پایان نامه بررسي كليدهای قدرت
فهرست مطالب
فصل اول – اهداف ، كليات و تعاريف………………………………………………………………………………………………………..4
1 – كليات………………………………………………………………………………………………………………………………………………..5
2 – ساخت و انواع كليد…………………………………………………………………………………………………………………………..5
3 – قطع جريان خطا………………………………………………………………………………………………………………………………13
4– تعاريف……………………………………………………………………………………………………………………………………………..18
فصل دوم – معيارهاي طراحي و مهندسي در انتخاب كليد قدرت………………………………………………………41
1 – انتخاب نوع كليد………………………………………………………………………………………………………………………………42
2– انتخاب نوع و مشخصات ومكانيزم عملكرد كليد……………………………………………………………………………..42
3 – انتخاب تعداد پل ها………………………………………………………………………………………………………………………..44
4 – انتخاب كلاس كليد………………………………………………………………………………………………………………………..44
5 – انتخاب مقادير نامي كليد………………………………………………………………………………………………………………..44
6 – تاثير شرايط اقليمي وآب وهوائي بر انتخاب كليد قدرت………………………………………………………………..64
7 – مراحل انتخاب كليد قدرت………………………………………………………………………………………………………………65
8– مثال طراحي……………………………………………………………………………………………………………………………………..67
فصل سوم – كليد هاي قدرت………………………………………………………………………………………………………………..75
1– مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………….76
1 – اجزاي سازنده كليد قدرت………………………………………………………………………………………………………………79
2 – شرايط بهره برداري………………………………………………………………………………………………………………………..80
3– مشخصات ومعيار هاي فني………………………………………………………………………………………………………………82
4 – مراحل طراحي و انتخاب…………………………………………………………………………………………………………………101
5 – پلاك مشخصات………………………………………………………………………………………………………………………………102
6 – مدارك فني……………………………………………………………………………………………………………………………………..103
7 – آزمون ها………………………………………………………………………………………………………………………………………….107
8 – آيين كار و روش هاي اجرايي…………………………………………………………………………………………………………108
فصل چهارم – سكسيونر هاي 20 و 33 كيلو ولت………………………………………………………………………………..115
1 – كليات………………………………………………………………………………………………………………………………………………116
2 – اجزاي سازنده سكسيونر………………………………………………………………………………………………………………….116
3 – شرايط بهره برداري………………………………………………………………………………………………………………………..117
4 – مشخصات و معيارهاي فني…………………………………………………………………………………………………………….117
5 – مراحل طراحي و انتخاب…………………………………………………………………………………………………………………120
6 – پلاك مشخصات……………………………………………………………………………………………………………………………….120
7 – مدارك فني………………………………………………………………………………………………………………………………………121
8 – آزمون ها………………………………………………………………………………………………………………………………………….123
9 – آيين كار وروشهاي اجرايي………………………………………………………………………………………………………………124
فصل پنجم – كات اوت هاي فشار متوسط…………………………………………………………………………………………….130
1 – كليات………………………………………………………………………………………………………………………………………………131
2 – اجزاي سازنده كات اوت فيوز…………………………………………………………………………………………………………131
3 – شرايط بهره برداري………………………………………………………………………………………………………………………..134
4 – مشخصات و معيارهاي فني……………………………………………………………………………………………………………134
5 – مراحل طراحي و انتخاب كات اوت فيوز …………………………………………………………………………………….146
6 – پلاك مشخصات …………………………………………………………………………………………………………………………..146
7 – مدارك فني…………………………………………………………………………………………………………………………………..148
8 – آزمون ها………………………………………………………………………………………………………………………………………150
9 – آيين كار و روش هاي اجرايي…………………………………………………………………………………………………….151
10 – نگهداري و بازديد هاي دوره اي……………………………………………………………………………………………..153
منابع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..154
كليات:
برقراري ارتباط ميان قسمت هاي مختلف شبكه قدرت وايجاد امكان قطع ووصل اين قسمت ها توسط كليد قدرت انجام مي گيرد . درواقع تجهيزات الكتريكي توسط كليدها به شبكه متصل ويا از ان جدا مي گردند . همچنين در صورت بروز خطا در شبكه جدا سازي قسمت معيوب از بقيه شبكه توسط كليد صورت مي گيرد .به طوركلي قطع ووصل كليدهاي قدرت به دو صورت انجام مي شود :
1-قطع كليد با برنامه و با اطلاع مسئولان شبكه به منظوره انجام مانورو جابجايي فيدرها،انجام تعميرات،بازرسي وغيره .دراين حالت كليد به صورت دستي توسط اپراتور قطع مي شود .
2- قطع كليد بدون برنامه قبلي كه در نتيجه بروز خطا در شبكه رخ مي دهد .در اين حالت رله هاي حفاظتي با تشخيص خطا، به كليد فرمان قطع مي دهند .
كليدها در رژيم كار عادي شبكه و در هنگام وصل،نقش مهمي در تامين انرژي مصرف كنندگان به عهده ندارند.نقش اصلي انها در پي بروز خطا در شبكه مشخص مي شود.از اين نظر كليد اختلاف عمده اي با ساير تجهيزات شبكه دارد.در حالي كه در شرايط عادي ممكن است كليد ها براي مدت طولاني مورد استفاده قرار نگيرند،اما قطع و وصل صحيح و مطمئن انها در حين بروز خطا ضروري است.اگر با بروز خطا در بخشي از شبكه،كليد مربوط نتواند جريان اتصال كوتاه را قطع كند،كليدهاي ديگر عمل كرده و بخش بزرگتري از شبكه بي برق مي شود.علاوه بر اين اگر تا فاصله زماني معيني پس از بروز خطا،قسمت معيوب از شبكه جدا شود،نيروگاه مي تواند به شرايط كارپايدار خود بازگردد.در غير اين صورت شبكه دچار ناپايداري مي شود.مدت زمان مذكور ،حد زمان بحراني خطا نام دارد.در واقع تاخير در قطع كليدها ،مدت برقراري جريان خطا در شبكه را افزايش داده و بازگشت شبكه به شرايط عادي را دشوارتر مي سازد.با توجه به نقش كليدهاي قدرت در حفظ پايداري شبكه و جلوگيري از بروز خاموشي هاي وسيع ،اهميت عملكرد صحيح و مطمئن انها مشخص مي شود.
ساختمان و انواع كليد:
محفظه قطع ،مكانيزم عملكرد(مكانيزم فرمان) ،مقره ها و اجزاي جانبي بخش هاي اصلي يك كليد هستند .
الف )محفظه قطع و ماده عايقي
1-محفظه قطع
قطع و وصل جريان در داخل محفظه قطع كليد صورت مي گيرد.محفظه قطع فضايي بسته با يك يا چند كنتاكت ثابت و متحرك بوده ومعمولا” از جنس چيني يا فلز و به صورت استوانه يا كره ساخته مي شود.كنتاكت متحرك درون محفظه حركت كرده و با اتصال به كنتاكت ثابت يا جدا شدن از آن،جريان را وصل يا قطع ميكند كه البته اين امر با بروز قوس همراه است.با افزايش سطح ولتاژ و بالا رفتن مقدار جريان اتصال كوتاه ،بايد فاصله بين كنتاكت هاي ثابت و متحرك متناسب با مقدار ولتاژ افزايش يافته و محفظه قطع توسعه يابد.افزايش فاصله مذكور طول مسير حركت كنتاكت متحرك و زمان طي آن را افزايش داده ومدت برقراري قوس را طولاني تر مي كند.برخي اوقات براي محدود نمودن طول قوس و تسهيل اطفاء آن از چند محفظه قطع سري با يكديگر استفاده مي شود.اما بايد توجه داشت كه براي عملكرد صحيح كليد تحت اين شرايط اولا حركت كنتاكتهاي متحرك در كليه محفظه هاي قطع بايد كاملا “به شكل همزمان صورت گيرد وثانيا” افت ولتاژروي محفظه ها با يكديگر برابر باشد .نحوه توزيع ولتاژ در محفظه ها به ويژگي هاي خازني و اهمي كليد بستگي دارد. معمولا” در كليدهاي sf6به منظور توزيع يكنواخت ولتاژ روي محفظه ها از خازن هاي موازي با انها استفاده مي شود .اين امر در افزايش توانايي قطع اين كليد ها نيز موثر است .
محفظه هاي قطع ممكن است توسط ستون مقره از زمين ايزوله و درارتفاع مناسبي از آن نصب شده باشند.در اين صورت دو ترمينال ورودي و خروجي كليد مستقيما” به كنتاكت هاي ثابت و متحرك متصل ميگردند.اين نوع محفظه قطع را اصتلاحا” ايزوله مي نامند.اما محفظه زمين شده نيز وجود دارد كه روي سطح زمين نصب شده و در آن اتصال كنتاكت ها ي ثابت و متحرك به اديهاي برقدار از طريق بوشينگ صورت مي گيرد.در كليدSF6بيشتر نوع اول مورد استفاده قرار مي گيرد.
2-ماده عايقي:
كليد بايد بتواند حداكثر ولتاژسيستم را به طور پيوسته بين دو كنتاكت خود تحمل نمايد.علاوه بر اين بايد در حين قطع جريان اتصال كوتاه،در مقابل ولتاژ گذاري ظاهر شده بين دو كنتاكت ،استقامت واز بروز قوس مجدد جلوگيري كند.بدين منظور بايد تمهيدات عايقي خاصي براي كليد در نظر گرفته شود.كليد ها را از نظر نوع ماده عايقي ميتوان به انواع زير تقسيم نمود:
- كليدهاي با حجم روغن زياد
- كليدهاي هواي فشرده
- كليدهاي كم روغن
- كليدهاي خلاء
- كليدهاي SF6
امروزه در سطوه فشار قوي استفاده از كليدهاي كم روغن و كليدها با حجم روغن زياد،به دلايل فني و اقتصادي منسوخ شده اما كليدهاي SF6به وفور مورد استفاده قرار مي گيرند.در اين كليدها گازSF6 به عنوان عايق بين قطعات مختلف و همچنين به عنوان خاموش كننده قوس به كارميرود.SF6گازي بي بو،بي رنگ،غيرسمي وغير قابل اشتعال است.وزن مولكولي ان5برابرو استقامت عايقي ان بيش ازدوبرابرمقادير مربوزط به هواست.براي ايجاداستقامت عايقي كافي ونيزبراي عملكرد صحيح كليد در خاموش كردن قوس،فشار گازSF6در داخل محفظه بايد مقدار معيني داشته باشد.لذا در حين كار كليد بايد اين فشارموردبازرسي منظم قرار گيرد.
استفاده از كليد هاي SF6درولتاژهاي متوسط عمدتا” به دليل ناچيز بودن تعميرات آن است.امادرولتاژهاي زيادعلاوه برمورد مزكور،كاهش تعداد محفظه هاي قطع باعث ميشود كليدSF6ازنظر اقتصادي نيز مقرون به صرفه باشد.
كليد هاي SF6از نظر نحوه خاموش شدن قوس به دو گروه زير تقسيم ميشوند:
– تك دمش: در اين روش خاموش كردن قوس ازطريق دميدن گاز با سرعت زياد بين دو كنتاكت در حين جدا شدن انها صورت ميگيرد.
– خودخاموش:دراين روش براي خاموش كردن قوس ازانرژي خودان نيزاستفاده مي شود درنتيجه انرژي كمتري لازم بوده ومكانيزم مربوطه كوچكتر و ارزان تر است.دراين نوع كليدهاقطع جريان هاي كوچك به دليل كم بودن انرژي قوس انها بايد مورد بررسي خاص قرارگيرد.
براي اگاهي بيشتر از خصوصيات گاز SF6 مي توان به استاندارد IECشماره هاي 60480و 61634مراجعه نمود.
در رده فشار متوسط تا 33كيلو ولت ودر برخي موارد تا 72.5كيلوولت كليدهاي خلاء نيز كاربرد هاي قابل توجهي دارند.
ب )مكانيزم عملكرد(فرمان)
مكانيزم عملكرد علاوه براينكه در هنگام قطع ووصل كليد،انرژي لازم براي كنتاكت متحرك را فراهم مي آورد، لحظه حركت كنتاكت را نيز كنترل مي كند.به دنبال اعمال فرمان قطع و وصل به صورت دستي يا توسط رله ،انرژي ذخيره شده در مكانيزم توسط ارتباطات مكانيكي به كنتاكت ومتحرك منتقل و باعث حركت سريع آن مي شود.با توجه به اينكه كل مدت زمان قطع كليد شامل زمان عملكرد رله حفاظتي ،رله هاي كمكي (در صورت وجود) و رله قطع به اضافه زمان عملكرد مكانيزم و زمان خاموش شدن قوس مي باشد،كاهش زمان عملكرد مكانيزم تاثير در كاهش مدت زمان قطع كليد داشته و از جمله پارامتر هاي حساس در انتخاب كليد محسوب مي شود.به علاوه،طبق برسي هاي انجام شده اغلب خطاهاي كليد هاي قدرت ناشي از اشكال در مكانيزم عملكرد آنهاست.
مكانيزم هاي عملكرد ومعمولا” بر حسب نحوه ايجاد انرژي لازم براي حركت كنتاكت متحرك تقسيم بندي مي شوند.بدين ترتيب مي توان به انواع فنري ،هيدروليكي و نيوماتيك اشاره نمود.مكانيزم فنري- هيدروليك نيز ساخته و معرفي شده است.
مكانيزم فنري:
در اين نوع مكانيزم،انرژي لازم براي عملكرد كليد در فنر ذخيره مي گردد.معمولا” يك موتور فنر وصل را شارژ مي كند.پس از شارژ اين فنر در صورت اعمال فرمان وصل،انرژي موجود در آن باعث حركت كنتاكت متحرك و وصل كليد مي شود.به طور همزمان انرژي فنر وصل،فنر قطع را نيز شارژ مي كند به طوري كه پس از هر فرمان وصل ،امكان قطع كليد نيز وجود خواهد داشت.به علاوه پس از هر بار وصل كليد،سوئچ هاي حدي موجود درمكانيزم، مدار تغذيه موتور براي شارژ فنر وصل را برقرار و پس از هر شارژ فنر آن را قطع مي كنند.
- مكانيزم هيدروليكي:
دراين مكانيزم ازاختلاف فشار دو سيستم هيدروليك در داخل يك مجموعه پيوسته وجداازمحيط خارج استفاده مي شود.توسط يك پمپ روغن انرژي لازم براي عملكرد كليد در گاز نيتروژن ذخيره مي گردد.با عملكرد شيرهاي الكتريكي فشار نيتروژن پيستون عملكرد را جابجا كرده منجر به قطع يا وصل كليد مي شود.منبع نيتروژن فشرده،انرژي لازم براي چندين بار عمل قطع ووصل را در خود ذخيره دارد و پس از چند بار عمل كليد زني،عملكرد پمپ روغن لازم مي شود.
فشار روغن به وسيله فشار سنج كنترل و در موقع لزوم آلارم هاي لازم ارسال مي شود.در اين حالت كنتاكت هاي فشارسنج مانع از عمل وصل يا قطع و وصل مجدد كليد مي شوند.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.