یک روش شناسی[1] طراحی چند متغیره برای کنترل ولتاژ یک ریزشبکه با یک واحد DG[2]

گزارش سمینار درس تولید پراکنده و انرژیهای تجدید پذیر

این مقاله دارای شبیه سازی و ترجمه می باشد

چکیده: این مقاله یک روش شناسی (متودولوژی) طراحی برای تنظیم ولتاژ یک ریزشبکه با DG تک واحدی جزیره ای و بار مربوطه اش را پیشنهاد میکند. متودولوژی طراحی کنترلر بر اساس مجموعه ای از مدلهای چند ورودی-چند خروجی (MIMO)ِ سیستم ریزشبکه میباشد و بطور همزمان،شکل دهی حلقه باز و تجزیه سیستم را توسط یک روش بهینه سازی برجسته، اجرا میکند. روند طراحی کنترل شامل: 1) تعیین مجموعه مدلهای غیر پارامتری سیستم در نقاط بهره برداری مختلف، 2) تعیین کلاس کنترلر، و 3) شکل دهی حلقه باز سیستم، توسط کمینه سازی[1] مجموع نرم (اندازه) دوم مربعِ[2] خطاها بین توابع تبدیل حلقه باز سیستم و توابع تبدیل حلقه باز مطلوب، میباشد. مطابق متودولوژی طراحی پیشنهادی، دو کنترلر ولتاژ تکمیل شده d-q، برای تنظیم ولتاژهای بار یک ریزشبکه با DGتک واحدی، پیشنهاد شده است. کنترلرهای پیشنهادی،پایداری مقاوم و پاسخگویی دینامیکی رضایت بخش سیستم را علیرغم ابهاماتِ (عدم قطعیت) پارامتری بار و همچنین وجود بارهای غیر خطی، تضمین میکند. این مقاله جوانب تئوری پیچیده، در فرآیند طراحی کنترلرها را تشریح و عملکرد کنترلرها را مطابق مطالعات شبیه سازی و آزمایشات، ارزیابی میکند.

کلمات کلیدی:بهینه سازی برجسته[3]، کنترل چند متغیره دیجیتال، تولید پراکنده، حالت جزیره ای، شکل دهی حلقه، ریزشبکه، تنظیم ولتاژ، مبدل منبع ولتاژ.

1- معرفی

رشد ثابت در نفوذ واحدهای تولید پراکنده، علاقه قابل توجهی را در ادغام بهینه شبکه، کنترل و بهره برداری واحدهای DG، در زمینه ریزشبکه ها، ایجاد کرده است [1]. ریزشبکه ها بعنوان یک ویژگی اساسی شبکههای فعال توزیع، در نظر گرفته شده اند و در صورتیکه بطور موثر در هردو حالت متصل به شبکه و جزیره ای کنترل شوند، هماهنگگردند و عمل کنند، قادرند بطور کامل از واحدهای DG بهره ببرند[2]-[7].

در حالت متصل به شبکه بهره برداری یک ریزشبکه، ولتاژ و فرکانس در نقطه اتصال مشترک (PCC)[4] توسط شبکه، تحمیل شده است. در این صورت، هر واحد DG تبادل توان حقیقی/راکتیوش را بر اساس تکنیکهای معروف کنترل جریانهای d-q، کنترل میکند [2] و [3]. در حالت بهره برداری جزیره ای، فرکانس و ولتاژ، دیگر توسط شبکه تحمیل نشده اند و تکنیکهای کنترل جریانهای d-qِ مورد استفاده قرار گرفته در حالت متصل به شبکه، دیگر نمیتوانند عملکرد پایدار ریزشبکه جزیرهای را تضمین کنند. بنابراین در پی یک رویداد جزیره ای، جزیره ای شدن می بایستی هرچه سریعتر، تشخیص داده شود [8]، و یک استراتژی کنترلی مناسب باید جهت تنظیم ولتاژ و فرکانس ریزشبکه و مدیریت/تقسیم توان در میان واحدهای DG، اتخاذ گردد. این مقاله بر روی توسعه یک متودولوژی طراحی کنترلر دیجیتال چند متغیره، برای کنترل ولتاژ یک ریزشبکه با DG تک واحدی جزیره ای، تمرکز دارد. اگرچه، متودولوژی طراحی پیشنهادی، در زمینه ریزشبکه بررسی شده است،اما به همان میزان برای هر کاربرد تبدیل انرژی مبتنی بر VSC، مناسب میباشد.

کنترل یک ریزشبکه جزیره ای، بطور گسترده مورد بررسی قرار گرفته و استراتژیهای کنترلی مختلفی پیشنهاد شده اند [9]-[29]. اغلب استراتژیهای گزارشات ذکر شده، روشهایی بر اساس افت فرکانس/توان حقیقی و ولتاژ/توان راکتیو، برای کنترل ولتاژ و فرکانس ریزشبکه
های جزیره ای با چندین واحد DG، هستند [1] و [10]-[18]. در زمینه یک ریزشبکه با DG تک واحدی، چندین استراتژی کنترلی حالت جزیره ایپیشنهاد و گزارش شده اند [25]-[28]. استراتژی کنترلی در [25] برای یک بار متعادل از پیش تعیین شده در نظر گرفته شده است و نمیتواند با تغییرات بزرگ تطبیق داده شود. جهت بهبود پایداری و استقامت یک ریزشبکه با وجود شرایط بار خطی و متعادل، یک کنترلر گاوسی درجه دوم خطی در [26] پیشنهاد شده است. مرجع [27] یک کنترلر چند متغیره برای تنظیم ولتاژ یک ریزشبکه با بار RLC محلیش، با پارامترهای نامشخص مختل کننده مقادیر نسبی نامی را پیشنهاد میکند. روش کنترلی پیشنهادی در [27] به یک کنترلر چند متغیره مرتبه بالا اشاره دارد.با اینکه کنترلر طراحی شده پایداری مقاومی برای تغییرات پارامترهای بار دارد، عملکرد تنها برای حالت نامی تضمین شده است. برای تطبیق بارهای بشدت نامتعادل، یک استراتژی کنترلی در [28] پیشنهاد شده است که از یک اسیلاتور داخلی برای دستیابی به فرکانس و یک سیستم کنترلی فیدبک برای تنظیم ولتاژ، بهره میبرد. با وجود بارهای غیر خطی و جریانهای بار هارمونیکینامناسب، ولتاژهای یک ریزشبکه بشدت منحرف میشوند و کیفیت توان رو به وخامت میرود. نتیجتاً، هیچ یک از استراتژیهای کنترلی فوق الذکر نمیتوانند اثرات مضر هارمونیکها را از بین ببرند/کاهش دهند. بنابراین، پایداری مقاوم یک ریزشبکه نمیتواند برای تغییرات بزرگ پارامترهای بار تضمین گردد.

[1]Methodology

[2]Distributed Generation

فهرست مطالب

عنوان صفحه

مقدمه

باردهی ترانسفورماتور 1

شرایط پارالل کردن 2

تنظیم ولتاژ 5

مراقبت و نگهداری از ترانس های قدرت 9

دژنکتورها 14

اندازه گیری زمان قطع و وصل کلید 17

سکسیونرها 18

ترانسفورماتورهای ولتاژ 23

ترانسفورماتورهای جریان 25

راکتورها 29

فیوزها 31

برقگیرها 33

تست دوره ای تجهیزات 36

نیروگاهها و پست های برق 38

زمین حفاظتی در تجهیزات الکتریکی 44

بازرسی و تست شبکه اتصال زمین 50

کابلهای قدرت سه فاز 50

استفاده از فیلتر ترموسیفون در ترانسفورماتور 53

باردهی ترانسفورماتور

ابتدا باید گفته شود که که مطلوب ترین شرایط برای کار یک ترانس این است که با تمام ظرفیت تحت سرویس بوده و ایزولاسیون آن نیز نباید از حد مجاز تجاوز ننمایند.

اضافه بار مجاز

عملا منحنی مصرف بار الکتریکی که در طول شبانه روز غیر یکنواخت بوده و در فاصله زمانی مشخصی مقدار ماکزیمم خود را خواهد داشت .

از طرف دیگر با توجه به این حقیقت که عمر مفید هر نوع از عایق های الکتریکی پس از جذب میزان معینی حرارت به اتمام می رسد , می توان در ماقع پیک بار , ترانس را به صورتی تحت اضافه بار قرار داد که اضافه فساد عایق در این پریود درست به اندازه کمبود فساد آن در زمان مینیمم بار باشد .

به این ترتیب عایق عمر مفید معین شده خویش را حفظ نموده و دچار خرابی زودرس نخواهد گردید . این اضافه بار که معمولا به صورت درصدی از بار نامی بیان می شود , بستگی به میزان غیر یکنواختی منحنی بار , روش خنک کردن ترانس و ضریب انتقال حرارت آن دارد . اضافه بار مجاز برای زمان های کوتاه برای ترانس به شرح زیر می باشد .

1) ترانسهای روغنی

2) ترانسهای خشک

در شرایط اضطراری ممکن است ترانسها را حتی روزانه 6 ساعت و حداکثر تا 5 روز متوالی تحت 40 درصد 40 درصد اضافه بار قرار داد. البته در این صورت بار میانگین ترانس در طول 24 ساعت نباید از 93/0 بارنامی تجاوز نماید.

شرایط پار الل کردن و باردهی اقتصادی برای ترانسفورماتورها

وقتی که ترمینالهای مشابه اولیه و ثانویه دوترانس (یا بیشتر ) به یکدیگر متصل شوند گفته می شود که آنها بصورت پارالل کارمی کنند.

این عمل معمولاً ا زطریق باسهای ویژه و یا مستقیماً روی شبکه انجام می گیرد. برای پارالل کردن چند ترانس شرایط زیر باید برقرار باشد.

1) ترانس های روغنی

2) ترانس های خشک

در شرایط اضطراری ممکن است ترانس ها را حتی روزانه 6 ساعت و حداکثر تا 5 روز متوالی تحت 40 درصد اضافه بار قرار دارد . البته در این صورت بار میانگین ترانس در طول 24 ساعت نباید از 93/0 بار نامی تجاوز نماید .

شرایط پارالل کردن و باردهی اقتصادی برای ترانسفورماتورها

وقتی که ترمینال های مشابه اولیه و ثانویه دو ترانس (یا بیشتر) به یک دیگر متصل شوند گفته می شود که آن ها به صورت پارالل کار می کنند .

این عمل معمولا از طریق باس های ویژه و یا مستقیما روی شبکه انجام می گیرد .برای پارالل کردن چند ترانس باید برقرار باشد :

1) کلیه ترانس ها باید دارای گروه های اتصال یکسان باشند.

2) ولتاژ نامی ونسبت تبدیل ترانس ها باید یکسان باشد .

3) ولتاژ اتصال کوتاه (امپدانس اتصال کوتاه ) ترانسفورماتورها باید برابر باشند .

اگر در یک پست برق چند ترانسفورماتور به طور پارالل وجود داشته باشد , شرایط کار اقتصادی ایجاد می نماید که بر حسب مقدار بار مصرفی , تعداد مشخصی از ترانسفورماتورها در مدار قرار گیرند .

این تعداد بر این اساس انتخاب می شوند که تلفات انرژی به حداقل ممکن برسد و البته مناسب ترین وضعیت حالتی است که در این انتخاب علاوه بر تلفات در خود ترانسفورماتورها تلفات بار اکتیو و راکتیو در شبکه نیز مد نظر قرار گیرد .

ارقام 0 تا 11 مبین گروه اتصال بوده و مشخص می کند که بردار ولتاژ یک فاز (در اتصال ستاره ) در فشار قوی چند برابر 30 درجه نسبت به ولتاژ همان فاز (دراتصال ستاره) در طرف فشار ضعیف و در جهت مثبت متلتاتی اختلاف فاز دارد .

اتصال ترانسفورماتورها با گروه های اتصال غیر مشابه به همدیگر به هیچ وجه امکان پذیر نمی باشد . برای درک حادثه های که ممکن است در اثر اتصال چنین ترانسفورماتورهایی پیش آید کافی است متذکر شود که اگر بردارهای ثانویه دو ترانس فقط 30 درجه اختلاف فاز داشته باشند , جریان متعادل کننده از 3 تا 5 برابر جریان نامی تجاوز خواهد نمود .

همچنین اختلاف کوچکی در نسبت تبدیل دو ترانس پارالل شونده , منجر به جریان متعادل کننده نسبتا زیادی شده و ترانسفورماتوری که دارای ولتاژ ثانویه بیشتر است بار زیادتری به خود جذب می نماید .اگر چند ترانس با امپدانس اتصال کوتاه هایی مختلف به صورت پارالل بسته شوند توزیع بار بین آن ها به طور مستقیم با ظرفیت نامی و به طور معکوس متناسب با امپدانس اتصال کوتاه خواهد بود .

نسبت بین ظرفیت نامی ترانس هایی که قرار است به طور پارالل کار کنند نباید از 3:1 تجاوز نماید , زیرا اگر چه امپدانس اتصال کوتاه دو ترانس تیز مساوی باشند , مولفه های اکتیو و راکتیو آندو معمولا با هم اخلتاف داشته و این اختلاف در ترانسفورماتورهای با ظرفیت پایین بارزتر می باشد .

حال چنانچه امپدانس های اتصال کوتاه نیز بیش از 10 درصد تفاوت داشته باشد , اختلاف بین مولفه های فوق شدید تر بوده و نتیجتا کار پارالل کردن آن ها به خاطر وجود جریان متعادل کننده با اشکال مواجه خواهد شد .پس از اتمام عملیات نصب و یا تعمیرات اساسی معمولا ترانسفورماتورها مورد تست های مخصوص قرار داده و بعد از اطمینان از حصول شرایط کار پارالل تحت سرویس قرارمی دهند .

تنظیم ولتاژ

تنظیم ولتاژ در شبکه برق به کمک تپ چنجر و یا با کم یا زیاد کردن تعداد دورهای سیم پیچ ترانسفورماتور صورت می گیرد . اغلب ترانسفورماتورهای اصلی شبکه برق مجهز به تپ چنجر چنجر هایی هستند که زیر بار کار کرده و در طرف فشار قوی ترانس نصب می شوند . این تپ چنجرها در واقع وقتی که ولتاژ فشار قوی از حد مجاز انحراف پیدا کند , با تغییر دادن نسبت ولتاژ طرف فشار ضعیف را در مقدار نامی تثبیت می نمایند . از نطر نوع تپ چنجرها را به دو دسته می توان تقسیم نمود . در نوع اول نسبت تبدیل ترانسفورماتور در حالت قطع کامل از شبکه و به کمک چند حلقه سیم پیچ اضافی تغییر داده شده ودر نوع دوم تغییر نسبت تبدیل در حالت اتصال کامل به شبکه و زیر بار انجام می گیرد .

مثلا در ترانسفورماتورهای کاهنده توزیع برق , چهار تپ وجود دارد که به کمک آن ها می توان نسبت تبدیل ترانسفورماتور را در حالت بی باری و به میزان 5+ , 5/2 + , 5/2 _ , و 5_ درصد مقدار نامی تغییر داد .

تپ چنجر ها معمولا در مخزن جداگانه ای در مجاورت تانک ترانس (به طوری که از بیرون به صورت یکپارچه دیده می شوند) نصب شده و محور عمل کننده آن ها در بالای ترانس قرار دارد . طبیعی است که در لحظات تغییر یک تپ به تپ دیگر مدار ترانسفورماتور قطع خواهد شد . برای تثبیت ولتاژ وقتی که ولتاژ در ترمینال های طرف فشار ضعیف افزایش می یابد , باید تعداد دور سیم پیچ فشار قوی را به میزان مناسب کاهش داده و برعکس اگر ولتاژ در طرف فشار ضعیف کاهش یابد باید تعداد دور در طرف فشار قوی را به میزان مناسب افزایش داد .

بیشترین حوادثی که برای یک ترانس پیش می آید ناشی از عیوبی است که در سیتم تپ چنجر آن بروز می نماید . این عیوب عمدتا عبارتند از :

گرم کردن و سوختن کنتاکت ها , جام کردن محور تپ چنجر , شل و لق شدن اتصالات مکانیکی و ضعیف شدن کنتاکت های الکتریکی .

به همین جهت مکانیزم تپ چنجر باید به طور مرتب و دوره ای تحت مراقبت و بازرسی قرار گیرد . در تپ چنجرهای زیر بار معمولا با استفاده از یک زیر بار معمولا با استفاده از یک تپ کمکی مانع قطع مدار جریان در پریود تعویض تپ می شوند که این عمل که به کمک سوئیچ مخصوصی در داخل مخزن مخصوص تپ چنجر صورت می گیرد .

مکانیزم تپ چنجر زیر بار ممکن است از طریق تابلوی کنترل مربوطه فرمان داده شده ویا بطور اتوماتیک وتحت کنترل رله های ولتاژی عمل نماید .

مشخصات فنی و ویژگی های ترانسفورماتورهایی که عمومادر شبکه های توزیع و انتقال برق به کار برده می شوند در استانداردهای معتبر بین المللی بیان شده است .

تپ چنجرهای زیر بار در بعضی از ترانس ها مجهز به سیستمهای کنترل اتوماتیک بوده و ولتاژ شبکه را بر حسب تغییرات بار تا 15=درصد تنظیم می نماید .

اکر سیستم کنترل اتوماتیک یک تپ چنجر معیوب شود باید ترانس را کلا از مدارخارج کرده و تحت تعمیر قرار داد.

تپ چنجر زی بار باید اصولا دارای فرمان از راه دور بوده و هیچگونه تغییر تپ دستی برای ترانسفورماتورهای مجهز به سیستم تپ چنجر زیر بار مجاز دانسته نشده است.

امروزه رگولاتورهای ولتاژ کریستالی به جای رگولا تورهای الکترومکانیکی کاربرد وسیعی جهت تنظیم ولتاژ در شبکه ها ی برق پیدا کرده اند.

این رگولاتورهاکه مستقما به تپ چنجر فرمان می دهند معمولا دارای سیستم حفاظت و سینگال ویژه ای بوده و در صورت لزوم می توان مجموعه رگولاتور را از مدار خارج نمود .

ضمنا تنظیم نقطه کار این رگولاتورها نیز از راه دور مسیر می باشد .تپ چنجرهاغالبا مجهز به کنتورشمارنده هستند که تعداد دفعات عملکرد ان رانشان می دهدو طبق دستور العمل کارخانه برحسب مورد پس ازهر

10000تا20000کلید زنی ,کنتاکتهای تپ چنجر باید بازرسی شده وعیوب احتمالی آن بر طرف گردد

برای انجام این عمل باید روغن مخزن تپ چنجر را تخیله نمود ,البته علاوه بر این تپ چنجر های زیر باید حداقل سال یک بار مورد بازرسی وتست قرار گرفته و قسمتهای گردنده ومحلهای که تحت اصطکاک قراردارند نیز هر شش ماه یکبار روغن کاری شوند.اگر چند ترانس که به صورت پارالل کار می کنند دارای رگولاتورهای اتوماتیک باشند , باید توجه نمود که عملکرد رگولاتورها باید کاملا همزمان ومشابه باشند واگر رگولاتور اتوماتیک وجود نداشته باشد ,برای به حداقل رساندن جریان متعادل کننده ,تغییر تپ باید قدم به قدم صورت گرفته واختلاف بیش از یک تپ بین دو ترانس ایجاد نگردد.

تنظیم ولتاژ ممکن است توسط اتوترانسفورماتورها و یا بوستر ترانسفورماتورها نیز صورت گیرد . بوستر ترانسفورماتور از یک و یا به ترانس سری و یک ترانس تغذیه کننده ان تشکیل می شود بطوریکه سیم پیچ ثانویه ترانس با سیم پیچ ترانسفورماتورهای که لازم است ولتاژ آن تنظیم شود بطور سری بسته شده و اولیه ان به ثانویه ترانس تغذیه کوپل می شود

مراقبت و نگهداری از ترانسهای قدرت

زمین زیر ترانس های روغنی باید به طرف چاهک مخصوص روغن شیببندی شده و روی ان رابا قلوه سنگ تمیز به ارتفاع حداقل 25سانتیمتر پر شود .چاهک روغن که لوله تخلیه نیز برای ان پیش بینی می شود معمولا در کنار دیوار ساخته شده وباید به طور مرتب توسط اپراتور بازدید شود .

باید مراقبت نمود که روغن قابل اشتغال در ترنچهای کابل و یا منولهای دیگر موجود در محوطه نفوذ ننموده وضمنا در اتاق ترانس باید شن خشک در جبعه های مخصوص و همچنین لوازم دیگر اطفا حریق وجود داشته باشد .

یک ترانس رابعد از اتمام عملیات نصب ,باید تحت تست ها و بررسیهای لازم قرارداده وپس از ان در سرویس گذاشت هدف از این تست ها عبارت از حصول اطمینان از عملکرد صحیح رله ها ومدارات حفاظتی اینتر لاکهای دژنکتورها ,چک کردن کلیه ترمومترها , چک کردن سطح روغن در کنسرواتور و اطمینان از بر قرار بودن ارتباط ان با تانک ترانس .

قبل از اتصال ازمایشی ترانس که در ان فقط دژنگتورهای طرف اولیه بسته می شود, اپراتور باید کلیه شیر های روغن رادیاتورها و کنسرواتور را بازدید کرده و از عدم وجود هوا در رله بوخهلتز اطمینان حا صل نماید .

همچنین قسمتهای مختلف ترانس وتجهیزات جانبی انرا که در فضای ازاد قرار دارند تا سر دژنکتورها باز بینی کرده ودقت نماید که روی ترانسفورماتور اشیا اضافی وجود نداشته باشد ,تانک ترانس به طور محکم وموثر به زمین وصل شده باشد ,روغنی از ترانس نشت ننماید واتصالات برقگیرهای حفاظتی که معمولا در جلوی ترانس وروی خط فشار قوی نصب میشوند برقرارباشد .

در این حالت پس از اطمینان از سلامت ودرمدار بودن سیستمهای حفاظتی می توان دژنگتورها راوصل نمود .البته در اینجا یاد آور می شود که وصل ترانس با تاخیری کمتر از 12ساعت پس از پر نمودن تانک از روغن مجاز دانسته نشده است .برای وصل ازمایشی ترانس باید مدارهای رله بوخهلتز و رله جریان زیادی برای قطع انی و بدون تاخیر اماده می شود ,ولی می توان ترانس را به سیستمهای خنک کننده نیز وصل نمود ,در این صورت باید توجه داشت که در جریان کار ,درجه حرارت روغن درقسمت بالای تانک از75 درجه سانتیگراد تجاوز ننماید (به علت گرمای ناشی ازتلفات اهن).

برای کنترل وضعیت ترانس در شرایط بی باری باید حداقل 30 دقیقه آن در حالت وصل آزمایشی نگاه داشت .اگر در خلال این مدت نتایج ازمایشات قانع کننده بود می توان بلا فاصله دژنگتورهای طرف ثانویه ترانس را زیر بار قرار داد.

درترانسفوماتورهایی که سطح روغن کنسراتور توسط لوله شیشه ای آب نما کنترل می شود باید دقت نمود که دو سر لوله مزبور مسدود نباشد زیرا در صورت مسدود بودن این لوله سطح روغن به صورت صحیح نمایش داده نمی شود .

در ذیل ترانسفورماتورهای تحت سرویس را بر حسب شرایط کاری مختلف طبقه بندی نموده ,نحوه رسیدگی و بازرسیهای روتین آنها به شرح زیر می باشد .

1)در نیروگاههاو پستهایی که توسط تشکلات پرسنلی شیفت یا مقیم محل کار کنترل ونگهداری می شوند , ترانسفرماتورهای اصلی و ترانسفورماتورهای مصرف داحلی (اعم از اصلی و رزرو) باید بطور روزانه وبقیه ترانسفورماتورها هفته ای یک مرتبه مورد بازرسی قرارگیرند.

2)در نیرگاهها و پستهایی که توسط اکیپهای سیار نگه داری می شوند ,ترانسفورماتورها باید حداقل ماهی یکبار مورد بازرسی قرار گیرند.

3)در پستهای کوچک وکم ظرفیت ترانسها حداقل هرشش ماه یکبار باید بررسی شوند .سیستمهای خنک کننده ترانسفورماتورها باید از نقطه نظر عملکردصحیح پمپها و فن ها کنترل شوند
برای انجام این عمل اپراتورباید دمای روغن ترانسفورماتور وهمچنین دمای روغن در ورودی وخروجی کولر (در صورتکه ترانس مجهز به کولر ابی جهت خنک کردن باشد )رایادداشت نماید.

هرگاه ترانسی توسط رله های حفاظت داخلی قطع شود (رله بوخهلتز ,رله دیفرانسیل ,رله جریان زیاد ) ابتدا اپراتور باید وضع ظاهری ان و تجهیزات جنبی مربوطه به جهت پی بردن به علت حادثه مورد بازرسی قراردهد.

مثلا اگر وجود گاز در رله بوخهلتز مشاهده شود ,نمونه ان باید جهت تست به آزمایشگاه ارسال گردد.

زیرا بعضی مواقع ممکن است در خلال کار ترانس حبابهای هوای درون روغن باعث عملکرد نابجای رله بوخلتز گردد.

اگر گاز درون رله بخهلتز از روغن سوخته متصاعد شده باشد مبین وجود حادثه در داخل ترانس بوده که در این صورت بلا فاصله باید ترتنس راجهت تعمیرات از مدار ایزوله نمود .تعمیرات دورهای روی ترانسهایی که قطع آنها مستلزم خارج شدن ترانس اصلی از مدار است هر دو سال یک مرتبه وبقیه ترانسهاهر چهار سال یک مرتبه صورت میگیرد .

ضمنا ترانسفورماتورهایی که در شرایط محیطی با آلودگی بسیار بالا کار می کنند باید طبق دستور العملهای ویژه مربوط به محل ,مورد تعمیرات دورهای قرارگیرند. خشک کردن ترانسفورماتورها اولا : اگر سیم پیچ یا ایزولاسیون ترانس به طور جزئی یا کلی تعمیر شده باشد , به نیاز به اندازه گیری به خصوصی قطعا باید آن را تحت عملیات رطوبت زدائی قرار داد .

ثانیا : اگر در حین انجام تعمیرات اساسی شرایط کار با ترانس ویژه ترانس دقیقا رعایت شده و هسته آن بیش از حد مجاز خارج از روغن نگهداری نشود پس از انجام تعمیرات تقریبا می توان مطمئن بود که ترانس نیازی به خشک کردن ندارد ولیکن در حالت کلی باید وضعیت ایزولاسیون سیم پیچ را قبل و بعد از تعمیرات اساسی , طبق قواعد استاندارد شده مورد تست و ارزیابی قرار داده و در صورت نیاز اقدام به خشک سازی آن نمود .

البته اگر پارامترهای عایق بدون روغن قبل و بعد از تعمیرات اساسی مقایسه شوند باید اثر روغن را در تغییر کمیت ها بر طبق استانداردهایی که در این زمینه وجود دارد مورد توجه قرار دارد .

اگر در آزمایشاتی که در خلال تعمیرات اساسی هسته ترانس در مدت زمانی بیش از آنچه که در مدارک فنی مربوطه معین شده است در هوای آزاد قرار گیرد ترانس را باید جهت عملیات خشک سازی مورد تست قرار داد .

ترانس ها را به یکی از روش های زیر خشک می نمایند :

1- خشک کردن ترانس در خود تانک و به کمک حرارت ناشی از تلفات مس و یا تلفات آهن در شرایط خلا و یا بدون آن .

2- خشک کردن در داخل خود تانک و به کمک هوای گرم وخشک که توسط یک منبع خارجی تولید شود .

3- خشک کردن به کمک حرارت ناشی از یک منبع خارجی و بدون شرایط خلا .

بررسی وضعیت عایق سیم پیچ ها از نظر میزان رطوبت اصولا باید در شرایط تانک بدون روغن صورت گرفته و اندازه گیری پارامترهای عایق در خلال علیات خشک سازی نیز باید به طور مرتب تا زمانیکه این پارامترها به زمانیکه این پارامترها به میزان ثابت خود برسند ادامه داده شود.

دژنگتورها

دژنگتورها ی فشار قوی بدون شک از مهمترین تجهزات کلید خانه ها به شمار می روند که نقش انها قطع و وصلمدار در وضیعت عادی و هم چنین در تحت شرایط اضافه بار غیر مجاز ,اتصال کوتاه و یا هر نوع حادثه غیر نرمال دیگر است .

وقتی که یک دژنگتور قطع می شود تا مدتی ارتباط مدار در دهانه کنتاکت های ان به وسیله قوس الکتریکی برقرار می ماند . به همبن جهت دژنگتور باید مجهز به لوازمی برای کنترل و قطع قوس و پیشگیری از بازگشت مجدد آن باشد .

در دژنگتورهای روغنی به علت خشک شدن قوس و همچنین افزایش فشاری که در اثر تجزیه روغن پیش می آید شرایط لازم برای بقا قوس یه میزان زیادی تضعیف شده و از آن طرف به دلیل افزایش فاصله کنتاکت ها , اطفا جرقه در پریودهای بعد از گذشتن منحنی جریان از اولین نقطه صفر , براحتی میسر می شود . یادآور می شود که روغنی که در اغلب دژنگتورهای روغنی مورد استفاده واقع می شود همان روغن ترانس می باشد .

دژنگتورهای دیگری نیز وجود دارند که در آن ها از انواع گازها , افزایش طول قوس به روش الکترومغناطیسی یا لوازم دیگر جهت تسهیل و تسریع امر اطفا استفاده می شود .

فهرست مطالب

عنوان صفحه

مقدمه 1

برخی از استانداردهای تابلوها 2

تعاریف تابلو ها 4

شرایط کار عادی 6

اطلاعات و لوح ویژگیها 9

اینترلاکها 10

طبقه بندی درجه حفاظتی تابلوها 12

علائم به کار رفته 13

کات اوت فیوز – برقگیر 19

سکسیونر قابل قطع زیر بار 20

تابلوی ان – اف 21

باردهی ترانسفورماتور 22

تنظیم ولتاژ 26

مراقبت و نگهداری از ترانسهای قدرت 30

روشهای خشک کردن ترانسها 35

مقدمه

نکاتی در مورد ساختمان تابلوها :

تابلو می تواند از یک یا چند صفحه از جنس عایق که جاذب رطوبت و خود سوز نباشد (فیبر الکتریکی ) تشکیل شده یا تمام فلزی باشد .چنانچه تابلو در محلی که افراد غیر متخصص در آن رفت و آمد می کنند نصب شده باشد نباید هیچ یک از قسمتهای برق دار آ‎ن در دسترس یا قابل لمس باشد . به عبارت دیگر ، تابلو باید با صفحات یا درب های عایق یا فلزی محصور شده باشد . برای دسترسی به قسمتهای برق دار تابلو باید بتوان صفحات محافظ یا درهای سرویس آن را با استفاده از نوعی ابزار پیاده کرد .

علاوه بر این ، در چنین محلهایی تابلو باید مجهز به در قفل شو باشد ، به نحوی که کلیه کلیدها و لوازم و تجهیزات کنترل تابلو در پشت آن قرار گرفته باشد .

یادآوری 1 : چنانچه تابلو مجهز به کلیدهای کنترل روشنایی و نظایر آن باشد ، این کلیدها می توانند موقع قفل بودن در تابلو در دسترس باقی بمانند از محل نصب کلیدها نباید امکان دسترسی به ترمینالهای آنها یا داخل تابلو وجود داشته باشد .

یادآوری 2 : برای کمک به خنک شدن لوازم داخلی تابلو می توان آن را به منافذ عبور هوای خنک کننده مجهز کرد مشروط بر اینکه آب ترشح شده نتواند به قسمتهای برق دار آن سرایت کند .

تابلو باید ساخت کارخانه و مطابق استاندارد های ملی یا بین المللی معتبر باشد .

برخی از استاندارد تابلوهای «قدرت و فرمان » فشار قوی و ضعیف

تعاریف :

1- تابلو تمام بسته : عبارتست از مجموعه سوار شده در شرکت که تمام جوانب آن ، جزء سطح نصب که ممکن است باز باشد به نحوی بسته باشد ، که حداقل درجه حفاظت IP20 داشته باشد .

2- تابلو تمام بسته ایستاده : منظور تابلویی که دسترسی برای فرمان ، تعویض فیوز و لوازم ، اتصال سر کابل و سیم و غیره کلاً از طرف جلو تابلو پذیر باشد و شامل یک یا چند سلول می باشد .

3- تابلو ایستاده دسترسی از پشت : عبارت است از تابلویی که وسایل اندازه گیری در جلو تابلو قرار گرفته و فرمانها از سمت جلو تابلو انجام می شود ، ولی دسترسی برای تعویض وسایل و اتصال کابلها و … از پشت تابلو امکانپذیر است .

ابعاد تابلو :

حداکثر ابعاد تابلوهای فشار ضعیف ایستاده قابل دسترسی از جلو و قابل دسترسی از پشت به قرار زیر است :

تابلو قابل دسترسی از جلو :

ارتفاع : 220 سانت عرض : 90 سانت عمق : 60 سانتی متر

تابلو قابل دسترسی از عقب :

ارتفاع : 220 سانت عرض : 90 سانت عمق 80 سانت

4- تابلو توزیع نیرو و روشنایی برای نصب در محوطه باز :

این نوع تابلو باید از نوع ایستاده و بااسکلت نگهدار از آهن گالوانیزه به فرم نبشی ، ناودانی و سپری و پوشش آن از ورقهای آهن گالوانیزه با ضخامت حداقل 2 میلیمتر یا بیشتر ساخته شود و به نحو مطلوب رنگ آمیزی شود . (پیوست ت ) بدنه این نوع تابلو ها باید به نحوی ساخته شود که کلیه جوانب آن کاملاً مسدود بوده و فقط از طرف جلو قابل دسترسی باشد .

سقف اینگونه تابلوها دارای شیب دو طرفه با لبه برگردان به طرف داخل باشد و حداقل پنج سانتی متر از هر چهار طرف بزرگتر از ابعاد سقف تابلو باشد .

ساختمان تابلو باید طوری باشد که دسترسی به کلیه لوازم و تجهیزات داخلی تابلو برای فرمان تعمیر ، تعویض ، بدون تداخل با کار قسمتهای دیگر امکان پذیر باشد .

اینگونه تابلو ها بر روی سکوهایی به ارتفاع 20 الی 25 سانتی متر بالاتر از کف نصب می شوند که در بند 1-2 جلد سوم کتاب استانداردهای توزیع تابلو تحت عنوان نصب و نگهداری تابلو ها آمده است .

ابعاد تابلو :

ابعاد تابلو های توزیع نیرو و روشنایی در محوطه باز به قرار زیر است .

ارتفاع :120 سانتی متر

عرض :بر حسب نیاز

عمق : 40 سانتی متر

قسمت اول:

تعاریف :

1- تابلوهای قدرت و فرمان :

ترکیبی از وسایل کلید زنی همراه با تجهیزات کنترلی ، حفاظتی و تنظیم است که شامل وسایل جنبی ، اتصالات مربوطه ، محفظه ها ، وسازنده های نگهدارنده آنها می باشد .

2- تابلو های قدرت :

ترکیبی از وسایل کلید زنی همراه با تجهیزات کنترل ، اندازه گیری ،حفاظت و تنظیم است که شامل وسایل جنبی …نیز می باشد و اصولاً در ارتباط با تولید ، انتقال و توزیع و تبدیل انرژی الکتریکی بکار می رود .

3- تابلو های فرمان :

مشخصات کلی این نوع تابلو همانند بالاست و اصولاً برای کنترل تجهیزات مصرف کننده انرژی الکتریکی ، بکار می رود .

4- بوشینگ :

ساختاری است که یک هادی را از میان یک پوشش و یا جداره عبور داده و آنرا نسبت به آنها عایق می کند و شامل متعلقات اتصالات به جداره پوشش نیز می باشد .

5- دمای هوای محیط :

دمای هوای اطراف محفظه خارجی تابلو قدرت یا فرمان است که تحت شرایط مشخص شده برای تابلو بدست می آید .

6- مدار فرعی :

کلیه قسمتهای هادی یک مجموعه که در تشکیل مداری برای کنترل ، اندازه گیری ، حفاظت و تنظیم ، و غیره بکار رفته باشد .

7- مقدار اسمی سطح عایق :

به مجموعه مقادیر ولتاژ (با فرکانس قدرت و جذبه ) که ایستادگی عایقی تابلو های قدرت و فرمان را در برابر تنش دی الکتریکی مشخص کند اطلاق می شود .

8- جریان ایستادگی کوتاه مدت :

مقدار موثر جریانی است که یک مدار تابلوی قدرت یا فرمان در زمان کوتاه مشخص و تحت شرایط تعیین شده می تواند تحمل کند .

9- جریان ایستادگی پیک :

مقدار پیک جریانی است که مدار تابلو های قدرت و فرمان می تواند تحت شرایط مشخص ، در برابر آن ایستادگی کند .

شرایط کار عادی :

تابلو های قدرت و فرمان با پوشش فلزی طرح شده مطابق این استاندارد ، تحت شرایط زیر مورد استفاده قرار می گیرند .

الف – دمای هوای محیط بیشتر از 40 سانتی گراد نشود و مقدار متوسط آن در مدت 24 ساعت از 35 درجه سانتیگراد بیشتر نباشد .

ب – حداکثر دما به صورت بالا بود، حداقل دما به صورت زیر است :

- برای نصب در داخل ساختمان 5- درجه سانتی گراد .

- برای نصب در هوای آزاد : در شرایط معتدل 25- درجه سانتی گراد . در شرایط سرد و یخ بندان 50- درجه سانتی گراد . استاندارد مقادیر اسمی جریان مطابق نشریه IEC شماره 59 :

8 3/6 5 4 15/3 5/2 2 6/1 25/1 1

80 63 50 40 5/31 25 20 16 5/12 10

800 630 500 400 315 250 200 160 125 100

8000 6300 5000 4000 3150 2500 2000 1600 1250 1000

پ- مقدار اسمی سطح عایق :

مقدار اسمی سطح عایق برای تأ سیساتی که به خارج راه دارند بایستی از جدول (2-2)در شرلیط استاندارد در نظر گرفته شده است . (فشار اتمسفر برابر 1013 میلی بار و دمای 20 درجه سانتی گراد و رطوبت 11 گرم در متر مکعب).جدول( 2 -2)

توجه :

در مواردی که لازم باشد باید جهت اطمینان از وجود شرایط مناسب کار ، اقدامات احتیاطی (مانند گرمایش یا تهویه ) بعمل آید ، مثلاً برای بعضی از رله ها ، دستگاههای اندازه گیری و غیره دمای محیط کارنباید 5+ درجه سانتی گراد کمتر شود .

پ – ارتفاع کمتر از 1000 متر باشد ،

توجه :

مقادیر نامی سطح عایق که در بندهای قبل مشخص شده اند برای تابلو های قدرت و فرمان که در ارتفاع های کمتر از 1000 متر و دماهای مشخص شده بالا بکار می رود و در انتخاب تابلو در ارتفاع های بالای 1000 متر مورد استفاده قرار می گیرد باید ضریب تصحصح مطابق جدول (2-1) اعمال گردد.

قسمت 2 – مقادیر اسمی :

الف – فرکانس اسمی : فرکانس اسمی برابر 50 هرتز انتخاب می گردد .

ب- جریان اسمی عادی : مقادیرجریان اسمی عادی مدار ها مانند فیدرها ، شینه ها باید مطابق استاندارد اسمی نشریه IEC شماره 59 انتخاب گردد .

ابعاد تابلو :

الف – حداکثر ابعاد تابلوی فشار قوی تمام بسته قابل دسترسی از جلو بدین صورت است :

ب- حداکثر ابعاد تابلو های فشار قوی تمام بسته کشوئی :

اطلاعات ، لوحه ویژگیها :

الف – اطلاعاتی که باید توسط بهره بردار داده شود : - نوع داخلی یا خارجی بودن و شرایط کاری (سرویس دهی)

- درجات حفاظتی

- دیاگرام مدار

ب- اطلاعاتی که باید توسط سازنده داده شود : - مقادیر اسمی و اطلاعات ساختاری. - دستورالعملهای بهره برداری و تعمیر و نگهداری

- دستورالعمل حمل و نقل (وزن و ابعاد جعبه ها )

ج – لوحه ویژ گیها :

اطلاعات زیر اجباری است :

الف – نام سازنده یا علامت (آرم) مشخصه آن .

ب- شماره سریال یا نوع علامت طراحی که توسط آن ، تمام اطلاعات لازم را بتوان از سازنده دریافت کرد .

اطلاعات زیر نیز توصیه می شود :

- ولتاژ اسمی .

- جریان اسمی برای شینه ها و برای مدارها .

- فرکانس اسمی .

- سال ساخت .

اینترلاکها :

به دلایل ایمنی و سهولت بهره برداری ، بین قطعات مختلف تابلو ، اینترلاک نصب می گردد . اقدامات زیر برای مدارات اصلی لازم می باشد .

الف – تابلو های قدرت و فرمان با پوشش فلزی دارای قطعات جدا شدنی .

خارج کردن و یا درگیر نمودن یک کلید : کلید قدرت یا کنتاکتور نباید امکان پذیر باشد مگر اینکه وسیله کلید زنی در حالت مدار باز باشد . بجز وضعیت کار (اتصال) قطع یا جدا شده ، آزمایش و یا در وضعیت زمین شده ، نباید کلید قدرت ، کلید و یا کنتاکتور قادر به کارکردن باشد . بجز در مواقعی که وسیله کلید زنی به مدارات کمکی متصل است ، بستن کلید قدرت و یا کنتاکتور بایستی غیر ممکن باشد .

ب – تابلو های قدرت و فرمان با پوشش فلزی بودن وجود قطعات جدا شدنی ودارای کلید جدا کننده .

اینترلاکها برای جلوگیری از کار کردن کلیدهای جدا کننده ، تحت هر شرایطی بجز در موارد ذکر شده در بند 3 نشریه IEC شماره 129 بکار می روند . بجز در حالت باز بودن کنتاکتور ، کلید و یا کلید قدرت عملکرد جدا کننده (باز و بسته شدن ) نباید ممکن باشد .

وسایلی که در مدارات اصلی نصب شده اند و عملکرد نادرست آنها ، باعث ضرر و آسیب می شوند و یا برای حفظ فاصله عایقی به هنگام تعمیر و نگهداری مورد استفاده قرار می گیرند بایستی دارای سیستم قفل باشند .

زمین کردن :

یک هادی زمین در تمام طول تابلوی قدرت و فرمان بایستی کشیده شود . در شرایط اتصال کوتاه در هادی زمین چگالی جریان از 200 آمپر بر میلی نباید تجاوز کند (البته وقتی که هادی از نوع مس باشد ) و همچنین سطح مقطع این هادی نبایستی از 30 میلی متر مربع کمتر باشد و هادی زمین در انتها باید طوری بریده شود که دارای ترمینال مناسب برای اتصال به سیستم زمین تأسیسات باشد .