كليدها
در كل كليدها وسيله ارتباط سيستمهاي مختلف هستند و باعث عبور و يا قطع جريان مي‌شوند. انواع كليدهاي مورد استفاده در سيستمها را به طور اختصار مورد بررسي قرار مي‌دهيم:
سكسيونرها: اين نوع كليد خود به دو نوع تقسيم مي‌شود كه در زير به آنها اشاره مي‌شود:
الف. غيرقابل قطع زير بار
ب. قابل قطع زير بار
در حقيقت سكسيونر يك كليد نيست بلكه يك ارتباط دهنده يا قطع كننده مكانيكي بين سيستمها است بدون اين كه مداري بسته شود. سكسينرها در درجه اول به منظور حفاظت اشخاص و متصديان مربوطه درمقابل برق زدگي به كار برده مي‌شوند. بدين جهت طوري ساخته مي‌شوند كه در حالت قطع يا وصل، محل قطع شدگي يا چسبندگي تيغه‌ها به طور واضح و آشكار قابل رويت باشد، يعني در هواي آزاد انجام گيرد. براي جلوگيري از قطع و يا وصل بي‌موقع سكسيونر در زير بار، معمولاً بين سكسيونر و كليد قدرت چفت و بستي مكانيكي يا الكتريكي برقرار مي‌كند كه با وصل بودن كليد قدرت نتوان سكسيونر را قطع يا وصل نمود (سكسيونر غير قابل قطع زير بار)
با توجه به اينكه در بيشتر شبكه‌ها و پستهاي كوچك، كليد قدرت و سكسيونر و تجهيزات اضافي مربوط به چفت و بست آنها، مبالغ زيايد از مخارج و هزينه كل تاسيسات را شامل مي‌گردد و به علت اينكه در اغلب موارد نصب كليد قدرت با مزاياي قطع و وصل سريع آن حتما لازم و ضروري نيست، از سكسيونر قابل قطع زير بار استفاده مي‌گردد.
براي اينكه بتوان از اين كليد در شبكه‌هايي كه جريان اتصال كوتاه احتماي آن بيش از قدرت قطع كليد است استفاده شود، بايد جريان قطع كليد توسط فيوز، محدود و مهار شود. سكسيونر قابل قطع زير بار فقط براي قطع جريان نامي شبكه مناسب است و جريان اتصال كوتاه را فيوز قطع مي‌كند نه كليد. اين كليد براي فشار نامي 20 كيلو ولت ساخته شده و مورد استفاده آن فقط در تاسيسات فشار متوسط است.
كليد قدرت يا دژنكتور
دژنكتور كليدي است كه مي‌تواند در موقع لزوم جريان عادي شبكه و در موقع خطا جريان اتصال كوتاه و جريان اتصال زمين و يا هر نوع جرياني را با هر اختلاف فازي سريع قطع كند.
براي انتخاب كليد قدرت بايد به نكات زير توجه كرد:
1. ولتاژ نامي كليد كه معمولا برابر ولتاژ شبكه‌اي است كه كليد در آن نصب مي‌شود.
2. جريان نامي كه مساوري با بزرگ‌ترين جريان كار معمولي شبكه است.
3. قدرت نامي قطع كليد كه بايد با قدرت اتصال كوتاه در محل كليد مطابقت كند.
4. نوع فرمان وصل كليد: دستي، الكتريكي و يا كمپرسي توسط هواي فشرده
5. طريقه نصب كليد: كشويي،ثابت.
6. نوع قطع‌كننده اتوماتيك
7. براي نصب در شبكه آزاد يا سر پوشيده
انواع كليدهاي قدرت
1. كليد روغني
2. كليد كم روغن
3. كليد اكسپانزيون
4. كليد هوايي
نكاتي چند در موردكليدهاي اتوماتيك
با توجه به اينكه در اين كليدها از رله‌هاي الكترونيكي و ميكروپروسسوري استفاده مي‌كنند از دقت و انعطاف‌پذيري بسيار بالايي جهت حفاظت سلكتيويتي در شبكه برخوردارند.
گزينش كليد اتوماتيك براساس چندين پارامتر انجام مي‌شود كه به ترتيب اهميت عبارتند از:
1. ولتاژ نامي
كه براي شبكه ما بايد بزرگتر از ولتاژ خط باشد.
Ue > 400 V
2. جريان نامي
كه با استفاده از رابطه زير جريان نامي ترانسفورماتور را مي‌توان به دست آوزد.
It = Sn / (1.73 * Un)
با فرض Un=0.4 kv خواهيم داشت
It = 1.45 Sn
بهتر است جريان نامي كليد اتوماتيك تا حد ممكن نزديك به جريان نامي ترانس و يا كمي بزرگتر از آن باشد چرا كه در اين حالت مي‌توان از حداكثر گستره تنظيم عنوان مثال در برخي از كليدها قبل از تنظيم اضافه بار، لازم است اهرم كليد به پايين فشرده شود.
مثال
براي يك ترانس 50 كيلو ولت امپر، كليد اتوماتيك مناسب و درجه تنظيم آن را بدست آوريد.
It = 1.45* Sn = 1.45 * 50 = 72.5 A
مي‌دانيم كه In=It نزديكترين كليد اتوماتيك موجود In = 80 A است.
Icc= 37 * Sn (for Sn < = 200 KVA)
Icc= 37 *50 = 1850 A
Icu= > Icc
Icu = > 1850 A
براساس مشخصات كليد اتوماتيك در جدول خواهيم داشت:
Icu= 25 KA
نتيجه اينكه يك كليد اتوماتيك با جريان نامي 80 آمپر و قدرت قطع 25 كيلو آمپر انتخاب مي‌كنيم.
براي تنظيم اضافه باري كليد داريم:
Icn%= (0.8*It) /In
Icn% = (0.8*72.5) /80= 0.725
پس تنظيم اضافه بار كليد 80 آمپر روي 725/0 قرار خواهد گرفت.
در صورتي كه بخواهيم از كل جريان نامي ترانس به صورت دايم استفاده كنيم بايد طبق رابطه زير تنظيم اضافه بار كليد 80 آمپري روي 9/0 تنظيم گردد.
Icn%=(1*72.5) /80= 0.9
مثال
در صورتي كه براي حفاظت ترانس 50 كيلو ولت آمپري از يك كليد 100 آمپري استفاده شده باشد تنظيم اضافه باري كليد چگونه است؟
Icn%(80%) = (0.8*72.5) /100= 0.58
Icn%(100%) = (1*72.5) /100= 0.725
در نتيجه، تنظيم اضافه باري كليد 100 آمپري در وضعيت‌هاي قبلي طبق روابط فوق در 80 درصد و 100 درصد بار نامي به ترتيب 58/0 و 725/0 خواهد بود.
کلیدهای فشار متوسط و قوی:
) (MV & HV CIRCUIT BREAKER
عوامل مؤثر در انتخاب کلید به شرح زیر می باشد.
- مشخصات الکتریکی شبکه
- مشخصات محیطی نصب
- نوع کلید و اجزای آن
- هزینه های خرید، نصب، تعمیر و نگهداری
مقدار ضریب افزایش فاز سالم:
(First pole to clear factor)
این ضریب نشان دهنده ازدیاد ولتاژ با فرکانس شبکه برای فازی که ابتدا، در شرایط خطا باز می کند در حالیکه دو فاز دیگر هنوز از لحاظ الکتریکی بسته هستند، می باشد. طبق استاندارد IEC مقدار این ضریب برای شبکه هایی که بطور مؤثر زمین شده اند برابر 3/1 و برای شبکه های بطور غیر مؤثر زیمن شده اند برابر 5/1 فرض می شود.
زمان اتصال کوتاه
اساساً این زمان بر حسب مدت زمان برقرار بودن جریان اتصال کوتاه باید انتخاب شود. این زمان مطابق استاندارد یک ثانیه می باشد ولی برای مواردی که مدت زمان بیشتری نیاز مورد نظر باد (نزدیکی نیروگاهها) زمان 3 ثانیه توصیه شده است.
الف) كليدهاي فشار ضعيف A.C.B
از آنجايي كه مكانيزم سيستم اطفاء جرقه در اين كليدها در هواي آزاد صورت مي‌گيرد لذا به اين دسته از كليدها، كليدهاي هوايي مي‌گويند. عمر مفيد كليدهاي هوايي تقريباً دو برابر كليدها كمپكت ميباشد و همچنين قدرت قطع اين كليدها نسبت به كليدهاي كامپكت بيشتر بوده و معمولاً بسته به نوع طراحي كليد بين 55 تا 85 كيلو آمپر ميباشد. مكانيزم عملكرد كليدهايي هوايي بدين شكل است كه فنر شارژ كليد توسط دسته گردننده يا موتور الكتريكي شارژ مي‌شود و كليد به جالت وصل مجدد مي‌رود. در هنگام بروز خطا رله الكترونيكي به كمك ترانس‌هاي نمونه بردار جريان خطا را حس كرده و طي زمان معيني فرمان دشارژ نر به عبارتي فعال ساختن مكانيز جريان قطع توسط كليد صادر مي‌گردد. به طور كلي مكانيزم شارژ كليدها يا به شكل گردننده (rotary) است و يا بصورت فنر شارژ شده (spring charged) است. كليدهاي هوايي در دو غالب ثابت و كشويي ساخته مي‌شوند و تابلو سازان با توجه به ملزومات طراحي يكي از اين دو نوع را براي بهينه سازي كار تابلو انتخاب مي‌كنند.
از آنجايي كه اين كليدها از رله‌هاي الكترونيكي و ميكروپروسسوري بهره مي‌گيرند لذا از دقت و انعطاف پذيري بسيار بالايي جهت حفاظت و برقراري سلكتيوتي در شبكه برخوردارند.
ـ مشخصات فني و منحنيهاي قطع كليدهايي هوايي
كليدهايي هوايي با توجه به نوع رله حفاظتي نصب شده بر روي آنها داراي منحنهايي قطع مختلفي مي‌باشند كه در ذيل به شرح آنها مي‌پردازيم.
ـ مشخصه L (over load protection)
اين مشخصه وظيفه حفاظت تجهيزات را در مقابل اضافه بار را دارد و معمولاً در دو كلاس با مشخصه i2*t و يا i4*t تعريف مي‌گردد. همچنين اين رله‌ها هم در محور زمان و هم در محور جريان قابل تنظيم ميباشد.
ـ مشخصه S
protection) (short time delay, short circuit
اين مشخصه وظيفه حفاظت تجهيزات در مقابل اتصال كوتاه را دارد كه در دو محور زمان و جريان قابل تنظيم ميباشد. اين مشخصه نقش به سزايي در سلكتويتي حفاظت را بازي مي‌كند.
ـ مشخصه I (Instantaneous short circuit protection)
اين مشخصه وظيفه حفاظت تجهيزات را در مقابل اتصالهاي كوتاه با قدرت قطع زياد در زمان بسيار كوتاه يا آني را ايفا مي‌كند و تنها در محور جريان قابل تنظيم ميباشد.
ـ مشخصه G (Earth fault protection)
اين مشخصه وظيفه حفاظت تجهيزات را در مقابل اتصال كوتاه زمين را دارد كه در دو محور زمان و جريان قابل تنظيم ميباشد. جهت آشكار سازي خطا زمين از روشهاي زير استفاده مي‌گردد.
1. آشكار سازي از طريق هادي PE
2. آشكار سازي از طريق جمع جبري جريانهاي سه فاز
شكل زير منحنيهاي مشخصه ذكر شده را نشان مي‌دهد همچنين شكاف بين دو نوع تكنولوژي حفاظتي نسل قديم (مغناطيسي) و جديد (ميكروپروسسوري) را نشان مي‌دهد.
نسل جديد حفاظت كليدهاي ACB نسل قديم حفاظت كليدهاي ACB
قابليت انعطاف و selectivity پايين در قابليت انعطاف و selectivity پايين در
محورهاي زمان و جريان محورهاي زمان و جريان
تجهيزات جانبي قابل نصب بر روي كليدهاي هوايي عبارتند از:
1. موتور الكتريكي (Electrical motor)
2. رله شانت (shunt trip) ST
3. رله افت ولتاژ (under voltage)
4. كنتاكتهاي كمكي NO/NC
5. كنتاكت خطا (fault contact)
ب) كليدهاي كامپكت MCCB
از آنجايي كه بدنه اين كليدها به كمك نوع خاصي از قالب‌هاي تزريق ساخته مي‌شوند لذا به آن بدنه تزريقي يا molded case به طور اختصاري به اين دسته از كليدها MCCB اطلاق مي‌شود.
مكانيزم عملكرد اين كليدها در هنگام وقوع خطا مشابه كليدهاي هوايي يا ACB ميباشد. بدين شكل كه فنر شارژ مكانيزم به صورت دستي يا موتوري شارژ مي‌گردد، در هنگام وقوع خطا دشارژ شده و پلهاي كليد را باز مي‌كند. معمولاً با استفاده از يك رله حرارتي (بيمتال) و يك رله الكترومغناطيسي جريان خطاي اضافه بار يا اتصال كوتاه توسط كليد تشخيص داده شده و فرمان قطع كليد صادر خواهد شد.
تنوع كليدهاي MCCB مشابه كليدهاي ACB نيست. از آنجايي كه ابعاد و وزن اين كليدها نسبت به كليدهاي هوايي كمتر ميباشد، در جايي كه فضاي تابلو ممكن است محدوديت داشته باشد يا قدرت قطع بالا نياز نباشد، از اين كليدها استفاده مي‌شود.
ـ منحنيهاي قطع كليدهايي كمپكت
كليدهاي MCCB مجهز به يك رله بي متال و يك رله الكترومغناطيسي به منظور حفاظت در برابر اضافه بار و اتصال كوتاه مي‌باشند و هر رنج از كليدها داراي منحنيهاي قطع مجزايي مي‌باشند.
ـ تجهيزات جانبي عمومي قابل نصب بر روي كليدها كمپكت
تجهيزات جانبي قابل نصب بر روي كليدهاي MCCB عبارتند از:
1. موتور الكتريكي (Electrical motor)
2. رله شانت (shunt trip) ST
3. رله افت ولتاژ (under voltage)
ج) كليدي مينياتوري
عمدتاً از دژنكتورهاي مينياتوري براي حفاظت از كابلها و اتصالات در برابر اضاقه بار و اتصال كوتاه استفاده مي‌شود. در موارد خاص، در سيستمهاي TN، كليدهاي مينياتور حفاظت در برابر شوك را نيز تامين مي‌كنند. در اين موارد اين تجهيزات از شوك‌هاي حاصل از نقص عايق كه منجر به ولتاژ لمس بسيار بالا مي‌گردد، محافظت مي‌نمايد.
ـ كاربرد
از كليدهاي مينياتوري در تمام انواع سيستمهاي توزيع مي‌توان استفاده كرد، در ساختمان‌هاي مسكوني، اداري و نيز كاربردهاي صنعتي، انواع متعدد دژنكتورهي مينياتوري و طيف وسيع لوازم جانبي آنها (اتصالات كمكي و اتصالات سيگنال عيب، آزاد كننده‌هاي شانت مدار باز و غيره) باعث مي‌گردد كه نيازمندي‌هاي گوناگون كاربردهاي متفاوت را برآورده نمايند.
براي محافظت از تجهيزات چهار مشخصه قطع (A, B, C, D) به شرح زير وجود دارد.
1. مشخصه قطع A: اين مشخصه به طور خاص مناسب حافظت از ترانسفورماتور در مدارات اندازه‌گيري و مدارات الكتريكي با اتصالات بلند ميباشد كه مطابق استاندارد IEC 60364-4-41 بايد در چهار ثانيه قطع گردنند.
2. مشخصه قطع B: اين مشخصه براي مدارات خروجي پريز در ساختمان‌هاي مسكوني و اداري است.
3. مشخصه قطع C: مناسب تجهيزاتي كه در آنها جريان وصل به قابل ملاحظه‌اي بالا است. مثل، موتورها و لامپها.
4. مشخصه قطع D: مناسب تجهيزات توليد كننده پالس، مثل، ترانسقورمرها،گيره‌هاي سولونوييدي و خازنها ميباشد.
در شكل زير منحني مشخصه قطع تيپهاي مختلف زير آمده است.
+ نوشته شده در سه شنبه بیست و نهم آذر ۱۳۹۰ ساعت 10:10 توسط
|
طراحی و محاسبات معماری سازه برق و مکانیک ساختمان