مفاهیم پایه
دانستن برخی از مفاهیم پایه ای مربوط به کلیدهای فشارضعیف لازم است:
1-(operation voltage):ولتاژ عملکرد یا ولتاژ بهره برداری است که به ان ولتاژ سرویس هم میگویند این ولتاژ تحت عنوان Ue بیان میشود.سطح این ولتاژ در فشار ضعیف400V است.
2-(nominal voltage):حد بالای ولتاژ سیستم است که در فشار ضعیف 690V است.که تحت عنوان Un بیان میشود.
3-(insulation voltage):بصورت ماکزیمم سطح ولتاژ سیستم است که در فشار ضعیف برابر 1Kv است.این ولتاژتحت عنوان Ui بیان میشود.
4-(impuls withstand voltage):مقدار ولتاژ پیک ضربه ای است که برابر ولتاژ ماکزیمم پیک است این ولتاژ تحت عنوان Uimp بیان میشود.
5-(uninterruptable current ):شدت جریان تحمل کنتاکت کلید است یا به عبارتی جریانی است که تجهیز بطور مداوم میتواند تحمل کند.این جریان تحت عنوان Iu بیان میشود.
6-(nominal current):جریان نامی نرمالی است که تجهیز در شرایط معین بطور دایمی از خود عبور میدهد مقادیر نامی جریان 16A...6300A است این جریان تحت عنوان In بیان میشود.
7-(short -time withstand current):رنج ایستادگی کوتاه مدت جریان اتصال کوتاه برای کلید است که معمولا" با یک زمانی مطرح میشود که یک یا سه ثانیه است.این جریان تحت عنوان Icw بیان میشود.
8-(making short circuit capacity):جریان نامی وصل اتصال کوتاه است مثال:اتصال کوتاه در مدار باقی مانده است وکلید را میتوانیم در این شرایط وصل کنیم.این جریان تحت عنوان Icm بیان میشود.
9-(ultimate short circuit breaking):قدرت قطع در جریان پیک اتصال کوتاه است این جریان با دو مقدار مشخص میشود مقدار r.m.s و مقدار dc component که بصورت درصد بیان میشود این جریان تحت عنوان Icu بیان میشود.
10-(service short circuit breaking):این جریان هم مقدار نامی قطع اتصال کوتاه است که تحت عنوان Ics بیان میشود.
*نکته:Icuجریان اتصال کوتاهی است که کلید تنها یکبار بدون اینکه اسیبی ببیند قادر به قطع ان است اما Icsجریان اتصال کوتاهی است که کلید به دفعات قادر به قطع ان میباشد بدون انکه اسیبی ببیند.Ics درصدی از Icu است.
تفاوت توان اکتیو و راکتیو؟
تا به حال با خودتون فکر کردید که اگه یکی ازتون (به عنوان یه مهندس برق!
)سوالات زیرو بپرسه، بهش چی جواب میدین؟
1-توان اکتیو و راکتیو چی اند؟
2-تفاوت این دو تا توان در چیه؟
3-ایا هر دو تاشون برامون مفیدند؟و ما هزینه ای رو که می پردازیم، بابت کدومشونه؟
4-چه معایب و یا مزایایی دارند؟
و....
خوب اگه میدونین که چه عالی!!اگه نمی دونین، اشکال نداره چون تو این تاپیک به زبان خیلی ساده به همه ی جوابها میرسین.
توان اکتیو = توان واته = توان مفید = توانی که به اجبار از شبکه میکشیم = توانی که ما دوست داریم مصرف بشه = توانی که باعث روشنایی در لامپ میشه = توانی که باعث گردش شافت موتورها می شه = توانی که در خطوط انتقال ارسال می کنیم = P
توان راکتیو = توان دواته = توان غیر مفید = توانی که به اجبار با توان اکتیو منتقل میشه = توانی که ما دوست نداریم مصرف بشه = توانی که باعث روشنایی در لامپ نمیشه = توانی که باعث گردش شافت موتورها نمی شه = توانی که تنها با عث افزایش جریان در سیمها می شه = توانی که اجبارا با توان اکتیو در خطوط انتقال عبور می کند = Q
یک جاده با عرض 10 کامیون تصور کنید
تمامی 10 کامیون به طور همزمان بار مشخصی را از نقطه 1 به نقطه 2 انتقال میدن و بار خود را در نقطه 2 خالی می کنند اما 2 کامیون بار خود را تخلیه نمی کنند و با بار به نقطه اول بر می گردند. به طور ساده تر هم میتونیم بگیم که 8 کامیون توان اکتیو و 2 کامیون بار راکتیو هستند.
در مبحث برقی نیز توان راکتیو همان توانی است که باعث اضافه جریان در سیمها می شود اما این اضافه جریان باعث انجام کاری نمیشود و اجبارا از سیمها عبور می کند
خازن در این مدارات به مفهوم یک بازرس در موقع تخلیه بار در آن کامیونها می باشد!!!!
مقدمه ای بر ترانس های ولتاژ و جریان
چرا از ترانس های ولتاژ و جریان استفاده می کنیم؟
در صنعت برق برای دو منظور اندازه گیری و حفاظت نیاز به میزان پرامترهای ولتاژ و جریان هستیم ولی از آنجا که این مقادیر اعداد بزرگی می باشند لذا دسترسی به آنها نه عملی بوده و نه از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است پس ناگزیر به استفاده داز ترانسهای جریان وولتاژ می باشیم تا این مقادیر را به مقادیر کوچکتری که کسری از مقادیر واقعی می باشند تبدیل نماییم. در واقع این تجهیزات نمونه کوچک شده ، با درصد خطایی بسیار کم از ولتاژ و جریان طرف اولیه هستند و چون تمامی دستگاه های اندازه گیری همچون آمپرمتر، ولتمتر، وارمتر و.......و نیز رله های حفاظتی بر اساس میزان جریان و ولتاژ ثانویه این تجهیزات ساخته می شوند لذا می توان به کمک این ترانسها به اهداف حفاظت و اندازه گیری دست یافت.
انواع ترانس های ولتاژ و جریان:
ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ در دو نوع حفاظتی و اندازه گیری طراحی و ساخته می شوند، بدیهی است که از نوع حفاظتی جهت تغذیه رله های حفاظتی و از نوع اندازه گیری و ثباتها استفاده می شود.ترانسفورماتورهای جریان با کلاس حفاظت : این نوع ترانسها معمولا" در چند تیپ 10P10، SP10،SP20 طراحی و ساخته می شوند که عدد قبا از حرف P میزان درصد خطا و عدد بعد از P صحبت عملکرد ترانس را در چند برابر جریان نامی نشان میدهد. ( مثلا" در ترانس SP20 در 20 برابر جریان نامی 5 درصد خطا وجود دارد).
ترانسفورماتورهای جریان با کلاس اندازه گیری : این ترانسها معمولا" در دو مبدل با کلاسهای یک و نیم ساخته میشوند. که این اعداد نشانگر میزان درصد خطا تا 102 برابر جریان نامی می باشند.
ترانسفورماتورهای ولتاژ با کلاس حفاظت: این نوع ترانسها معمولا" در دو مدل P3، P6 نیز میزان درصد خطا را نشان میدهند.
ترانسفورماتورهای ولتاژ با کلاس اندازه گیری : این نوع ترانسها نیز مشابه ترانسهای جریان با کلاس اندازه گیری میباشند.
ترانس های جریان از نظر ساختمان:
نکته حائز اهمیت در این نوع ترانسها این است که اگر ثانویه مدار باز باشد در اولیه جریان زیاد خواهد بود اما بدلیل مدار باز بودن تقریبا" هیچ جریانی از ثانویه نمیگذرد و در نتیجه فوران هسته سبب تلفات بسیار بالا در آن شده و موجب ذوب شدن سیم پیچهای سمت ثانویه ودرنهایت آسیب دیدن ترانس می شود.حال اگر نیاز به استفاده ازیک ترانس جریان یا یک کور ترانس جریان نباشد می توان آنرا با ترمینالهای جریانی ( لینک دار) اتصال کوتاه نمود.این موضوع در ترانسهای ولتاژ کاملا" برعکس می باشد.یعنی در ترانسهای ولتاژ هیچگاه ثانویه نباید اتصال کوتاه شود.
تاثیر انتخاب توان خروجی بر ضریب امنیت ترانس جریان:
انتخاب توان خروجی ترانسفورماتور اندازه گیری جریان بر اساس توان مصرفی ادوات اندازه گیری متصل به ترانسفورماتور و توان تلفاتی مربوط به سیمهای رابط انجام میگیرد.طراحی های جدید دستگاه های اندازه گیری به گونه ایست که توان تلفاتی آنها بسیار کاهش یافته و در صورتیکه فاصله ترانس از دستگاه اندازه گیری زیاد نباشد انتخاب توان 2.5 ولت آمپر برای ترانس جریان مناسب می باشد.شایان ذکر است که اگر توان خروجی نامی ترانس با توان واقعی ترانس متفاوت باشد ضریب امنیت (Security Factor = fs) مطابق رابطه ذیل تغییر خواهد نمود:
FS: ضریب امنیت واقعی
FS: ضریب امنیت نامی
SN: توان خروجی نامی
S : توان خروجی واقعی
SE: توان تلفاتی ترانسفورماتور که معمولا" بین 5 تا 20 درصد توان خروجی نامی است.بعنوان مثال اگر یک دستگاه ترانسفورماتور جریان مشخصات 10015 با کلاس دقت 5 FS5 .0 با توان خروجی 5 ولت آمپر انتخاب شود. ولی توان خروجی واقعی 5/2 ولت آمپر باشد ضریب امنیت جدید برابر خواهد بود با : (0.375+2.5) / ( FS= 5 x(5+0.3
این حالت در صورت بروز اتصال کوتاه و افزایش جریان در اولیه ترانسفورماتور هسته ترانس تا 35/9 برابر جریان اولیه به اشباع نخواهد رفت و جریان ثانویه ترانسفورماتور نیز به همین نسبت افزایش خواهد یافت.عبور این جریان افزایش یافته از ثانویه ترانسفورماتور موجب بروز ادوات اندازه گیری که حساس می باشند.خواهد شد.بنابراین توصیه میشود توان خروجی ترانسفورماتور جریان بر اساس توان واقعی مصرفی تعیین میگردد تا از بروز خسارت جلوگیری شود.
تاثیر انتخاب توان خروجیدر ترانس های جریان با کلاس حفاظت :
هر گاه در ترانسفورماتور های جریان میزان توان نامی زیاد انتخاب شود و ترانس از نوع کلاس حفاظت باشد و اگر میزان توان مصرفی کمتر از مقدار نامی باشد آنگاه کلاس دقت آن تغییر کرده و افزایش می یابد.بعنوان مثال اگر ترانس از نوع 10p 10 و نوان نامی آن VA10 باشد و فقط VA1 از ترانس کشیده شود qva توان باقیمانده باعث میشود که کلاس دقت آن تغییر کرده و مثلا" به 10 P 30 یا حتی 10 P 40 تبدیل شود پس نتیجه میگیریم که در ترانسهای جریان حفاظتی بیشتر انتخاب نمودن توان خروجی سبب افزایش کلاس دقت شده و از نظر فنی بهتر است.
تفاوت ترانس های جریان و ولتاژ:
با توجه به اینکه اصول ترانسهای ولتاژ و جریان مشابه اند اما تفاوتهایی نیز دارند.
1- در ترانسهای ولتاژ ، جریان عبور کننده از ثانویه توسط بار تعیین میشود ولی در ترانسهای جریان ، جریان طرف اولیه تعیین کننده بوده و میزان بار ثانویه تاثیری در مقدار جریان خروجی ندارد.( خروجی همیشه 1 یا 5 آمپری است)
2- ترانسهای ولتاژ در دو نوع کاهنده و افزاینده جریان بکار میروند ولی ترانسهای جریان معمولا" بعنوان کاهنده جریان مورد استفاده قرار می گیرند.
3- ترانسهای ولتاژ برای کار تحت فرکانس نامی بکار میروند ولی ترانسهای جریان باید بتواننددر شرایط اتصال کوتاه و هارمونیکهای ناشی از آن، مشخصات خود را از قبیل جریان خروجی و کلاس دقت حفظ کنند.
4- ترانسهای ولتاژ معمولا" سه فاز هستند.( مخصوصا" در فشار ضعیف) ولی ترانسهای جریان بصورت تک فاز طراحی و ساخته و حفظ می شوند.
5- ترانسهای جریان از نظر ولتاژی، ایزولاسیون مشکل دارند.دلیل اینکار وجود ولتاژ بالا در اولیه و ولتاژ تقریبا" صفر در ثانویه است.
معیارهای انتخاب ترانس جریان:
برای انتخاب ترانس های جریان در صنعت معیارها ی مختلفی وجود دارد که توضیح آن در این مقاله نمیگنجد و فقط سعی شده به اهم آن اشاره شود.
1-ولتاژ عایقی
2- جریان نامی اولیه
3- جریان نامی ثانویه
4- جریان قابل تحمل کوتاه و مدت و زمان آن
5- جریان دینامیکی اتصال کوتاه در اولیه
۶-فرکانس سیستم
7- تعداد هسته ها
8- ابعاد ترانس
9- کلاس دقت
10- ابعاد خروجی
معیار انتخاب ترانس ولتاژ:
همچون ترانسهای جریان در ترانسهای ولتاژ نیز جهت سفارش و مصرف به موارد مهمی باید دقت نمود که اهم آنها بشرح ذیل میباشد.
1- ولتاژ نامی اولیه
8- ولتاژ نامی ثانویه
3-توان نامی خروجی
4- توان خروجی ماکزیمم
5- خطای نسبت تبدیل
6- فرکانس نامی
7- حفاظت اولیه و ثانویه
8- انواع عایق
معمولا" جریان ثانویه ترانسهای جریان 1 یا 5 آمپر می باشند.که امروزه مصرف ترانسهای A1 بدلیل افت کمتر توان و نیز مسئله اتصال بیشتر شده است. همانطور که مستحضر هستید ترانسهای جریان فشار ضعیف همگی تک کور هستند حال اینکه ترانسهای جریان فشار متوسط تا 4 کور قابل تعمیم می باشند که هر کدام از کورها می توانند بسته به توان نامی و جریان نشان A1 یا A5 و یا کلاسهای دقت مجزای از هم ( حفاظت و اندازه گیری) باشند.در خصوص جریان حرارتی در ترانسفورماتور های جریان شایان ذکر اینکه این جریان بر اساس 100x in = ITN محاسبه میشود که معمولا" حداکثر آن بنا به درخواست در ترانسهای تیپ اولیه ka30 ورود ترانسهای با یک جریان اولیه ka60 می باشد.
بررسی زمان اتصال کوتاه در ترانس های جریان:
مبحثی که این روزها معمولا" در نقشه های مدارهای قدرت به چشم میخورند زمان اتصال کوتاه میباشد که معمولا" در نقشه ها و در تمام مدارک فنی و کاتالوگها 1 ثانیه قید شده ولیکن در صورت تبدیل آن به زمانهای دیگر میتوان از روابط ذیل که فقط از نظر حرارتی به این قضیه مدارهای قدرت به چشم میخورد.زمان اتصال کوتاه میباشدکه معمولا" 1 یا 3 ثانیه میباشد.
Automatic transfer system
همانطور که می دانید تمام تابلو های برق فشار متوسط و یا فشار ضعیف دارای تعدادی فیدر می باشند که این فیدرها می توانند فیدر ورودی و یا فیدر خروجی باشند. فیدرهای ورودی (Incoming) ، فیدرهائی هستند که تغذیه یک باسبار را به عهده داشته که این باسبارخود می تواند از تعدادی فیدرخروجی (Out going) از نوع موتوری و یا ترانسی تشکیل شده باشد که تغذیه تعدادی موتور و یا ترانس را به عهده داشته باشد.
تابلو ها می توانند دارای 2 کلید ورودی و یا حتی 3 کلید ورودی باشند که کلید سوم به عنوان ورودی اظطراری (Emergency) باشد ، بدین مفهوم که تابلوی ما دارای 3 باسبار مجزاء بوده که هر باسبارتوسط یک کلید ورودی تغذیه خواهد شد. معمولا" بارهای خروجی که دارای اولویت بوده و به عنوان بارهای حیاتی و یا اظطراری هستند بر روی باس اظطراری و یا ورودی دیزل ژنراتور قرار می گیرند . دو ورودی اصلی از ثانویه ترانس قدرت تغذیه شده و ورودی سوم که به عنوان ورودی اظطراری می باشد از دیزل ژنراتور تغذیه می شود.Fail شدن یکی از ورودی ها به هر دلیلی ، نباید فیدرهای خروجی باسباری که کلید ورودی آن قطع می باشد بی برق شوند ، لذا باید تا زمان رفع مشکل کلید ورودی، باسبار برق دار بوده و به روند کار خود ادامه دهد . برق دار کردن باسباری که کلید ورودی آن قطع است می تواند توسط باسبار برق دار دیگر صورت گیرد که این کار توسط بسته شدن کلید کوپلر صورت می گیرد که برق را از باسبار برق دار به باسبار بی برق انتقال می دهد.پس ترانس تغذیه کننده هر ورودی باید قدرت تغذیه کلیه فیدر های هر دو باسبار را داشته باشد. تمام این شرایط بسته به حالت های مختلفی می باشد که بطور مفصل در ذیل به شرح آنها خواهیم پرداخت.Automatic-Manuall-Remote(A-M-R) تشکیل شده است که حالت اتوماتیک فقط برای وصل کلید کوپلر تعریف می شود.27 باشد که رله ولتاژ مورد نیاز را از ترانس ولتاژ قبل از کلید دریافت میکند ، خطای جریانی 50و51 باشد که که توسط ترانس های جریان روی هر فاز اندازه می گیرد ، خطای 87 و یا دیفرانسیل باشد که توسط اندازه گیری جریان دو طرف ترانس عمل می کند ، خطاهای ترانس باشد که می تواند توسط رله مشخص شود و یا هر خطای دیگری که باعث تریپ کلید ورودی شود ) می تواند از طریق:TCS باشد می تواند از طریق:Fail شده دوباره به حالت عادی بر نگشت ، فرمان استارت اتوماتیک برای کلید کوپلر صادر شود که این تاخیر در وصل کلید کوپلر را توسط یک تایمر می توان اجراء نمود.Automatic-Manuall(A-M) بوده که حالت دستی آن شامل دو وضعیت Local-Remote(L-R) باشد که عملکرد آن هیچ فرقی با سلکتور (A-M-R) ندارد. در برخی سیستم ها هم به جای استفاده تریپ سلکتور از شستی استفاده شده است.
همیشه بین باسبارهای یک تابلو کلیدی وجود دارد که به عنوان کلید باس کوپلرشناخته شده و وظیفه آن اتصال باسبارها به هم ویا جدا کردن آنها از هم می باشد یا به عبارتی کلیدی است که کوپل باسبارها را انجام می دهد که قطع و وصل این کلید در شرایط خاصی امکان پذیر خواهد بود .
تمام فیدرهای ورودی ، خروجی و باس کوپلر از رله های حفاظتی تشکیل شده اند که وظیفه حفاظت فیدر در قبال وقوع خطاهائی از جمله اضافه جریان ، اضافه ولتاژ ، کاهش ولتاژ و یا بسته به نوع فیدر خطاهای ترانسی و یا موتوری و .... را بر عهده دارد که این خطاها تاثیر مستقیم در اجازه وصل کلید و یا تریپ خوردن آن را دارد که در ترانسفر بین کلیدهای ورودی و کوپلر بیشتر می توان به اهمیت این حفاظت ها پی برد.
در این جا بجث ما بر روی سیستم ترانسفر بین دو کلید ورودی و کلید باس کوپلر می باشد بدین معنی که تابلوی ما تنها دارای دو کلید ورودی ، دو باسبار و کلید کوپل بین دو باسبار باشد. معمولا" بین این سه کلید لاجیکی برقرار است که در شرایط معمول اجازه وصل تنها 2 کلید از 3 کلید برقرار می باشد(لاجیک 2 از 3) و تنها در شرایط خاصی است که سه کلیداجازه وصل در یک زمان را دارند که شرایط سنکرون می باشد.
همیشه در مراکز و یا سیستم هائی که از اهمیت خاصی بر خوردار هستند و نباید تحت هیچ شرایطی بی برق شوند این سه کلید طی مدت زمان کوتاهی با هم کوپل می شوند و این اهمیت می تواند به عنوان مثال بخاطر وجود موتورها و یا الکترو پمپ هائی باشند که کار آنها بسیار ضرورری و یا حساس می باشد و نباید به هیچ عنوان بی برق شوند.
لاجیک این سه کلید بدین صورت است که در شرایط عادی ، دو کلید ورودی بدون وابستگی به هم و بدون درنظر گرفتن قطع و وصل یکدیگر می توانند بطور مستقل قطع و یا وصل شوند یعنی قطع و وصل یک کلید ورودی هیچ ارتباطی به قطع و یا وصل بودن کلید ورودی دیگر ندارد، اما وصل کلید کوپلر جهت اتصال دو باسبار به هم تنها در صورتی امکان پذیر می باشد که تنها یکی از ورودی ها وصل باشد و هیچ فرقی نمی کند که کدام ورودی وصل بوده و یا کدام قطع باشد.
همانطور که گفتم در برخی سیستم ها بی برقی بسیار مهم میباشد و در صورت
1-حالت معمولی که دو کلید ورودی وصل بوده و هر دو باسبار برق دار هستند و کلید باس کوپلر قطع می باشد.وصل کلید های ورودی می تواند در دو حالت اتوماتیک و دستی صورت گیرد و از آنجائی که لاجیک کلیدهای ورودی و کوپلر به هم وابسته هستند ، انتخاب این که کلید ورودی در حالت اتوماتیک استارت شود و یا در حالت دستی استارت شود توسط سلکتور 3 حالته ای که بر روی تابلوی باس کوپلر قرار دارد مشخص می شود که این سلکتور از 3 حالت
در صورتی که کلید فیدر ورودی در وضعیت سرویس بوده و فاقد هیچ گونه خطائی باشد ( کلید های ورودی دارای رله هائی هستند که در صورت وجود خطا فرمان قطع را به کلید صادر می کنند.این خطاها می تواند خطای
الف:ریموت فرمان بگیرد بدین معنی که:
- سلکتور در وضعیت ریموت باشد ، هیچ گونه فرمان استپ از طریق ریموت نداشته باشد ، کلید باس کوپلر قطع باشد و فرمان استارت از طریق ریموت صادر شود.
ب:از طریق دست قرمان بگیرد بدین معنی که :
-سلکتور در وضعیت دستی باشد ،کلید باس کوپلر قطع باشد و فرمان استارت از طریق شستی استارت روی تابلو صادر شود.
در هر دو حالت نباید فرمان استپ اظطراری از روی تابلو داشته باشیم.
2- حالتی که یکی از ورودی ها قطع می باشد و کلید کوپلر با ورودی دیگر وصل باشد. در صورتی که کلید باس کوپلر در وضعیت سرویس بوده و فاقد هیچ گونه خطای جریانی و یا خطای مربوط به
الف:ریموت فرمان بگیرد بدین معنی که:
-سلکتور در وضعیت ریموت باشد ، هیچ گونه فرمان استپ از طریق ریموت نداشته باشد، یکی از فیدرهای ورودی قطع و فاقد هیچ گونه خطائی باشد و ولتاژ بر روی باسباری که کلید ورودی آن قطع می باشد از یک حدی پائین تر باشدو بالعکس، ورودی دیگر وصل بوده و ولتاژ بر روی باسباری که ورودی آن وصل می باشد از یک حدی بالاتر باشد و در نهایت فرمان استارت از طریق ریموت صادر شود.
ب:از طریق دست فرمان بگیرد بدین معنی که:
-سلکتور در وضعیت دستی باشد، یکی از فیدرهای ورودی قطع و فاقد هیچ گونه خطائی باشد و ولتاژ بر روی باسباری که کلید ورودی آن قطع می باشد از یک حدی پائین تر باشدو بالعکس، ورودی دیگر وصل بوده و ولتاژ بر روی باسباری که ورودی آن وصل می باشد از یک حدی بالاتر باشد و در نهایت فرمان استارت از طریق شستی استارت روی تابلو صادر شود.
ج-از طریق اتوماتیک فرمان بگیرد بدین معنی که :
- سلکتور در وضعیت اتوماتیک باشد، یکی از فیدرهای ورودی قطع و فاقد هیچ گونه خطائی باشد و ولتاژ بر روی باسباری که کلید ورودی آن قطع می باشد از یک حدی پائین تر باشدو بالعکس، ورودی دیگر وصل بوده و ولتاژ بر روی باسباری که ورودی آن وصل می باشد از یک حدی بالاتر باشد و در نهایت پس از گذشت مدت زمانی اگر ورودی
3-حالت سنکرون و یا وصل سه کلید (کلید 2 ورودی و باس کوپلر) بطور همزمان ، که برای عدم بی برقی در سیستم صورت می گیرد. جهت سنکرون کردن این 3 کلید با هم احتیاج به رله سنکرون چک جهت مقایسه برخی مقادیر دو کلید ورودی با هم می باشد و همین طور جهت خارج کردن یکی از این 3 کلید از مدار احتیاج به سلکتوری به اسم تریپ سلکتور داریم که به شرح فوق عمل می کند.
فرض کنید به علت تعمیرات باید یکی از ورودی ها از مدار خارج کنیم و به هیچ عنوان مجاز به بی برقی باسبار هم نیستیم ، برای این کار ابتدا قبل از خارج کردن ورودی که قرار است تعمیرات در آن صورت گیرد ، رله سنکرون چک مقادیر مربوط به دو ورودی را با هم چک کرده و در صورت برابر بودن اجازه وصل کلید کوپلر را صادر می کند ، در این حالت هر سه کلید همزمان با هم وصل شده و دو ورودی با هم سنکرون می شوند. حال بعد از یک مدت زمان مشخصی که هر 3 کلید با هم وصل بودند انگاه می توان با قرار دادن تریپ سلکتور بر روی هر یک از ورودی ها که قصد خارج کردن آن را داشتیم باعث تریپ خوردن کلید آن و در نتیجه قطع آن شویم در صورتی که دیگر بعد از قطع آن باسبار مر بوط به آن فیدر بی برق نخواهد بود چرا که برق خود را توسط بسته بودن کلید کوپلر از باسبار دیگر تامین می کند.
در این حالت بسته شدن کلید کوپلر در صورت وصل بودن و سنکرون بودن دو فیدر ورودی باهم صورت می گیرد که می تواند در هر دو حالت ریموت و یا دستی باشد(حالت اتوماتیک سنکرون ندارد) ، بدین مفهوم که دو ورودی وصل و سنکرون باشند و تریپ سلکتور بر روی باس کوپلر نباشدآنگاه می توان کلید کوپلر رااستارت کرد .
حال فرض کنیم کلید ورودی که از مدار خارج شده است آمادگی استارت دوباره را پیدا کرده و می خواهد وارد سیستم شود، در این صورت تریپ سلکتور را بر روی کلید کوپلر قرار داده و در صورت سنکرون بودن دو ورودی با هم، در هر دوحالت ریموت و دستی می توان کلید ورودی را وصل کرده و بعد از یک زمانی کلید کوپلر را از مدار خارج کنیم و یا تریپ سلکتور را بر روی ورودی که وصل بوده قرار داده تا این بار ورودی که قطع بوده وارد مدار شده و ورودی دیگر که وصل بوده خارج شود. به سادگی دیدیم که برای عدم بی برقی ، اپراتور می تواند از روی تابلو توسط رله سنکرون چک هر سه کلید را برای مدتی زمان کوتاهی وصل کرده و به دلخواه یکی از کلیدها را توسط تریپ سلکتور از مدار خارج کند.
در برخی سیستم ها (معمولا" سیستم های قدیمی) سلکتوری که بر روی تابلوی باس کوپلر قرار دارد ممکن است سلکتور 2 حالته
بطور کلی لاجیک بین کلیدهای ورودی و کوپلر و عمل ترانسفر تنها به یک نوع طراحی ختم نشده و بسته به موقعیت و محل استفاده از تابلوی برق می تواند به اشکال مختلفی طراحی شود. به عنوان مثال عمل ترانسفر بین این کلیدها و سنکرون کردن آنها میتواند از روی تابلو توسط اپراتور صورت گیرد و یا از طریق سیستم کنترل ریموت صورت گیرد بدین مفهوم که اپراتور فقط مجاز به قطع یکی و وصل دیگری باشد و دیگر نمی تواند از روی تابلو عمل سنکرون (بی برقی) را انجام دهد.
معرفی کلیدهای اتوماتیک
-مقدمه ای بر کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف :
بمنظور حفاظت تأسیسات روشنائی، برق صنعتی، سیم و کابل و ماشین آلات در برابر اضافه بار و جریان اتصال کوتاه از فیوز، کلید- فیوز و کلیدهای اتوماتیک استفاده میگردد. لیکن به لحاظ اینکه اولا فیوزها همیشه نمی توانند عمل حفاظت موضعی و سلکتیو را در انواع مختلف شبکه ها بطور کامل و بدون خطا انجام دهند و در ثانی بعلت اینکه در شبکه سه فاز در موقع ازدیاد جریان اغلب قطع سه فاز بطور همزمان لازم و ضروری است لذا نمی توان همیشه از فیوز و کلید- فیوز استفاده کرد. در ضمن در بعضی از شبکه های توزیع می بایست به محض برگشت جریان (ولتاژ) یا افت بیش از حد مجاز ولتاژ، مدار بطور خودکار قطع و آلارمهای لازم ایجاد گردد. همچنین در بعضی موارد ورود اتوماتیک یا دستی ژنراتور اضطراری یا ترانسفورماتور در شبکه توزیع جهت تداوم کار شبکه یا انجام تعمیرات دوره ای شبکه اجتناب ناپذیر می باشد. در چنین حالاتی فقط از کلید اتوماتیک می توان استفاده کرد.
کلیدهای اتوماتیک علاوه بر موارد فوق نسبت به فیوزها و کلید- فیوزها دارای مزایای زیر می باشند :
کلید خودکار پس از قطع مدار در اثر جریان زیاد و یا هر عامل دیگری بلافاصله مجددا آماده بهره برداری می باشد.
با کمک کنتاکتهای فرعی که در آن تعبیه شده می توان وضعیت کلید را در هر حالت (قطع، وصل یا وقوع خطا) توسط سیگنال تعیین و در اطاق فرمان منعکس کرد.
ساختمان این کلیدها بگونه ای است که اگر کلید را بر روی یک مدار اتصال کوتاه شده ببندیم، در ضمن عمل بسته شدن، رله اضافه جریان کلید بسرعت وارد عمل شده و مدار را قطع می کند.
- کلیدهای فشار ضعیف :
از انواع کلیدهای فشار ضعیف می توان به کلیدهای زیراشاره کرد:
- کلیدهای اتوماتیک کمپکت(Moulded case circuit breaker:M.C.C.B)
- کلیدهای اتوماتیک هوایی(Air circuit breaker:A.C.B)
- کلیدهای مینیاتوری(Miniature circuit breaker:MCB)
- کلیدهای حافظ موتور(Motor protection circuit breaker:M.P.C.B)
- کلیدهای محافظ جان(Residual current circuit breaker:R.C.C.B )
-کلید اتوماتیک و کلید غیر اتوماتیک:ابتدا لازم است بدانیم کلیدهای اتوماتیک با کلیدهای غیر اتوماتیک چه فرقی دارند،کلیدهای اتوماتیک به کلیدهایی گفته میشود که دارای رله هستند و هر کدام برای کاربردهای مخصوصی مورد استفاده قرار میگیرد بطور مثال کلیدهای اتوماتیک هوایی دارای رله های بسیار هوشمندی هستند واین رله ها از نوع رله های الکترونیکی هستند،اما کلیدهای غیر اتوماتیک کلیدهایی هستند که صرفا"برای قطع و وصل مورد استفاده قرار میگیرد و فاقدرله میباشند بطور مثال کنتاکتور یک تجهیز غیر اتوماتیک است که برای قطع و وصل های گوناگون با کاربردهای مختلف یک مشخصه ای دارد مثلا"کنتاکتور AC3 برای بارهای القایی است.
*بیشترین توسعه ای که روی کلیدهای فشار ضعیف انجام میدهند رویcurrent limiting است که هر چه این خاصیت بیشتر شود کلید گرانتر میشود.این خاصیت مستقیما"به زمان قطع کلید بستگی دارد.
*معمولأ در کاتالوگ کلیدهای فشار ضعیف دو مشخصه فنی به نامهای Icu و Ics مشخص شده اند که دانستن مفهوم آنها در انتخاب کلید مهم است.
: Icu جریان اتصال کوتاهی که کلید تنها یکبار بدون انکه آسیبی ببیند قادر به قطع آن می باشد و برای دفعات بعدی نیاز به تعمیر و سرویس و یا تعویض دارد.
: Ics جریان اتصال کوتاهی که کلید به دفعات قادر به قطع آن می باشد بدون اینکه آسیبی ببیند و یا نیاز به تعمیر و یا تعویض پیدا کند.
بحث اتصال کوتاه در استاندارد IEC60974-2 دارای دو Category میباشد:
Category 1 :در این نوع، کلیدها بدون رنج اتصال کوتاه هستند و به ازای اتصال کوتاه لازم است مورد بازبینی قرار گیرند.
Category2:در این نوع، کلیدها یک مدت زمان کوتاه برای تحمل جریان اتصال کوتاه دارند و این قضیه به Current Limiting وسیله بستگی دارد.
در نوع دوم حفاظت و سلامت تجهیزات بهتر از نوع اول است.
- کلیدهای اتوماتیک کمپکت(( Molded Case Circuit Breaker (MCCB) :
Iu جریان دایم ، نرم این کلیدها از160A تا 1600A است اما این کلیدها حداکثر تا 3200A ساخته می شوند. فریم این کلیدها با افزایش جریان نامی آنها بزرگ می شود. بطور مثال کلیدهای کمپکت ساخت شرکتABB،تیپ Isomax ان از 125A تا 3200A ساخته میشود.
- کلیدهای هوایی : ((Air Circuit Breaker(ACB):
این کلیدها از انواع دیگری از کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف هستند که در آن آمپراژ بالا مورد استفاده قرارمی گیرند. حد بالای جریانی این کلیدها تا 6300A می باشد.Iu جریان دایم ، نرم این کلیدها از630A تا 16300A است مورد مصرف این کلیدها عمدتأ در ورودی تابلوها
می باشد که هم جریان بالایی دارد و هم برقراری Selectivity کامل بین کلیدهای ورودی و کلیدهای خروجی که معمولأ از نوع کمپکت می باشند ضروری است.
کلیدهای هوایی دارای رله هایی که در داخل خود کلید جاسازی شده اند(Built-in) می باشد. ویژگی این رله ها خاصیت تاخیری یا Time Delay آنهاست که عنصر اصلی در تامین Selectivity از طریق صدور فرمان قطع با تاخیر می باشند. (Selectivity همان پدیده تقدم قطع در خروجیها نسبت به ورودی هاست. به این معنی که اگر خطایی در یک فیدر خروجی رخ داد، ابتدا کلید خروجی قطع شود و تنها در صورت تداوم خطا روی مدار و عمل نکردن کلید خروجی، کلید ورودی با تاخیر کل تابلو را بی برق می کند. اهمیت این موضوع در این است که در صورت وقوع خطا در یکی از خروجیها کل تابلو بی برق نشود.)
یادآوری : استفاده از کلیدهای کمپکت در هر دو مدار خروجی و ورودی در تابلو حتی اگر کلید ورودی دو سایژ بالاتر از بالاترین سایز کلید در خروجیها انتخاب شود، تنها در محدوده کوچکی از جریان اتصال کوتاه، Selectivity را تامین می کند و به هر حال Selectivity کامل بدست نمی دهد.
- کلیدهای مینیاتوری((Miniature Circuit Breaker (MCB) :
از انواع کلیدهای فشار ضعیف که معمولأ در جریانهای پایین و در تابلوهای روشنایی وتاابلوهای توزیع با توان کم و یا جهت حفاظت مدارات کنترل و فرمان تجهیزات و تاسیسات برقی مورد استفاده قرار می گیرد. جریان قطع اتصال کوتاه این کلیدها معمولأ چندان بالا نیست.حداکثر جریان مورد استفاده با کلید مینیاتوری 100A است و همینطور جریان قطع اتصال کوتاه این کلیدها بصورت نرم 10KA و حداکثر 25KA است.این کلیدها دارای دو نوع کاربرد صنعتیIEC60947 وکاربرد مسکونیIEC60898 هستند.
- کلیدهای حافظ موتور((Motor Protection Circuit Breaker (MPCB) :
همانگونه که از اسم این کلیدها معلوم است این کلیدها برای حفاظت موتورها بسیار کاربرد دارند،این کلیدها معمولا" تا100A و 100KA ساخته میشوند و برای موتورهای تا 55KW مناسب هستند.این کلیدها حفاظت به دو نوع تقسیم میشوند.
کلیدهای حافظ جان((Residual current Circuit Breaker(RCCB):
یکی از عوامل اصلی در بروز خسارات مالی ، صدمات و تلفات جانی به ویژه در منازل مسکونی ، مراکز اداری ، تجاری و مجتمع های صنعتی عدم رعایت مسائل ایمنی در استفاده از انرژی برق میباشد . بمنظور حفاظت از جان افراد در مقابل خطر برق گرفتگی و جلوگیری از خطرات جریان نشتی از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ( محافظ جان ) استفاده می شود . این کلیدها که براساس حساسیت خود به دو نوع خانگی و صنعتی تقسیم می شوند ، علاوه بر حفاظت افراد در مقابل تماس مستقیم و یا غیر مستقیم برق ، با جلوگیری از نشتی جریان در حفاظت دستگاه ها و تجهیزات صنعتی نیز موثر می باشند . براین اساس در صورتی که حساسیت کلیدها تا 30 میلی آمپر باشد این کلید به عنوان حفاظت از جان و در صورتی که حساسیت آن بیشتر از 30 میلی آمپر باشد به عنوان حفاظت از تجهیزات صنعتی بکار می رود .
اساس کار کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ، مقایسه جریان ورودی با جریان خروجی کلید می باشد به طوری که اگر جریان نشتی در مداری که کلید در آن واقع شده است بیشتر از حساسیت کلید باشد کلید عمل کرده و جریان ورودی و در نتیجه مدار را قطع می نماید .
از مزایای دیگر استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی جلوگیری از بروز آتش سوزی در اثر وجود جریان نشتی می باشد . باتوجه به اینکه یم جریان 5/0 آمپری می توان باعث بروز آتش سوزی شود ، کلید حفاظت از خط برق گرفتگی با تشخیص جریان نشتی و قطع جریان ورودی ، مانع از بروز آتش سوزی می شود . همچنین از آنجا که در صورت وجود جریان نشتی در بدنه وسائل برقی و یا سیستم سیم کشی ساختمان ، این جریان به مرور زمان یاد می شود و احتمال سوختن وسایل برقی و سیستم سیم کشی ساختمان را به وجود می آورد لذا استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ، با توجه به کاهش میزان هدر رفتن انرژی الکتریکی و برق مصرفی . صرفه جوئی اقتصادی و حفظ ثروتهای ملی را نیز در بر خواهد داشت .
- مشخصات کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ( جریان نشتی ) :
- دمای کاری کلیدها جهت قطع جریان نشتی متناوب از 25- تا 40- درجه سیلسیوس و با قدرت اتصال کوتاه 6 تا 25 کیلو آمپر می باشد .
- جهت حفاظت کـلـیـدهـا و مـدار مصرفی در مـقـابـل اتصال کوتاه و اضافه بار بایستی فیوز پشتیبان (Back-Up Fuse) با توجه به جریان نامی کلید و مشخصات ارائه شده در کاتالوگ نصب گردد .
-کلیدها با جریان نامی 125-16 آمپر تولید می شوند .
-کلیدها جهت استفاده مشترکین تکفاز ( خـانـگی ) بـه صورت دو پـل ( فـاز + نـول ) و مشترکین سه فـاز ( صنعتی ) به صورت چهار پل ، که می تواند همراه با نول و یا بدون نول ( در سیستم های سه سیمه ) بکار رود .
-میزان جریان قطع خودکار کلیدها ( حساسیت ) از 10 میلی آمپر تا 5/1 آمپر ، و مدت زمان قطع حداکثر 200 میلی ثانیه است .
-باتوجه به موقعیت نصب ، سیم های ورودی و خروجی می توانند از بالا و یا پائین به کلید متصل شوند که این امر در کارکرد کلید اثری نخواهد داشت .
- درجه حفاظت کلیدها برای جلوگیری از ورود اجسام خارجی برابر با IP 40 می باشد.
- کلید عملیات نصب و رفع نقص بایستی توسط فرد متخصص انجام شود .
-ترمینال های ورودی و خروجی کلیدها باتوجه به آمپر کلید برای بالاترین قطر کابل یا سیم در نظر گرفته شده و از این نظر مشکلی وجود نخواهد داشت .
منبع:http://power-eg.blogfa.com/