تقدیر و تشکر
سپاس بی حد ایزد را سَزد که بنی آدم را صاحب علم و قلم نمود تا کرامتی در خود یابند و درود فروان نثار صاحبان فضل و معرفت که روشنی بخش عرصه گیتی شدند .
در اینجا شایسته است از استاد عزیز و مدیر گروه محترم رشته برق مخابرات جناب آقای مهندس حبیب امیری که در این امر مهم و تمام دوره تحصیلم به بنده کمک شایانی نمودند صمیمانه تقدیر و تشکر نموده و موفقیتشان را در کلیه امور زندگی آرزومندم . و همچنین از سرپرست کار آموزی و مدیر عامل محترم شرکت تعاونی و تولیدی ساقه – گمک ماکارون جناب آقای سید محمد مراد شیرمردی که همواره در طول دوره کار آموزی حامی بنده بودند کمال تشکر و سپاسگزاری را دارم.
فصل اول
فصل اول
مقدمه :
توسعه صنعتی و شکوفایی اقتصادی کشور ، جزء لاینفک یکدیگر خصوصاً در جوامع روبه رشد می باشند . که در اثر تشکیل کارخانجات ، خصوصاً توسعه شبکه تعاون کشور بوجود خواهد آمد .
جذب نقدینگی در دست مردم از طریق هدایت آن به سمت شرکتهای تعاونی تولیدی مهمترین گام در راه خود کفایی یک کشور در حال توسعه می باشد .
تاریخچه :
شرکت تعاونی و تولیدی ماکارونی ساقه با نام تجاری گمک ماکارون درسال 1376 در اداره ثبت شهرستان ایذه به ثبت رسیده است که مدیریت این شرکت پس از دو سال موفق به دریافت مجوز ساخت و ساز گردید و در ابتدای سال 79 کار ساخت و ساز را با مشارکت بانک تجارت شروع کرده و در شهریور ماه سال 1382 به صورت آزمایشی تولید خود را آغاز نموده و هم اکنون وارد چرخه تولید شده و در حال توسعه می باشد
هدف از تشکیل این واحد تولیدی ایجاد اشتغال برای جوانان در یک منطقه محروم ، توسعه صنعت کشور در جهت امر خود کفایی ، جذب سرمایه در قالب تشکیل تعاونی و برآورده کردن قسمت کوچکی از نیازهای مصرفی جامعه
شرکت تعاونی و تولیدی ساقه (گمک ماکارون ) در ابتدای تاسیس دارای یک خط تولید بوده و هم اکنون با توجه به درخواست نیاز مصرف کنندگان خط تولید به دو عدد رسیده است اکثر کارخانجات تولیدی تازه تاسیس پیشرفت آنان بستگی به گذشت زمان دارد که هر چه کارکرد کارخانه طولانی تر شود موفقیت آنان از نظر تجاری و اقتصادی بهتر خواهد شد علت آن است که مارک اجناس تولید شده باید مدت زیادی طول بکشد تا در بین مردم شناخته شود .
تعداد اعضای شرکت :
تعداد اعضای شرکت 12 نفر می باشند که شامل مدیر عامل و شامل سهامداران می باشند
تعداد پرسنل شرکت :
تعداد پرسنل شرکت 14 نفر می باشند که عبارتند از : 1 نفر مرد و 13 نفر زن
1 نفر مسئول فنی
1 نفر مسئول آزمایشگاه
3 نفر در قسمت تولید
1 نفر در قسمت برش
4 نفر در قسمت بسته بندی
2 نفر درقسمت پرس
1 نفر در قسمت انبار آرد
1 نفر نگهبان
فصل دوم
فصل دوم :
مراحل تولید ماکارانی :
مرحله اول : قسمت انبار
انبار داری ظرفیت 12 تن آرد می باشد و نیز شامل یک الک برقی می باشد که این الک برقی دارای یک موتور تک فاز با تعدادی چرخدنده می باشد که باعث لرزش الک می شود و وظیفه ان گرفتن مواد زاید موجود در ارد می باشد سپس آرد وارد سیلو می شود و از آنجا به وسیله مارپیچ هایی که روی آن قرار دارد وارد دستگاه خمیر گیر می شود .
مرحله دوم قسمت تولید :
این قسمت شامل یک خمیر گیر می باشد که رنگ مخصوص ماکارونی ( بتا کاروتن ) و آرد گرفته شده از قسمت انبار را با آبی که از طریق یک پمپ که به صورت اتوماتیک عمل می کند وارد خمیر گیر می شود مخلوط می شود و به وسیله مار پیچ داخل خمیرگیر به هم می خورد . پس از آماده شدن خمیر از طریق 3 سلیندر که توسط 3 موتور پر قدرت 3 فاز به چرخش در می آیند و خمیر تولید شده را به سمت قالب های مخصوص هدایت می کند و قبل از خارج شدن خمیر از قالب ها به وسیله پمپ واکیوم هوای خمیر گرفته می شود در نتیجه ما کارانی رنگ زرد به خود گرفته و از قالب ها خارج می شود که پس از خروج از قالب ها ماکارونی توسط یک قیچی برقی در اندازه های یکسان برش داده می شود و آنها را روی نی های مخصوص می ریزند و نی ها را روی چرخ های حامل می گذارند و وقتی چرخ ها پر شد به داخل گرمخانه می برند قسمت های زائد ماکارونی توسط یک پمپ ( مکش ) که زیر قیچی برقی قرار دارد به بیرون منتقل می شود .
مرحله سوم گرمخانه ها :
پس از انتقال ماکارونی به گرمخانه ، فن داخل گرمخانه روشن می شود و وقتی ظرفیت داخل گرمخانه ها تکمیل شد به مدت 48 ساعت ماکارونی داخل گرمخانه می ماند تا با استفاده از هوای گرم خشک شود که این هوای گرم در قسمت سوخت کد شامل یک مشعل می باشد که سوخت آن گازئیل آب مو جود در دیگ بخار گرم می شود و آب گرم شده توسط لو له های به اتاق های گرم خانه ها منتقل می شود و تبدیل به بخار می شود تو لید می شود و پس از خوشک شدن ما کارانی یک سالن منتقل می شود تا کاملا سرد شود .
مر حله چهارم : برش و بسته بندی ماکارانی
پس از سرد شدن ما کارانی ،آنهارا به اتاق برش منتقل می کنند که درآنجا ماکارونی ها را توسط دستگاه برش به اندازهای منا سب برش می زنند و پس به سالن بسته بندی منتقل می کنند و ما کارانی هارا به مقدار تعین شده استاندار درون سلفون های مخصوص می ریزند و سپس به قسمت پرسانتقال داده پرس می شوند و آنها را به صورت بسته های 10تای ویا 20 تایی آماده می کنند سپس در سالن مخصوص انبار می شوند وآماده برای انتقال به با زار و مصرف مشتری می باشد
فصل سوم
فصل سوم
سیستم برق کارخانه :
برق فشار قوی از شبکه به ترانس 3 فاز 100 کیلو وات با جریان 200 آمپر از نوع روغنی وارد می شود . که این ترانس بروی 2 پایه بتونی از نوع توپر نصب شده است . دلیل استفاده از پایه های بتنی از نوع توپر این است که این پایه نسبت به پایه های چوبی سنگین تر بوده و از نظر مکانیکی بسیار قوی بوده و عمر طولانی تری دارد . سپس از ترانس 3 فاز و یک نول خارج می شود که سیم نول آن در درون یک لوله قرار داده و زمین می شود و 3 سیم فاز آن به قسمت تابلو کنتورها داده می شود . تابلو کنتورها شامل 2 کنتور اکتیو و رآکتیو و 3 فاز می باشند و وظیفه آنها اندازه گیری توان حقیقی مشترکین بر حسب کیلو وات ساعت توسط کنتور اکتیو و اندازه گیری بار آکتیو مصرف کنندگان توسط کنتور آکتیو می باشد .
سپس برق 3 فاز از کنتورها وارد جعبه تقسیم می شود . و در جعبه تقسیم منشعب می شود سپس انشعابات آن به قسمت های مختلف کارخانه فرستاده می شود .
از جعبه تقسیم یک انشعاب وارد تابلوی برق قسمت انبار می شود . که این تابلو شامل یک کلید زبانه ای صفر و یک ( 1- 0) می باشد که برق اصلی همان قسمت را کنترل می کند و شامل 3 عدد فیوز فشنگی می باشد همراه با تعدادی تر مینال خروجی که می توان برای کاربردهای مختلف از این ترمینالها انشعاب گرفت علاوه بر این از 3 لامپ سیگنال ( رنگی ) استفاده شده که هر کدام نشان دهنده درستی یک فاز می باشند تا در صورت معیوب و یا ضعیف بودن هر فاز سریعاً وارد عمل شده رفع عیب نمایند.
یک انشعاب از جعبه تقسیم وارد 3 تابلوی اصلی برق کارخانه می شود که این انشعاب به 3 قسمت تقسیم می شده و وارد تابلوی اصلی تابلوی خازن و تابلوی کنتاکتور اصلی می شود .
1-تابلوی برق اصلی که برق ورودی را از ترانس 3 فاز می گیرد .
این تابلو شامل یک کلید 3 فاز کشویی اصلی می باشد که سر راه مدار قرار دارد . و سر راه هر کدام از سیم های فاز یک فیوز 160آمپری کشابی قرار دارد . این تابلو همچنین شامل آمپر متر ، ولت متر و 3 عدد لامپ سیکنال به رنگ های سبز و زرد و قرمز وجود دارد که هر کدام نشان دهنده یک فاز از 3 فاز برق می باشند تا درصورت معیوب بودن هر فاز به آسانی عیب را تشخیص داده و آن را رفع نمائیم .
علاوه بر این بروی تابلو کلیدهای اتاقک های گرمخانه که شمل یک کلید زبانه ای ( 1- 0) می باشد قرار دارند . کلید قسمت تولید و قیچی برش نیز در این قسمت قرار دارد .
2-تابلوی خازن :
تابلوی خازن شامل یک خازن بزرگ می باشد که وظیفه آن کمک به اصلاح ضریب قدرت مدار شبکه و جلوگیری از نوسانات برق و جلوگیری از صدمه دیدن وسایل برقی مورد استفاده در کارخانه می باشد و نیز شامل یک کنترل فاز می باشد تا زمانی که برق نوسان پیدا می کند به طور اتوماتیک برق کل مدار قطع می شود
1- تابلوی کنتاکتور اصلی :
این تابلو شامل 2 عدد کنتاکتور 3 فاز قدرت می باشد که ووظیفه آنها تغییر دادن جهت گردش موتورهای موجود در گرمخانه ها می باشد . این دو کنتاکتور از طریق یک تایمر الکترونیکی فرمان می گیرند . بروی هر موتور یک پروانه (فن ) قرار دارد . برای اینکه ماکارونی ها بهتر خشک شوند هر نیم ساعت یک بار از طریق تایمر الکترونیکی به هر کدام از این کنتاکتور فرمان داده می شود تا جهت گردش موتور عوض شود و در هر بار فرمان 3 دقیقه بین آنها برای خشک شدن موتور حالت STOP گذاشته می شود
علاوه بر این از یک وسیله دیگر به نام کنترل فاز برای حفاظت از این دو کنتاکتور استفاده می کنیم . زیرا این دو کنتاکتور هزینه زیادی داشته لذا لازم است از لحاظ حفاظتی بیشتر مورد توجه قرار گیرد. کنترل فاز از لحاظ ظاهری بسیار شبیه تایمر الکترونیکی بوده ولی از لحاظ کاربرد تفاوت زیادی باهم دارند . وظیفه کنترل فاز قطع مدار در هنگام وجود هر گونه اضافه بار و اتصال کوتاه و یا هر چیزی که باعث صدمه زدن به مدار برقی می باشد سریعاً عمل کرده و کل برق مدار را قطع می کند .
برق قسمت تولید :
برق از تابلوی اصلی به وسیله یک کابل چهار سیمه ( 3 فاز و یک نول ) گرفته و وارد تابلو گوچکی که کنار دستگاه تولید قرار گرفته می شود و از تابلو کوچک وارد تابلوی تولید می شود . 3 رشته سیم فاز وارد تابلو تولید می شود که سر راه هر فاز یک فیوز 120 آمپری کشابی قرار دارد و برق هر رشته فاز تقسیم می شود و سر راه هر انشعاب یک فیوز فشنگی 60آمپری قرار دارد و بعد وارد کنتاکتورهای تابلو می شود . زیر هر کنتاکتور یک بی متا قرار دارد و از بی متال برق گرفته شده و وارد کلید هایی که روی دستگاه قرار گرفته می شود و در تابلو برق تولید می شود که قسمتی برای دستگاه قیچی قسمتی برای پمپ و قسمتی برای خمیر دادن که برق در قسمت خمیر دان به جز کلید روشن و خاموش کردن 2 عدد میکرو سوئیچ نیز قرار گرفته شده برای رعایت ایمنی و تا زمانی که درهای خمیر دان بسته نشوند خمیر دان روشن نمی شوند .
برق مدار قیچی دستگاه تولید بوسیله 3 عدد فیوز 60 آمپری و یک کنتاکتور و یک بی متال به دینام قیچی می رسد .و برای قیچی کردن ماکارونی های اضافه روی دستگاه تولید یک دینام قرار گرفته که زمانیکه روشن می شود بوسیله مارپیچی که به دینام وصل است آرد وارد دستگاه خمیر دان می شود و یک پمپ در دستگاه تولید قرار دارد به نام پمپ وواکیوم که مدار پمپ واکیوم نیز مانند مدار قیچی می باشد . کار پمپ واکیوم مکیدن هوای خمیر می باشد .
با روشن کردن دستگاه تولید از طریق کلید موجود در تابلو برق تولید دستگاه توسط 3 موتور بزرگ القایی به چرخش درمی آید . با به چرخ در آمدن این موتورها 3 سیلندر که از طریق یک کوپلینگ ( پیچ و مهره ) که به سیلندر متصل شده ، سیلندرها را به چرخش در می آورد و همزمان با چرخش سیلندر مخلوط کن خمیر به چرخش در می آید و با درست شدن خمیر ، خمیر از طریق سیلندرها و قالب هایی که به خمیر شکل می دهند از سه روزنه بیرون می آید که ماکارونی های تولید شده توسط قیچی برقی برش داده می شود .
برق قسمت گرم خانه :
یک انشعاب از جعبه تقسیم وارد گرمخانه ها می شود . قسمت گرمخانه ها شامل 9 عدد اتاقک می باشد که هر کدام از این اتاقک ها 2 عدد موتور 3 فاز با قدرت 2 اسب بخار و 1450 دور در دقیقه می باشد . بروی هر موتور یک پروانه بزذگ قرار دارد که وظیفه آنها به گردش در آوردن هوای گرم درون اتاقک ها برای خشک کردن ماکارونی می باشد . که این موتور ها علاوه بر حفاظت از طریق تابلوهای برق،خود دارای کلید های مینیاتوری می باشند که علاوه بر روشن و خاموش کردن موتورها وظیفه حفاظت از آنها را نیز بر عهده دارند .
موتورها درون گرمخانه ها طوری قرار گرفته اند که جلوی آنها ورقه های فلزی و لوله های بخار قرار دارند و تقریباً مانند رادیات ماشین هستند ولی کار آنها عکس رادیات است و داخل لوله های آب گرم می آید و تبدیل به هوای گرم می شوند . این هوای گرم باید طوری باشد که ماکارونی ها خمیر نشوند . سپس هوای گرم اضافه باید از گرمخانه ها خارج شود که این کار از طریق کانال کشی ها و هواکشی های بالا گرمخانه انجام می شوند . برق آن نیز از تابلوی اصلی گرفته شده و به هواکش می رسد و یک کلید سر راه هواکش قرار دارد جهت روش و خاموش کردن هواکش گرمخانه .
برق قسمت برش و بسته بندی و پرس:
برق این قسمت نیز از تابلو اصلی گرفته می شود و وارد تابلو سالن برش می شود که شامل یک کلید زبانه ای جهت روشن و خاموش کردن مدار و چند عدد ترمینال آزاد و 3 عدد لامپ سیگنال رنگی جهت عیب یابی قسمت برش شامل یک دستگاه برش باقی می باشد که از طریق یک کلید 3 فاز غلتکی روشن و خاموش می شود و کار آن بدین صورت است بعد از خشک شدن ها کارونی آنها را در یک جعبه مستطیلی شکل قرار می دهند و بعد از روشن کردن دستگاه آنها را به اندازه های دلخواه برش می دهند.
برق قسمت و بسته بندی و پرس:
برق این قسمت نیز از تابلو اصلی گرفته می شود و وارد تابلو کوچک قسمت بسته بندی و پرس می شود. این تابلو شامل یک کلید زبانه ای جهت روشن و خاموش کردن مدار و چند عدد ترمینال آزاد و 3 عدد لامپ سیگنال رنگی جهت عیب یابی مدار 3 فاز
دستگاه برش شامل یک المنت برقی، یک ترانس و یک کنترل فاز جهت حفاظت ان می باشد.
سیستم روشنایی کارخانه:
کل سیستم روشنایی کارخانه تک فاز بوده و از لامپهای مهتابی و تعدادی کلید جهت روشن و خاموش کردن لامپها تشکیل شده است.
همچنین برق قسمت آزمایشگاه تک فاز بوده و برق کشی آن مانند برقکشی ساختمان می باشد و از چند مهتابی و چند کلید جهت روشن و خاموش کردن مهتابی ها و چند عدد پریز برای روشن کردن وسایل آزمایشگاه از قبیل ( آسیاب- میکروسکوپ و …) می باشد.
سیم کشی برق اتاق مدیر عامل و اتاق استراحت تکفاز بوده و مانند سیم کشی برق ساختمان های معمولی می باشد.
فصل چهارم
فصل چهارم
مقدمه:مختصری از تاریخچه برق ایران
در سال 1882 میلادی ادیسون نخستین موسسه برق تجاری خود را برای تامین روشنایی یکی از خیابانهای شهر نیویورک افتتاح کرده سه سال بعد ناصرالدین شاه برای روشنایی کاخ سلطنتی خود اولین مولد با قدرت حدود 3 کیلو وات را به ایران وارد نمود.
رشد شهرنشینی و توسعه صنعت و استفاده از تجهیزات و ماشین آلات گوناگون برقی موجب افزایش روز افزون نیروگاه های مختلف و تولید انرژی الکتریکی در همه کشورهای جهان، از جمله ایران شده است. امروز صنعت برق به عنوان یکی از شاخص های مهم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی کشورها به شمار می آید.
رشد نیروگاه های مختلف در طول 110 سال گذشته باعث شده که تولید انرژی الکتریکی در حال حاضر به حدود 25000 مگاوات برسد.
پایه ها:
پایه ها وسایلی هستند که سیم های هوایی را از دسترس دور نگهداشته و برای حمل این سیم ها بکار می روند. طول پایه با در نظر گرفتن فاصله آزاد سیم از زمین انتخاب می شود و این فاصله نباید از مقدار استاندارد کمتر شود. پایه باید دارای خواص زیر باشد:
1- از نظر مکانیکی قوی بوده و دارای ضریب اطمینان 5/2 تا 3 باشد.
2- پایه باید بدون کم شدن مقاومت آن، از نظر وزن سبک باشد.
3- ارزان باشد.
4- دارای عمر طولانی باشد.( بادوام)
5- برای نصب یا مونتاژ تجهیزات خطوط، دسترسی به آنها آسان باشد.
6- دارای شکل ظاهری خوبی باشد.
پایه ها به 3 دسته چوبی، بتونی و فولادی تقسیم می شوند.
1-پایه های چوبی:
در شبکه های فشار ضعیف و فشار متوسط و در جایی که چوب فراوان است از این پایه ها می توان استفاده نموده در شبکه فشار متوسط که به استحکام و مقاومت بیشتری نیاز می باشد از بازوها یا بریش هایی ( بست) که به شکل (×) می باشند به عنوان پشت بند استفاده می گردد، همچنین در شبکه های 20 کیلو ولت در صورتیکه بدلیل دره های عریض و طول اسپان بلندی انتخاب شده باشد پایه های چوبی را در دو طرف اسپان مربوط به شکل H بکار می برند و معمولاً ترهای هر دو طرف را دداند می نمایند.
2- پایه های بتنی:
امروزه پایه های بتنی تقریباً جای پایه های چوبی را گرفته اند زیرا هم از نظر شکل جالب تر و هم بادوام تر می باشند. این پایه ها نسبت به پایه های چوبی سنگین تر بوده و حمل و نقل آنها گرانتر تمام می شود ولی از نظر مکانیکی بسیار قوی بوده و عمر بیشتری دارند. این پایه ها به خصوص در جاهایی که عمر تیر چوبی به دلیل مواد خورنده زمین کم می باشد مورد استفاده قرار می گیرند.
3- پایه های فولادی:
در جاهائی که به قدرت زیادی نیاز باشد از پایه های فولادی استفاده می شود. معمولاً پایه های فولادی به دو نوع لوله ای و یا اسکلتی ساخته می شوند.
نوع لوله ای آن شامل چند قسمت لوله ای شکل است که با قطرهای مختلف روی یکدیگر سوار می شوند و نوع ساختمانی ( اسکلتی) آن از چندین نبشی فولادی تشکیل شده که به یکدیگر پیچ یا جوش شده اند.
عمر پایه های فولادی نسبتاً زیاد است و در معرض حشراتی مانند موریانه قرار نمی گیرند، این پایه ها بایستی گالوانیزه باشند.
نصب پایه ها:
حفر چاله برای یک پایه باید به نحوی باشد که بتواند کلیه نیروها و لنگرهای وارده را تحمل کرده و پایه را همچنین استوار در خاک نگهدارد.
برای حفر چاله بایستی عوامل زیر را در نظر گرفت:
1- اندازه طول و قطر پایه
2- جنس زمین
3- وزن و نیروهای کششی
جنس زمین:
به طور کلی وزارت نیرو زمین ها را از نظر جنس زمین به 3 دسته به شرح زیر تقسیم می کند.
الف) زمین های سست که به راحتی با کلنگ کنده می شوند.
ب) زمین های سفت که به سختی با کلنگ کنده می شوند.
پ) زمین های سنگلاخ که برای کندن چاله احتیاج به دینامیت یا کمپرسور می باشد و از تخته سنگ های سخت و یکپارچه تشکیل می گردند.
عمق چاله:
عمق چاله بوسیله طول تیر،جنس زمین، وزن و عوامل کششی تعیین می گردد. معمولاً عمق چاله ها را از 5/1 تا 6/1 طول تیر در نظر می گیرند ولی می توان از فرمول تجربی زیر نیز استفاده نمود. بطور کلی عمق چاله بایستی با ندازه %10 طول کل تیر باضافه 60 سانتی متر باشد.
M 5/1 = 6/0 + 9× 10 برای تیر 9 متری
100
البته بایستی توجه داشت که عمق چاله در زمین های بسیار سخت و تخته سنگ ها لازم نیست که به اندازه عمق چاله در زمین های خاکی باشد. همچنین برای نصب تیر در زمین های شنی و باتلاقی بایستی عمق چاله را بیشتر در نظر گرفت.
ابعاد گودها:
عمق گودالها را می توان از فرمول تجربی زیر تعیین نمود:
(1-1) cm 60+ L 1 =h
2
که در آن h عمق گودال بر حسب سانتی متر و L طول پایه بر حسب سانتی متر است.
طریقه نصب پایه در داخل گودال:
در ابتدا بایستی پایه را در وسط گود قرار داده تا اطراف آن را بتوان با سنگ لاشه پر کرد پایه را توسط شاقول بایستی طوری تنظیم کرد که پایه عمود بر زمین باشد. مثلاً برای تیرهای 9 متری که عمق کود آن 150 سانتی متر است ابتدا حدود 40 سانتی متر از گود را با سنگ لاشه پر کرده و سپس شروع به ریختن شفته آهک یا مخلوط آب و خاک می نمائیم به طوریکه پس از پر کردن خلل و فرج بین سنگ لاشه ها حدود 10 سانتی متر روی سنگ لاشه ها را بپشاند بهمین ترتیب 3 لایه پر می کنیم تا تمام گود پر گردد و پای تیر را نیز به طور سطح شیب دار ایجاد می کنیم تا پای تیر بوسیله آب باران شسته شود.
البته اگر برای نصب پایه از بستن استفاده شود پایداری پایه بمراتب بیشتر از شفته آهک خواهد بود ولی هزینه آن بیشتر می باشد.
مقره ها:
هادی های شبکه های توزیع هوایی توسط عایقی که آنها را مقره می نامیم به پایه ها اتصال دارند و از یکدیگر مجزا می شوند. به طور کلی علت استفاده از مقره ها در شبکه ها بدلایل زیر است:
الف) عایق کردن سیم ها نسبت به کراس آرم و پایه و در نتیجه زمین
ب) عایق نمودن سیم ها نسبت به همدیگر و ایجاد فاصله ایمن بین فازها مقره ها بایستی دارای استقامت الکتریکی و مکانیکی خاصی باشند تا بتوانند علاوه بر نیروهای مختلف مکانیکی( فشار، کشش و خمش) که به آنها وارد می شود در نامناسبترین شرایط( باران، مه، شبنم و آلودگی) بتوان فشار الکتریکی وارده مانند ولتاژ دائمی خط و ولتاژهای ضربه ای ( در اثر رعد و برق و کلید زنی) را نیز تحمل کنند. استقامت مکانیکی مقره ها بستگی به جنس و ضخامت عایق و استقامت الکتریکی آن به بستگی به جنس، طول و شکل مقره دارد.
انواع مقره از نظر جنس:
1- مقره چینی
2- مقره شیشه ای
انواع مقره های مورد استفاده در شبکه های توزیع:
در شبکه های توزیع در فشار ضعیف و فشار متوسط سه نوع مقره به شرح زیر بکار می رود.
1- مقره چرخی:
جنس مقره چرخی از چینی می باشد که روی آن لعاب داده می شود. امروزه در شبکه های فشار ضعیف این نوع مقره را بیش از انواع دیگر بکار می برند. علت آن عمودی بودن شبکه های فشار ضعیف می باشد که در نتیجه با استفاده از این مقره، کار اجرایی ساده تر می شود و شبکه خصوصیات خود را بهتر حفظ می کند.
2- مقره سوزنی( میخی یا ثابت)
مقره سوزنی روی یک پیچ یا پایه فولادی( پین) وصل کی گردد بدین ترتیب مقره را در جای خود مثلاً روی کراس آرم نگه می دارد و هادی نیز به وسیله یک سیم اصلی روی مقره محکم می گردد مقره های سوزنی ممکن است چینی یا شیشه ای باشند مقره ها دارای لایه های مختلفی می باشند که به شکل زنگ یا ناقوس بوده و بطرف پائین شیب دارند این لایه ها نه تنها اجازه نمی دهند که آب باران روی مقره با ایستد بلکه یک مسیر طولانی تر برای جرقه در هوای خشک ایجاد می کند.
3- مقره آویزی( بشقابی):
این نوع مقره همانطور که از نامش پیداست از کراس آرم اویزان بوده و هادی خط به انتهای آن بوسیله کلمپی بسته می شود. جنس آن از چینی یا شیشه ای است و در شبکه های توزیع و در ابتدا و انتهای و در جاهائی که خط زاویه دار می باشد مورد استفاده قرار می گیرد از این نوع مقره ها در شبکه های فوق توزیع و انتقال در طول خط استفاده می گردد زیرا مقره های سوزنی در این ولتاژها بسیار سنگین و گران تمام می شود و پایه های مقره سوزنی تحمل نیروهای مکانیکی زیاد را ندارند. روی بشقاب صیقلی و لعاب داده شده است ولی در داخل بشقاب شیارهایی دارد که فاصله نشست سطحی را بزرگ می کند.
مهار و انواع آن:
چون پایه ها از طرف سیم ها تحت نیروی کششی قرار می گیرند و بعلت وزن زیاد تجهیزات خط، وزن برف و یخ و اثرات باد و فاصله های نامساوی بین پایه ها که ایجاد بارهای مکانیکی نامتعادل می کند از مهار استفاده می شود.
انواع مهار:
1-مهار ساده یا معمولی-2- مهار اسپان 3- مهار پیاده رویی یا زانویی 4- مهار مرتب ( ترکیبی از اسپان و ساده) 5- مهار حائل فشاری( تودلی) 6- مهار بادیگر 7- مهار سر
کابلهای مورد استفاده در صنعت برق:
امروزه در صنعت برق بخش عظیمی از توزیع انرژی الکتریکی، به ویژه در فشار ضعیف، به وسیله کابل ها انجام می گیرد. البته برای انتقال انرژی الکتریکی فشار متوسط و قوی نیز در برخی موارد از کابلهای مخصوص استفاده می شود.
کاربرد کابلها در تاسیسات الکتریکی بسیار وسی ع و دارای اهمیت زیادی است. به طور کلی کابلهای مورد استفاد در شبکه های توزیع به دو دسته کابلهای مسلح و کابلهای غیر مسلح تقسیم بندی می شوند.
الف) کابلهای مسلح:
کابلهای مسلح تحمل ضربه ، فشار، رطوبت و سایر عوامل را دارند و در پوشش خارجی آنها از سیم های فولادی برای تحمل نیروهای مکانیکی و کششی استفاده شده است.
ب) کابل های غیر مسلح:
کابل های غیر مسلح تنها از نظر الکتریکی و رطوبت عایق بندی شده اند و تحمل ضربه و فشارهای زیاد را ندارند.
تقسیم بندی کابل های توزیع از نظر سطح ولتاژ:
کابل های توزیع از نظر سطح ولتاژ به گروه های فشار ضعیف تا 1 کیلو ولت و فشار متوسط 20 کیلو وات و یا 33 کیلو ولت، تقسیم بندی می شوند.
عایق کابل ها:
امروزه عموماً جنس عایق کابل ها پروتو دور ( PVC )، پلی اتیلن( PE ) و گراس لینک پلی اتیلن ( XLPE ) می باشد.
کابل های کراس لینک پلی اتیلن بدلایل زیر کاربرد وسیعی را در شبکه های توزیع و انتقال به خود اختصاص داده و توانسته اند بتدریج جایگزین دیگر انواع کابلها شوند.
در حال حاضر کابل های کراس لینک پلی اتیلن برای ولتاژ 1 کیلو ولت تا 400 کیلو ولت ساخته شده اند.
کابلهای کراس لینک پلی اتیلن دارای مزایای فنی و اقتصادی قابل ملاحظه ای می باشند. این مزایا عبارتند از:
الف) جریان نامی زیاد.
ب) تلفات الکتریک کم.
پ) قابلیت انعطاف خوب در شرایط اضطراری.
ت) نصب آسان و هزینه های نصب کم.
فصل پنجم
فصل پنجم
ترانسفور ماتورهای توزیع:
ترانسفور ماتور توزیع یکی از قسمت های اساسی شبکه توزیع انرژی الکتریکی محسوب می گردد. این ترانسفورماتورها در شبکه برق ایران با نسبت تبدیل 400/20000 ولت می باشد.
یعنی ولتاژ سیم پیچ اولیه ( سیم پیچ فشار قوی) 20000 ولت و ولتاژ سیم پیچ ثانویه ( سیم پیچ فشار ضعیف) 400 ولت می باشد. ترانسفورماتورهای توزیع به صورت هوایی و زمینی مورد استفاده قرار می گیرند. در اینجا به طور خلاصه ترانسفورماتورهای توزیع، تجهیزات آنها، روشهای جبران افت ولتاژ در شبکه های توزیع و روشهای اتصال سیم پیچ های ترانسفورماتورهای توزیع را بررسی می کنیم.
الف) ترانسفورماتورهای توزیع هوایی و زمینی:
معمولاً ترانسفورماتورهای تا قدرت 5/3 کیلو ولت آمپر به صورت هوایی و ترانسفورماتورهای با قدرت بیش از 5/3 کیلو ولت آمپر به صورت زمینی نصب می گردند.
ظرفیت های استاندارد ترانسفورماتورهای توزیع بر حسب کیلو ولت آمپر که به صورت هوایی نصب می شوند در جدول (1-1) آمده است.
315
250
200
160
125
100
75
50
25
15
جدول (1-1) ظرفیت ترانسفورماتورهای توزیع هوایی بر حسب کیلو ولت آمپر
ب) تجهیزات ترانسفورماتورهای توزیع:
تجهیزات مربوط به ترانسفورماتورهای توزیع شامل تجهیزات حفاظت کننده ترانسفورماتور، تپ به و تابلوهای ورودی و خروجی و غیره می باشد.
تجهیزات حفاظت کننده ترانسفورماتورهای توزیع عبارتند از:
(1-ب) فیوز کت وات
(2- ب) برقگیر
(3- ب) رله بوخهولتس
(4- ب) سیستم ارت ( زمین کردن)
(5- ب) کلید کل
در اینجا به طور مختصر در مورد هر کدام توضیح خواهیم داد:
(1- ب ) فیوزکت اوت:
فیوز ترانسفورماتور که اغلب کت اوت نامیده می شود، یک المنت است و چون و چون با برداشتن تیغه فولادی یا نگهدارنده فیوز مدار مانند قطع یک کلید، باز می شود به آن کت اوت می گویند. فیوز کت اوت جهت حفاظت ترانسفورماتور در مقابل جریانهای زیاد احتمالی ناشی از اتصال کوتاه یا اضافه بار در شبکه فشار ضعیف و سیم پیچی های داخل ترانسفورماتور بکار می رود. که شامل دو قسمت محفظه مسدود و نگه دارنده فیوز می باشد.
(2- ب) برقگیر:
برق گیر وسیله ای است که ترانسفورماتور را در برابر اضافه بار ناشی از رعد و برق و یا اضافه ولتاژهای ناشی از سوئیچنیگ ( کلید زنی) محافظت می کند. برق گیرهانند یک شیر اطمینان روی دیگ بخار کار می کند. شیر اطمینان دیگ بخار اضافه فشار را به وسیله خارج کردن بخار کاهش می دهد تا زمانیکه فشار به حالت عادی خود بر گردد. وقتیکه فشار به حالت عادی خود برگشت، شیر اطمینان مجدداً بسته شده و آماده برای شرایط غیر عادی بعدی می شود. عمل برقگیر هم شبیه همین عمل شیر اطمینان می باشد وقتیکه یک ولتاژ قوی بیشتر از ولتاژ عادی خط بر روی خط بوجود آید برقگیر فوراً مسیری را به زمین مهیا می کند و ولتاژ اضافی را به زمین هدایت می کند. بنابراین وقتی که ولتاژ اضافی پایان می یابد عمل برقگیر باید خاتمه یافته و بعد از برطرف شدن ولتاژ اضافی از ادامه یافتن جریان به زمین جلوگیری می کند.
یا به طور خلاصه برقگیر باید:
الف) ابتدا برای جلوگیری از صدمه خوردن به مقره های خط ها ترانسفورماتورها و دیگر لوازم خط، ولتاژ اضافی را به زمین تخلیه کند.
ب) بعد از برطرف شدن ولتاژ اضافی از ادامه جریان به زمین جلوگیری نماید.
انواع برقگیر: 1- برقگیر با مقاومت غیرخطی. 2- برقگیر آرماتور ( میله ای یا شاخکی)
توجه: کت اوت، ترانسفورماتور را در مقابل اضافه جریان حفاظت می کند و برقگیر، ترانسفورماتور را در مقابل اضافه ولتاژ حفاظت می کند.
(3- ب ) رله وخهولتس:
نصب رله بوخهولتس برای کلیه ترانسفورماتورهای با قدرت 315 کیلو وات آمپر و بیشتر الزامی است. این رله یکی از مهمترین رله های حفاظتی ترانسفورماتورها می باشد. رله بوخهولتس بر روی لوله رابط بین ترانسفورماتور و ظرف انبساط قرار می گیرد و روغن از این لوله عبور می نماید، بنابراین تمام محفظه داخلی رله پر از روغن می باشد. هرگاه، هرگونه اتصالی در محفظه داخلی ترانسفورماتور پدید آید، در نقطه اتصالی جرقه وقوس الکتریکی پدید می آید و در نتیجه در محل اتصالی تولید حبابهای گازی شکلی می شود. این حبابهای گازی بطرف قسمت فوقانی ترانسفورماتور حرکت نموده و از طریق لوله رابط به رله بوخهولتس وارد می شود و در قسمت فوقانی رله جمع می گردد. این رله دارای شناوری می باشد که با تجمع حبابهای گاز، سطح روغن در رله پائین آمده و همراه با آن شناور نیز پائین می آید. پائین آمدن شناور بحث بسته شدن کلید الکتریکی رله و تحریک مدار هشدار یا قطع می گردد.
هرگاه به دلیلی از بدنه ترانسفورماتور مقداری روغن ریزش کند بمرور زمان سطح روغن در ظرف انبساط کاهش یافته و به رله بوخهولتس می رسد. در رله بوخهولتس اگر سطح روغن همچنان کاهش یابد باعث عملکرد و تحریک مدار هشدار و یا قطع می گردد. در بعضی موارد مقداری هوای نشتی به رله راه یافته و مانند حبابهای گاز باعث تحریک رله می شود.
به طور کلی علل تحریک رله بوخهولتس به قرار زیر است:
الف) بروز قوس الکتریکی بین قسمت های حامل جریان با بدنه ترانسفورماتور و هسته آن.
ب) ایجاد اتصالی بین قسمت های حامل جریان در ترانسفورماتور.
پ) ریزش روغن از بدنه ترانسفورماتور.
ت) نشت هوا به محفظه داخلی ترانسفورماتور.
نقش روغن در داخل ترانسفورماتور.
روغن در ترانسفورماتور دو نقش مهم و اساسی دارد:
الف) خاصیت عایقی دارد. ( عایق نمودن ولتاژ سیم پیچ داخلی ترانس نسبت به بدنه).
ضمناً در صورت ایجاد اتصالی در داخل ترانسفورماتور مقداری از روغن به گاز تبدیل شده و رله بوخهولتس را بکار می اندازد.
ب) جهت خنک کردن ترانسفورماتورها از آن استفاده می شود. ( هدایت گرمای حاصل از عبور جریان سیم پیچ داخل ترانس از سیم پیچ به بدنه ترانس)
حداکثر افزایش دما طبق استاندارد IEC76 برای ترانسفورماتورهای توزیع روغنی، نوع گردش روغن طبیعی، روش خنک کنندگی طبیعی 65 می باشد. علت پره پره بودن بدنه ترانسفورماتورها اینست که گرمای گرفته شده از طریق روغن از سیم پیچ های ترانسفورماتور به راحتی به هوا تحویل داده شود. توضیح اینکه در ترانسفورماتورهای با قدرت بزرگتر، از چند دستگاه فن نیز که به طرف پره ها قرار گرفته اند جهت خنک شدن بدنه و در نتیجه روغن ترانسفورماتور استفاده می شود. همچنین از پمپ جهت جابجایی و خنک شدن روغن استفاده می گردد.
(4- ب) ارت( زمین کردن)
زمین کردن تاسیسات الکتریکی بخصوص تاسیسات فشار قوی به منظور حفاظت افراد و همچنین حفاظت تجهیزات می باشد. در اینجا به نقاطی که در ترانسفورماتور جهت حفاظت افراد و تجهیزات بایستی زمین شود اشاره می گردد:
الف) یکی از دو سیم ثانویه ترانسفورماتور تک فاز دو سیمه
ب) مرکز ستاره ترانسفورماتور 3 فاز
پ) بدنه کلیه ترانسفورماتورهای هوایی و زمینی
5- ب) کلید کل
این کلید عمل قطع و وصل و از همه مهمتر حفاظت شبکه فشار ضعیف را بر عهده دارد. آمپر این کلید با توجه به جریان نامی طرف فشار ضعیف ترانس انتخاب می گردد و تنظیم رله های آن با توجه به ظرفیت ترانسفورماتور انجام می شود.
محاسبه سطح مقطع کابل ورودی از ترانسفورماتور به زیر کلید کل در تابلوهای توزیع سطح مقطع کابل ورودی از ترانسفورماتور به زیر کلید کل در تابلوهای توزیع تا ظرفیت 200 کیلوولت آمپر از رابطه (1-1) بدست می آید:
سطح مقطع کابل ورودی برای ترانسفورماتورهای تا ظرفیت 200 کیلو ولت آمپر
ظرفیت ترانسفورماتور =
2
و سطح مقطع کابل ورودی برای ترانسفورماتورهای با ظرفیت بیش از 200 کیلو ولت آمپر بر حسب میلیمتر مربع از رابطه (2-1) بدست می آید:
سطح مقطع کابل ورودی برای ترانسفورماتورهای با ظرفیت بیش از 200 کیلو ولت آمپر.
ظرفیت ترانسفورماتور بر حسب KVA × 0.7 =
سطح مقطع کابل خروجی برای شبکه فشار ضعیفی که دارای یک فیدر است از رابطه (3-1) بدست می آید:
سطح مقطع کابل خروجی = سطح مقطع کابل ورودی
سطح مقطع کابل خروجی برای شبکه فشار ضعیفی که دارای دو فیدر باشد، از رابطه (4-1) بدست می آید:
ظرفیت ترانسفورماتور× 35/0 سطح مقطع کابل ورودی = سطح مقطع کابل خروجی برای شبکه فشار ضعیف با 2 فیدر 2
ج) روشهای جبران افت ولتاژ:
روشهای افت ولتاژ عبارتند از:
(1-ج) استفاده از تپ چنجر:
یکی از روشهای جبران افت ولتاژ استفاده از تپ چنجر می باشد که به دو صورت، تپ غیرقابل تغییر در زیر بار و تپ قابل تغییر در زیر بار موجود می باشند.
برای ترانسفورماتورهای با قدرت کم از تپ چنجرهای تغییر در زیر بار استفاده می شود ولی در ترانسفورماتورهای قدرت که هدف تنظیم ولتاژ در شرایط مختلف بار می باشد و تغییرات ولتاژ از اهمیت بیشتری برخوردار است از تپ چنجر مجهز به تپ قابل تغییر در زیر بار استفاده می گردد.
(2- ج) استفاده از اتوبوستر:
روش دیگر برای جبران افت ولتاژ استفاده از اتوبوستر است. در مواردی که خطوط فشار متوسط طولانی باشند برای تنظیم ولتاژ می توان از دستگاه های اتوبوستر( تنظیم کننده ولتاژ 32 مرحله ای یا چهار مرحله ای ) استفاده نمود.
از دستگاه های 4 مرحله ای بیشتر استفاده می شود. طرز کار دستگاه تنظیم کننده ولتاژ فیدر یا اتوبوستر مانند یک اتوترانسفورماتور است.
( 3- ج ) استفاده از خازن:
روش دیگری جهت جبران افت ولتاژ استفاده از خازن در ایستگاه های 400 /20 کیلو ولت است. خازن در اصلاح ضریب توان و جبران افت ولتاژ نقش دارد.
د) روشهای اتصال سیم پیچی های ترانسفورماتورهای توزیع :
اتصال سیم پیچ ترانسفورماتورهای توزیع به دو صورت یکی مثلث- ستاره و دیگری ستاره – زیگزاگ رایج است.
(1- د) اتصال مثلث- ستاره:
در سیستم های توزیع انرژی الکتریکی به صورت چهار سیمه که همزمان می تواند مصرف کننده های 3 فازه مانند موتورهای الکتریکی 3 فازه را تغذیه کند و همچنین جهت تامین مصارف روشنایی از این نوع اتصال استفاده می گردد.
( 2- د) اتصال ستاره زیگزاگ:
این اتصال بیشتر در طرف فشار ضعیف ترانسفورماتور جهت شبکه های توزیع و پخش انرژی چهار سیمه که همواره با نامتعادلی بارها همراه است بکار می رود.
فصل ششم
فصل ششم
کنتورها:
1- کنتور اکتیو: برای اندازه گیری می توان حقیقی مشترکین بر حسب کیلو وات ساعت از کنتور اکتیو استفاده می شود.
کنتورهای اکتیو به 3 دسته تقسیم می شوند:
(1-1-)کنتور اکتیو تک فاز
( 2-1 ) کنتورهای اکتیو 3 فاز
( 3-1 ) کنتورهای دو تعرفه
توضیحات:
(1-1-)کنتور اکتیو تک فاز: از یک بوبین جریان و یک بوبین ولتاژ و یک شماره انداز تشکیل می گردند و به صورت 5 آمپر – 15 آمپر و 20 آمپر و امروزه 25 آمپر در شبکه موجود می باشند کنتورهای تک فاز برای مشترکین نصب می گردند که یک فاز و یک نول بداخل منزلشان می رود و ولتاژ این کنتورها 220 ولت است.
( 2- 1) کنتورهای اکتیو 3 فاز :
این کنتورها برای مشترکین نصب می گردد که وسایل و دستگاه های 3 فاز دارند.
کنتور 3 فاز از 3 کنتور تک فاز تشکیل شده که در یک دستگاه نصب می شود و دارای 3 بوبین ولتاژ و 3 بوبین جریان و یک شماره انداز می باشند.
کنتورهای 3 فاز موجود در شبکه عبارتند از:
10 آمپر 3 فاز، 15 آمپر 3 فاز، 25 آمپر 3 فاز و 150 آمپر 3 فاز
این کنتور از نظر ولتاژ به دو دسته تقسیم می شوند.
دسته اول:
کنتورهایی که برای مصرف کننده هایی نصب می گردد که برق 3 فاز فشار ضعیف خریداری کرده اند و اصطلحاً آنها را مشترکین ولتاژ ثانویه می گویند برای اینگونه مصرف کننده ها کنتورهای 3 فاز 380/220×3 ولت نصب می شود که مستقیماً به طرف فشار ضعیف شبکه روی شمش تابلوها بسته می شوند.
دسته دوم:
این کنتورها برای مصرف کننده هایی نصب می گردد که برق 3 فاز فشار قوی خریداری کرده اند که اصطلاحاً آنها را مشترکین ولتاژ اولیه می گویند.
برای این گونه مصرف کننده ها از کنتورهای 3 فازی استفاده می شود که روی ترانسفورماتور جریان( سی تی) و روی ترانسفورماتور ولتاژ ( پی تی ) نصب می گردند.
در این حالت لازم است برای مشترک یک ترانسفورماتور جدا متناسب با قدرت درخواستی نیز نصب گردد.
البته برای چندین مشترک که نزدیک به هم هستند اقتصادی تر است که یک ترانسفورماتور با قدرت زیاد نصب شود و همه مشترکین از آن تغذیه گردند و فقط لوازم و دستگاه های اندازه گیری هر کدام از مشترکین جدا باشد.
2- کنتور آکتیو:
از کنتور آکتیو برای اندازه گیری بار آکتیو مصرف کنندگان استفاده می شود.
انواع موتورهای الکتریکی که در کارخانجات و صنعت کاربرد دارند، ترانسفورماتورهای جوشکاری، کوره های اندوکسیون و غیره علاوه بر مصرف انرژی اکتیو موجب مصرف انرژی راکتیو نیز می گردند.
انرژی آکتیو علاوه بر آنکه بخشی از ظرفیت تاسیسات را اشغال می کند موجب افزایش جریان و در نتیجع افزایش اُت ولتاژ و افت توان و نیز کاهش راندمان خواهد شد که با اندازه گیری توان رآکتیو هزینه های ناشی از آن تحت عنوان ضریب بدی مصرف از مشترکین اخذ می گردد.
برای کنتور آکتیو براساس تعرفه های موجود ضریب قدرت مجاز 9/0 تعیین گردیده است و مشترکینی که ضریب قدرت کمتر از این میزان داشته باشند کل بهای برق آنها در ضریب بدی مصرف ضرب می شود.
البته چنین مشترکینی می توانند برای اضلاح ضریب قدرت خود از خازن استفاده نمایند تامشمول جریمه نگردند.
انتخاب وسایل کمکی برای کنتورها:
وسایل کمکی که برای کنتورها استفاده می شود عبارتند از:
الف) کنتورهای تک فاز:
بهترین وسیله حفاظتی برای کنتورهای تک فاز کلید مینیاتوری می باشد. این کلید دارای دو جزء یکی مغناطیسی و دیگری حرارتی ( بی متال) است که جزء مغناطیسی، کنتور را در مقابل اتصال کوتاه حفاظت می کند و جزء حرارتی، کنتور را در مقابل اضافه بار حفاظت می کند که خیلی هم حساس می باشد.
به عنوان مثال: یک کنتور تک فاز 10 آمپر را می توان به وسیله یک کلید مینیاتوری 10 آمپری و یک کنتور 15 آمپر را به وسیله یک کلید مینیاتوری 16 آمپری حفاظت نمود.
توجه: کنتور تک فاز را نمی توان توسط فیوز در مقابل اضافه بار حفاظت کرد.
ب) کنتورهای 3 فاز تا 50 آمپر:
بهترین وسیله حفاظتی برای این گونه کنتورها کلیدهای روغنی یا مینیاتوری می باشد. آمپر کلیدهای روغنی را می توان از رابطه زیر محاسبه نمود.
( 1- 1 ) 8/1 × کیلو وات درخواستی مشترک = آمپر کلید روغنی
اصولاً کلید روغنی با دو عدد، یکی کمترین و دیگری بیشترین آمپری که از خود می تواند عبور دهد مشخص می گردد.
مثلاً کلید روغنی ( 40 ) 25 را می توان توسط درجه اش از 25 آمپر تا 40 آمپر تنظیم نمود
کنتورهایی که روی ترانس جریان ( سی تی) و ترانس ولتاژ ( پی تی ) بسته شده اند:
برای حفاظت این کنتورها در مسیر هر فاز یک فیوز آمپری قرار دارد.
سطح مقطع کابل برای کنتورها (کابل سرویس):
سطح مقطع کابل کنتورها به شرح زیر انتخاب می شود.
الف) کنتورهای تک فاز:
بهترین نوع کابل برای کنتورهای تک فاز تا 25 آمپر کابل ( 6+ 6×1) میلیمتر مربع می باشد در صورتیکه این نوع کابل موجود نباشد می توان از کابل (4×2) یا ( 6×2) میلیمتر مربع معمولی استفاده کرد.
ب) کنتورهای 3 فاز تا 50 آمپر:
برای کنتورهای 3 فاز 10 و 5 آمپر کابل (45×4) یا (6×4) میلیمتر مربع، باری کنتورهای 3 فاز 25 آمپر، کابل (6×4) یا (10×4) میلیمتر مربع، و برای کنتورهای 3 فاز 50 آمپر از کابل (10×4) یا (16×4) میلیمتر مربع استفاده می گردد.
فصل هفتم
فصل هفتم
کنتاکتورهای مورد استفاده در کارخانجات و ضایع:
یکی از رایج ترین وسایلی که برای به کار انداختن و کنترل دستگاه های الکتریکی به کار می روند کلیدهای قطع و وصل مغناطیسی یا رله مغناطیسی و به ویژه نوع خاصی از آنها برای جریان و تعداد قطع و وصل زیاد ساخته شده اند کنتاکتورها می باشند که در این قسمت شرح مختصری در مورد کاربرد آنها خواهیم داد.
کنتاکتورها کلیدهای الکترو مغناطیسی می باشند که مهمترین جزء مدارهای فرمان الکتریکی را تشکیل می دهند. موارد استفاده از کنتاکتورها امروزه در ماشین های صنعتی بسیار زیاد بوده و برای اندازه گیری و کنترل اکثر این ماشین ها از کنتاکتور استفاده می نمایند.
مزایایی که باعث می شود در مدار ماشین های صنعتی از کنتاکتورها به جای کلید دستی ( اهرمی- غلتکی- زبانه ای) استفاده شود را می توان به صورت زیر بیان کرد:
1- کنترل و فرمان از راه دور ماشین توسط کنتاکتور اقتصادی تر و ایمن تر می باشد.
2- از خطرات ناشی از راه افتادن مجدد ماشین هایی که در اثر قطع ناگهانی برق شبکه از کار افتاده اند، جلوگیری می شود.
3- توسط کنتاکتور امکان قطع و وصل مصرف کننده از چندین محل عملی می شود.
4- عمر مکانیکی کنتاکتور نسبت به سایر کلیدها خیلی بیشتر است.
5- امکان مدار فرمان اتوماتیک توسط کنتاکتور مقدر می باشد.
6- با طراحی مدار مناسب می توان سرعت قطع و وصل مدار را توسط کنتاکتور خیلی بالا برد.
7- حفاظت دستگاهها توسط کنتاکتور مناسب تر و ایمن تر است.
ساختمان و اصول کار کنتاکتور:
کنتاکتور تشکیل شده از یک مغناطیس الکتریکی که یک قسمت از هسته آن متحرک بوده و توسط فنری از قسمت ثابت جدا نگهداشته می شود و یک سری کنتاکت عایق شده از یکدیگر به آن متصل می باشند و با آن حرکت می کنند.
در قسمت ثابت این مغناطیس الکتریکی نیز یک سری کنتاکت دیگر، محکم شده است. تا هنگامی که از سیم پیچ مغناطیسی الکتریکی، جریان معینی عبور می کند، کنتاکتهای متحرک، توسط نیروی مغناطیس به کنتاکت های ثابت فشرده می شوند و در همان حال یک یا چند فنر فشرده شده و یا کشیده می شوند.
اما زمانی که ولتاژ تغذیه قطع شده و یا از حد معینی کمتر شود، نیروی فنرها باعث می شود که این کنتاکتها، به طور اتوماتیک از یکدیگر جدا شوند.
عکس این حالت نیز صادق است یعنی در حالت بدون جریان بودن سیم پیچی، کنتاکتهای ثابت و متحرک، به یکدیگر متصل بوده و در حالتی که از آن جریان عبور می کند، این کنتاکتها از یکدیگر باز می شوند.
می دانیم که نیروی کششی یک مغناطیس الکتریکی جریان متناوب متناسب با مجذور جریان عبوری از آن و در نتیجه متناسب با مجذور اندوکسیون مغناطیسی می باشد.
چون مقدار جریان لحظه ای با توجه با رابطه i=Imax Sin Wt تغییر می کند لذا مقدار نیروی کششی مغناطیسی نیز برابر با F=Fmax SinWt خواهد شد و تعداد دفعاتی که این نیروها ماکزیمم و صفر می شود به اندازه دو برابر فرکانس شبکه می باشد. در نتیجه در لحظاتی که مقدار نیروی کششی بیشتر از نیروی مقاوم فنرهای کنتاکتور باشد، هسته کنتاکتور جذب شده و در لحظاتی که مقدار نیروی کششی، کمتر از مقدار نیروی فنرها شود، هسته کنتاکتور نیز آزاد شده و به محل اول خود برخواهد گشت و بدین ترتیب در هسته متحرک لرزش ایجاد شده و صدا خواهد داد.
کلید زبانه ای:
امروزه در صنعت از کلیدهای زبانه ای به دلیل مزایای زیادانهغ نسبت به دو نوع دیگر استفاده زیادی می شود. چون نسبت به کلید غلتکی عمر زیادتری دارد و نسبت به کلید اهرمی جریان بیشتری را از خود عبور می دهد.
کلید زبانه ای از اجزاء زیر تشکیل شده است:
الف) اهرم، که باعث انتقال نیروی مکانیکی به کلید می شود.
ب) صفحه زبانه دار، که می تواند حول محور خود توسط اهرم، در جهت راست یا چپ، گردش کند.
پ) کنتاکت های متحرک که دارای دو پلاتین از آلیاژ نقره بوده و بر روی یک تکیه گاه، سوار شده و توسط صفحه زبانه دار باعث قطع و وصل مدار الکتریکی می شود.
ت) کنتاکت های ثابت که هر کدام از آنها دارای یک پلاتین و پیچ اتصال می باشند و بر روی بدنه عایق کلید، به طور ثابت قرار گرفته اند.
ث) فنر که نیروی مقاوم را بر تکیه گاه کنتاکت های متحرک وارد می کند.
ج) بدنه کلید که بسته به نوع آن دارای طبقات متعدد می باشد.
توجه: کلید زبانه ای به صورت های توکار و روکار ساخته می شود. در صنعت به این کلیدها " کلید سلکتور" هم می گویند.
طرز کار کلید زبانه ای:
باگرداندن اهرم، صفحه زبانه دار تغییر وضعیت می دهد. اگر شیار آن در مقابل تکیه گاه کنتاکتهای متحرک قرار گیرد، با فشار فنر پشت تکیه گاه، کنتاکت های متحرک، کنتاکتهای ثابت را به هم وصل می کنند و در نتیجه مدار الکتریکی بسته می شود و چنانچه زبانه در مقابل تکیه گاه کنتاکت های متحرک قرار گیرد، فنر فشرده شده و کنتاکت های ثابت را از یکدیگر جدا نموده و مدار را قطع می کند.
طرز کار کلید نشان می دهد، قطع و وصل کنتاکت ها بدون اصطلاک مکانیکی انجام گرفته و پلاتین ها سائیدگی نخواهند داشت.
همین مزیت باعث طول عمر و مرغوبیت این نوع کلید ها می شود.
با تغییر تعداد و مکان زبانه ها در روی صفحه زبانه دار، می توان این کلید را در انواع مختلف برنامه ریزی کرده، برای کنترل مستقیم مدارها و یا راه اندازی موتورها و در جهت تغییر مقاومت های پله ای و همچنین در کلیه مواردی که کلیدهای غلتکی بکار گرفته می شوند مورد استفاده قرار دارد.
کلید غلطکی :
ساختمان این کلید تشکیل شده است از یک یا چند غلطک عایق که توسط یک اهرم حول محوری می چرخند. بر روی غلطک ها نوارهای هادی در محل های مناسب تعبیه شده است. فرم غلطک و طریقه قرار گرفتن نوارهای هادی روی آن طوری است که با حرکت غلطک، کنتاکت های ثابت به یکدیگر وصل و یا از یکدیگر جدا می شوند، به طوری که اگر قسمت فرو رفته غلطک در برار کنتاکت های ثابت قرار گیرد، دو کنتاکت از یکدیگر قطع و اگر قسمت هادی در برابر کنتاکتهای ثابت قرار گیرد دو کنتاکت به یکدیگر وصل می شوند.
با تغییر فرم دادن غلطک ها می توان حالت های مختلفی را از نظر قطع و وصل مدار ایجاد کرد. به علت سائیدگی کنتاکت های ثابت و نوارهای فلزی هادی روی غلطک، عمر این کلیدها کم بوده و در نتیجه کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.
فیوز:
در کلیه تاسیسات الکتریکی برای جلوگیری از صدمه دیدن و معیوب شدن وسایل و نیز برای قطع کردن دستگاه های معیوب از شبکه که بر اثر عوامل مختلف از قبیل نقصان عایق بندی، ضعف استقامت الکتریکی یا مکانیکی و ازدیاد بیش از حد جریان مجاز ( اتصال کوتاه) وسایل حفاظتی به کار می رود.
این وسایل باید طوری انتخاب شوند که در اثر اضافه بار یا اتصال کوتاه در کوتاهترین زمان ممکن و قبل از این که صدمه ای به سیم ها و تجهیزات الکتریکی شبکه برسد، مدار قسمت معیوب را قطع کنند. یکی از این وسایل حفاظتی، فیوز است فویز عبارت است از وسیله حفاظتی که خود قسمتی از یک مدار را تشکیل داده و در اثر عبور جریان، گرم شده و در نتیجه قطع می شود بنابر تعریف مذکور ساختمان فیوز مورد استفاده می بایست به نحوی باشد که جریان مداوم معمولی را از خود عبور دهد و هنگامی که بعللی جریان فوق العاده ای از آن عبور می کند سریعاً جریان را قطع کند.
ساختمان فیوز:
به طور کلی فیوز دارای قسمت اصلی فشنگ فیوز، پایه نگهدارنده فیوز و سیم فیوز می باشد مقاومتی که سیم فیوز دارد در مقابل جریان حرارت تولید می کند و اگر مقدار جریان بیشتر شود سبب می گردد که سیم فیوز ذوب شده و مدار را قطع کند.
فیوزها از نظر زمان قطع بر حسب منحنی ذوب سیم حرارتی داخل آنها به دو نوع تندکار و کندکار تقسیم می شوند.
فیوزهای تندکار زمان قطع کمتری نسبت به فیوزهای کندکار دارند به همین دلیل در مصارف روشنایی بکار می روند.
فیوزهای کندکار دارای زمان قطع طولانی تری هستند و در نتیجه برای راه اندازی موتورهای الکتریکی به کار می روند. تحمل جریان راه اندازی موتور در حدود 3 تا 7 برابر جریان نامی است که بر روی کلیه فیوزها جریان نامی آنها نوشته می شود.
این جریان کمتر از جریان ماکسیمم تحمل فیوز است.
معمولاً فیوزهایی که در مدار قدرت بکار می روند، مدار کنتاکتور را در مقابل اتصال کوتاه محافظت می کنند؛ یعنی در واقع حفاظت سیم های رابط مدار را نیز به عهده دارند.
فیوزها در انواع فشنگی، اتوماتیک ( آلفا)، مینیاتوریف بُکس، کاردی ( تیغه ای)، شیشه ای یا کارتریج و فیوزهای فشار قوی ساخته می شوند.
فیوزهای اتوماتیک یا آلفا نوعی خودکار است که عبور جریان بیش از حد مجاز از آن باعث قطع مدار می شود؛ اما می توان دوباره شستی آن را به داخل فشرده تا ارتباط برقرار شود.
بعضی از فیوزهای خودکار دو عمل جریان زیاد و بار زیاد را در مدارها کنترل می کند؛ اما پس از قطع شدن، باید پس از مدت کمی دوباره شستی مربوط به آن را فشار داد تا مدار را وصل کند. در فیوزهای اتوماتیک دو عنصر مغناطیسی و حرارتی وجود دارد که قسمت مغناطیسی آن اتصال کوتاه یا جریان زیاد و قسمتی حرارتی آن ( بی متال) بار زیاد( افزایش جریان تدریجی) را قطع می کند.
کلید مینیاتوری:
کلید مینیاتوری نوعی فیوز اتوماتیک است که از نظر ساختمان داخلی به فیوز آلفا شباهت دارد و از 3 قسمت رله مغناطیسی ( رله جریان زیاد زمان سریع )، رله حرارتی یا رله بی متال ( رله جریان زیاد تاخیری) و کلید تشکیل شده است. این مجموعه را کلید متور نیز می نامند. این کلیدها در دو نوع L و G ساخته می شوند.
نوع L در مصادف روشنایی به کار می رود و تندکار است (Light) و نوع G در راه اندازی وسایل موتور مورد استفاده قرار می گیرد و کندکار است.
این کلیدها در انواع تک فاز، دو فاز و سه فاز ساخته می شود.
قدرت قطع فیوزها:
حداکثر جریانی را که فیوز بدون آسیب رساندن به پایه و حامل خود حمل می کند قدرت قطع فیوز نامیده می شود و بر حسب کیلو آمپر اندازه گیری می گردد.
گاهی نیز با ضرب این جریان در مقدار اسمی ولتاژ مدار، قدرت قطع فیوز را بر حسب کیلو ولت آمپر یا مگاولت آمپر مشخص می کنیم در انتخاب فیوز لازم است جریان اتصال کوتاه مدار در محل استقرار فیوز محاسبه شود و فیوزی که قدرت لازم را دارا باشد انتخاب گردد.
فیوزهای فشار ضعیف با قدرت قطع زیاد می توانند جریانهای تا 25 کیلو آمپر را در ولتاژ 500 ولت متناوب و 440 ولت مستقیم قطع نماید.
حفاظت انشعاب موتورها توسط فیوز:
در موتورهای القائی ممکن است جریان شروع تا حدود 7 برابر جریان بار کامل باشد بنابراین در صورتی که انتخاب فیوز محافظ براساس جریان اسمی انجام شود و به جریان راه اندازه توجه نشود فیوز در زمان راه اندازی خواهد سوخت بدین منظور در استاندارهای آلمانی برای موتورهای القایی بدون راه انداز که مستقیماً به منبع تغذیه متصل می شوند کوچکترین فیوز انتخاب می شود که 6 برابر جریان اسمی را برای مدت 5 ثانیه تحمل کند و در مورد موتورهایی که به راه انداز ستاره – مثلث مجهز می باشند کوچکترین فیوزی انتخاب می شود که 2 برابر جریان اسمی را به مدت 15 ثانیه تحمل کند در استاندارد امریکائی اندازه فیوز سریع را 3 برابر جریان اسمی موتور و اندازه فیوز تاخیری را 75/1 برابر جریان اسمی موتور انتخاب می کنند.
تایمر یا کلید زمانی:
تایمر دستگاهی است که می تواند در یک زمان مشخص که بر روی آن تنظیم می شود توسط یک میکرو سوئیچ، مدارهایی را قطع یا وصل نماید. تایمرها در انواع مختلفی ساخته می شوند، مانند تایمر موتوری، تایمر حرارتی، تایمر پنیوماتیکی، تایمر الکترونیکی و …
در اینجا به بررسی ساختمان دو نوع آن، یعنی تایمر موتوری و تایمر الکترونیکی می پردازیم.
الف) تایمر موتوری:
در روی یک صفحه که حول محور خود با دور ثابت می تواند بچرخد یک زائده قرار گرفته است و با رسیدن این زائده به یک میکروسوئیچ باعث وارد شدن فشار به اهرم آن شده و کنتاکتهایی از میکرو سوئیچ را وصل و بعضی دیگر را قطع می کند. چرخش یکنواخت صفحه توسط یک موتور الکتریکی یک فاز تامین شده و پس از وصل میکروسوئیچ ( رسیدن زائده به انتهای مسیر) محور موتور، ساکن خواهد ایستاد و بنابراین باید مدار تغذیه موتور تایمر را طوری طراحی نمود که پس از پایان زمان تنظیم شده روی آن وصل میگروسوئیچ ، برق موتور تایمر نیز قطع می شود تا موتور تایمر صدمه ای نبیند.
ب) تایمر الکترونیکی:
از تایمرهای الکترونیکی برای تنظیم زمانهای کمتر از ثانیه تا چندین ثانیه استفاده می شود.
در ساختمان این تایمرها، از مدارات و اجزاء الکترونیکی استفاده شده با شارژ یا دشارژ شدن یک خازن، بوبین یک رله کوچک تحریک می شود
رله حرارتی ( بی متال):
دستگاه های الکتریکی را باید در مقابل خطرات و خطاهای احتمالی حفاظت کرده یکی از راه های حفاظت موتورهای الکتریکی، استفاده از رله حرارتی و رله مغناطیسی است.
رله حرارتی، موتور را در مقابل اضافه بار( بار زیاد) حفاظت می کند. اصول ساختمان آن از دو فلز کد دارای ضریب انبساط طولی مختلف هستند، تشکیل شده است.
این دو فلز در حالت گرم، به وسیله غلطک پرس شده و به صورت یک تکه دیده می شود. این دو فلز تشکیل یک بی متال می دهد. در اثر عبور جریان هر دو فلز گرم و طول آنها زیاد می شود و چون ازدیاد طول یکی از فلزات بیش تر از دیگری است، از این رو دو فلز با هم خم می شوند. این حرکت به طور مستقیم و یا به وسیله اهرم هایی به یک کنتاکت منتقل شده مدار را قطع یا وصل می کند.
از خاصیت بی متال در فیوزها، رله های بی متال استفاده می شود. رله های بار زیاد ( بی متال) قابل تنظیم است و در مقابل اضافه بار از 05/1 تا 10 برابر جریان نامی، موتور را قطع می کند.
در نمونه 3 فاز آن رله حرارتی از 3 پل قدرت برای عبور جریان اصلی مصرف کننده تشکیل شده و دارای دو کنتاکت فرمان است:
یکی کنتاکت بسته جهت قطع مدار تغذیه کنتاکتور و دیگری کنتاکتور باز که پس از عمل بی متال بسته می شود و برای اطلاع دادن از خطای حاصل در مدار به کار می رود. بعضی از این رله ها کلیدی دارند که برای دو حالت دستی و اتوماتیک طراحی شده اند. در حالت دستی پس از عمل رله باید با دست آن را به حالت اول برگرداند. در حالت اتوماتیک رله پس از مدت زمانی معین به حالت اول باز می گردد.
لامپ های سیگنال:
لامپ های سیگنال یا لامپ های علامت دهنده در کلیه دستگاه های صنعتی و تابلوهای توزیع و تابلو فرمان به کار می رود و نشانگر وصل مدار است. نوع استفاده از لامپ ها متفاوت است. گاهی به عنوان لامپ خبر استفاده می شود. در مواقعی که در مدار عیب به وجود آید یا رله حرارتی عمل کند لامپ خبر روشن می شود. لامپ های سیگنال را قبل از هر بار کار انداختن دستگاه صنعتی باید به وسیله کلید مخصوص امتحان کرد و از سالم بودن آنها و مدار کاملاً مطمئن شد تا در صورت بروز خطا در مدار بتواند به خوبی عمل کند.
1