکرد از راه دور .
کلیدهای قطع کننده محافظ موتور نوع PKZM0
PKZM0 از نوارهایی بی متالی تاخیری که وابسته به بزرگی جریان هستند استفاده می نمایند . قطع شدن یا آزاد شدن این نوارها به قطع فاز (دو فاز شدن ) و دما نیز حساس هستند مقادیر جریان تا ۲۵A در ۱۳ ردیف رد این رله تنظیم می گردد .
• جانبی های این نوع رله می توانند از نوع وسایل زیر باشند .
• رله های زیر ولتاژ U که به پایین آمدن ولتاژ حساس هستند

.
• (SHUNT REALEASE ) A یا آزاد شدن شانت .
• کنتاکت های کمکی استاندارد NHI
• کنتاکت کمکی نشان دهنده وضعیت قطع (TRIP) .
که موتور را با انواع ثانویه ها دستگاه فوق کامل می کنند .

جانبی های سیستم استارتر به شرح زیر است :
• کنترل ولتاژ پایین تر یا رله های زیر ولتاژ (محافظ ولتاژ) .
• رها کننده شانت (Shunt release ) A
• کنتاکت های کمکی استاندارد NH1
• کنتاکت کمکی نشان دهنده وضعیت قطع (TRIP) .
این نوع استارترها از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرف هستند و برای عملیات های قطع و وصل استاندارد نوع ظرفیت بالای آنها جهت سوئیچینگ های خیلی زیاد پروسه های موتورهای الکتریکی طراحی شده اند و جهت موتورهایی طراحی شده ند که قطع آنها خسارت های اقتصادی زیادی را در تولید در بردارد .
که بالاترین ضریب اطمینان تاسیسات را می توان در یک پروسه ها با وجود این استارتر ها ایجاد کرد .
نوع ظرفیت بالای آنها همراه دو نوع حفاظت موتور PKZMO , SOO- PKZ می باشد که کنتاکت این دستگاهها هرگز جوش نمی خورند و در مقابل حتی اتصال کوتاه ۱۰۰K /400V (بالاتر ز ۱۸٫۴KW/ 400V) طراحی شده اند .
قطع کننده های حفاظت – ترانسفورمر محدود کننده
(transtormer – proteetive circuit breakers current limiters )
نوع PKZM0 – T
این نوع کید حفاظتی از اولیه های ترانسفور مرهای طراحی گردیده اند .
اتصال کوتاه از انواع ۰٫۱۶A

تا ۲۰A به طور ثابت باعث قطع دستگاه شده و برحسب U 20 تنظیم می شود .
اضافه بار در این نوع بر حسب تنظیم جریان نامی عمل می کند تمامی جانبی های PKZO هم می توان با این کلید نیز به کاربرد .
CL- PKZ0
کلیدهای CL- PKZ0 و دستگاههای محدود کردن جریان (Current

limiter) هستند و جهت گسترش و ترقی ردیفه های pkzm0 که ضد اتصال کوتاه نیستند طراحی شده اند .
مدل های CL دارای همان اندازه و پایانه های PKZ0 برابر است با ۱۰۰KA در ۴۰۰V است ( در حین اتصال کوتاه ) در حین عمل اتصا کوتاه کنتاکت های CL- PKZM0 باز می شوند .
کلید حفاظت موتور از طریق عمل داخلی خود باز شده و آماده وصل مجدد است و اگر سیستم اصلاح شد مجددا کلید ۶۳A وصل می شود .
این سیستم می تواند به صورت انفزادی یا مجزا وصل گردد .
کلیدهای قطع کننده (کلیدهای اصلی ) .
کلیدهای – اصلی مدل NZM
این مدل کلیدهای الکتریکی بسیار مناسبی را در مقابل اضافه بار حرارتی و اتصال کوتاه دارد در اندازه و سایزهای این کلیده به ترتیب با شماره های NZM 14 , NZM 10, NZM 7 می باشند که ردی های جریان را از ۱۶۰۰A تا ۲۵را در بر می گیرد .
بر حسب نوع مدل این کلیدها دارای حفاظت های از قبیل حفاظت در مقابل عیب جریان حفاظت در مقابل عی اتصال زمین می باشند .
کیدهای اصلی NZM بر حسب شکل ظاهری و جریان مجاز شان از همدیگر تمیز داده می شوند ( تا ۶۳۰ A) این کلیدها را نیز می توان بدون عملکرد عیب مدار نیز بمانند تمامی کلیدهای اصلی نیز قطع نمود .
کلیدهای NZM تماما بر حسب استاندارد جهانی IEC ساخته و کنترل کیفی شده اند .
کلیدهای اصلی مدل IZM
این نوع کلید های اصلی حفاظت مدارهای الکتریکی را از ردیف ۶۳۰۰ A تا ۳۲۰ را در ردیف های مختلف به عهده می گیرند .
این کلیدها دارای عملکرد قطع دیجیتالی الکترونیکی می باشد که در چهار نوع مختلف در دسترس می باشند . این نوع کلیدها بر حسب استاندارد کمیسیون جهانی ساخته و آزمایش و کنترل کیفی می شوند . واحدهای قطع کننده (tripping) این کلیدها به طور جامع عملکردهای سیگنال اتصال کوتاه و اضافه بار را با در نظر گرفتن مدیریت انرژی با داشتن ارسال داده از راه دور انجام می دهند .
کیدهای – اصلی izm در مدل های IN هم وجود دارد که دارای واحدهای قطع کننده نمی باشد.
دستگاه رها کننده شائت (F3) A (SHUNT RELEASE )

این دستگاه دارای یک آهنربای الکتریکی است که با اعمال ولتاژ از آن برداشته می شود به حالت عادی خود بر می گردد . اگر چنانچه مدار شانت جهت مدارهای چند فرمان انتخاب شد بایستی از کنتاکت های کمکی منایب استفاده شود (NH1/S1) در مجموع دستگاه رها کننده شانت یامدار شانت جهت قطع راه دور مدار استفاده می شود در زمانیکه در زمان خاموش کردن مدار خرابی های مانند قطع شدن سیم شل شدن کنتاکت پایین بودن ولتاژ اعمال می شود در وضعیت عدی قرار می گیرد و عملکرد آنها قطع شدن کنتاکت به وقوع می پیوندد .

این دستگاه ایده آل ترین دستگاه جهت کنترل های اینرلاک (مانند قطع مدار در زمان اضطراری ) می باشند و چنانچه ولتاژ در زمان ۲۰ms کم شود این دستگاه مدار را قطع می کند .
این دستگاه در زمانیکه برق قطع شود جهت جلوگیری از استارت مجدد موتورها کید اصلی را قطع می کند و برای ایمنی ها بیشتر مدار که ممکن است رخ دهد مناسب است مانند قطع سیم مدار فرمان کلید اصلی نمی تواند مجددا تا زمانیکه دستگاه ولتاژ پایین تحریک شده بسته شود .
دستگاه ولتاژ پایین با همراه تاخیر زمانی uv(f4)off
این دستگاه جهت تاخیر در قطع مدار اصلی در حین قطع با کم شدن ولتاژ اصلی است و بر حسب نوع آنها زمان تاخیر آن از ۰٫۴۵ تا ۲۰۰ms آنرا تنظیم کرد اگر چنانچه برق از زمان تنظیم شده مدت قطع شدن آن بیشتر شود آنگاه دستگاه uv کلید اصلی را قطع می کند .

CMU یک اسید بوریک می باشد که تامین می کند یک فیوز قابل تغییر که در ۳ سطح ولتاژ ۱۷, ۲۸, ۳۸ کیلو ولت وجود دارد این فیوزها قابل تعویض در سه سطح استاندارد E تا K موجود می باشد بین A34 تا A20000 وقتیکه این فیوز استفاده می گردد می بایستی انتخاب گردد روی یک بار نرمال پذیرفته شده و قبل از آن می بایستی با جریانهای احتمال ترسیم شده منطبق گردد نحوه عملکرد این فیوز بدین گونه می باشد که هنگامی استفاده می گردد که در یک عمل مسلم اسید بوریک و بونیزه کردن جریان را فرمان قطع می دهد .

در شرایط نرمال دمای المنت فیوز بخوبی زیر دمای ذوب شدن قرار دارد و ذوب نمی گردد مواقعی که FAULT اتفاق می افتد که آنقدر بزرگ است که ELEMENT فیوز را ذوب می کند یک جرقه بزرگ دارد می گردد و بوسیله قسمتهای فنر کشیده می شود جرقه زندن بالا می رود و می رسد به اسید بوریک و داخل آن آب تولید می گردد که باعث یونیزه شدن اسید می گردد نتیحه حاصل به دست می آید جرقه را در یک جریان طبیعی صفر و خارج می شود و پایین فیوز وصل وسیله وصل بوسیله نیروی فنر مانع از برگشت آن به ناحیه حالت طبیعی می شود .

تاثیر عومل مخرب بر عملکرد فیوزها :
بعد از مرعفی چند مدل از فیوزها و CIRCUIT BREAKER ها شناختن آنها و آشنا شدن با کاربرد بعضی از آنها حال اثر استفاده از یک فیوز یا کلید الکتریکی و مدارهای پشتیبانی حفاظتی علت استفاده آنها را بهتر درک می نماییم .
در این بخش سعی می کنیم با هم به بررسی از پدیده های الکتریکی و تاثیر آن

ها بر روی این وسایل پشتیبانی حفاظتی و فیوزها در صنعت برق آشنا شویم و چگونگی مواجه شدن با آنها را بررسی نماییم .
یکی از مهمترین پدیده ها در هنگام قطع و وصل جریانهای بار توسط کلیدهای بار توسط کلیدهای فشار قوی ، بروز قوس مجدد RESTRIK در محفظه قطع آنان می باشد قوس در هنگام قطع جریانهای بار توسط کلید توانایی قابل ملاحظه کلید پیش بینی شده جهت قطع جریانهای عیب ناشی می گردد پیش بینی و ساختمان کلید به منظور قطع جریان عیب تا حدود ۱۰۰۰ برابر جریان بار طراحی می شود به عنوان مثال کلید با توانایی متناسب با جریان عیب ۴۰ کیلو آمپر در هنگام قطع جیان بار معادل ۲۰۰-۱۰۰ آمپر با بروز قوس مجدد در محفظه قطع می تواند همراه گردد

همچنانکه خواهیم دید این پدیده در کلیدهای نوع هوای فشرده ماهده شده می توان گفت یکی از معایب و پدیده های مختص به کلیدهای نوع هوای فشرده محسوب می گردد ذیلا شرایط بروزاین پدیده را مورد مطالعه قرار می دهیم .
در کلیهی کلیدهای فشار قوی پیش بینی های به عمل آمده در ساختمان و محفظه قطع کلید به منظور ارایه ولتاژ دی الکتریک استاندارد صورت گرفته است آنچنانکه از بروز قوس مکرر و یا

REIGNITION در لحظه صفر سوم یا چهارم تغییرات سینوسی جریان جلوگیری شده امکان قطع موفقیت آمیز جریان عیب فراهم گردد پیش بینی فوق شامل سرعت مناسب جابجایی ماده ایزوله انحراف قوس به خارج از فاصله کنتاکنها جلب حرارت قابل ملاحظه توسط ماده ایزوله می باشد هنگامی که جریان مورد قطع و انرژی حرارتی حاصل از آن تا حدود ۱۰۰۰ برابر معادل بار کاهش می یابد در حالی که توانایی کلید شامل سرعت جابجایی ماده ایزوله و قابلیت جذب انرژی حرارتی آن متناسب با جریان عیب پیش بینی گردیده باشد قطع جریان باربا دو تفاوت عمده نسبت به جریان عیب صورت می پذیرد .
۱- قطع جریان در اولین لحظه صفر روی داده حداکثر فاصله زمانی برقراری قوس به کمتر از ۱۰ میلی ثانیه بالغ می گردد .
۲- جریان قبل از صف طبیعی خود خفه گشته لحظه قطع جریان منطبق با لحظه T0 در شکل (۱) خواهد بود فاصله زمانی لحظه خفه گشتن تا لحظه صفر طبیعی آن با مشخص گردیده است لحظه T1 عنوان لحظه صفر کاذب قطع جریان مرسوم می باشد هر قدر توانایی کلید یا نسبت قطع به

جریان بار بالاتر باشد خفه گشتن قوس در فاصله زمانی طولانی تر قبل از لحظه صفر روی داده فاصله زمانی فزونی می یابد با توجه به اینکه این پدیده در اولین لحظه صفر جریان پس از جدا گشتن کنتاکتها روی می دهد مدت برقراری قوس به کمت از ۱۰ میلی ثانیه حداکثر به حدود ۷-۸ میلی ثانیه بالغ می گردد .

در فاصله زمانی فوق مسیر طی شده توسط کنتاکت متحرک تا چیز بوده ولتاژ دی الکتریک عرضه شده کنتاکتها همزمان با خفه گشتن قوس در اولین لحظه صفر محدود خواهد بود به علت فاصله ناچیز کنتاکتها و ولتاژ دی الکتریک محدود خفه گشتن قوس با بروز قوس مجدد و یا RESTRIK هراه می گرد با توجه به توانایی کلید و جابجایی سریع ماده ایزوله بروز قوس مجدد و خفه گشتن آن متوالیا تکرار گشته بروز قوسها در فاصله زمانی به ترتیب فوق ادامه می یابد به لعت نوسانات ناشی از بروز این قوسها در ولتاژ استقرار و افزایش ولتاژ استقرار در طی تغییرات گذرا فاصله زمانی بروز قوسها به نبوده تا چند سیکل همچنان ادامه می یابد تا هنگامی که کنتاکتها فاصله ایزولاسیون مطمئن و لازم را دارا گردند چون فاصله هوایی کنتاکتهای کلید یا فاصله بروز قوس بطور سری در شبکه واقع می باشد بروز متوالی قوسها و ولتاژهای موجی ناشی از آنان به ولتاژ اسمی شبکه افزوده گشته بصورت اضافه ولتآژهای موجی قطع و وصل در طول هادیهای متصل به کلید منتشر می گردند .
بروز متوالی قوسها در طول چند سیکل ادامه یافته اصطلاحاً به RESTRIK موسوم می باشد بطور کلی بروز پدیده RESTRIK در فاصله کنتاکتها با عوارض زیر همراه می باشد .
۱- ظهور اضافه ولتاژهای قطع و وصل با دامنه قابل ملاحظه به طور متوالی و پی در پی شین های خروجی کلید .
۲- انتشار ولتاژهای موجی قطع و وصل حاصل از رژیم گذرای قطع کلید رد طول هادیهای متصل به هر طرف کلید .
۳- خوردگی کنتاکتها و ایجاد فشار الکتریکی و مکانیکی قابل ملاحظه بر محفظه قطع کلید و ماده ایزوله آن
۴- بروز اختلالات و نوسانات گذرا با فرکانس بسیار بالا در کمیات شبکه
۵- بروز قوس درایزولاسیون خارجی و تحریک رله های محافظتی کلید
۶- افزایش مدت برقراری قوس تا بیش از مدت مورد نظر
۷- انفجار محفظه کلید در صورت ادامه مدت برقراری قوسهای RESTRIK تا بیش از فاصله زمانی .
بر طبق آنچه که در قبل شرح داده شد در کلیدهای نوع هوای فشرده توانایی کلید شامل سرعت جابجایی هوای فشرده لحظه برقراری جریان هوا و مسیر آن مشخص و ثابت بوه تابع فشار مخزن هوای فشرده می باشد آنچنانکه به ازای کلیه مقادیر جریانهای مورد نظر از چند آمپر تا چند صد کیلو آمپر هوا تحت فشار ثابت مخزن همزمان با جدا گشتن کنتاکتها در فاصله کنتاکتها وارد گردیده انرژی حرارتی حاصل از آن را جذب نموده ولتاژ دی الکتریک ثابت و مشخص را عرضه می سازد حداکثر

توانایی جذب حرارت توسط هوای فشرده متناسب با جریان قطع اسمی کلید معادل چند صد کیلو آمپر محاسبه و طرح گردیده است به همین علت در هنگام قطع جریانهای بار تا حدود ۱۰۰۰ برابر کمتر از جریان قطع اسمی کلید سرعت قابل ملاحظه جابجایی هوای فشرده موجبان خفه گشتن قوس را قبل از لحظه صفر و در فاصله زمانی فراهم می سازد بدین ترتیب این پدیده در کلیدهای ن

وع هوای فشرده بطور مشخص و قطعی مشاهده می گردد .
پدیده برش جریان در کلیدهای نوع هوای فشرده
قطع جریانهای مغناطیس کننده به مقدار کم در شبکه های انتقال انرژی در رده ولتاژهای اسمی ۶۳KV UN در هنگام قطع مغناطیس کننده ترانسفورماتور یا راکتور شنت تشکیل داده بر حسب قدرت آن به حدود ۲۰۰- ۵۰ آمپر بالغ می گردد جریان فوق اختلاف فاز ۹۰ درجه را با ولتاژ تغذیه دارا بوده قطع جریان در لحظه صف با حداکثر ولتاژ سیسنوسی همزمان می باشد با جدا شدن کنتاکتها قوس قبل از لحظه صفر جریان خفه می گردد خفه شدن قوس در این لحظه با ولتاژ قابل ملاحظه سینوسی همزمان بوده و بلافاصله پس از قطع جریان ولتاژ نوسانی در کنتاکت طرف راکتور ظاهر خواهد شد بدین ترتیب احتمال بروز قوسهای مجدد در هنگام قطع جریانهای بار از نوع القایی نسبت به جریانهای بار اهمی به دلایل زیر فزونی یافته و اضافه ولتاژهای قطع و وصل با دامنه بالاتر را سبب می گردد .
۱- اختلاف فاز کامل ۹۰ درجه بین ولتاژ تغذیه و جریان مورد قطع
۲- فاصله زمانی بسیار کوتاه برقراری قوس از لحظه جدا گشتن کنتاکتها تا لحظه بروز پدیده .
همچنانکه می دانیم یکی از طرق ابداع شده به منظور جلوگیری از بروز قوس مجدد و کاهش دامنه اضافه ولتاژها برقراری قوس تا جدا گشتن کامل کنتاکتها و واقع گشتن کنتاکت متحرک در انتهای مسیر خود می باشد آنچناکه لحظه خفه گشتن قوس با حداکثر فاصله کنتاکتها و ولتاپ دی الکتریک کلید همزمان گردد قطع جیان قبل از لحظه صفر به عنوان پدیده برش جیان یا CURRENT CHOPPING موسوم بوده تعداد دفعات بروز قوس مجدد به لحظه برش جریان و فاصله زمانی ان از لحظه صفر بستگی خواهد داشت لحظه برش جریان و مقدار لحظه ی جریان مربوط به آن با توجه به خصوصیات شبکه نوع کلید تعیین می گردد .

نصب مقاومتهای موازی در کلیدهای فشار قی نوع هوای فشرده
به منظر کاهش اضافه ولتاژ های ناشی از بروز پدیده RESTRIK در کلیدهای نوع هوای فشرده قطع و یا وصل جریان توسط کلید در دو مرحله بر طبق شکل ۲ صورت می پذیرد کلید مجهز به دو محفظه قطع بوده محفظه S به عنوان محفظه اصلی و محفظه K موازی با آن به عنوان محفظه کمکی محسوب می گردد محفظه K بطور سری بامقاومت R وصل شده است و به منظور قطع جریان ابتدا کنتاکتها در محفظه s سپس در محفظه k از یکدیگر جدا می گردد بدین ترتیب قطع ج

ریان از طریق دو محفظه قطع صورت می پذیرد که جابجایی کنتاکتها در آنان به فواصل زمانی بسیار کوتاه از یکدیگر انجام می شود .
با جدا گشتن کنتاکتها در محفظه s جریان مصرف و تغذیه بار از طریق مقاومت r برقرار م

ی گردد جدا گشتن کنتاکتها در محفظه s در حالی صورت می پذیرد که مقاومت R موازی با آن بوده نوسانات ولتاژ استقرار و ظهور ولتاژهای گذرا با دامنه بالا همزمان با لحظه صفر جریان توسط مقاومت موازی جذب گردیده از دامنه آنان کاسته می گردد . بدین ترتیب مقاومت فوق به عنوان مستهلک کننده یا جذب کننده نوسانات مرسوم بوده اصطلاحا مقاومت DRMPER نامیده می شود .

پس از جذب ولتاژهای ناشی از بروز قوس مجدد جریان برقرار شده در مقاومت توسط محفظه کمکی K قطع می گردد . مراحل قطع جریان بر طبق آنچه که شرح داده شد به طور اتوماتیک صورت می پذیرد .
در این کلید بخش عمده جریان همراه با ظهور ولتاژ استقرار و بروز پدیده قوس مجدد توسط محفظه قطع کلید اصلی S و بخش محدود آن توسط محفظه قطع کمکی K قطع می گرردد به همین علت حجم محفظه قطع اصلی کلید نسبت به محفظه قطع کمکی قابل ملاحظه بوده با پیش بینی های بیشتر به منظور خفه نمودن قوس همراه می باشد هر دو محفظه مجهز به کنتاکتهای متحرک و ثابت بوده جابجایی کنتاکتهای متحرک در محفظه قطع کمکی با فاصله زمانی بسیا کوتاه نسبت به محفظه قطع اصلی صورت می پذیرد .

تاخیر زمانی جابجایی کنتاکتها در محفظه قطع کمکی نسبت به محفظه قطع اصلی قابل تنظیم بوده بطور معمول در حدود ۱۰-۴ میلی ثانیه متغییر می باش در برخی از کلیدها محفظه های قطع کمکی و اصلی در مجاور یکدیگر در محفظه قطع مشترک پیش بینی گردیده اند .
نمونه های دیگر از این کلید کلید نوع جدید کارخانه BBC موسوم به DLF و کلید ساخت کارخانه آلستوم فرانسه مشاهده می شود در شکل ۳ کلید ساخت کارخانه آلستوم فرانسه با دو مرحله مقاومت موازی R1 و R2 برای هر محفظه نشان داده شده است کنتاکتهای اصلی با S و کنتاکتهای کمکی با K1 K2 مشخص گردیده اند .

به منظور قطع جریان ابتدا کنتاکتهای متحرک در محفظه قطع اصلی S جدا گشته و مقاومتهای R1 و R2 موازی با یکدیگر در مسیر جریان بار واقع می گردند درمرحله سوم یا مرحله آخر کنتاکتهای کمکی درمحفظه قطع کمکی K2 باز شده بدین ترتیب قطع جریان کامل گشته هر سه کنتاکت باز و جریان قطع می گردد .

استفاده از تجهیزات قطع و وصل جریانهای بار در مدارهای خاص
روشی دیگر به منظور جلوگیری از بروز قوس مجدد و ظهور اضافه ولتاژهای موجی در هنگام وصل جریانهای بار توسط کلیدهای فشار قوی استفاده از تجهیزات

قطع و وصل جریان با یا اصطلاحا Load break می باشد پیش بینی سکسیونرهای Load break در مدارها با جریان بار مشخص و ثابت مناسب تر می باشد به عنوان مثال قطع و وصل جریانهای مغناطیس کننده و راکتورهای شتت واقع در سیم پیچی سوم ترانسفور ماتورها و راکتورهای شنت با اتصال مستقیم به خطوط می تواند توسط سکسیونرهای قابل قطع زیر بار صورت گیرد جریان مغناطیس کننده این نوع تجهیزات به حدود ۵۰ الی ۲۰۰ آمپر بالغ گردیده قطع و وصل آنان توسط کلیدهای نوع هوای فشرده با بروز پدیده برش جریان قوسهای RESTRIK و ظهور اضافه ولتاژهای موجی در ناحیه مشخصه دی الکتریک کلید همراه می گردد همچنانکه اشاره گردید کلیدهای فشار قوی با توانایی کافی جهت قطع جریانهای عیب بالغ بر چندین کیلو آمپر پیش بینی گردیده استفاده از آنان به منظور وارد و خارج نمودن دستی راکتورها و قطع و وصل جریان های القایی معادل ۵۰ الی ۲۰۰ آمپر را تشکیل می دهد در این حالت قطع و وصل دستی کلیدها بدون استثنا با پدیده برش جریان و قوسهای RESTRIK همراه می باشد بر طبق بررسی های صورت گرفته موارد متعدد از انفجار و آسیب دیدگی سریع کلیدها در این نوع مدارها گزارش گردیده است بنابراین در قطع و وصل اینگونه بارها کلیدها به همراه سکسیونرهای قابل قطع زیر بار در مدار سری قرار گرفته و قطع و وصل دستی راکتورها با سکسیونر انجام می گیرد و فقط قطع و وصل اتوماتیک در صورت عیبهای بوجود آمده در این تجهیزات کلیدهای نوع هوای فشرده جریان عیب را قطع می کنند .
همانطور که دیدیم بعضی از اتفاقها و عوامل نه تنها می تواند روی شبکه برق بلکه حتی روی وسایل حفاظتی می تواند تاثیری مخرب داشته باشد و باعث خرابی و بد عملکرد آنها گردد .
در این قسمت می خواهیم به بررسی شاید یکی از مهمترین کارهایی که باید بعد از انتخاب اج

زای سیستم قدرت انجام دهیم بپردازیم اونم هماهنگی بین اجزای یک سیستم حفاظتی قدرت می باشد عاملی که اگر بد اجرا گردد و بصورت علمی مورد بررسی قرار نگیرد می تواند سیستم قدرت را به جای اینکه به سمت پایداری سوق دهد آنرا به مرز ناپایداری ببرد و این ناهماهنگی می تواند باعث خاموشی بی علت شبکه گردد و خوب نبودن فرمان رله ها و مدار شکن ها و همچنین فی

وزها به همین در این قسمت به بررسی نحوه هماهنگی بین فیوزهای قدرت و رله ها می پردازیم پس :
هماهنگی فیوزهای قدرت و رله اضافه جریان :
هماهنگی حفاظت بین فیوزهای فیدرهای فشار متوسط با رله ها با ریکوزرهای سر خط در پستهای فوق توزیع همواره یکی از مشکلات حفاظتی شبکه توزیع بوده است این مشکل ناشی از تفاوت عمده منحنی عملکرد فیوزها و رله ها بوده به نحوی که هماهنگی کامل حفاظتی بین آنها در تمام محدوده ها مقدور نبوده و همواره به ازاء یک محدوده جریان خطا ناهماهنگی حفاظتی وجود خواهد داشت این قضیه زمانی پیچیده تر می گردد که تجهیزات حفاظتی سرخط مانند رله های زمان ثابت DTOC و معکوس IDMT با مشخصات مختلف باشد از آنجا که تاکنون در مراجع مختلف بهترین روش هماهنگی بین فیوزها با رله و ریکلوزرهای گوناگون با توجه به جزییات مشخص نگشته در این مقاله سعی شده با بررسی منحنی عملکرد فیوزها و حفاظتهای مختلف سر خط پستهای فوق توزیع شرایط هماهنگی حفاظتی و ناحیه ناهماهنگی حفاظتی آنها مشخص گردد در این مقاله منحنی های واقعی فیوزها رله ها و ریکوزرهای حفاظتی استفاده شده در شبکه های برق در نظر گرفته شده است .
هماهنگی میان فیوزهای فیلرهای فشار متوسط بارله ها و ریکلوزرهای سر خط همواره یکی از مسائل مهم حفاظتی کارشناسان حفاظت شرکتهای توزیع بوده است این موضوع زمانی پیچیده تر به نظر می آید که مشخص می گردد در بسیار از موارد این هماهنگی بطور کامل امکان پذیر نبوده (۱) بنابراین اهمیت بررسی و انتخاب مناسب ترین نوع و بهترین محل برای فیوزها و مشخص کردن ناحیه ناهماهنگی حفاظتی در هر حالت روشن می گردد .

در کتابها و مقالات مختلف ناحیه هماهنگی میان فیوزها و ریکورزها از لحاظ کلی نشان داده شده است (۲) و (۳) ولی در عمل تاکنون در مراجع مختلف بهترین روش هماهنگی و مشخص نمودن ناحیه ناهماهنگی با رله های گوناگون با توجه به جزئیات مشخص نگشته است در این مقاله هماهنگی بین فیوزها با رله ها و ریکلوزرهای سرخط در فیدرهای فشار متوس مورد بررسی ط ناحیه ناهماهنگی حفاظتی در هر حالت مشخص گشته و بهترین روش فیوزگذاری حفاظتی به منظور از بین بردن یا به حداقل رساندن این ناحیه بیان می گردد .
همچنین هماهنگی بین فیوزها با رله ها و ریکوزرها در رابطه با عملکرد واحد لحظه ای رله ها نیز توضیح داده می شود .
۲- هماهنگی فیوز با رله های جریان زیاد زمان ثابت (DTOC)
رله های جریان زیاد زمان ثابت به ازاء جریان عبور کننده بیش از جریان تنظیمی رله پس از یک مدت زمان ثابت و قابل تنظیم عمل خواهد نمود نظر به اینکه منحنی فیوز بصورت معکوس بوده مشخص خواهد بود که هماهنگی کامل بین فیوزها و رله های DTOC همواره مهیا نبوده و به ازاء یک محدوده جریانهای خطا بسته به منحنی فیوز و تنظیم رله، رله و سرخط سریعتر از فیوز عمل خواهد نمود در ابتدا فرض بر این است که رله DTOC بر روی زمان عملکرد ۵/۰ ثانیه (که عمومیت دارد ) تنظیم بوده جداول و محاسبات مربطوه ب راین اساس بدست خواهد آمد بدیهی است که در صورت مغایرت داشتن زمان عملکرد با این مقدار جداول و محاسبات آن با توجه به منحنی ارائه شده براحتی قابل دسترس خواهد بود .
در شکل (۱) منحنی فیوزهای نوع کند سوز (K) که عملا درشرکتهای توزیع مورد استفاده قرار گرفته و منطقه با استاندارد IEC بوده نشان داده شده است (۴) از آنجا که عملا از فیوزهای تند سوز (T) در فیدرهای فشار متوسط به منظور حفاظت قسمتی زا فیدر کمتر استفاده می گردد تنها فیوزهای کند سوز (K) مورد بررسی قرار گرفته است .
در شکل (۲) همین منحنی ها با منحنی یا رله جریان زیاد زمان ثابت (DTOC) با جریان عملکرد ۳۰۰ آمپر و زمان ۵/۰ ثانیه بر خورد داده شده و مشخص می گردد که به ازاء جریانهای اتصالی قبل از محمل برخورد منحنی رله با هر فیوز رله سریعتر از رله سرخط سریعتر از فیوز عمل می کند بدست خواهد آمد که نتایج آن در جدول شماره (۱) نشان داده شده است بدیهی است که جریانهای خطای کمتر از تنظیم رله باعث عملکرد رله نخواهد شد و بنابراین محدوده نشان داده شده در جدول (۱) محدوده ای است که رله سرخط سریعتر از فیوز عمل نمده و در واقع محدوده نامناسب حفاظتی می باشد برای مثال چنانچه رله سرخط با تنظیم جریانی ۳۰۰ آمپر بوده و روی فیدر خروجی با فیوز ۶۳ آمپر نصب باشد به ازاء جریانها اتصالی در محدوده بین ۳۰۰ تا ۴۹۷ آمپر که بعد از فیوز رخ می دهد رله سریعتر عمل می کند با توجه به جدول مشخص است که فیوزهایی که با (NO Operation )N.O مشخص هستند همواره سریعتر از رله عمل نموده و بنابراین استفاده از آنان هم به عنوان حفاظت در مقابل اتصال کوتاه و هم حفاظت در برابر قول بار شدن هیچ ناهماهنگی حفاظتی بوجود نخواهد آورد .
بنابراین توسط جدول (۱) می توان نقاط ناهماهنگی حفاظتی یک فیدر که رله و فیوز گذاری آن مشخص باشد را تعیین نمود در شکل (۳) مقادیر حداکثر جریان خطا که رله سریعتر از فیوز عمل می کند با ستاره مشخص شده است با استفاده از جدول (۱) و شکل (۳) می توان مناس

ب ترین فیوزگذاری حفاظتی با کمترین ناهماهنگی را به دست آورد که در زیر شرح داده می شود در شکل (۴) یک فیدر شعاعی در نظر گرفته شده که در نظر است محل و نوع مناسب فیوز F¬۱ و FN برای آن مشخص گردد فرض بر این است که جریان تنظیمی رله و زمان آن مشخص و ثابت بوده و همچنین سطح اتصال کوتاه در ابتدا خط نیز معلوم باشد که با توجه به مشخصات خط جریان اتصالی در هر فاصله ای مشخص خواهد بود فرض بر این است که در ابتدا فیوز گذاری بر اساس جریان هر قسمت از فیدر انجام می گردد بدیهی است که گذاشتن فیوزهایی که در جدول (۱) با N.O مشخص شده اند در هر شرایطی اشکالی را ایجاد نمی کند در غیر اینصورت فیوز انتخاب شده

و محل آن باید به گونه ای انتخاب شوند که جریان خطا که به دلیل اتصال پس از فیوز رخ می دهد از حداکثر محدوده جریان خطای عنوان شده در جدول (۱) بیشتر باشد و در غیر اینصورت باید فیوز به سمت رله به گونه ای جابجا گشته یا نوع فیوز تعویض شود که این شرایط حاصل گردد اگر این شرایط حاصل نگردد در محدوده ای که در بالا توضیح داده شده ناحیه نامتناسب حفاظتی وجود

داشته و رهل سریعتر از فیوز عمل خواهد نمود .
مثلا با توجه به جدول (۱) یا شکل (۳) اگر تنظیم جریانی رله ۳۰۰ آمپر با زمان عملکرد ۵/۰ باشد انتخاب فیوز تا ۳۰ آمپر مشکلی را ایجاد نخواهد نمود و در هر محلی قابل نصب هستند ولی به ازاء فیوزهای بالاتر باید قانون گفته شده صادق باشد مثلا اگر IFI = 700 A باشد باید از فیوز ۸۰ آمپ

ر و کمتر استفاده نمود و در صورتی که استفاده از فیوز ۱۰۰ آمپری اجتناب پذیر باشد باید محل فیوز به سمت رله جابجا شد هبه گونه ای که جریان اتصالی بعد از آن از ۸۱۸ آمپر بیشتر گردد .
تمام جداول و محاسبات گفته شده برای تنظیم زمانی رله بر روی ۵/۰ ثانیه بوده بدیهی است چنانچه تنظیم زمانی رله با این مقدار تفاوت کند قوانین کلی ثابت بوده و براحتی با توجه به کشل (۲) جدولی مشابه جدول (۱) برای این حالت قابل تنظیم خواهد بود .
۳- هماهنگی فیوز با رله های جریان زیاد معکوس (IDMT)
رله های جریان زیاد معکوس (IDMT) بر خلاف رله های زمان ثابت (DTOC) زمان ثابتی نداشته و زمان عملکرد آن بسته به جریان عبور آن رله داشته که میان آنرا منحنی رله تعیین می کند یک رله IDMT می تواند منحنی های مختلفی داشته باشد ولی از آنجا که در روی فیدرها خروجی معمولا از منحنی معکوس استاندارد (SI) استفاده می گردد در اینجا نیز همین منحنی برای رله در

نظر گرفته شد ه است معمولا رله های فیدرهای خروجی بر اساس TMS = 5 % تنظیم می گردد ولی از آنجا که بدلیل محدودیت برخی رله ها و ملاحظات دیگر از TMS= 5% نیز استفاده شده در این مقاله هر دو حالت در نظر گرفته شده است .

در شکل (۵) محل برخورد منحنی رله IDMT با تنظیم جریان آستانه عملکرد Ib = 300 A و TMS = 5% با منحنی فیوزها نشان داده شده است در جدول (۲) و (۳) محدوده جریانی که رله سریعتر از فیوز عمل خواهد نمود بر اساس تنظیمات مختلف جریان آستانه عملکرد رله برای کلیه فیوزه

ا به ترتیب برای منحنی ها TMS= 10 % , TMS = 5% نشان داده شده است همانگونه که مشاهده می گردد استفاده از رله معکوس نسبت به زمان ثابت در شرایط یکسان انتخاب ب

یشتری از فیوزهایی که مطمئنا از رله سریعتر عمل خواهند نمود (نشان داده شده با N.O) وجود خواهد داشت ولی محدوده عملکرد نامناسب حفاظتی برای بقیه فیوزها بیشتر خواهد بود مثلا برای یک رله معکوس با جریان آستانه عملکرد TMS = 5% , Ib= 200 A استفاده از فیوز تا ۳۰ آ

مپر هیچ اشکالی را ایجاد نخواهد کرد در صورتی که رله زمان ثابت این انتخاب تا فیوز ۲۰ آمپر بود ولی از طرف دیگر مثلا برای فیوز ۱۰۰ آمپر در نوع ثابت ناحیه نامناسب حفاظتی به ازاء جریان اتصالی (۲۰۰ A < IF < 818 A ) بود در صورتیکه از رله معکوس این مقدار به میزن ( ۱۰۰A < IF < 1175 A ) افزایش یافته است بنابراین با استفاده از جداول (۲) و (۳) می توان در یک فیدر

مربوطه به منظور بهترین فیوز گذاری حفاظتی به صورتی که ناحیه نامناسب حفاظتی وجود نداشته یا حداقل گردد مانند آنچه در رله زمان ثابت توضیح داده شده و با استفاه از جداول ((۲) و (۳) قابل انجام است .
۴- هماهنگی فیوز با واحد لحظه ای رله های جریان زیاد
واحد لحظه ای رله های جریان زیاد به گونه تنظیم می شوند که به منظور جلوگیری از آسیب دیدن تجهیزات پستهای فوق توزیع در اتصالهای شدید بدون تاخیری زمانی در حداکثر سرعت باعث عملکرد رله گردد بنابراین بدیهی است که در این حالت هماهنگی میان فیوز رله امکان پذیر نبوده و تنها راه حل آن محدود کردن ناحیه عملکرد واحد لحظه ای رله به قبل از اولین فیوز

حفاظتی با توجه به سطح اتصال کوتاه آن می باشد .
۵- هماهنگی فیوز با رله اتصال زمین
معمولا تنظیم زمانی رله های اتصال زمین فیدرهای فشار متوسط مانند رله های جریان زیاد بوده و بنابراین هماهنگی بین فیوزها و این رله ها همزمان با هاهنگی با رله های جریان زیاد انجام خواهد داشت ولی چنانچه یک اتصالی با آمپدانس بالا در فیدر رخ دهد که فیوز با تاخیر قابل ملاحظه ذوب گردد امکان عملکرد سریعتر رله اتصال زمین به دلیل تنظیم پایین وجود خواهد داشت که این

موضوع بسته به آمپدانس اتصالی امپدانس سیستم زمین و امپدانس مولفه صفر سیستم دارد .
۶- هماهنگی با ریکلوزرها
در ابتدا فرض می شود که ریکلوزری می تواند برای چندین بازو بست برنامه ریزی شده که در

هر بار عملکرد با یک منحنی ثابت مانند منحنی رله های زمان ثابت یا معکوس باشد (۵) و (۶) برخی از ریلکوزرها بر اساس منحنی های Megraw عمل می کنند که در کشورهای آمریکایی معمول بود و به دلیل اینکه در ایران کمتر مورد استفاده بوده در نظر گرفته نمی شوند .
تفاوتی که هماهنگی بین فیوزها و ریکلوزرها در مقایسه با رله ها وجود دارد این است که ریکلوزر بسته به برنامه در نظر گرفته شده برای آن تا چندین مرتبه عمل قطع و وصل را انجام داده و در وصل های دوم و بالاتر هنوز فیوز بطور کامل حرارت ناشی از عبور جریان اتصالی را دفع نکرده و بنابراین منحنی فیوز تغییر می کند روشی که در مقالات برای در نظر گرفتن این اثر پیشنهاد می

گردد ای است که منحنی فیوز در این حالت ۷۵ % منحنی فیوز در حالت نرمال در نظر گرفته می شود (۲) و (۳) در شکل (۶) منحنی برخورد رکلوزر که بصورت معکوس و با پارامترهای TSM = 5% , Ib = 300 A فرض شده است با منحنی فیوز در صورتی که ضریب ۷۵% برای آن در نظر گرفته شده نشان داده می شود .

بنابراین اگر بدترین حالت یعنی همان بازویست اولیه در نظر گرفته شود هماهنگی فیوزها با ریکلوزرها مانند رله های جریان زیاد معکوس می باشد این نتیجه بدیهی است زیرا در بازویستهای دوم و سوم فیوز گرم بوده و سریعتر ذوب شده و ناحیه ناهماهنگی حفاظتی کمتر خواهد بود ولی در ریکوزرهای جدید این قابلیت وجود دارد که برای عملکرد رله در بازبستهای مختلف از منحنی ها

ی متفاوت استفاده گردد لذا فیوزها اتصالی رفع گشته و در بازوبست های بعدی که اتصالی بصورت پایدار تشخیص داده دشه ریکلوزر بر روی منحنی های تنظیم شده و هماهنگ با فیوزها عملکرد داشته باشد تا فیوزها سریعتر از ریکلوزر عمل نموده و محل اتصالی را جدا کن د(۲) و (۳) .
در شکل (۷) برخورد منحنی های واقعی فیوزها (۴) و منحنی عملکرد ریکلوزر بصورت لحظه ای و با منحنی زمانی با Ib = 300 A و TMS = 5% با استفاده از منحنی واقعی ریکلوزر GVR (5) با در نظر گرفتن ضریب ۷۵ % نشان داده شده است در این حالت ناحیه هماهنگ بین فیوز و ریکوزر نواحی است که عملکرد فیوز بین دو منحنی لحظه ای و تاخیری قرار گرفته باشد بنابراین مشخص است که نواحی نا هماهنگ بین ریکلوزر و فیوز به دو قسمت مختلف شکسته می گردد .
در جدول (۴) و (۵) محدودهای ناهماهنگی حفاظتی بین ریکلوزر و فیوز بصورتی که در بالا شرح داده شده نشان داده شده است .

با استفاده از جدول (۴) و (۵) می توان مناسب ترین فیوزگذاری حفاظتی یا کمترین ناهماهنگی را به دست آورد که روش آن مطابق آنچه قسمت ۲ شرح داده شد و با توجه به شکل ۴ خواهد بود .
با مقایسه جداول (۴) و (۵) با جداول (۲) و (۳) مشخص می گردد که استفاده از ریکلوزر در حالت شرح داده شده نسبت به رله ها محدودیت بیشتر از لحاظ هماهنگی حفاظتی با فیوزها تدارد ولی به دلیل رفع اتصالیهای گذرا بدون آسیب رسیدن به فیزو از برتری خاص برخوردار است برای مثال در جدول (۲) مشخص می گردد که در تعداد زیادی از نقاط ناحیه هماهنگی میان فیزو و رله وجود دارد (نشان داده شده با N. O ) ولی در جدول (۵) در هیچ ناحیه ای بصورت کامل ناحیه هماهنگی وجود نداشته اما در شرایط مشابه ناحیه هماهنگی محدودتر می گردد .
هماهنگی فیوزها در فیلرهای فشار متوسط با واحد تاخیری رله های جریان زیاد با توجه به نتایج جدول (۱) و (۳) و با ریکلوزرها با توجه به نتایج جدول (۴) و (۵) امکان پذیر می باشد گاهی اوقات این هماهنگی بطور کامل امکان پذیر نبوده ولی با استفاده از این جدول و روش شرح داده شده می توان به گونه ای محل و نوع فیوزها را انتخاب نمود که محدوده ناهماهنگی حفاظتی مشخص بوده و حداقل گردد .
هماهنگی میان فیوزها با واحد لحظه ای رله های جریان و اتصال زمین همواره امکان پذیر نبوده و گاها عملکرد سریعتر یا همزمان رله ها با فیوز در این حالتها اجتناب ناپذیر بوده و تنها راه حال آن محدود کردن ناحیه عملکرد واحد لحظه ای رله به قبل از اولین فیوز حفاظتی با توجه به سطح اتصال کوتاه آن می باشد و لی در هماهنگی میان فیوزها با واحد لحظه ای ریکلوزرها بایستی ریکلوزر را به گونه ای برنامه ریزی نمود که در عملکردهای اول واحد لحظه ای و در عملکرد آخر واحد تاخیری با هماهنگی مناسب عمل نماید .

جمع بندی :
خوب در این فصل سعی بر این بود که تا حدودی با فیوز ها سکسیونر ها و سایر ادوات حفاظتی قدرت که به اسم فیوز و قطع کننده قدرت الکتریکی شناخته می شوند آشنا شدیم و دیدیم که همگام با پیشرفت عظیم صنعت برق این وسایل حفاظتی نیز پیشرفت نموده اند طوریکه تصور یک سیستم قدرت حتی ساده مثلا ۱۰ شینه نیز بدون داشتن ادواتی مانند فیوزهای قدرت و سکسیونر ها غیر قابل قبول است چون با احتمال خیلی بالایی ما آن سیستم قدرت را از دست خواهیم داد و پیشرفت این وسایل به معنی کم کردن هزینه های ناشی از پشتیبانی از یک سیستم قدرت می باشد بنا بر این با توجه به کاربرد گسترده این وسایل قدرت همانطور که دیدم احتیاج به یک هماهنگی خاص بین آنها و آن سیستم قدرت می باشد که این مساله شاید جزء حیاتی ترین قسمتهایی نصب و طراحی این آلمانها خواهد بود پس می توان گفت که برای داشتن یک سیستم قدرت پیشرفت لازم به داشتن یک سیستم حفاظتی پیشرفته تر می باشد که فیوزها و CIRCUIT BREAKER ها جزء لاینفک این سیستم حفاظتی است . در این فصل سعی بر آن بود با تعدادی از این فیوزها که در گسترده وسیعی از یک موتور الکتریکی تا سیستم قدرت استفاده می شد آشنا می شویم کمی بیشتر اهمیت این ادوات به ظاهر دارای ساختمان ساده را متوجه باشیم .

فصل سوم
امروزه در سیستمهای قدرت استفاده از خطوط انتقال با ماکزیمم بار ممکن مساله مهمی است چون بروز خطا در سیستمها غیر قابل پیشگیری است ما باید از سیستمهای حفاظتی اتوماتیک در خطوط استفاده کنیم که در کوتاهترین زمان ممکن خطا را در سیستم رفع کنند و ب

اید با ایمنی بالا و عملکرد سریع و بدون دخالت اپراتور کار خود را انجام دهند در بیشتر موارد حفاظت خطوط انتقال خیلی مشکلتر از حفاظت باس بارها است در این مقاله تاکید ما بیشتر بر روی حفاظت خطوط انتقال است خطوط انتقال دارای تجهیزاتی برای انتقال انرژی و رله های حفاظتی است . وظیفه رله ها حفاظت از خط در مقابل خسارات فیزیکی است به عنوان مثال جریان زیاد د رمدت زیاد رله ها باید عملکرد سریع داشته باشند تا از ناپایداری سیستم جلوگیری کنند و

فاکتور حفظ پایداری سیستم و عملکرد سریع و مطمئن رله فاکتورهایی هستند که با هم در تضادند چون ناپایداری ولتاژ در یک مدت زیاد باعث اضافه جریان می شود و یا قطع اشتباهی رله باعث ناپایداری سیستم شود این مشکلات و پیکر بندی مختلف شبکه های قدرت باعث مشکلات حفاظتی برای سیستم های قدرت می شود که بر طرف کردن آنها به تجربیات و نقشه های

پیشرفته نیاز دارد یک راه حل آن این است که ما بین سیستم های حفاظتی در یک شبکه هماهنگ سازی بوجود بیاوریم با پیشرفت سریع فناوری اطلاعات که مساله مهم و قابل دسترس اس

ت استفاده از این روش برای سیستم های حفاظتی قدرت مورد توجه قرار گرفته است یکی از روشهایی که جدیدا استفاده شده سیستمهای اندازه گیری فازوری است که سنکرون کردن آن توسط سیستمهای اندازه گیری ماهواره ای (WAMS) انجام می شود مزیت این سیستم های اندازه گیری این است که یک حفاظت جامعه و کامل از شبکه می کنند بر خلاف حفاظتهای محلی که فقط در آن رله ها برای محل کار خود تنظیم می شود هدف کلی ما در این مقاله ارائه روشی برای جلوگیری کردن از فروپاشی و ناپایداری شبکه ها و جلوگیری از خسارت دیدن تجهیزات قدرت است . برای اینکه ایده ما عملی شود در ابتدا باید با یک سری مفاهیم کلی ک در ارتباط با فروپاشی و ناپایداری شبکه و خسارت تجهیزات می باشند آشنا شویم.
ایمنی و انتخابی بودن و عمل کرد سریع :

ایمنی یعنی اینکه اپراتور در برابر تشخیص خطا عمل کند تا حد امکان خسارات وارد بر سیستم کم شود تشخیص خطا و رفع آن باید انتخابی باشد . یک سیستم حفاظتی خوب باید مشکلات بوجود آمده برای سیستم را رفع کند بدون اینکه دیگر نقاط سیستم آسیب ببیند و یا قطع شود و فقط قسمتی از سیستم که خطا در آن اتفاق افتاده باید از مدار خارج شود و بقیه سیستم به عملکرد خود ادامه دهد . انتظاری که از سیستم اتوماتیک می رود این است که باید خیلی سریعتر از

عملی کند انجام دهد هر چه یک رله سریعتر کار کند وقفه خاموشی سیستم ما کمتر است و خسارت کمتری به سیستم ما وارد می شود .
۳-۲ خطاهای اتصال کوتاه
یکی از دلایلی که اتصال کوتاه باید سریع در شبکه رفع شود این است که پایداری گذرای شبکه نباید از بین رود و باید خطا سریع رفع شود به دلیل محدودیت جذب انرژی در خطوط انتقال و کابلهای فشار قوی ما باید سریع خطای اتصال کوتاه را رفع کنیم زیرا در اتصال کوتاه جریان زیادی از آنها عبور می کند و گرمای شدیدی در آنها بوجو می آید که خسارت جبران ناپذیری به آنها وارد می کند همانطور که در معادله زیر نشان دادده شده است .

هنگامی که معادله (۳-۲) و (۳-۳) را در (۳-۱) قرار دهیم رابطه زیر بدست می آید

رابطه جریان و گرما را مشاهده می کنید که درجه حرارت اولیه در آن ماکزیمم دمای حالت نرمال سیستم است مشکل ما در مدت اتصال کوتاه این است که گرمای شدیدی در تجهیزات ما بوجود می آید و تجهیز هم نمی تواند آن را با محیط مبادله کند و باعث بالا رفتن دمای آن شده و عمر تجهیز را کم می کند .
۳- ۳ انواع رله های حفاظتی
۱-۳-۳- رله های اضافه جریان
سه نوع رله اضافه جریان داریم : رله اتصال کوتاه رله اتصال زمین و رله اضافه بار .
عملکرد این رله ها بر اساس مقایسه بین جریان عبوری از آن و جریان تنظیم شده برای آن است رله های اضافه جریان دارای ساختاری ساده و قیمت ارزانی هستند ولی کاربرد آنها و نصب آنها خیلی مشکل است مهمترین مشکل در خصوص این رله ها تنظیم ماکزیمم جریان عبوری بر حسب زمان

است تنظیم خصوصیات مختلف رله و هماهنگی آنها ممکن است موجب ایجاد علکرد اشتباه در رله شود و این یکی را دلایلی است که این رله ها فقط به عنوان حفاظت پشتیبان و با حفاظت شبکه های توزیع شعاعی استفاده می شود به همین دلیل ما در این مقاله فقط شبیه ساز رله های اتصال کوتاه را بررسی می کنیم .
۱-۱-۳-۳ رله های اضافه جریان – اتصال کوتاه
جریان خطوط انتقال با ورودی متغیر وارد این رله ها می شود و عملکرد این رله های مستقل از جهت جریان است اگر تشخیص جهت جریان مهم باشد ولتاژ به عنوان یک ورودی دیگر اضاف

ه می شود رله های اضافه جریان به دو دسته مستقل از زمان و وابسته به زمان تقسیم می شود و بسته به کاربرد آنها این رله ها انتخاب می شوند و انتخاب یک رله با یک مشخصات خاص زیاد مهم نیست .

مشخصه قطع رله های اضافه جریان
در اروپا انتخاب رله بیشتر به محل کاربرد آن دارد در آمریکا انتخاب رله بسته به جریان آن دارد انتخاب رله خود یک مساله است و هماهنگی بین رله ها در شبکه مساله دیگر است . جریان عملکرد رله ها همیشه جریانی است که بیشتر از ماکزیمم جریان عبوریاز رله در حالت نرمال آن است برای جلوگیری کردن از قطع کردن رله ها در مورد غیر لزوم جریان عملکرد رله ها باید طوری تنظیم شود که حفاظتی برای سکشنهای بعدی ما ایجاد کند و همچنین پشتیبانی باشد برای دیگر رله ها به عنوان مثال اگر خطایی در انتهای خط بعدی اتفاق افتد از آن به عنوان یک پشتیبان حفاظت کند .

۱-۲-۳-۳ رله های حفاظت اتصال زمین
در سیستمهای قدرت که به صورت متعادل کار می کند اختلاف جریان بین فازها بسیار کم است در صورت بروز خطای اتصال زمین اختلاف جریان فازها تفاوت زیادی با هم خواهند داشت بنابراین برای تشخیص بروز این خطا در شبکه از اختلاف جریانها استفاده می شود که به جریان بار بستگی نداشته باشد در نقاطی که نقطه صفر ما زمین شده باشد همان حفاظت اضافه جریان این کار را انجام می دهد و در دیگر شبکه ها حفاظت دیستانس این کار را انجام می دهد .

۲-۳-۳ حفاظت دیستانس
این نوع حفاظت کاربرد زیادی در شبکه های قدرت دارد اساس عملکرد بیشتر رله ها مقایسه جریان ورودی و خروجی است و خطوط انتقالی که فاصله دو طرف آنها خیلی زیاد است باید طول مدارات رله به اندازه طول خط انتقال باشد بنابراین در خطوط انتقالی که طول آنها زیاد است از حفاظت دیستانس استفاده می شود که یک حفاظت دارای انتخاب بالا و قابل اطمینان است و استفاده آن در خطوط انتقال به سرعت در حال پیشرفت است

۱-۲-۳-۳ اساس عملکرد حفاظت دیستانس
حفاظت دیستانس هماهنگ کردن حفاظت سیستم است که بسته به جهت عبور جریان و مقاومت سیستم دارد حفاظت دیستانس نوع واحدی از حفاظت نیست و دارای این توانایی است که میان خطاهای رخ داده در بخش های گوناگون سیستم بر مبنای امپدانس اندازه گیری شده خطای رخ داده را تشخیص دهد اساسا این امر به معنای مقایسه جریان خطای دیده شد .
با افزایش مسافت بین محل خطا و محل نصب رله زمان قطع رله افزایش می یابد رله های دیستانس با اندازه گیری امپدانس خط عمل می کند و در حالت عادی امپدانس زیادی را می بیند هنگام بروز خطا امپدانسی را که می بیند امپدانس محل رله تا محل خطا است و مقاوتی که باعث محدود شدن جریان خطا می شود و بسته به نوع خطا دارد رله با مقایسه بین حالت عادی و حالتی که جریان افزایش می یابد آن را تشخیص می دهد . با اندازه گیری ولتاژ و جریان رله مقدار نهایی مقاومت و راتانس را محاسبه کند اگر مقدار محاسبه شده کمتر از مقدار تنظیم شده داخل رله باشد و خطا در محدوده حفاظتی آن رخ داده باشد رله عمل می کند نمودار R- X رله در شکل ۳ نشان داده شده است این ناحیه امپدانسی برای خطا لازم است چون ممکن است مقاومت خط نامعلوم باشد و بسته به نوع خطای اتفاق افتاده دارد .

در حالت عادی نقطه مورد نظر باید در سمت راست مبدا و به فاصله زیادی از آن قرار گرفته باشد (نطقه ۱) در هنگام بروز خطا نقطه به سمت مبدا حرکت می کند و داخل منحنی مشخصات قطع رله می شود (نقطه ۲) نکته حائز اهمیت این است که پارامترهای خط همیشه ثابت نیست و عواملی مانند شرایط بار و محیط و جبرانگرهای افت و لتاژ در شبکه بر ان تاثیر می گذراد ترانسورماتورهای اندازه گیری و رله ها نیز درصدی از خطا دارند که با خطای پارامرتی خط با

 

هم خنثی می شوند .
در شکل ۴ نمودار حفاظت دیستانس نشان داده شده است این نکته در نمدار دیده می شود که رله ها حفاظت اصلی برای ناحیه خود و پشتیبانی برای خطهای دیگر هستند .
هماهنگی این رله ها با زمان بندی مختلف آنها انجام می شود ناحیه اول باید ۸۰ درصد خط خود را بدون هیچ تاخیری پوشش دهد به علت خطاهایی که در پارامترهای خط وجود دارد و قبلا به آن اشاره شد و مقاومت ناحیه ۱ نمی تواند تمام طول خط را توسط ناحیه ۱ حفاظت کرد ناحیه دوم ۲۰ درصد باقیمانده خط خود را پوشش می دهد بعلاوه پشتیبانی برای رله شماره ۲ است ناحیه سوم پشتیبانی برای رله ۲ و ۳ است هنگامی که در خط ۲ خطایی بین رله ۲و ۳ رخ دهد نه تنها رله ۲ این خطا را از مدار خطا را می بیند R1 نیز آن را تشخیص می هد در این حالت R2 باید خط ۲ را از مدار خارج کند چون این رله اول خطا را تشخیص داده است و در نهایت ناحیه ۲ همان رله نیز این

خطا را تشخیص داده است رله R1 نیز در ناحیه ۲و ۳ خود این خطا را تشخیص می دهد ولی آنقدر باید منتظر بماند تا این خطا در ناحیه عمل کرد آن بماند و یا رله R2 عمل نکند در عمل طول ناحیه دوم ۱۲۰- ۸۰% طول خط اول است بعلاوه ۲۰% خط اول که باقیمانده و حفاظت پشتیبان یا اضافی نامیده می شود وظیفه آن حفاظت از انتهای خط اول باس بار است طول ناحیه ۳ معمولا ۱۲۰ %

بزرگترین خط مجاور است استفاده بیشتر از ۳ ذون خیلی کم و به ندرت برای شبکه های قدرت استفاده می شود به هر حال اساس ناحیه ۳ تامین کردن ۱۰۰ درصد حفاظت پشتیبان است برای کلید مدارهای جانبی و زمان عمل کرد آن بسته به مدارات جانبی دارد .

برخی مشکلات و محدودیت های حفاظت دیستانس
یکی از محدودیت های رله دیستانس این است که ناحیه اول حفاظتی رله دیستانس در مقایسه با طرح های حفاظتی دیگر مانند حفاظت دیفرانسیل نمی تواند تمام مدار را پوشش دهد .
حفاظت کلاسیک دیستانس خطوط مشکلاتی را نیز در حالت های خاص نشان می دهد که بر

خی از این مشکلات عبارتند از : سیستم های زمین شده با امپدانس بلا خطاهای امپدانس بالا، حفاظت کال، خطوط کوتاه ، خطوط جبران شده با خازن سری وجود تولید گسترده در شبکه خطوط چند ترمیناله و غیره . همچنین با گسترش شبکه الکتریکی و پیچیده تر شدن آن دستیابی به یک تنظیم مناسب برای هماهنگی بین رله های دیستانس و کاهش زمان عملکرد آن مشکل است .

 

فصل چهارم
چکیده :
در این فصل در جهت بررسی خطرات الکتریکی موجود در محیط های کاری کارگران و بررسی و تجزیه و تحلیل اینگونه خطرات تدوین و در نهایت در جهت محدود نمودن اختلاف ولتاژ بین هر دو نقطه قابل دسترسی کارگران در اطراف محیط کار به میزان ولتاژ ایمن با توجه به استانداردهای موجود در صنعت برق پیشنهاداتی را ارائه می نماید.
مقدمه :
در زمان انجام کارهای تعمیراتی در شبکه علیرغم بی برق بودن شبکه به دلایل اشتباه در مانورهای عملیاتی یا اتصال شبکه بی برق با مدارات برقدار و یا بعلت القاء الکتریکی به دلیل در حوزه بودن خط و همچننی ولتاژهای ناشی از صاعقه امکان برقدار شدن خط می باشد زمانی که سیم هادی زمین برقدار می گردد جریان عبوری از قسمتهای زمین شده در صورت عدم وجود زمین حفاظتی مناسب باعث اختلاف ولتاژ زیادی بین قسمتهای زمین شده می گردد .
شکل ۱ – بیانگر وضعیت کاری کارگران برقکار در محیط کاری می باشد که در آن ولتاژ غیر نرمالی ظاهر گردیده است .
شکل ۲- بیانگر وجود ولتاژ تماس در پای یک ستون یا دکل فلزی برق می باشد که در آن امکان حادثه جهت سیمبان وجود خواهد داشت .

ایجاد زمین حفاظتی مناسب در محیط کار و پایین بودن میزان مقاومت سیستم زمین باعث محدود کردن ولتاژ در محیط های کاری و در ارتفاع گردیده و اجرای روش های صحیح انجام کار تا حد زیادی مشکلات ناشی از ولتاژ گام و ولتاژ تماس جهت کارگران را کاهش می دهد . شکل ۱٫

آشنایی با جریانهای خطا
جریانهای خطا در سیستم زمین حفاظتی به طریق ذیل جریان می یابد .
۱- اگر به صورت اتفاقی خط بی برق از محل تغذیه اصلی برقدار گردد .
۲- مدار بی برق به صورت اتفاقی از مدار برقدار دیگری در مجاور آن به علت نزدیک شدن فلش .
سیم مدار برقدار و یا افتادن یک هادی برقدار روی خط ارت شده برقدار شده باشد قبل از بی برق کردن خط و ایجاد سیستم حفاظتی زمین احتمال وقوع هر یک از دو مورد فوق می بایستی مد نظر قرار گیرد و آمپراژ قابل عبور از سیستم زمین به طریقی انتخاب گردد که متناسب با حداکثر آمپراژ عبوری ناشی از هر یک از دو مورد فوق و یا هر دو با هم باشد .
برای انتخاب مناسب سیستم حفاظتی زمین اطلاعاتی بشرح ذیل در رابطه با جریانهای خطا در سیستم موردنیاز می باشد .
۱- مدار جریان خطا
۲- زمان عبور

۳- حداکثر مقدار جریان خطا و شناسایی نیروهای مغناطیسی ایجاد شده .
حداکثر جریان خطا در ایستگاهها و پستهای مختلف معمولا از اطلاعات موجود طراحی اینگونه سیستم ها قابل دسترسی می باشد عددهای موجود میزان را تا ۷۰ کیلو آمپر برای بعضی از سیستمها تخمین زده اند .
اگر چه جریان خطا به میزان ماکزیمم آن با توجه به تغییرات در منبع ایجاد خطا و همچنین مقدار زیاد در زمان ایجاد خطا به ندرت اتفاق می افتد تبه هر حال به جهت ایجاد ضریب اطمینان بالاتر بهتر است در طراحی سیستم ارت حفاظتی حداکثر میزان آن مد نظر قرار گیرد .
اخیرا با استفاده از تکنیک های استفاده از کامپیوتر امکان شبیه سازی بروز خطا در سیستم های مختلف مقدور می باشد .
شکل (۳) نمایانگر نمونه ای از این منحنی ها می باشد با توجه به شکل ملاحظه می گردد که احتمال بروز جریان خطا در حد ماکزیمم آن بسیار کم بوده و حدوداً ۹۹ % احتمال وقوع خطا در حد پایین تر از ۶۰% مقدار حداکثر جریان خطا می باشد و احتمال ایجاد خطا در سیستم به حدی که میزان جریان بیش از ۶۰% حداکثر جریان خطای سیستم باشد ۱% می باشد در هر حال استفاده از روشهای احتمالاتی ما را به سمت در نظر گرفتن میزان حداکثر جریان خطا به میزان کمتری هدایت می کند .
شکل (۶) نمایانگر این مطلب است که امپدانس خط با دور شدن محل خطا از باس بار پست باعث تقلیل در مقدار جریان خطا در سیستم می گردد .
نظر به اینکه سیستم حفاظتی زمین ممکن است بین یک فاز با زمین یا بین دو یا سه فاز و سپس به زمین نصب گردد لذا خطایی که بر اساس آن سیستم زمین طراحی می گردد ممکن است به صورت خط به زمین یا فاز به فاز به زمین یاسه فاز خطا باشد بنابراین در طراحی سیستم زمین ها ی حفاظتی حداکثر مقدار جریان خطا با توجه به وضعیت های ارائه شده

فوق می بایستی بررسی و مد نظر قرار گیرد .
در دسترس ترین زمان عبور جریان بر اساس حوادث قبلی و تجربیات در ولتاژ خاص می تواند در طراحی سیستم ارت حفاظتی مبناء قرار گیرد معمولا زمان تداوم نقص در سیستم برای حفاظت های ثانویه بر اساس تجربیات مبنای محاسبه برای سیستم های حفاظتی زمین قرار می گیرد .
جریان ناشی از خطا به ندرت می تواند ابتداعا مقداری بیش از مقدار حالت تعادل آن را که معمولاً بعد از چند سیکل بدست می آید گردد (شکل ۷) .
نیروهای مکانیکی وارده به سیستم زمین در زمان وقوع خطا متناسب بانوان دوم مقدار جریان لحظه ای می باشد بنابراین :

مقدار حداکثر جریان خطا نقش مهمی در تعیین زمین حفاظتی مناسب دارد .
جدول شماره (۴) نمایانگر نمونه ای از نیروهای مکانیکی وارده با توجه به آمپراژ خطا در یک سیستم می باشد .
با توجه به جدول ملاحظه می شود اگر چه مقدار یک نیروها بالا هستند اما نیروهای مخرب پیش از نیروهایی که نیاز به ثابت نگاه داشتن یک کابل است که نیروهای مکانیکی وارده آن را شتاب داده و به سرعت بالایی رسانیده اند در سیستم ظاهر می گردند بنابراین در طراحی و اجرای سیستم :
محل قرار گرفتن کابل حفاظتی زمین با توجه به موقعیت محل کار کارگران با عنایت به نیروهای مکانیکی وارده به کابل در زمان عبور جریان خطا می بایستی انتخاب گردد .

زمین های حفاظتی در حقیقت هادی های عایقی هستند که می بایستی قابلیبت هدایت جریان و تحمل نیروهایی مکانیکی در مدت تداوم جریان را دارا باشد بنابراین وضعیت سیم زمین بستگی به عوامل زیر دار .
الف : بستگی به ظرفیت هدایت جریان توسط کابل مربوطه .
ب : بستگی به ظرفیت هدایت جریان کلمپ کابل ارتباطی و اتصالات آن
ج : بستگی به چگونگی اتصال از نظر سطح تماس و محکم بودن اتصال نقاط انتهایی کابل
د: بستگی به شمای فیزیکی مدار .
ه : بستگی به مقاومت کامل سیستم زمین .
الف : نوع کابل :
منحنی ذوب تعدادی از انواع سایز کابل های مسی در شکل ۸ نمایش داده شده است چنانچه جریان عبوری از سیستم زمین باعث گداخته شدن کابل در زمان وقوع خطا گردد مقاومت کال افزایش یافته و باعث افزایش افت ولتاژ کابلهای سیستم زمین می گردد بنابراین سایر کابل معمولا باید طوری انتخاب گردد که با توجه به حداکثر مقدار جریان عبوری ناشی از خطا و

زمان تداوم جریان گداختگی در کابل ایجاد نگردد .
ب : نوع کلمپ
بعد از تعیین کلمپ برای سایز معینی از کابل و هادی که اتصال به آن انجام می شود بهتر است بصورت نمونه آزمایش کافی بر روی سیستم نمونه ارت در حداکثر جریان در نظر گرفته شده انجام گردد . از عوامل مهم در این کار انتقال کابل جریان بین کابل و نقطه اتصال داه شده و مقدار استقامت مکانیکی لازم در بدترین شرایط وقوع خطا د رسیستم می باشد با توجه به اینکه نیروهای مکانیکی وارده به کابل ممکن است باعث حرکت کلمپ گردد بهتر است کلمپ طوری به محل اتصال وصل گردد که چنین حرکاتی باعث کنده شدن کامل کلمپ نگردد .
ج : اتصال کلمپ
مراقبت لازم در حین کار در جهت آماده سازی سطح نقطه تماس می بایستی انجام گردد . بطوری که مقاومت سطح تماس به حداقل رسیده تا از داغ شدن و تغییر شکل دادن کلمپ جلوگیری گردد کوتاهی در برداشتن لایه اکسید شده نقطه تماس ممکن است باعث افزایش حرارت ناشی از مقاومت زیاد نقطه تماس گردیده و در نتیجه منجر به ذوب شدن محل نقطه و شل شدن کلمپ گردد .
ه : شمای فیزیکی مدار
وضعیت خط از نطر تک مدار بودن یا دو مدار بودن شبکه در طراحی سیستم زمین حفاظتی نقش بسزایی دارد نیروی مکانیکی وارده بر کابل زمین نسبت عکس یا فاصله از مسیر جریان عبوری سیم هادی کناری دارد بنابراین نزدیکی و شکل مسیر هادیهای دیگر که باقیمانده مدارات شده را تشکیل می دهد اهمیتی بسزایی در نیروهای مکانیکی وارده به کابلهای سیستم ارت دارد در زمان آزمایش سیستم زمین مسیر جریان برگشتی را می توان تعیین نمود توصیه می گردد که بدترین شکل که امکان برخورد در محیط کار را دارد برای آزمایش نمونه سازی گردد .
و : مقاومت سیستم زمین :

در اکثر مواقع دو قسمت هادی که سیستم کابل زمین به آنها متصل است بطور همزمان در دسترسی کارگران قرار می گیرد در این گونه مواقع اختلاف پتانسیل بین این دو قسمت می بایستی در زمان وقوع اتصالی ایمن باشد در بیشتر مواقع سایز کابلهای مورد احتیاج به منظور تطبیق با جریان خطا دارای مقاومت در واحد طول کمتری از آنچه مورد نیاز سیستم است می باشد .

 

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 30000 تومان در 220 صفحه
300,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد