تحقیق تجهیزات مورد استفاده در شبکه های فشار ضعیف (docx) 29 صفحه

دسته بندی : تحقیق

نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحات: 29 صفحه

قسمتی از متن Word (.docx) :

بسم الله الرحمن الرحیم دانشکده فنی شهید با هنر موضوع پروژه : تجهیزات مورد استفاده در شبکه های فشار ضعیف طریقه احداث شبكه فشار ضعیف برای احداث شبكه های فشارضعیف می بایست به نكات و ریزه كاری ها ومحاسابات دقیقی توجه نمود. اما نكات عمده ای كه می توان بدون تشریح مفصل مطرح نمود بقرار زیر است: 1-استحكام لازم برای داشتن عمركافی شبكه 2-ضریب اطمینان كافی عدم افت انرژی درشبكه 3-اقتصادی بودن شبكه 4-زیبای ظرافت درطرح شبكه. معمولادرطرح شبكه های400ولتی هوایی (فشارضعیف)ازهادی مسی استفاده می شود زیرا اصولا هادی مسی دارای ضریب هدایت بیشتر می باشد یك شبكه فشار ضعیف كامل دارای 5 سیم می باشد كه به ترتیب، قرارگرفتن این 5 سیم بدین صورت است. ازبالا به پایین سیم نول - سیم تغذیه روشنایی معابر (فاز شب) فاز - Rفاز- S فازT. این نكته رانبایست فراموش كنیم كه در یك طرح، انتخاب سطح مقطع سیم ها طبق استاندارد فعلی مملكت متفاوت است. بدین معنی كه مثلا سطح مقطع سیم نول را 16 میلیمترمربع وفاز شب را 25 میلیمتر مربع و فازهای T, S, R را 35 میلی متر مربع انتخاب می نماییم. البته این انتخاب بستگی به مصرف كننده های مورد تغذیه ویامسافتی كه می بایست انرژی را به نقطه مورد مصرف رساند دارد. بر اساس مطالب فوق برای احداث یك شبكه فشارضعیف اعمالی كه انجام می شود به شرح زیر است: 1-بررسی وضع محل ودرنظرگرفتن تعدادخانوار وجمعیت و بطرز كلی محاسبه دقیق بار مصرفی كه درآن محل (روستا – بخش-شهر) مصرف می شود وبا در نظر گرفتن آینده توسعه صنعت برق در آن محل. 2-براساس تمام اصلاحات فوق نقشه(كروكی)شبكه هوایی محل تهیه می گردد. 3-محل دقیق نصب تیر با درنظرگرفتن دو پایه جهت حفرگودال طبق نقشه تهیه شده تعیین می گردد.(به این عمل اصطلاحا پیكتاژ گویند) . 4-نصب پایه ها وتجهیزات مربوطه از قبیل راك (جایگاه قرار گرفتن مقره) و متعلقات سیمهای مهار. 5-سیم كشی:دریك شبكه5 سیمه بعد از نصب پایه هاو تجهیزات آنها سیم كشی صورت می گیرد. البته وضع قرارگرفتن سیم ها ، همانطوركه گفته شد ازبالا به پایین: 1- نول 2- فازشب 3- فازR 4- فازS 5- فازTمی باشد.فاصله هر كدام از این سیم ها از یكدیگر طبق استاندارد می بایست30 سانتیمتر باشد. درسیم كشی باید مقدار فلش در شكم سیم در وسط فاصله (دوتیر) را نسبت به جنس وسطح مقطح سیم وفاصله اسپان (دوتیر) از روی جداول محاسبه كرد باید دقت شود كه در موقع حمل ونقل وعملیات سیم كشی سیم ها آسیب نبیند. پس ازمحاسبه مقدار فلش سیم كه برحسب سانتیمتر است و با درجه حرارت محیط نسبت مستقیم دارد، قرقره سیم را نزدیك اولین پایه روی دستگاهی بنام چرخ سیم كشی یا سیم جمع كن قرار داده وسرسیم را بازكرده وآن را تا آخرین پایه می كشیم(به طوری كه سیم زخمی نشود.)در پایان كار، سر سیم را به مقره چرخی بوسیله كلمپ مخصوص یا به طریق بافتن می بندیم وبعد آنرا بالای پایه برده و درجایگاه مقره یعنی اتریه یا راك نصب می كنیم ، سپس ورودی پایه های عبوری، سیم راداخل اتریه ها قرار می دهیم وآن گاه باز میگردیم بپای اولین پایه وسرسیم را روی اولین پایه با استفاده ازچرخ قورباغه وسیم گیر (قورباغه)سیم را كشیده و فلش آن را تنظیم می كنیم وسپس این سر سیم را بدور مقره پیچیده و یا بوسیله كلمپ مخصوص محكم نموده و یا آنرا می بافیم. همین اعمال را برای سیم های دیگر از بالا به پایین انجام می دهیم بطوریكه فاصله شكم سیم ها باهم یك هماهنگی بخصوصی داشته باشند پس از انجام این عملیات روی پایه های عبوری(وسط. خط) تمام سیم ها را درشیار مقره های مربوطه می بندیم، بدین ترتیب شبكه آماده بهره برداری است. ضمنا به خاطر بسپاریم كه ممكن است دراثر كشیدن سیم های شبكه تیرهای ابتدایی و انتهایی تغییر وضعیت بدهند(یعنی درجهت كشش سیم خم شود) كه این عمل را باتنظیم كردن دقیق مهارهای پیش بینی شده درابتدا وانتهای خط خنثی می نماییم كليدهاي فشار ضعيف براي جريان متناوب در تأسيسات برق فشار ضعيف ( ) براي قطع و وصل مدارهاي مختلف الكتريكي و همچنين براي حفاظت سيم ها ، تأسيسات و مصرف كننده هاي بزرگ از كليدهاي فشار ضعيف مختلفي استفاده مي شود كه مي توان آنها را به چهار دسته مهم زير تقسيم كرد : 1-كليد دستي كه عبارتند از : الف – كليد تيغه اي (چاقويي) ب – كليد پاكو ( كليد گردان) ج – كليد فيوز 2- كليد خودكار 3-كليد محافظ موتور Motor schutz schalter 4-كليد مغناطيسي (كنتاكتور) schutze الف ) كليد تيغه اي كليد تيغه اي در تأسيسات رو باز براي جريان هاي از 100 تا 4000 آمپر و تا يك كيلو ولت به كار مي رود و داراي يك مزيت است كه اولاً قطع كنتاكتهاي كليد حتي از فاصله نسبتاً زياد نيز به آساني آشكار مي شود . در ضمن رساندن برق از يك شين به شين ديگر را ميسر و ممكن مي سازد . اين كليد ها بخصوص براي برق رساني به موتورهاي يكفاز و وسائل برقي جريان دايم بسيار مناسب است . ب ) كليد پاگو (گردان) اين كليد كه براي آمپرهاي كم (تا 100 آمپر ) ساخته مي شود ، يك كليد قابل قطع زير بار است و بهمين جهت هر يك از كنتاكتهاي جريان رسان مربوط به يك قطب در يك محفظه عايقي مخصوص به خود ، به طور انفرادي نصب شده است : نصب كليد پاكو در تابلو بسيار ساده است و به علت اينكه كنتاكت ها پشت سرهم قرار گرفته اند جايگيري آن در تابلو نسبت به كليد تيغه اي مشابه خود بسيار كمتر است . ج ) كليد فيوز بيشتر حوادث در شبكه فشار ضعيف كه منجر به برق گرفتگي مي شود مربوط به قوس الكتريكي است كه در موقع تعويض فيوز بوجود مي آيد . لذا براي جلوگيري از خطراتي كه در موقع تعويض فيوزها در شبكه فشار ضعيف پيش مي آيد بهتر و مناسب تر است بجاي كليد و فيوز از كليد فيوز استفاده شود . در ضمن در موقعي كه جريان اتصال كوتاه شبكه يا مصرف كننده پشت فيوز خيلي زياد باشد تا ( ka100) اجباراً بايد به جاي كليد و فيوز از كليد فيوز استفاده شود زيرا قدرت قطع فيوز ها از 6 تا 600 آمپر همگي خيلي زياد و در حدود ka 100 مؤثر مي باشد . 2-كليد خودكار كليد خودكار نسبت به كليد و فيوز داراي مزاياي زير است 1)كليد خودكار پس از قطع مدار در اثر جريان زياد و يا بار زياد و يا هر عامل ديگري بلافاصله مجدداً آماده براي بهره برداري مي باشد . 2)به كمك كنتاكت هاي فرعي كه در آن تعبيه شده مي توان وضعيت كليد را در هر حالت (قطع و يا وصل ) توسط سيگنال تعيين كرد و در اطاق فرمان منعكس نمود. 3)ساختمان اين كليد طوري است كه اگر كليد را به روي يك مدار اتصال كوتاه شده اي به بنديم ، در ضمن بسته شدن نيز رله جريان زياد كليد ، به سرعت و بدون درنگ مدار را قطع مي كند . 3-كليد محافظ موتور كليد محافظ موتور يك نوع بخصوص از كليد خودكار با قطع كننده جريان زياد است و مي تواند جريان راه اندازي موتور را طبق VDE0665 در زمان راه اندازي تحمل كند بدون اينكه باعث قطع كليد ود . كليد محافظ موتور براي دو جريان راه اندازي مختلف ساخته مي شود . 1)كليد محافظ موتور براي راه اندازي سبك اين كليد جريان راه اندازي موتور را در صورتيكه از 5 برابر جريان نامي تجاوز نكند تا 20 ثانيه نگه مي دارد . 2 ) كليد محافظ موتور براي راه اندازي سنگين اين كليد جريان راه اندازي موتور را در صورتيكه از 10 برابر جريان نامي تجاوز نكند . به مدت 4 ثانيه نگه مي دارد . 4-كليد مغناطيسي يا كنتاكتور كليد مغناطيسي عبارت است از كليد با فرمان از دور و بدون نگهدارنده مكانيكي اين كليد فقط تا موقعي كه از الكترومغناطيس نگهدارنده آن جريان عبور مي كند بسته است و به محض قطع جريان يا ولتاژ كليد خود به خود مدار را قطع مي كند و باز مي شود . كليد مغناطيسي دو نوع هستند ، هوايي و روغني و در هر دو حالت مي توان كليد را با قطع كننده بي متال حرارتي مجهز كرد و به عنوان كليد محافظ موتور از آن استفاده نمود . آمپر واحد اندازه گیری جریان آمپر می باشد. آمپرمتر برای اندازه گیری جریان از آمپرمتر استفاده می شود که این دستگاه به صورت سری در مدار قرار می گیرد. اینتر لاک برای جلوگیری ازمانور اشتباه معمولا بین سکسیونرها و بریکر چفت و بست مکانیکی یا الکتریکی قرار می گیرد.كه از آن به عنوان اينترلاك نام برده مي شود. باطری به مجموعه ای از سلول ها که در آنها فعل و انفعالات الکترو شیمیایی قابل رفت و برگشت صورت می گیرد باطری می گویند که هر سلول متشکل از صفحات مثبت و منفی و ماده ای بنام الکترولیت که محلول از 8 قسمت آب و 3قسمت اسید سولفوریک غلیظ می باشد. كپسول اطفاء حريق كپسول هايي كه در پست نصب گرديده و در داخل آن مواد خاموش كننده آتش مانند پودر و گاز مي باشد و براي خاموش كردن انواع آتش از آن استفاده مي شود. پلاک ترانس پلاکی است که بر روی ترانس نصب می شود و اطلاعاتی را در مورد ترانس از قبیل ضریب قدرت سیم بندی ترانس سال ساخت کشور سازنده ولتاژ وجریان نامی و...را نشان می دهد. تپ چنجر وسیله ای است که با تغییر دادن سبب تغییر ولتاژ خروجی ترانس می گردد.این وسیله بیشتر در طرف فشار قوی ترانس نصب می شود. ترانس مصرف داخلی برای مصرف داخلی پست(،روشنایی،شارژر،تغذیه رله ها وتجهیزات ارتباطات راه دوراز اين ترانس) استفاده مي شود. ترانس نولساز به منظور ایجاد نقطه نول مصنوعی و در طرف مثلث ترانس ها و حفاظت ثانویه ترانس از ترانس نولساز استفاده می شود. ترانسفورماتور وسیله ای است که انرژی الکتریکی توسط القاء متقابل تبديل مي كنند و می تواند ولتاژ کم را به زیاد و بالعکس تبدیل نماید. ترمومتر برای اندازه گیری درجه حرارت از این دستگاه استفاده می شود تست پلاك ترمينال هايي است كه در مواقع تست و تنظيم رله ها مورد استفاده قرار مي گيرد تا نيازي به قطع بريكر نباشد. استیک وسیله عایقی است برای باز یا بستن فیوز کتد یا گراند سیار از آن استفاده می شود. خازن جهت بالا بردن ولتاژ،جهت جبران بار راکتیو كه در پستهاي فوق توضيع استفاده ميگردد. خط انتقال جهت انتقال جریان برق،جهت تبادل اطلاعات و جهت تبادل پیام با نصب سیستم PLC رادیاتور ترانس مخزنی است که در آن آب یا روغن در حال گردش وجود دارد که در اثر گردش دررادياتورآب يا روغن خنک شده و باعث خنك شدن ترانس مي شود. راکتور به منظور کاهش ولتاژ شبکه در مواقع افزایش ولتاژ شبکه(غیر عادی شدن ولتاژ) از راکتورها که جذب کننده بار راکتیو هستند استفاده می گردد.( جهت کاهش ولتاژ). رله های توانی این رله ها بر اساس توان عمل می کنند به عنوان مثال رله هایی که جهت توان را اندازه گیری می کنندیا رله هایی که توان اکتیو و راکتیو را اندازه گیری می کند. رله کمبود ولتاژ این رله هنگامی عمل می کند که ولتاژاز مقدار نامی پایین تر بیاید.معمولا آن را روی 80% مقدار نامی تنظیم می کنند. سیلیکاژل جهت جلو گيري از نفوظ رطوبت به ترانس ها از سنگ سیلیکاژل استفاده می شود در حالت عادی رنگ آن آبی می باشد و در صورت تغییر رنگ آن باید تعویض گردد. صفحه آلارم صفحه ای است که دارای چراغهایی در هر خانه است که در آن عملکر رله ها و تجهیزات حفاظتی نشان داده می شود و به محض عمل کردن رله چراغ مربوط به آن رله در صفحه آلارم روشن می شود. ضريب قدرت ضريب قدرت يا كسينوس في ،كسينوس زاويه بين بردار توان اكتيو و توان ظاهري مي باشد. فاز متر وسیله است که دارای لامپ مخصوص می باشد و با تماس با خطوط انتقال با روشن یا خاموش شدن این لامپ می توان به برقدار یا بی برق بودن خط پی برد. فالت رکوردر دستگاهی است که برای ثپت کردن خطاهای به وجود آمده ازآن استفاده می شود.اين دستگاه خطا ها را به صورت نموداري ثبت مي كند. فایر باکس شامل یک جعبه می باشد جهت اتفا حريق که در داخل آن یک قرقره بزرگ و یک سر لوله با تعداد معینی لوله نواری در اندازه 20 متری وجود دارد این جعبه به صورت عمودی یا افقی نصب می شود.و بهترین فاصله برای نصب ان در داخل از کف تقریبا 70 سانتی متر است. فرم اجازه کار مسئول ايستگاه با روئيت فرم درخواست انجام كار كه به تاييد گروه تعميرات ،بهره برداري،ديسپاچينگ رسيده باشد فرم اجازه كار صادر مي نمايد و مشخص كننده محل هاي قطع تجهيزات همراه با حصار كشي و قفل تجهيزات خاموش شده تحويل گروه تعميرات مي نمايد. فرم درخواست انجام کار اين فرم داراي سه قسمت 1-درخواست گروه تعميرات 2-تاييد بهره برداري3-تاييد ديسپاچينگ مي باشد كه در تاريخ مشخص شده و مدت زمان انجام كار و مشخص شدن تجهيزاتي كه قطع شوند مي باشد و توسط گروه تعميرات به ايستگاه آورده مي شود. فرکاس متر برای اندازه گیری فرکانس شبکه از فرکانس متر استفاده می شود.این دستگاه به صورت موازی در مدار نصب می شود واحد فرکانس هرتز می باشد. فرکانس تعداد سیکل های صورت گرفته را در مدت زمان یک ثانیه فرکانس گویند. واحد فرکانس هرتز می باشد فن وسیله ای است که با انرژِی الکتریکی هوا را به سمت ترانس می دمد تا ترانس خنک شود. كارت حفاظت دستگاه كارتي كه براي حفظ دستگاه از آسيب بيشتر وپايداري شبكه برق و جلوگيري از صدمات جنبي مورد استفاده قرار مي گيرد.كاربرد آن در زماني است كه مسئول ايستگاه وضعيت نا مطلوبي را مشاهده كند،براي جلوگيري از صدمات بيشتر اين كارت صادر مي شود و بر روي كليد قطع و وصل تجهيز قرار مي گيرد. كارت حفاظت شخصي كارتي كه براي صدور آن عمليات بي برق شدن و جداسازي صورت مي گيرد،درنتيجه اين عمليات محيط كار ايمن مي شود.مورد كاربرد آن زماني است كه گروههاي تعميراتي تصميم به تعمير بخشي از سيستم را مي گيرندبا تكميل كارت با هماهنگي امورهاي ذيزبط بدون انرژي برق گرديده و با حصاركشي تحويل گروه متقاضي مي گردد. گروه برداری اتصالات مختلف برای ترانس وجود دارد که به 4 گروه عمده تقسیم می شود ، که طرف فشار قوی ترانس با حرف بزرگ ،طرف فشار ضعيف با حرف كوچك و عدد نشان داده شده كه در عدد 30 ضرب مي شود و حاصل ضرب بدست آمده نشان دهنده زاويه اختلاف فاز بين ولتاژهاي طرف اوليه و ثانويه ترانس مي باشد. لاین تراپ این دستگاه سیم پیچ قطوری است که با یک خازن موازی شده است و در داخل سیم پیچ استوانه شکل قرار دارد و با آن موازی است و چون خازن با سیم پیچ موازی می باشد فقط در یک فرکانس خاص بنام فرکانس تشدید جریان مینیمم می شود.اگر مقدار سلف و خازن را طوری انتخاب کنیم که فرکانس تشدید روی فرکانس کاربر بیفتد، آنوقت سیگنال های مخابراتی چون جریان خیلی کم می شود نمی تواند وارد پست شودولی برق فشار قوی (50 هرتز) چون جریانش خیلی بالا است وارد پست می شود. میتر دستگاهی است که برای اندازه گیری ولتاژ،جریان،بار اکتیو،راکتیو ،فرکانس و....استفاده می شود. نسبت تبديل كميت الكتريكي كه براي تبديل ولتاژ يا جريان به مقادير كمتر يا بيشتر مورد نظر مورد استفاده قرار مي گيرد. هرتز واحد اندازه گیری فرکانس هرتز می باشد وات واحد اندازه گیری توان اکتیو می باشد. وات متر برای اندازه گیری توان حقیقی یا اکتیو از وات متر استفاده می شود.وات متر یک سیم پیچ جریان که به طور سری در مدار قرار می گیرئ و در یک سیم پیچ ولتاژ که به صورت موازی در مدار قرار می گیرد، می باشد. ولت واحد اندازه گیری ولتاژ می باشد ولت متر برای اندازه گیری ولتاژ ، باید ولت متر را به صورت موازی با آن قرار داده، در صورتی که بخواهیم ولتاژ شبکه را در تابلو اندازه گیری کنیم بایستی دو سر ولت متر را در شبکه فشار ضعیف به شین های مورد نظر و در مورد شبکه های فشار قوی از طریق ثانویه ترانس ولتاژها به ولت متر اتصال دارد. ولتاژ یا جریان نامی حداكثر ولتاژ يا جرياني است كه در حالت كار نرمال سيستم به شبكه اعمال شده و تجهيزات مي توانند به طور دائم آن را تحمل نمايند. کابل هر نوع هادی که بتواند جریان برق را از داخل خود عبور داده و توسط مداری از محیط اطراف خود عایق شده باشد بطوریکه ولتاژ روی سطح عایق نسبت به زمین برابر صفرو سطح سیم یا هادی نسبت به زمین دارای ولتاژ فازی باشد کابل نامیده می شود. کارت احتیاط كارتي است كه براي صدور آن عمليات بي برق شدن وجداسازي صورت نمي گيرد،در نتيجه هيچ حفاظتي را تضمين نمي كند.كاربرد آن در شرايطي است كه گروههاي يي در كنار خطوط گرم مي خواهند مشغول به كار شوند اين كارت توسط متقاضي از ايستگاه درخواست مي شود و مفهوم آن اينست كه اگر حين كار گروه در طول خط،كليد خط در ايستگاه قطع شد كليد خط در ايستگاه بدون هماهنگي با متقاضي صدور كارت نبايد وصل گردد. کارت فرم ضمانتنامه كارتي كه براي صدور آن عمليات بي برق شدن و جداسازي صورت مي گيرد،درنتيجه اين عمليات محيط كار ايمن و تضمين مي شود.كاربرد اين كارت زماني است كه گروههاي تعميراتي تصميم به تعميربخشي از سيستم را مي گيرند. بعد از تكميل كارت اين بخش با هماهنگي امورهاي ذيربط و بدون انرژي نمودن قسمت هاي الكتريكي و غير فعال نمودن قسمت هاي مكانيكي و با حصار كشي و قفل به تجهيزات تحويل گروه متقاضي مي شود. کسینوس فی متر در نیروگاه ها و کارخانجات بزرگ باید ضریب قدرت مدار تحت کنترل باشد که برای اندازه گیری آن از کسینوس فی متر استفاده می شود.این دستگاه دارای دو سیم پیچ متحرک و یک سیم پیچ ثابت می باشد.سیم پیچ ثابت سر راه جریان و سیم پیچ های متحرک به صورت موازی در مدار قرار می گیرند. کمپرسور برای فشرده شدن هوا و ذخیره شدن در یک تانک مورد استفاده قرار میگیرد تا با صدور فرمان به میله متحرک کلید منتقل شود و باعث قطع و وصل کلید های نوع خلا شود. کنتاکتور کلید های الکترو مغناطیسی هستند که مهمترین جزء مدارهای فرمان می باشند که تشکیل شده از یک مغناطیس الکتریکی که یک قسمت از هسته آن متحرک بوده و توسط فنری از قسمت ثابت جدا نگه داشته می شود و یک سری کنتاکت عایق شده از یکدیگر به آن متصل می باشند و با آن حرکت می کنند. کنتور برای اندازه گیری انرژی اکتیو و راکتیو از کنتورها استفاده می شود.اتصال کنتورها در شبکه فشار ضعیف به صورت مستقیم و در شبکه های ولتاژ بالا از طریق ترانس های ولتاژ وجریان انجام می گیرد. کنورتور این دستگاه ولتاژمتناوب را به مستقیم تیدیل می کند.مورد استفاده آن برای یکسو سازها و شارژر می باشد. کوپلینگ کلید قدرتی است که برای ارتباط دو باس سکشن از آن استفاده می شود. TCS رله رله نظارت كننده برعملكرد قطع و وصل بوبين مي باشد. نقشه تك خطي نقشه تك خطي نقشه تك خطي تجهيزات كل ايستگاه مي باشد.كه شماره ديسپاچينگي آن با موقعيت نصب آن در نقشه مشخص شده است. خازنهای فشار ضعیف خازنها عامل جبران كننده توان راكتیو برای بارهای سلفی بوده و به عنوان عامل تصحیح كننده ضریب قدرت، عمل می كنند. ● خازنهای فشار ضعیف خازنها عامل جبران كننده توان راكتیو برای بارهای سلفی بوده و به عنوان عامل تصحیح كننده ضریب قدرت، عمل می كنند. توانی را كه مشتركان برق، مصرف می كنند متفاوت است، در نتیجه خصوصیات ضریب قدرت آنها نیز متفاوت است. انرژی راكتیو در شبكه ها توسط اندوكتانس خطوط انتقال، ترانسفورماتورها، مدارهای الكترومغناطیسی موتورها و سایر مصرف كنندها از قبیل لامپهای فلوئورسنت، یكسوسازها و سیستمهای الكترونیك، مصرف می شود كه این موضوع، موجب كاهش ضریب قدرت(Power factor)شده و در نتیجه باعث كاهش انتقال انرژی اكتیو میشود. با تولید قدرت كاپاسیتیو توسط خازنها، اثر مولفه های راكتیو كاهش و ضریب قدرت افزایش می یابد كه نتیجه آن برای مصرف كنندگان برق، صرفه جویی اقتصادی و برای شركتهای برق، ایجاد شرایط فنی مطلوبتر برای انتقال انرژی خواهد بود. ▪ نحوه عملكرد خازن : استفاده از خازنها به عنوان تولیدكننده بار راكتیو به منظور تنظیم و كنترل ولتاژ و جلوگیری از نواسانات قدرت در شبكه ها و تصحیح ضریب قدرت در مصرف كننده ها به علت ارزانی و سادگی سیستم آن، بسیار متداول است. در یك مصرف كننده الكتریكی غیراهمی بین ولتاژ و جریان، اختلاف فازی وجود دارد. جریانی كه مصرف كننده از شبكه می كشد دو جزو اكتیو Ip و راكتیو Iq دارد. حال اگر خازنی را به دو سر بار، متصل كنیم جریانی از شبكه می كشد كه در خلاف جهت جریان راكتیو بار است. لذا جریان راكتیوی كه از شبكه كشیده میشود كاهش می یابد . در این شرایط زاویه جدید بین جریان و ولتاژ تقلیل مییابد. به عبارت دیگر در شرایط جدید، ضریب توان cosبزرگتر شده است. هر اندازه زاویه كوچكتر باشد متناسب با آن، قدرت اكتیو بیشتر و قدرت راكتیو كمتر خواهد شد. ▪ مزایای استفاده از خازن : خازنهای مورد استفاده در شبكه های برق دارای اثرات مختلفی هستند كه از جمله میتوان به این موارد اشاره كرد: ـ كاهش مولفه پس فاز جریان مدار ـ تنظیم ولتاژ و ثابت نگهداشتن آن به منظور جلوگیری از وارد آمدن خسارت به دستگاهها ـ كاهش تلفات سیستم (RxI۲) به دلیل كاهش جریان ـ كاهش توان راكتیو در سیستم به دلیل كاهش جریان ـ بهبود ضریب توان شبكه ـ به تعویق انداختن و یا به طور كلی حذف كردن هزینههای لازم برای ایجاد تغییرات در سیستم ـ افزایش درآمد ناشی از افزایش ولتاژ و جبران بار راكتیو ▪ ساختمان و حفاظت خازن : قسمت اكتیو خازن شامل دو ورقه نازك آلومینیوم جدا شده توسط لایه های كاغذ اشباع شده از روغن عایق و مایع های مصنوعی سنتتیك (Synthetic) مانند بنزیل است. گاه به جای كاغذ از موادی چون پلیپرپیلن (Poly Propylene) نیز استفاده می كنند. این ورقه ها چند دور لوله شده و یك واحد خازن را تشكیل می دهند، یا تعدادی از این لایه ها روی یكدیگر قرار داده شده و آنها را مجموعاً در داخل یك مخزن مملو از مایع عایق، جاسازی كرده و دو انتهای خازن از طریق مقره به محیط خارج هدایت می شود. برای حفاظت حرارتی بانكهای خازنی از بیمتال و رله های حرارتی كه به بوبین كنتاكتور خازنها فرمان قطع می دهند استفاده می شود. تنظیم این رله ها در حد ۴۳/۱ برابر جریان نامی خازن است. همچنین استفاده از فیوزهای HRC (High Rupture current) برای محافظت در مقابل اضافه جریان به عنوان مكمل حفاظت حرارتی متداول است. به منظور كاهش ولتاژ دو سرخازن پس از خارج شدن آنها از مدار از مقاومتهایی كه به ترمینالهای خازن، بسته شده است استفاده می كنند. توان این مقاومتها متناسب با توان خازنها بین ۳۰ تا ۵۰ كیلو اهم است كه میزان ولتاژ را در مدت سه دقیقه پس از قطع خازنها به میزان كم خطر (پایینتر از ۷۵ ولت) كاهش میدهند. در حالتهای خاصی كه خازن مستقیماً به سیم پیچهای الكتروموتور وصل می شود نیازی به مقاومت تخلیه نبوده و باید تا توقف كامل موتور از تماس با قسمتهای برقدار خازن، اجتناب شود. ▪ ملاحظات كلی در نصب خازنها : محل نصب خازنها در یك سیستم برقی به مشخصات بار، بستگی دارد. برای بارهای متمركز، خازنها در نزدیكی مركز بار اما برای بارهای پراكنده، خازن در طول خط و مطابق با نیاز نصب می شود. خازنها با بدنه فلزی، اتصال زمین شده و یا اینكه توسط سیم خنثی، زمین می شوند. در موقع نصب سیم زمین به بدنه خازن باید توجه كرد كه محل اتصال، فاقد رنگ بوده و از طرفی زنگ خوردگی نیز نداشته باشد. به دمای خازنها در هنگام كار، توجه خاصی مبذول میشود، چون اثر مهمی در عمر خازن دارد. به این دلیل در روی پلاك خازنها حداقل و حداكثر دمای مجاز كار خازن توسط سازندگان، حک میشود. چیدمان خازنها باید به ترتیبی باشد كه تلفات گرمایی آنها توسط جابه جایی طبیعی هوا (كنوكسیون) و طرق دیگر، تهویه شود. در این خصوص باید گردش هوا در اطراف هر واحد به راحتی امكانپذیر باشد. به این دلیل در بدنه تابلوی خازنها، فضای مناسب برای امكان تبادل هوا با محیط بیرون تعبیه میشود. این مطلب خصوصاً برای واحدهایی كه در ستونهایی روی هم قرار گرفته اند، اهمیت خاصی پیدا می كند. در مجموع توصیه می شود خازنها در مقابل تشعشع مستقیم خورشید محافظت شوند. علاوه بر موارد فوق بهتر است خازنها در محلی نصب و مورد بهره برداری قرار گیرند كه دارای رطوبت زیاد نباشد. همچنین هوای محیطهای صنعتی كه سبب خوردگی بدنه می شود از سایر عوامل مضر در طول عمر آنها محسوب می شود. كنتاكتورها مرتباً با قطع و وصل خود خازنها را به مدار، وارد و یا از مدار، خارج می كنند. لذا توصیه می شود از نوع مرغوب و با كیفیت، انتخاب و قدرت آنها حداقل ۵/۱ برابر قدرت خازنهای مربوط، باشد. خصوصاً سعی شود از كنتاكتورهایی استفاده شود كه دسترسی به قطعات یدكی آنها آسان باشد. هر اتصال (كنتاكت) نامطمئن در مدار خازن ممكن است باعث ایجاد جرقه های كوچكی شود كه به نوبه خود نوساناتی با فركانس بالا بوجود خواهد آورد كه این مساله گاه خازنها را بیش از حد، گرم كرده و تحت تنش حرارتی قرار می دهد. از این رو بازدید منظم و تعویض به موقع پلاتین كنتاكتورها توصیه می شود. در كل، بهتر است علاوه بر بازدیدهای معمول، بانك خازنی ، هر سه ماه یكبار توسط افراد با صلاحیت فنی مورد بازرسی و سرویس قرار گیرد. ● þ تعیین ضریب توان (cos ▪ روشهای تعیین میزان ضریب توان عبارتند از: الف) توسط دستگاه ضریب توانسنج: در این حالت ضریب توان مستقیماً قابل خواندن است. ب ) با استفاده از مقدار مصرف ماهانه: ضریب توان در این روش با تقسیم توان راكتیو مصرفی به توان اكتیو مصرف شده در یك دوره كنتورخوانی، قابل محاسبه است. ج) به كمك سنجش تعداد دور كنتورهای اكتیو و راكتیو: در این روش تعداد دور كنتورها در یك زمان معین، شمارش شده و سپس با داشتن عدد ثابت كنتورها ( تعداد دور به ازای یک كیلووات ساعت یا یك كیلووار ساعت) ضریب توان متوسط محاسبه میشود. برای دقت در اندازه گیری، آزمایش چندبار، تكرار و در نهایت حد وسط، محاسبه و ملاك عمل قرار میگیرد. ▪ محاسبه توان خازن : پس از مشخص شدن مقدار ضریب توان موجود، محاسبه خازن برای جبران توان راكتیو و اصلاح ضریب توان، انجام میشود. معمولاً این جبرانسازی برای ضریب قدرت بین ۸۵/۰ تا ۹۵/۰ انجام میشود. از جبرانسازی ضریب قدرت بیش از ۹۵/۰ باید اجتناب شود. زیرا در این شرایط علاوه بر نیاز به میزان قابل ملاحظه ای از خازن برای تامین قدرت راكتیو، هادیها به دلیل عبور جریان زیاد راكتیو تحت تنش قرار گرفته و نیز ممكن است در شبكه مصرف كننده افزایش ولتاژ نامطلوبی ایجاد شود. روشهای متداول برای محاسبه توان خازن مورد نیاز به این شرح است: الف) روش ضریب قدرت تصحیح شده: در این روش با استفاده از جدول و به كمك فرمول f ×p = c توان خازن مورد نظر، محاسبه میشود. مقدار cos ۱ ضریب قدرت فعلی سیستم است كه قبلاً روش محاسبه آن ذكر شد وcos۲ضریب قدرت مورد انتظار است. ـ : c توان خازن مورد نیاز [KVAR] ـ P : توان اكتیو مصرفكننده [KW] ـ f : ضریب تبدیل (كه از جدول به دست میآید) ب ) روش استفاده از نمودار: در این روش به كمك نمودار و با معلوم بودن توان اكتیو مصرف كننده و ضریب توان مورد انتظار، مقدار توان خازن مورد نیاز مشخص می شود. ▪ رگولاتور تصحیح ضریب قدرت : از آنجا كه هدف از نصب خازن، حذف بار راكتیو متغیر مصرف كننده در هر شرایط است، برای كنترل آن از رگولاتور تصحیح ضریب قدرت استفاده می شود. رگولاتور، ترتیب به مدار آمدن و یا از مدار خارج شدن خازنها در یك بانك خازنی را تعیین كرده و متناسب با بار راكتیو مورد نیاز، فرمان قطع و وصل به كنتاكتورها صادر می كند. از جمله نكات قابل توجه در رگولاتورها تنظیم مربوط به نسبت (C/K) است. مقدار (C/K) عبارت است از نسبت تبدیل توان اولین پله خازن (C)به نسبت تبدیل ترانسفورماتور جریان (K) متصل به رگولاتور. لذا پس از مشخص شدن توان راكتیو مورد نیاز باید آن را به نسبت مصارفی كه در هر لحظه وارد مدار میشود پله بندی و رگولاتور مناسب با این مجموعه را انتخاب كرد . نحوه پله بندی خازنها در مشخصات فنی رگولاتورها ذكر میشود و بطور عمومی به یكی از سه روش زیر و متناسب با رفتار بار راكتیو مصرف كننده انتخاب میشود: ـ (۱):۱:۱:۱ … ـ (۲):۱:۲:۲ … ـ (۳):۱:۲:۴:۸ … از مشخصه های مهم دیگر رگولاتورها مراحل عملكرد آنهاست. بعنوان نمونه در رگولاتور نوع ۵/۳ تعداد سه عدد خازن در پنج حالت مختلف میتوانند در مدار گیرند. بنابراین برای مقدار معینی از توان راكتیو خازنی، انتخابهای متنوعی می تواند صورت گیرد كه میزان بار راكتیو كه در هر مرحله وارد مدارد میشود و نیز نوع رگولاتور عامل موثر در طراحی بانكهای خازنی خواهد بود. ● نتیجه گیری : امروزه خازنها به عنوان تصحیح كننده ضریب قدرت و تغذیه كننده توان راكتیو از اهمیت خاصی برخوردارند. وجود خازن نه تنها برای اصلاح ضریب قدرت شبكه سراسری برق ناشی از اندوكتانس خطوط انتقال انرژی و ترانسفورماتورها مفید است، بلكه نصب آن برای مصرف كنندگان فشار ضعیف، ضروری است. اگر چه هزینه های اولیه سرمایه گذاری برای نصب بانكهای خازنی به نظر گران میرسد ولی در ظرف مدت ۱۸ تا ۳۰ ماه هزینه های فوق از محل صرفه جویی ضرر و زیان مندرج در صورتحسابهای دورهای مستهلک تصویه خواهد شد. در نتیجه توجیه و تشویق مشتركان برای نصب خازن، بهره وری دوسویه است كه منافع حاصل از آن به نفع مشتركان و نیز شركتهای برق خواهد بود. برخی منابع: ۱ـ طراحی پستهای فشار ضعیف ـ محمود احمدیپور، جواد عرفانیانـ مهر ۱۳۶۴ ـ مشانیر ـ تهران ۲ـ تجهیزات نیروگاه ـمسعود سلطانی ـ انتشارات هنر ـ ۱۳۶۴ ۳ـ محاسبه، نصب و بهرهبرداری خازنهاـ حسین نوری ـ توزیع برق آذربایجان غربی ـ ۱۳۷۵ ۴- Switchgear Manual – ABB- ۲۰۰۱ – Berlin