گزارش کارآموزی رشته معماری در راه آهن

بسمه تعالی

نام :

نام خانوادگی :
کارآموزی برق فشار قوی در راه آهن

محل کار آموزی :

تاریخ شروع کارآموزی :

تاریخ اتمام کارآموزی :

فهرست مطالب :
پیشگفتار ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………4
ساختار پست های فشار قوی …………………………………………………………………………………………………………………………….5
دسته بندی پست های فشارقوی……………………………………………………………………………………………………………………..5
اجزاء تشکیل دهنده پستها…………………………………………………………………………………………………………………………….5
بررسی تجهیزات فشارقوی ، حفاظت ، کنترل و ثبات وقایع …………………………………………………………………………………..6
سیستم تغذیه………………………………………………………………………………………………………………………………………………7
سیستم زمین ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….8
ترانسفورماتور جریان ………………………………………………………………………………………………………………………………….8
مشخصات فنی شینه ها درپستهای فشارقوی……………………………………………………………………………………………………….8
موج گیر و تجهیزات کوپلینگ…………………………………………………………………………………………………………………………9
اجزاء اصلی یک سیستم PLC…………………………………………………………………………………………………………………………..10
راکتورهای موازی……………………………………………………………………………………………………………………………………..10
ترانسفورماتورهای ولتاژ خازنی……………………………………………………………………………………………………………………10
سیستم حفاظت ازصاعقه……………………………………………………………………………………………………………………………….11
سکسیونر ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….11
ترانسفورماتور زمین-کمکی……………………………………………………………………………………………………………………….14
بریکر……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..15
سیستم کنترل…………………………………………………………………………………………………………………………………………..17
سیستم اسکادا …………………………………………………………………………………………………………………………………………..18
رله ها …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..23
تب چنجر………………………………………………………………………………………………………………………………………………..31
تابلوی آلارم پست برق بنیادرنگ ………………………………………………………………………………………………………………..33
منابع ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..34

پیشگفتار
مزایای استفاده از راه آهن برقی نسبت به دیزلی باعث شده است که تمام کشور های توسعه یافته و درحال توسعه تلاش روز افزونی برای بهره مندی بیشتر از این سیستم اغاز کنند.در کشور عزیز ما نیز بحث راه آاهن برقی از سالها قبل مطرح بوده است و در سالها ی قبل از پیروزی انقلاب اسلامی فقط یک محور راه آاهن برقی در مسیر تبریز – جلفا احداث و به بهره برداری رسیده است .
در سالهی پس از انقلاب با وجود تمام مشکلات، با تلاش مسئولین و شرکت راه آهن برقی تهران و حومه سر انجام در سال 1377 دومین محور راه آهن برقی کشور در مسیر تهران – کرج به بهره برداری رسید .نحوهء تغذیه و کنترل شبکه برق رسانی از اساسی ترین موضوعات قابل بحث در این زمینه می باشد .
در این مبحث ما با پست های برق مترو تهران – کرج،آشنا شده و قسمت های مختلف آن را بررسی کرده و از اساس کار این سیستم اگاه خواهیم شد.باید شبکه برق طوری طرح ریزی شود که از یک پایداری و ثبات قابل قبول و تا حد امکان مطمئنی برخوردار باشد. امروزه قطع شدن برق برای مدت کوتاهی باعث مختلف شدن زندگی فردی و قطع شدن برق کارخانه های صنعتی و مصرف کننده های بزرگ، موسسه های علمی و پژوهشی بمدت نسبتاً طولانی موجب زیان های جبران ناپذیر می شود. لذا قطع شدن و یا قطع کردن دستگاهها و تجهیزات الکتریکی معیوب از شبکه لازم است ولی کافی نیست بلکه باید تدابیری بکار برده شود که برق مصرف کننده ای که در اثر بوجود آمدن عیب فنی از شبکه قطع شده است، در کوتاهترین مدت ممکنه تامین گردد.انتقال برق، وقفه را دستگاهها و وسائل حفاظتی تامین می کند که ما به آنها رله های حفاظتی و یا رله می گوئیم.

ساختار پست های فشار قوی

پستهای انتقال نیرو به همراه خطوط انتقال نیرو سیستم انتقال نیروی برق را تشکیل می دهند ، وظیفه پستهای انتقال نیرو انتقال قدرت از مراکز تولید به خطوط انتقال ، اتصال خطوط انتقال به یکدیگر و تحویل برق به سیستم فوق توزیع و توزیع می باشد . از آنجا که مواردی از مشخصه های پست با یکدیگر مربوط می باشند ، همیشه نمی توان بهترین مشخصه در موارد مختلف را برای یک پست بهینه در نظر گرفت. این رابطه در مشخصه های فنی محیط زیست و پایایی با مشخصه های اقتصادی وجود دارد یعنی نمی توان بصورت همزمان بالاترین پایایی و کمترین هزینه احداث را در پست بهینه داشت چرا که برای افزایش پایایی پست احتیاج به تجهیزات بیشتری می باشد که باعث افزایش هزینه احداث پست می گردد. در نتیجه شرط کمترین هزینه احداث و بالاترِین پایایی نمی تواند برقرار باشد. ولی برخی مشخصه های دیگر پست مستقل از یکدیگر بوده و اثر و یا حداقل ، اثر متضادی در یکدیگر ندارند و در هر مورد می توان بهترین آن را انتخاب کرد.
هدف اصلی از احداث پستهای فشارقوی امکان انتقال نیروی برق از نیروگاهها به محل های مصرف و ایجاد ارتباط مناسب بین نقاط تولید و مصرف و در نتیجه ایجاد امکان مناسب برای بهره برداری از سیستم برق رسانی می باشد. در نتیجه پستهای انتقال نیرو بایستی در شرایط مختلف بهره برداری سیستم آمادگی انجام وظیفه خود را داشته باشند. و بهره برداری از سیستم را تسهیل نموده و کمترین اختلال را ایجاد نمایند . در حقیقت اولویت اول در بهینگی یک پست تامین نیازهای بهره برداری سیستم می باشد.
دسته بندی پست های فشارقوی
برای جلوگیری از تنوع زیاد ، پست ها به سه گروه اساسی تقسیم می شوند:
پستهای بسیار مهم : پستهایی هستند که در آنها قطع برق حتی به صورت موقت برای شبکه قابل تحمل نباشد و این عمل ممکن است اثراتی چون از بین بردن پایداری شبکه و درنتیجه ایجاد خاموشی سراسری و یا خاموشی منطقه ای داشته باشد و یا در مورد صنایع باعث خراب شدن اساسی تجهیزات موجود گردد. این سری پستها شامل موارد زیر می باشد:
پستهای نیروگاهی بزرگ با ظرفیت بالا
پستهایی که در صورت خاموشی آنها پایداری سیستم تحت الشعاع قرار گیرد
صنایع ذوب یا صنایع مشابه که اهمیت استثنایی از لحاظ تداوم تغذیه دارند.
پستهای مهم : پستهایی که قطع برق به صورت موقت برای آنها قابل تحمل باشد ولی در بلند مدت اثرات سویی بجا می گذارد . این پستها شامل موارد زیر می باشد:
پستهای صنایع بزرگ که قطع برق در آنها برای مدت طولانی باعث کم شدن تولید و احیانا کمبود در بازار مصرف گردد.
پستهای تبدیل پربار شهری و یا منطقه ای که قطع آنها باعث ایجاد خاموشی موضعی می شود ولی پایداری سیستم را مختل نمی سازد.
پستهای تغذیه کننده مناطق صنعتی و کشاورزی مهم.
پستهای معمولی : پستهایی که قطع برق در مواقع اضطراری به مدت زیاد (چند ساعت) برای آنها قابل تحمل باشد . معمولا اینگونه پستها دارای مصرف کمی می باشند،
نظیر:
پستهایی که بار آنها عمدتا مصارف خانگی و یا کارگاهی صنعتی کم اهمیت می باشند.
پستهای انتقال مربوط به مناطق کم بار و یا با استعداد رشد کردن
پستهایی که از طریق خطوط تک مداره به صورت شعاعی تغذیه می شوند.
اجزاء تشکیل دهنده پستها
سوئچگیر: به مجموعه ای از تجهیزات فشار قوی که عمل ارتباط بین فیدرهای مختلف را با باس بار (شینه ها) و یا قسمتهای مختلف شینه ها را در یک سطح ولتاژ معین انجام می دهد، سوئیچگیر گفته می شود. قسمتهای سوئیچگیر عبرتند از:
کلیدهای قدرت
سکسیونر
ترانس ولتاژ
ترانس جریان
برقگیر
موچگیرمقره ها، هائیها، اسکلتهای فلزی، شینه ها و …
ترانسفورماتورهای قدرت و تغذیه داخلی: ترانسفورماتورهای قدرت عمل تبدیل انرژی از یک سطح ولتاژ به سطح ولتاژ دیگری را انجام می دهند.ترانس تغذیه داخلی برای مصرف داخلی پست در نظر گرفته می شود، که از شبکه همجوار پست یا از طرف فشار ضعیف ترانس اصلی پست تغذیه می گردد.
سیستم تاسیسات الکتریکی جنبی: مانند سیستم یا سیستم حفاظت از صاعقه ارتباط بین پایه های فلزی توسط سیمهای مخصوص که بر فراز مرتفع ترین نقاط آنها انجام می شود و همچنین شبکه زمین، به منظورزمین کردن نقاط نوترال دستگاهها و بدنه فلزی تجهیزات و ایجاد ایمنی پرسنل، از چاه در پستهای توزیع و شبکه زمین در پستهای فشار قوی استفاده می گردد.
تاسیسات جنبی ساختمانی: تاسیساتی هستند که بسته به مورد و موقعیت هر پست در نظر گرفته می شود اتاق نگهبانی، پارکینگ، انبار اتاق دیزل ساختمانهای مسکونی و غیره.
سیستمهای جبران کننده بار راکتیو: برای اصلاح ضریب قدرت کنترل ولتاژ از سیستمهای جبران کننده توان راکتیو شامل سلف و خازن استفاده می شود.
ساختمان کنترل: ساختمانی است که می توان از آنجا پست را کنترل نمود و معمولا از قسمتهای زیر تشکیل شده است.
الف- اتاق فرمان : که کلیه تابلوهای فرمان در آن قرار دارد و محل استقرار اپراتورها نیز می باشد. دراتاق فرمان بیشتر تابلوها کنار هم قرار دارد و هر تابلو معمولا مربوط به یک مدار می باشد و دیاگرام تک خطی باس بارها روی تابلو پیاده شده است و محل هر کلید در روی تابلو نمایانگر وضعیت آن وسیله در خود پست می باشد.
ب-اتاق رله : در این اتاق کلیه رله ها و وسایل حفاظتی نصب می شود.
ج – اتاق تغذیه : تابلوهای مربوط به سیستمهای تغذیه در آن قرار داده می شود. ممکن است اتاق رله و اتاق تغذیه در اتاق فرمان باشد.
د- اتاق باطری : کلیه باطریهای موجود در این اتاق قرار دارد.
ه- اتاق دیزل : جهت تولید برق AC هنگام قطع برق و قطع ترانس داخلی
و- تاسیسات وابسته جنبی : اتاق استراحت انبار آشپزخانه و غیره
بررسی تجهیزات فشارقوی ، حفاظت ، کنترل و ثبات وقایع
تجهیزات فشارقوی
برقگیر
تعریف برقگیر و کاربرد آن در پست
برقگیرها به منظور حفاظت تجهیزات درمقابل اضافه ولتاژهای گذرا وتخلیه اضافه ولتاژهای موجی ظاهر شده درهادیهای خطوط وپست های فشار قوی بکار میروند. اضافه ولتاژهای موجی، استقامت عایقی تاسیسات وتجهیزات فشارقوی را مختل نموده وبروز قوس واتصالی را درشبکه ظاهر می سازند برق گیرها به شکل موازی با وسیله تحت حفاظت خود قرارمی گیرند.
نحوه عملکرد یک برقگیر جهت حفاظت تجهیزات به این صورت است که انرژی موج توسط برق گیر به زمین منتقل شده وبلافاصله پس ازبرقراری جریان موجی درفاصله چند میکروثانیه وکاهش دامنه ولتاژ تایک مقدار مشخص )سطح حفاظتی برق گیر( ، مسیر جریان تخلیه دربرق گیر قطع شده وازادامه برقراری جریان وتبدیل آن به جریان اتصالی فرکانس قدرت جلوگیری می شود.
به دلیل مزایای برق گیرهای ZnO درحال حاضر ومتداول شدن آنها درمقیاس وسیع درصنعت برق بحث روی برق گیرها ومشخصه های آن به این نوع محدود شده است. دراین نوع برق گیرها، المانهای مقاومتی ازاکسید روی با مشخصه شدت غیرخطی که با اکسید فلزات دیگرترکیب شده ساخته می شوند.
مزایای برقگیرهای ZnO
برخی از مزایای برق گیرهای ZnO نسبت به برق گیرهای معمولی به شرح زیر می باشد:
سادگی طرح ودرنتیجه افزایش قابلیت اطمینان
سطوح حفاظتی برق گیرهای ZnO بطور کامل معین بوده وحدوداً به میزان ۱۵% حفاظت تجهیزات را نسبت به برق گیرهای نوع مرسوم بالا می برد.
رفتار بهتر برق گیر درقبال آلودگی محیط
ظرفیت جذب انرژی برق گیرهای ZnO رامی توان با افزایش تعداد ستونهای موازی آن زیاد نمود.
کوچکتر بودن برق گیر ازنظر ابعاد فیزیکی
معیارهای انتخاب برقگیر
به طور کلی درانتخاب برق گیرهای ZnO برای یک شبکه باید دو نکته مهم زیر را درنظر داشت:
برق گیر باید بتواند ولتاژ شبکه رابه طور دائم تحمل کند .
برق گیر باید تحمل شوک حرارتی ناشی ازتخلیه امواج ضربه ای را داشته باشد.
برخورد صاعقه به خطوط نزدیک پست
چنانچه سیستم حفاظت ازصاعقه خط ضعیف باشد، ممکن است صاعقه بطور مستقیم ویادراثر پدیده قوس برگشتی به سیم فازبرخورد نماید. دامنه وشیب این امواج درنزدیکی محل برخورد بسیاربزرگ بوده وخطرات جدی برای تجهیزات پستی که درمجاورت این پدیده صورت گرفته است بوجود خواهند آورد.دراین حالت برای ایجاد یک حفاظت مطمئن، نصب برق گیر درابتدای خطوط ضروری به نظر میرسد.
درپستهایی که احتمال برخورد مستقیم صاعقه درنزدیکی پست وجود دارد، باید تا آنجا که مقدور است برق گیر را درنزدیکی وسیله مورد حفاظت قرارداد وهادیهای ارتباط دهنده را تاآنجا که ممکن است کوتاه ومستقیم انتخاب نمود و نیز زمین برق گیر وتجهیزات با کمترین مقاومت امکان پذیر، ترجیحاً یک اهم یا کمتر، به یکدیگر متصل گردند.
محل نصب برق گیرها
درتعیین محل استقرار برق گیر اولین عامل مورد نظر نزدیکی آنها به تجهیزات مهم وگران قیمت مانند ترانسفورماتورهای قدرت می باشد. نصب برق گیر روی ورودی فیدر خط نیز برای کاهش اضافه ولتاژها درروی تجهیزات فیدر خط تا برق گیر توصیه می گردد، ضمن آنکه نصب برق گیر روی فیدر خط جهت کاهش اضافه ولتاژ تجهیزات سرخط(قبل ازکلید) در زمانی که کلید خط دراثر خطا یا مسائل تعمیراتی وبهره برداری بازمی باشد نیزاستفاده می گردد.
نصب برق گیر درسایر نقاط ومشخصاً در روی شینه ها درصورت عدم امکان حصول هماهنگی عایقی به شکل کامل، قابل توجیه است.
نحوه اتصال برق گیر به سیستم زمین
برق گیرها باید ازکوتاهترین راه ممکن به سیستم زمین پست وصل گردند وسیستم زمین جداگانه ای برای آنها نیاز نخواهد بود. بسته به جریانهای اتصال کوتاه ممکن سطح مقطع سیم اتصال انتخاب می گردد
سیستم تغذیه
منبع تغذیه AC
در سیستم فشار ضعیف LVAC عموماً از دو ترانسفورماتور زمین- کمکی استفاده می شود که هر کدام می بایست ظرفیت تامین ۱۰۰ درصد نیاز پست (شامل بارهای ضروری و غیر ضروری) را داشته باشد و همواره یکی از آنها در مدار بوده وظیفه برق رسانی را بعهده داشته و دیگری به صورت آماده به کار باشد. شینه های سیستم فشار ضعیف LVAC شامل دو قسمت جهت تامین بارهای ضروری و بارهای غیر ضروری میباشد و به هنگام قطع برق اصلی (ترانسفوماتورهای زمین- کمکی)، دیزل ژنراتور یا فیدر مستقل ازخارج پست وظیفه برق رسانی به مصارف اصلی (بارهای ضروری) را به عهده دارد و در حقیقت بعنوان برق اضطراری محسوب میشود.
سیستم فشار ضعیف AC باید شامل تابلوهای اصلی و توزیع داخلی، تابلوهای توزیع محوطه، تابلوهای روشنایی، تابلوهای ترانسفورماتورهای کمکی و تابلوی دیزل ژنراتور باشد. بارهای ضروری تابلوی اصلی باید به یک شینه و بارهای غیر ضروری به شینه دیگر متصل گردند. این دو شینه باید توسط کلید تقسیم کننده شینه به یکدیگر متصل گردند.علاوه بر موارد فوق، به منظور تغذیه بارهای ضروری در صورت قطع کامل منبع تغذیه، بخش ضروری باید به طور خودکار از طریق یک دیزل ژنراتور رزرو یا منبع تغذیه مستقل ۴۰۰ ولت متصل به خارج از پست، تغذیه گردد. همچنین بخش غیر ضروری نیز باید از طریق دیزل ژنراتور رزرو یا منبع تغذیه مستقل ۴۰۰ ولت متصل به خارج از پست تغذیه گردد. اما این منابع باید بارهای غیر ضروری را تنها با نظر اپراتور تغذیه نمایند.
ارتفاع تابلوهای داخلی باید ۲.۲ متر باشد و ورودی کابل از پایین و با صفحه گلندخور باشد.
منبع تغذیه DC
این منبع که در واقع اصلی ترین و حیاتی ترین منبع تغذیه برای پست محسوب می شود از باتریها و باتری شارژرها تامین می شود. این منبع جهت تغذیه رله های حفاظتی ،لامپهای سیگنال و اضطراری ، مدارهای فرمان ، الکتروموتورهای سکسیونرها و سیستمهای مخابراتی مورد استفاده قرار می گیرد. مواظبت و طرز نگهداری از باتری های پستها بسیار حائز اهمیت است. ایجاد هر گونه عیب و ایراد در سیستم تغذیه جریان مستقیم رله ها و مدار کنترل دیژنکتورها بخصوص در زمان بروز حوادث بسیار مهم می باشد و ممکن است آسیبهای فراوانی ببار آورد. در صورت بروز عیب در سیستم تغذیه جریان مستقیم مدارهای کنترل وسایل الکتریکی و رله های پستها ، باید فورا مرکز کنترل سیستم را در جریان گذاشت.

سیستم زمین
معرفی سیستم زمین در پست های فشارقوی
به هنگام اجرای یک پست فشار قوی، شبکه ای از هادی های موازی در عمق مناسب (در حدود ۳/۰ تا ۵/۱ متر) دفن می گردد تا از نظر الکتریکی پتانسیل زمین را داشته باشد. همچنین میله هایی با طول متناسب با مقاومت خاک به طور عمودی در زمین قرار می گیرند و به شبکه زمین متصل می شوند تا مقاومت معادل سیستم زمین کاهش یابد. بدنه تجهیزات و سطوح فلزی در دسترس، مانند اسکلتهای فلزی، توسط هادیهای مناسب به شبکه زمین متصل می شوند. سیمهای محافظ خطوط انتقال انرژی و بدنه کابلهای زره دار، در صورت اتصال به شبکه زمین، مسیرهای موازی دیگری را برای عبور جریان زمین به وجود می آورند و کاهش مقاومت زمین را سبب می شوند.
وظایف سیستم زمین پست های فشارقوی
به طور کلی، سیستم زمین می باید احتیاجات زیر را برآورده نماید:
الف) ارائه مقاومت کوچک از طرف سیستم زمین باعث میشود تا امپدانس مولفه صفر دیده شده در نقطه اتصالی مقداری کوچک داشته باشد تا هم عملکرد مطمئن و سریع رله های تشخیص خطای فاز به زمین تضمین گردد و هم اضافه ولتاژهای ایجاد شده در فازهای سالم، کمتر از مقادیر پیش بینی شده و مجاز باشند. ارائه مقاومت متغیر از طرف زمین باعث بروز اختلال در عملکرد رله های حفاظتی گردیده و مطلوب نمی باشد.
ب) در محل اتصال برقگیر به زمین، مقاومت موجی کم و در نتیجه سطح محافظت مناسبی را برای برقگیر ارائه کند. برقگیر به منظور تخلیه ولتاژهای موجی به زمین در نظر گرفته میشود و بنابراین جریانهای موجی با دامنه و شیب قابل ملاحظه از طریق آن به زمین وارد میشوند. چنانچه مقاومت موجی سیستم زمین در محل اتصال برقگیر به آن، مقدار زیادی باشد، تخلیه کامل و سریع جریانهای موجی صورت نمی پذیرد و ولتاژ موجی قابل ملاحظه ای در طرف زمین برقگیر ظاهر میشود و بنابراین سطح محافظت برقگیر، افزایش می یابد.
ج) ایمنی کارکنان و تجهیزات تامین شود. سیستم زمین باید به گونه ای طرح شود تا اولاً با ایجاد مسیر مناسب برای عبور جریان از زمین، چه در حالت عادی و چه در شرایط خطا، مانع گذشتن از حدود مجاز عملکرد تجهیزات شود و ثانیاً تضمین کند که اشخاص در محوطه و مجاورت پست، حتی اگر با تجهیزات زمین شده اتصال داشته باشند در معرض شوک الکتریکی خطرناک واقع نمی شوند.
برای تامین شرایط ایمنی، سیستم زمین باید به گونه ای طراحی گردد که در اثر عبور جریان زمین از آن گرادیان سطحی پتانسیل در محوطه، بیش از حدود مجاز نباشد و همچنین مقاومت کل سیستم زمین مقدار کوچکی باشد تا افزایش ولتاژ زمین در اثر عبور جریان از آن قابل قبول باشد.
ترانسفورماتور جریان
تعریف ترانسفورماتور جریان
ترانسفورماتورهای جریان جهت تبدیل جریانهای با دامنه زیاد به جریانهایی که به راحتی وبا مصرف انرژی ناچیز (تلفات اندک) که با دستگاههای اندازه گیری فشارضعیف قابل اندازه گیری است بکارمی روند. ترانسفورماتورهای جریان درکلیه شرایط عادی وغیرعادی به شبکه متصل هستند. بنابراین اثرات تمامی موارد مربوط به شرایط فوق نباید سبب خرابی یا عدم دقت آنها شود.ترانسفورماتورهای جریان باید قابلیت تحمل جریان اتصالی ودقت مناسب را درحالت گذرا(به استثناء ترانسفورماتورهای جریان اندازه گیری که دقت آن را درشرایط خطا تضمین نمی گردد) داشته باشند.
ازاولیه ترانسفورماتور جریان درشرایط عادی شبکه جریان کاری شبکه عبور میکند وجریان ثانویه ازنظر اندازه دامنه ، درصدی ازجریان اولیه وهم فاز با اولیه می باشد که البته درحالت غیرایده آل، خطای ترانسفورماتور سبب می گردد که چنین نباشد.
وظایف ترانسفورماتور جریان
ترانسفورماتور جریان درشبکه قدرت به دو منظور عمده بکارمی رود:
اندازه گیری جریان به منظور اندازه گیری توان عبوری ازیک نقطه واطلاع ازوضعیت شبکه ازلحاظ عبورجریان درآن نقطه. دراین حالت به ترانسفورماتور جریان، ترانسفورماتور اندازه گیری گفته شده که به دستگاههای اندازه گیری وصل می شود وآنچه که دراین حالت بیشترمورد نظر است، شرایط عادی شبکه است ونیازی به دقت درشرایط غیرعادی ازقبیل اتصال کوتاه وغیره نمی باشد.
استفاده ازترانسفورماتور جریان برای تبدیل جریان درشرایط غیرعادی شبکه برای حفاظت شبکه که به آن ترانسفورماتورجریان حفاظتی گفته شده وبه رله های حفاظتی وصل می گردد، لذا دقت تبعیت جریان ثانویه ازاولیه این ترانسفورماتورها درجریانهای زیاد(هنگام بروزعیب) دارای اهمیت بسیارمی باشد.
ضمناً یکی ازوظایف اساسی و مهم ترانسفورماتورهای جریان، ایزوله و جدا نمودن ولتاژ فشارقوی اولیه ازدستگاههای قابل دسترسی طرف ثانویه(دستگاههای اندازه گیری ورله های حفاظتی و…) است.
مشخصات فنی شینه ها درپستهای فشارقوی
اتصال الکتریکی فیدرهای ورودی وخروجی به یکدیگر درپستها توسط شینه های فشارقوی امکان پذیر می گردد وجریان حاصل ازفیدرهای ورودی دردو شینه سراسری با یکدیگر جمع شده ودرفیدرهای خروجی توزیع میگردند. به همین علت لازم است شینه ها ازظرفیت کافی جهت دریافت تمامی انرژی وتوزیع آن برخوردار باشند. با بروز عیب درهریک ازفیدرها وتجهیزات آنها جریانی اتصالی ازطریق بقیه فیدرها به سمت نقطه عیب برقرارگشته، جریان اتصالی حاصل ازفیدرها درشینه با یکدیگر جمع شده جریان عیب اصلی را تشکیل می دهند. بدین ترتیب ضروری است شینه ها ازمقاومت مکانیکی والکتریکی کافی درقبال برقراری جریان عیب برخوردار باشند. درپستهای فشارقوی انتقال انرژی شینه ها به دو نوع کلی زیرساخته نصب می گردند:
۱- شینه های سخت
۲ -شینه های نرم
که هریک نسبت به دیگری دارای مزایا ومعایبی بوده وبسته به طرح استقرار فیزیکی تجهیزات باید ازهادی های رشته ای یا لوله ای استفاده نمود. نوع شینه ها درضریب اطمینان وسطح زیربنای پست موثر است. درسیستم هادیهای رشته ای عبور شینه ها ازروی یکدیگر بخصوص درولتاژهای بالا ساده تراست وتعداد مقره های کمتری نسبت به شینه ها با هادی صلب مورد نیاز است. ولی تعمیرات اضطراری هادیها مشکلتر خواهد بود درسیستم شینه های سخت، دسترسی به مقره ها جهت تمیزکردن با سهولت بیشتری صورت می گیرد ارتفاع شینه ها کم بوده وتعمیرونگهداری آن براحتی انجام می گیرد. درسطح ولتاژ مساوی فواصل مجازشینه نرم بیشتر ازشینه سخت است درانتخاب نوع شینه جریان نامی شینه نیزباید مورد توجه قرارگیرد. معمولاً برای جریانهای نامی بالا ازهادیها صلب که ازنظر اقتصادی توجیه پذیر می باشد استفاده می گردد وبرای جریانهای پایین طرح شینه های نرم که اقتصادیترهستند مورد نظر می باشد. درهرصورت طرح استقرار فیزیکی تجهیزات نیزنقش اساسی درانتخاب مناسب نوع شینه ها ایفا می کند.
نوع شینه ها درضریب اطمینان ایستگاه ، سطح زیربنای پست، مسائل بهره برداری ودرنهایت ازنظر اقتصادی موثراست. شرایط ناپایداری درشبکه به دنبال بروزعیب وقطع فیدرها ظاهر میگردد. تبدیل ناپایداری به خاموشی کامل به مدت برقراری جریان عیب وامکان جدا نمودن قسمت اتصالی بستگی خواهد داشت. با افزایش مدت ونبودن امکان جداسازی حداقل قسمتهای شبکه،فیدرهای بیشتری ازشبکه قطع گردیده وشرایط ناپایداری آن بیش ازپیش فراهم میگردد. به همین علت، در طرح پستهای فشارقوی، نوع شینه بندی وتعداد کلید درفیدرها براساس وبه منظور قطع حداقل تعداد فیدردرصورت بروزنقص واشکال درهریک ازفیدرها وتجهیزات پایه گذاری میگردد. بنابراین اولین مرحله درطرح پستهای فشارقوی انتقال انرژی پیش بینی نوع مناسب آرایش شینه بندی وتعداد کلیدها درپست ونحوه کنترل آنان درشرایط عادی وشرایط اضطراری می باشد. درتعیین طرح مناسب جهت شینه بندی هرپست پارامترهای مختلفی چون مسائل بهره برداری، تعمیراتی قابلیت اطمینان ومسائل اقتصادی مورد توجه قرارمیگیرد. بهترین طرح شینه بندی نوعی است که ازنظر بهره برداری وسرویس تعمیراتی دارای بهترین ضرائب بوده وعلاوه برآن ازنظر تداوم بارنیز بالاترین درجه اطمینان را دارا باشد. بنابراین هرچه سیستم کاملتر وبهترشود نیازبه سرمایه گذاری بیشتری خواهد داشت.
موج گیر و تجهیزات کوپلینگ
تعریف موج گیر و تجهیزات کوپلینگ
با توسعه شبکه های انتقال انرژی الکتریکی مخصوصاً شبکه های بهم پیوسته نیاز به ایجاد وارسال و دریافت اطلاعات بین مراکز تولید، پستهای انتقال و مراکز مصرف و مراکز کنترل غیر قابل اجتناب می گردد. تبادل اطلاعات و علائم بین پستها ومراکز کتنرل از چند طریق زیر انجام می گیرد:
شبکه مخابرات عمومی شهری
سیم جداگانه در کنار خطوط انتقال
ارتباطات رادئویی فرکانس بالا
سیم فشار قوی خطوط انتقال بعنوان کانال ارتباطی
شبکه فیبر نوری
با توجه به محدودیت ها و وابستگی های وسایل فوق ، روش ارتباطی PLC بعنوان یک محیط انتقال جهت ارسال و دریافت سیگنالهای مختلفی نظیر تلفنی، کنترل، اندازه گیری و حفاظت از راه دور و پیامهای تلکس در شبکه های انرژی مورد استفاده قرار گرفته است.

نکات مهم در بکارگیری موج گیر و تجهیزات کوپلینگ
موج گیر به سیم پیچی با هسته هوایی،اطلاق می شود که دارای وسیله حفاظتی (برقگیر) و وسیله تنظیم به صورت موازی با سیم پیچی اصلی می باشد.
موج گیر به صورت سری در مدار خط انتقال قرار می گیرد.
موج گیر نباید بیش از مقدار مشخص شده، پارازیت موج رادیویی ایجاد نماید.
موج گیر باید مقاوم در مقابل نیروی زلزله ناشی از شتاب زلزله مشخص شده باشد.
جریان تخلیه نامی برقگیر و مقادیر نامی سیم پیچ اصلی باید مطابق با مقدار مشخص شده باشد.
اجزاء اصلی یک سیستم PLC
اجراء اصلی یک سیستم PLC بطور ساده عبارتند از:
موج گیر
خازن کوپلاژ که میتواند خازن یک ترانسفورماتور ولتاژ خازنی باشد.
وسیله کوپلاژ یا واحد تطبیق امپدانس
کابل ارتباطی
فرستنده/گیرنده PLC
همانطوریکه دیده می شود سیستم درانتهای خطوط انتقال انرژی و نقطه ورود فیدرها به پست قرار می گیرد. تجهیزات ۵ گانه بالا ، تجهیزات سیستم مخابراتی نامیده می شوند.
راکتورهای موازی
تعریف راکتورهای موازی
راکتورهای موازی درسیستمهای ولتاژ بالا به منظور کاهش خاصیت خازنی بوجود آمده توسط خطوط ویا کابلها بکار میروند. بنابراین بهره برداری وکاربرد راکتورهای موازی به دو دلیل زیرصورت میگیرد:
پایداری سیستم ازنظر خاصیت خازنی خط
کنترل ولتاژ ونهایتاً مصرف توان راکتیو شبکه درشرایط بارکم.
نکات طراحی و بهره برداری از راکتورها
راکتورها بایستی آنچنان باشند که شارپراکندگی ایجاد حرارت زیادی درقسمتهای مختلف راکتور ایجاد ننماید.
تمام اجزاء حامل جریان درراکتورها بایستی قادر به تحمل بار پیوسته ای معادل ۱۲۰ درصد جریان نامی سیم پیچها باشند.
اجزاء راکتورها بایستی آنچنان باشند که خطر مربوط به حوادث اتصال کوتاه ناشی ازحیوانات، پرنده ها وغیره درآن حداقل باشد.
ترانسفورماتورهای ولتاژ خازنی
تعریف ترانسفورماتور ولتاژ خازنی
ترانسفورماتورهای ولتاژ برای تبدیل ولتاژ فشارقوی به ولتاژ با دامنه پایین(با توان مصرفی کم)جهت سه هدف مهم اندازه گیری، حفاظت وکنترل بکارمیرود. یکی ازوظایف مهم واساسی این نوع ترانسفورماتورها، ایزوله وجدا کردن ولتاژ فشارقوی اولیه ازدستگاههای قابل دسترسی طرف ثانویه بوده که اینکاربه لحاظ جلوگیری ازخطرات ناشی ازمواجه بودن با ولتاژ فشارقوی وهمچنین دلایل اقتصادی انجام می گیرد.
با توجه به این موضوع دستگاههای اندازه گیری، نشان دهنده ثبات،رله ها، کنتورها،تجهیزات اسکادا وغیره برای کار با ولتاژ ثانویه ترانسفورماتورهای ولتاژ ساخته می شوند. البته تنظیم وکالیبراسیون دستگاههای مزبور براساس ولتاژ اولیه ترانسفورماتورولتاژ انجام می گیرد. ترانسفورماتورهای ولتاژ به دو صورت ترانس اندازه گیری وحفاظتی ساخته می شوند که هرکدام مشخصه ویژه خود را دارا است.
وجود ترانسفورماتورولتاژ درشبکه اجتناب ناپذیراست زیرا برای هرگونه تصمیم گیری درمورد وضعیت حال وآینده شبکه به لحاظ کنترل توان اکتیو ومحاسبات پخش بار و برقداربودن یا نبودن منطقه ای نیازبه اطلاعاتی است که توسط دستگاههای اندازه گیری وکنتورها ونشان دهنده ها به مرکز کنترل میرسند ویا درمواقع اضطراری که به دلیل خارج ازحد مجازبودن ولتاژ نقطه ای ازشبکه، رله یا رله هایی بایستی عمل نمایند این اطلاعات مورد نیازاست. لذا وجود ترانسفورماتورهای ولتاژ درسیستم قدرت ضروری بوده ویکی ازاجزاء مهم آن می باشند.
ترانسفورماتورهای ولتاژ ممکن است تکفاز یا سه فاز ساخته شوند که البته درسیستمهای فشارقوی معمولاً تکفازهستند ودراین صورت اولیه آنها مستقیماً بین فاز و زمین متصل می شود.
ترانسفورماتورهای ولتاژ ازنظرساختاری به دونوع تقسیم بندی می شوند.
ترانسفورماتورهای ولتاژمغناطیسی یا اندوکتیو(MVT)
ترانسفورماتورهای ولتاژ خازنی(CVT)
ترانسفورماتورهای ولتاژ مغناطیسی تقلیل ولتاژ را به کمک نسبت تبدیل سیم پیچهای اولیه وثانویه و یک واحد مغناطیسی انجام می دهند. این ترانسفورماتورها غالباً درسطوح ولتاژی پایین اقتصادی تر بوده وتا ولتاژهای ۵/۷۲ کیلوولت مستقیماً به خط فشارقوی متصل می شوند. درپستهای فشارقوی که ازMVT ها برای حفاظت، اندازه گیری وسنکرون نمودن استفاده می نمایند، فرستنده-گیرنده های PLC ،درصورت وجود اجباراً بایستی ازطریق خازنهای کوپلاژ مجزا به شبکه فشارقوی متصل گردند. با افزایش ولتاژ نامی شبکه، ترانسفورماتورهای ولتاژ خازنی که ازیک مقسم خازنی نیزبرای کاهش ولتاژ استفاده می کند اقتصادی تر می گردند.
سیستم حفاظت ازصاعقه
با برقدار شدن ابر وبا توجه به بار ابر وظرفیت بین ابر و زمین، یک ولتاژ فشارقوی بین ابروزمین بوجود می آید که ممکن است به چندین میلیون ولت برسد. ظرفیت خازنی بین ابروزمین درحد میکروفاراد وشدت میدان الکتریکی بین ابروباردار وزمین به چندین هزارولت برمتر میرسد.چنانچه شدت میدان الکتریکی بین زمین وابربه قدرکافی بزرگ باشد آنگاه هوا دریک نقطه ازسطح ابرشروع به یونیزه شدن میکند. دراثریونیزاسیون، هوا بصورت یک گازهادی درمی آید ویک الکترود بصرت میله تشکیل میدهد. مسیریونیزه شده هوا را کانال هادی می گویند. نزدیکترین شاخه به الکترودهای تیز وبلند، مانند درختان وساختمانها وخطوط انتقال برق موجب می شود شدت میدان بزرگ درحد یونیزه شدن هوا درنوک آنها ایجاد شود درنتیجه یک کانال هادی نیزازاین نقاط به طرف کانال هادی پائین آینده صعود می کند. درلحظه ای که این دو کانال به یکدیگر می رسند، یک مسیر هادی بین ابرباردار وزمین بوجود می آید که ازاین مسیرجریان الکتریکی شدید درحد ۲ تا۳۰۰ کیلوآمپر عبورمی نماید. زمان مربوط به پیشانی موج جریان ناشی ازصاعقه درمقایسه باکل زمان برقراری آن خیلی کوچک می باشد. این زمان دربسیاری موارد کمتر از۱۰میکروثانیه می باشد.
صاعقه درصورت برخورد مستقیم به ساختمانها وتجهیزات اثرمخربی ازخود به جا می گذارد. لذا پستهای فضای باز انتقال نیرو به سبب حساسیت واهمیت آنها درسیستم ازیک طرف وقیمت گران آنها ازسوی دیگر بایستی ازاصابت مستقیم صاعقه محفوظ بمانند.
درمحل برخورد صاعقه به دلیل بالا بودن جریان صاعقه ولتاژ بسیار بالائی می تواند ایجاد گردد وبصورت موج درطول خطوط حرکت نماید وچنانچه این ولتاژ ازسطح عایقی تجهیزات بزرگتر باشد ایجاد قوس خواهد نمود. همین جریان علاوه براثر مستقیم، دراثرهدایت بوسیله هادیها، اثرالقائی نیزبرروی تجهیزات دورتر ازمحل برخورد خواهد داشت.

سکسیونر

سکسیونر وسیله قطع سیستمهایی است که تقریبا بدون جریان هستند. به عبارت دیگر سکسیونر قطعات و وسایلی راکه فقط زیر ولتاژ هستند از شبکه جدا می سازد. تقریباً بدون بار بدان معنی است که می توان به کمک سکسیونر جریانهای کاپاسیتیو مقره ها، شینه ها و تاسیسات برقی وکابلهای کوتاه و خطوط و همینطور جریان ترانسفورماتور ولتاژ رانیز قطع نموده و یا حتی ترانسفورماتورهای کم قدرت را با سکسیونر قطع کرد . علت بدون جریان بودن سکسیونر د رموقع قطع یا وصل، مجهز نبودن سکسیونر به وسیله جرقه خاموش کن است .لذا بطور کلی می توان نتیجه گرفت که عمل قطع و وصل سکسیونر باید بدون جرقه یا با جرقه ناچیزی صورت گیرد. برحسب این تعریف در صورتیکه از سکسیونر جریان عبور کند ولی در موقع قطع اختلاف پتانسیلی بین دو کنتاکت آن ظاهر نشود قطع سکسیونر بلامانع است . همینطور وصل سکسیونری که بین دو کنتاکت آن تفاوت پتانسیلی موجود نباشد گرچه به محض وصل باعث عبور جریان گردد نیز مجاز خواهد بود. از آنچه که گفته شده چنین نتیجه می شود که سکسیونر یک کلید نیست بلکه یک ارتباط دهنده یا قطع کننده مکانیکی بین سیستمها است.

سکسیونر باید درحالت بسته یک ارتباط گالوانیکی محکم ومطمئن برای هدایت بهتر جریان درکنتاکت هر قطب برقرار سازد و مانع افت ولتاژ گردد. لذا باید مقاومت عبورجریان در محدوده سکسیونر کوچک باشد، تا حرارتی که در اثر کار مدام در کنتاکتها ایجاد می شود از حد تجاوز نکند. در ضمن باید سکسیونر طوری ساخته شود که دراثر جرم و وزن تیغه های یا فشار باد وبرف وغیره خود به خود بسته نشود یا در موقع بسته بودن نیروی دینامیکی شدیدی که در اثر عبو رجریان اتصال کوتاه بوجود می آید باعث لرزش تیغه های یا احتمالاً باز شدن آن نگردد. سکسیونر می تواند به تیغه های زمین مجهز باشد که تیغه های زمین برای تامین ایمنی کار روی قسمتهای بی برق شده بکار می رود . در حالیکه سکسیونر به تیغه های زمین مجهز باشد، تیغه های زمین معمولاً باز است مگر در زمانیکه سکسیونر باز شود که د راین حالت جهت تخلیه شارژهای خازنی (ولتاژ باقیمانده) روی خط یا قسمتهایی که قبلاً برق دار بوده تیغه های زمین بسته میشود.

موارد استعمال سکسیونر:
همانطور که گفته شد اصولاً سکسیونر وسایل ارتباط دهنده مکانیکی و گالوانیکی برای هدایت بهتر جریان قطعات و سیستمهای مختلف می باشند ودر درجه اول به منظور حفاظت اشخاص و متصدیان مربوطه در مقابل برق گرفتگی بکاربرده می شوند .بدین جهت طوری ساخته می شوند که در حالت قطع یا وصل،محل قطع شدگی یا اتصال بطور واضح وآشکار قابل رویت باشد. یعنی در هوای آزاد امجام گیرد و از آنجا که سکسیونر باعث بستن یا بازکردن مدارالکتریکی نمی شود ، برای باز کردن وبستن هر مدار الکتریکی فشار قوی احیتیاج به کلید قدرت می باشدکه قادر است مدار را تحت هر شرایطی بسته یا باز کند وسکسیونر وسیله ای است برای ارتباط کلید قدرت به شینه ویا هر قسمت دیگری از شبکه که دارای پتانسیل است .لذا طبق قوانین متدوال الکتریکی و به منظور ایمنی لازم درهنگام تعمیرات لازم است تا جلوی هر کلید قدرتی از1 کیلو وات به بالا ویا درهر دو طرف در صورتی که از دو طرف تغذیه گردد سکسیونر نصب گردد. با این شرایط هنگام باز کردن مدار،ابتدا کلید و سپس سکسیونر باز می شود ودرموقع بستن ابتدا سکسیونر وسپس کلید بسته می شود ودر صورتیکه سکسیونربه تیغه های زمین مجهز باشد،این تیغه های بعد ازباز شدن سکسیونر بسته شده تا شارژ های خازنی ذخیره شده رابه زمین منتقل نماید؛ سکسیونرهای بکاررفته در سیستم قدرت سه فاز بوده و دارای سه پل مشابه می باشد . عملکرد همزمان سه فاز بوسیله اینترلاک مکانیکی بین سه پل امکان پذیر میباشد. ازآنجا که مقدار شارژ خازنی باقیمانده (ولتاژ) درروی قسمتهای جدا شده از شبکه در رده ولتاژهای فشار قوی قابل توجه است، لازم است قبل از عمل تعمیرات بوسیله بستن تیغه های زمین سکسیونرها معمولاً بین سکسیونر و کلید قدرت اینترلاک ( مکانیکی یا الکتریکی) به نحوی برقرار می شودکه با وصل بودن کلید نتوان سکسیونر را قطع و وصل نمود. برای این منظور از یک بوبین که از ولتاژ خط تغذیه می شود برای ایجاد اینترلاک الکتریکی جهت عملکرد تیغه های زمین استفاده مینمایند .همچنین ازاینترلاک مکانیکی و یا الکتریکی جهت حصول اطمینان از باز بودن سکسیونر در زمان عملکرد تیغه های زمین وبالعکس استفاده می شوند.

اطلاعات مورد نیاز جهت طراحی سکسیونر:
مشخصات وویژگیهای شبکه وسیستمی که سکسیونر یا تیغه های زمین درآن نصب و بهره برداری خواهد شد .سکسیونریا تیغه های زمین در هنگام قطع و وصل باید از عهده انجام وظیفه مربوط برآمده و ویژگیهای شبکه الکتریکی مربوطه را به طور ایمن تحمل کند. این ویژگیهای شبکه عبارتند از:
1-ولتاژ نامـــی
2-ولتاژ حداکثر
3-فرکانس
4-تعداد فاز
5-جزئیات نحوه زمین کردن نوترال سیستم
6-جریان نامـــی
7- جریان اتصال کوتاه
مشخصات محیطی وشرایط اقلیمی محلی که سکسیونر یا تیغه های زمین درآن شرایط مورد استفاده قرار خواهند گرفت در انتخاب سکسیونر یا تیغه های زمین شرایط آب و هوایی و محلی از اهمیت زیادی برخوردار است. زیرا به همان اندازه که تعیین شرایط محیطی واقعی و مناسب در بهره برداری ایمن، کاهش هزینه های سرویس وتعمیرات واستفاده بهینه از سرمایه گذاری اولیه تاثیر دارد، تعیین شرایط محیطی و آب و هوایی نا مناسب اعم از شرایط سنگین تر و با سبکتر از شرایط واقعی ، بهره برداری را نامطمئن و پر مخاطره نموده،تعمیرات و سرویس را افزایش داده واستفاده از سرمایه گذاری رابه صورت مناسب و بهینه نیز ناممکن میسازد بنابراین دقت د رتعیین و انتخاب این شرایط بسیار با اهمیت و حساس می باشد.

اهم پارامترهای محیطی که در طراحی سکسیونر وتیغه های زمین موثرند عبارتند از:
1-ارتفاع محل نصب از سطح دریا
2-حداکثر درجه حرارت هوای محیط
3-حداقل درجه حرارت هوای محیط
4- میزان رطوبت نسبی
6-ضخامت یخ
8-میزان آلودگی
9-هرنوع شاریط خاص وغیر عادی نظیر بخارآب غیر متعارف، رطوبت ، گرد وخاک غیر معمول، نمک، دوده گازهای قابل اشتعال و قابل انفجار و خوردگیهای غیر معمول درمواردی که درمناطق ساحلی آلوده به نمک محل نصب سکسیونر وتیغه های زمین در فضای سرپوشیده می باشد، براساس توصیه استانداردIEC شماره 129 بایستی از سکسیونر وتیغه های زمین نوع فضای باز استفاده شود.

انواع سکسیونرها:
نوع سکسیونر یا تیغه های زمین
انواع سکسیونر وتیغه های زمین که در رده ولتاژ 400و230 کیلو ولت بکارمی روند عبارتند از:
1-سکسیونر افقی با قطع از یک نقطه
2-سکسیونر افقی با قطع ازدو نقطه
3-سکسیونر عمودی
4-سکسیونر پانتو گراف
5-سکسیونر افقی با قطع از یک نقطه
این نوع سکسیونر شامل دو نوع قطع از وسط ویا قطع از یک طرف می باشدکه نوع قطع از وسط دارای دو تکه بازو و دو ترمینال هم سطح در دو طرف سکسیونر بوده ویک سری کنتاکت نر وماده دارند .نحوه حرکت بازوها در صفحه افقی و حول دو محور در دو طرف سکسیونر و به اندازه حدود 90 درجه می باشد . نوع قطع از یک طرف مشابه نوع قطع از وسط می باشد،با این تفاوت که دارای یک تکه بازو است وحرکت بازو وحول یکی از مقره های نگهدارنده بازو انجام میگیرد. دراین سکسیونر فاصله افقی مورد نیاز بین فازها بیشتر از انواع دیگر می باشد لذا در سطوح ولتاژ فشار قوی که فضای کافی در اختیار باشد بهترین انتخاب می باشد.
سکسیونر افقی با قطع ازدو نقطه
این نوع سکسیونر دارای یک بازوی یکپارچه یا دو پارچه متصل بهم ودو سیستم ترمینال هم سطح در دو طرف سکسیونر و دو سری کنتاکت نر و ماده می باشد. نحوه حرکت بازوی ای سکسیونر در صفحه افقی وحول یک محور در وسط سکسیونر وبه اندازه حدود 90درجه می باشد .سکسیونر افقی با دو قطع ازدو نقطه به فاصله افقی کمتری نسبت به سکسیونر افقی با قطع از یک نقطه و همچنین به یک ستون مقره اتکایی بیشتر نسبت به قطع از یک نقطه نیاز دارند.
سکسیونر عمودی:
این نوع سکسیونر دارای یک بازو ودو سیستم ترمینال هم سطح دردوطرف سکسیونرویک سری کنتاکت نر وماده می باشد نحوه حرکت بازوی سکسیونر در صفحه قائم وحول محور که دریک طرف سکسیونر قرار دارد بوده ومقدار چرخش بازوی عمودی تا حدود 90درجه می باشد .سکسیونر عمودی به فاصله افقی کمتری نسبت به سکسیونر افقی نیاز دارند،لیکن بدلیل حرکت عمودی تیغه ها عمدتاً درنقاطی استفاده می شود که سیم هوایی از بالای آن نگذرد (مثلاً سکسیونر مربوط به ترانسفورماتورها)
سکسیونر پانتو گراف:
این نوع سکسیونر دارای چند تکه بازوی لولایی ودو سیستم ترمینال مختلف وغیر هم سطح دربالا وپایین بوده وکنتاکتهای مخصوص گیره ای دارد که به همراه سیستم ترمینال بالایی می باشد. سیستم ترمینال پایین دارای دو محل برای اتصال هادی ازدو طرف می باشد. در سکسیونر پانتوگراف کمترین فاصله افقی و عمودی مورد نیاز می باشد و سکسیونر فاصله ایمنی خاصی را در این رابطه (فاصله افقی وعمودی) احتیاج ندارد وعمدتاً جهت انشعاب از باس بارهای هوایی ودر اشکال خاص شینه بندی بکار می رود.انتخاب هر یک از انواع سکسیونرهای بستگی به نحوه شینه بندی وجانمائی پست داشته واز یک طرح به طرح دیگر با توجه به کاربردها و محدودیتها تفاوت دارد .در ارتباط با پستهای 230و 400 کیلو ولت استفاده از سکسیونر افقی با قطع از دو قطع ازدو نقطه به دلیل افزایش فاصله فاز- فاز و تمرکز نیروی دورانی روی یک محور بجای دو محور نسبت به نوع سکسیونر افقی با قطع از یک نقطه توصیه نمی شود . مضافاً اینکه براساس نتیج بدست آمده از پرسشنامه های فنی- آماری پروژه اکثریت قاطع پاسخ دهندگان سکسیونر افقی را به نوع عمودی ترجیح داده و همچنین د رنوع افقی، سکسیونر را با قطع از یک نقطه رابه دلیل عملکرد بهتر وتعمیرات ارجع دانسته اند.
لذا ازمیان چهار نوع سکسیونر معرفی شده فوق عمدتاً نوع افقی با قطع از یک نقطه و در پاره ای موارد وباتوجه به شینه بندی وجانمایی پست ازسکسیونرپانتوگراف استفاده می شود.

نوع مکانیسم وعملکرد :
عمل قطع و وصل سکسیونر وتیغه های زمین مستلزم صرف انرژی مکانیکی می باشد اما با توجه به اینکه عمل قطع و وصل سکسیونر وتیغه های زمین در شرایط بی باری وتنها در زیر ولتاژ انجام می گیرد ونیازی به قطع جریان ندارد لذا بر خلاف کلیدهای قدرت سرعت قطع و وصل چندان مورد نظر نبوده وبنابراین بسته به شرایط بهره برداری می تواند توسط سه روش زیر انجام گیرد:
1-سکسیونر با مکانیسم عملکرد موتوری
2-سکسیونر با مکانیسم عملکرد دستی
3-سکسیونر با مکانیسم عملکرد موتوری- دستی
هریک از انواع مکانیسم های عملکرد فوق توسط کلیه سازندگان ساخته می شود ، نوع مکانیسم بسته به اینکه عملکرد وکنترل پست ویا مرکز دیسپاچینگ انجام انجام گیرد ودر پاره ای موارد به سبب بزرگ بودن ابعاد سکسیونر ونیاز به نیروی زیاد جهت عملکرد آن بصورت دستی یا موتوری انتخاب می شود.در سکسیونرهای رده 400و230 کیلو ولت به دلیل بعد مسافت در پستهای مربوطه، بزرگ بودن سکسیونر و لزوم کنترل سکسیونر از اطاق کنترل و دیسپاچینگ همواره عملکرد سکسیونر بصورت موتوری ( با امکان دستی د ر موارد اضطراری ) می باشد . در مورد تیغه های زمین به علت عدم احتیاج به کنترل ازراه دور ( اطاق کنترل و مرکز دیسپاچینگ ) واستفاده ازآن فقط به منظور تعمیرات وبه دلایل اقتصادی عموماً عملکرد آن بصورت دستی انجام می شود . مگر در پاره ای موارد که به لحاظ اهمیت فیدر مربوطه و یا شرایط اقلمی استفاده از مکانیسم موتوری الزامی بوده ویا اینکه از نظر اقتصادی توجیه پذیر باشد که در این موارد مکانیسم موتوری برای تیغه های زمین انتخاب می گردد.ضمناً نتایج بدست آمده از پرسش نامه های فنی- آماری پروژه نیز موید نظر شرکتهای برق دایر بر استفاده از عملکرد دستی در تیغه های زمین می باشد. همچنین پیش بینی لازم برای عملکرد سکسیونر از مراکز دیسپاچینگ برای پستهای بدون اپراتور در نظر گرفته شود.

معیار های طراحی و انتخاب سکسیو نر ها وتیغه های زمین :
ولتاز نامی : ولتاز نامی سکسیو نر ها و تیغه های زمین طوری انتخاب می شودکه مقدار آن حداقل مساوی حداکثر ولتاژ سیستم در نقطه ای که سکسیو نر و تیغه های زمین نصب می شود باشد. مطابق استاندارد IEC شماره 694 مقادیر ولتاژ نامی استاندارد بر حسب کیلو ولت برای سکسیونر و تیغه های زمین عبارتند از :
3.6- 7.2 – 12- 17.5 – 24 – 36 – 52 – 72.5 – 100 – 132 – 145 – 170 – 245 – 300- 362- 420 – 765 KV
که ولتاژ نامی سکسیو نر ها و تیغه های زمین با توجه به مقدار حداکثر ولتاژ برای پست مورد نظر در موزد سیستم 230 و 63 کیلو ولت ولتاژ نامی را به ترتیب برابر 245و 5/72 کیلو ولت انتخاب می کنند .
سطوح عایقی نامی : سطوح عایقی سکسیونر و تیغه های زمین بر اساس نتایج بدست آمده از مطالعات هماهنگی عایقی پروژه و با توجه به مقادیر استاندارد شماره 694 داده شده انتخاب می گردد. ضمنا سکسیونر با ولتاز نامی 300 کیلو ولت و بالاتر با توجه به ولتاژ استقامت عایقی موج کلید زنی بین کنتاکت ها با دو کلاس A و B تقسیم شده اند که انتخاب کلاس B در این مورد توصیه می شود.
لازم به یاد آوری است که مقادیر داده شده درجداول فوق برای شرایط محیطی استاندارد بوده و مقادیر ولتاز ها بایستی با توجه به شرایط محیطی واقعی تصحیح شود.
فرکانس نامی: مقاذیر استاندارد فرکانس برای تجهیزات قطع و وصل برابر 50 و 60 هرتز است که در مورد شبکه ایران این مقدار 50 هرتز می باشد.
جریان نامی ( فقط برای سکسیونر و نه تیغه های زمین) : جریان نامی یک تجهیز قابل قطع و وصل عبارت است از قدرا موثر جریانی که وسیله مربوطه در شرایط مشخص استفاده قادر به عبور دادن آن بطور پیوسته باشد. مقدار جریان نامی سکسیونر با توجه به نتایج پخش بار و جریان اتصال کوتاه برای محل نصب سکسیونر و با در نظر گرفتن روند افزایش با ر بر اساس برنامه ریزی های توسعه سیستم و همچنین نوع شینه بندی از مقادیر جدول استاندارد IEC شماره129 تعیین می شود.
جریان نامی اتصال کوتاه کوتاه مدت : این جریان عبارت است از مقدار موثر جریانی که یک دستگاه مکانیکی قابل قطع و وصل در وضعیت بسته در خلال یک مدت زمان کوتاه و تحت شرایط مشخص می تواند از خود عبور دهد. مقدار این جریان با توجه به محاسبات اتصال کوتاه و بر اساس مقادیر استاندارد IEC شماره 129 می شود.
جریان پیک قابل تحمل : این جریان عبارت است از بزرگترین پیک مربوط به جریان نامی اتصال کوتاه که سکسیونر می تواند در وضعیت بسته و تحت شرایط مشخص از خود عبور دهد. مقدار استاندارد این جریان 205 برابر مقدار موثر جریان نامی اتصال کوتاه است. ضمنا در صورتی که سکسیونر مجهز به تیغه های زمین باشد مقدار جریان نامی پیک تیغه های زمین نیز بایستی حداقل مساوی جریان نامی پیک سکسیونر مربوط باشد.
جریان نامی وصل اتصال کوتاه ) فقط برای تیغه های زمین) : مقدار این جریان برای تیغه های زمین سکسیونر مساوی جریان نامی پیک قابل تحمل آن خواهد بود . ضمنا تیغه های زمین یک سکسیونر بایستی قادر به وصل هر جریانی تا مقدار جریان نامی وصل اتصال کوتاه تحت هر ولتاژی تا ولتاژ نامی اش باشد.
مدت زمان جریان اتصال : این جریان عبارت است از مدت زمانی که یک دستگاه مکانیکی قابل قطع و وصل در وضعیت بسته بتواند جریانی معادل جریان نامی اتصال کوتاه از خود عبور دهد مقدار این جریان مطابق استاندارد یک ثانیه بوده ولی در مواردی که مدت بیشتری مورد نظر باشد 3 ثانیه توصیه شده است. برای زمانهای جریان اتصال کوتاه بیشتر از مقدار نامی در صورتی که ازطرف سازنده سکسیونر یاتیغه های زمین فرمول دیگری داده نشده باشد رابطه I^2 t برابر ثابت در نظر گرفته شود
ترانسفورماتور زمین-کمکی
وظیفه ترانسفورماتور زمین کمکی
در پستهای فشار قوی برای محدود نمودن جریان اتصال کوتاه یکفاز، ثابت نگهداشتن ولتاژ نقطه صفر و ازهمه مهمتر ایجاد نقطه صفر مصنوعی برای اتصال مثلث طرف ثانویه یا ثالثیه ترانسفورماتورهای قدرت از وسیله ای بنام ترانسفور ماتور زمین باید استفاده شود.
ضمناً مصرف کننده هائی بشرح زیر وجود دارند که بایستی با ولتاژ ۴۰۰ ولت سه فاز یا ۲۳۰ ولت یک فاز تغذیه شوند:
موتورهای الکتریکی پمپ ها و فن های ترانسفورماتورها و راکتورها، موتورهای الکتریکی سکسیونرها و کلیدهای فشار قوی، موتورهای الکتریکی سیستم تهویه
سیستم روشنایی ساختمانها و محوطه تجهیزات بیرونی پست وحصارکشی دور پست
سرویس ساختمانهای اداری و تغذیه موردی تجهیزات حفاظتی و باطری شارژ پست
سیستم های روشنایی، هیتر و تغذیه پانلها و تابلوهای محوطه و داخلی
جهت تامین مصرف فوق لازم است که ترانسفوماتوری در داخل پست نصب گردد تا پائین ترین ولتاژ فشار قوی ترانسفورماتورهای شبکه را به ولتاژ قابل مصرف تبدیل نماید.
انواع ترانسفورماتورهای زمین -کمکی از نظر ساختمان
ترانسفورماتورها زمین به دو صورت زیر ساخته می شود:
ترانسفورماتور زمین با یک سیم پیچ زیگزاگ که نقطه نوترال آن بطور مستقیم و یا توسط یک امپدانس به زمین متصل می شود.
ترانسفورماتور زمین با دو سیم پیچ اولیه و ثانویه که سیم پیچ اولیه آن با اتصال زیگزاگ بوده و نقطه نوترال آن می تواند آن می تواند بطور مستقیم یا توسط یک امپدانس بزمین متصل شود و سیم پیچ ثانویه آن با اتصال نوع ستاره و با توان پیوسته مشخص جهت تغذیه کمکی در پست بکارمی رود.
اگر سیم پیچ دیگری با اتصال ستاره با نقطه صفر جهت تامین مصارف داخلی به ترانسفورماتور زمین افزوده شود چنین ترانسفورماتوری را ترانسفورماتور زمین -کمکی می نامند.
ترانسفورماتور زمین -کمکی معمولاً در طرف ثانویه یا ثالثیه ترانسفورماتورهای قدرت نصب می گردد و ولتاژ اولیه آن ۶۳، ۳۳،۲۰ یا ۱۱ کیلو ولت بوده و طرف ثانویه آن ۴۰۰/۲۳۰ ولت می باشد.
ترانسفوماتور زمین-کمکی بایداز نوع هسته ای، سه فاز روغنی و خنک شونده طبیعی بوده ودارای دو سیم پیچ اولیه و ثانویه جداگانه باشد. سیم پیچ اولیه(فشار قوی) آن باید دارای اتصال زیگزاگ باشد و نقطه نوترال آن می تواند بطور مستقیم یا با مقامت به زمین متصل شود. سیم پیچ ثانویه ( فشار ضعیف) باید دارای اتصال ستاره با نوترال باشد. طرف فشار قوی بطور مستقیم به ترانسفورماتور قدرت متصل می گردد.
ترانسفوماتور و تجهیزات وابسته به آن باید چنان باشند که به راحتی نیروهای وارده ناشی از عملیات حمل و نقل، نصب و بهره برداری را تحمل نماید.
بریکر
نوعی کلید که توانایی قطع جریان برق تحت شرایط اتصالی را دارد. این کلید در ردیف ولتاژی فشار متوسط و فشار قوی، دژنگتور هم نامیده می شود.
1) در بریکرها کنتاکها در یک محفظه موسوم به محفظه احتراق قرار دارند و غیر قابل رویت هستند.
۲) قطع و وصل کنتاکهای سکسیونر در هوای آزاد انجام میگیرد و در حالت باز از هوای آزاد بین کنتاکها بعنوان عایق استفاده میشود در صورتیکه در بریکرها قطع و وصل کنتتاکها در محفظه احتراق صورت گرفته و از عایقهای دیگری جهت عایق بین کنتاکها استفاده میشود
۳) جهت خاموش کردن جرقه از مواد خاموش کننده استفاده میشود. این مواد ممکن است در بعضی از کلیدها با عایق کلید یکسان باشد و با به حرکت در آمدن آن جرقه خاموش و از محفظه احتراق خارج شود.
۴) قدرت قطع بریکرها بسیار بالاتر از سکسونرهای قابل قطع زیر بارند
۵) بریکروسیله ای مطمئن و ایمنی تر است.
سکسیونرهای ارت
سکسیونرهای ارت از نوع سکسیونرهای غیر قابل قطع زیر بار میباشندکه بمنظور زمین کردن تجهیرات یا شبکه از آنها استفاده میشود و نصب این سکسیونرها و کاربرد آنها به لحاظ ایمنی پرسنل بسیار حائز اهمیت است و باید در پستهای برق بر اساس طرح در نقاطی که نصب آنها ضروریست تعبیه و بر اساس دستورالعملهای مربوطه رفتارشود.
بریکرها ( کلیدهای قدرت)
برای انتخاب کلید قدرت باید به نکات زیر توجه کرد:
۱) ولتاژ نامی کلید که برابر ولتاژ شبکه است .
۲) جریان نامی که مساوی یا بزرگترین جریان کار معمولی شبکه است.
۳) قدرت نامی یا قدرت قطع کلید که برحسبMVA بیان میشود.

۴) سرعت عمل ( زمان قطع) کلید که به مدت زمانی گفته می شود که پس از صدور فرمان الکتریکی قطع، قطع کننده بطور کامل باز شود و بر حسب سیکل بیان میشود. بریکرها در ظرفیتهای مختلف از ۷۰۰ کیلو ولت آمپر تا چندین مگا ولت آمپر وجود دارند بریکرهای بالای ۲۵۰مگا ولت آمپر قابلیت قطع دستی Local) ( ندارند. یک بریکر باید بتواند جلوی عبور جریان غیر مجاز ( جریان خطا) را در دو تا پنج سیکل بعد از دریافت فرمان قطع بریکر بگیرد. روشهای زیادی برای خاموش کردن جرقه بکار میرود از جمله استفاده از هوای فشرده، روغن، گازهای عایق می باشد. در CD ارئه شده در دایرکتوری Circuit Braker نحوه خاموش شدن جرقه بصورت گرافیکی نمایش داده شده است.
بریکرهای هوا فشرده
این بریکرها در ولتاژهای ۱۱و۲۰و۳۳ کیلو ولت کاربرد دارند و از ظرفیت قطع بالایی برخوردارند بطوریکه در یک یادو سیکل اول عمل کرده و جریان را قطع می کنند. طریقه کارشان بدین صورت است که هنگام باز شدن کنتاکتها هوای فشرده تا Psi ۸۰۰ بین کنتاکتها دمیده میشود .دمیدن هوای فشرده طول جرقه را زیاد کرده و آنرا خنک می کند . در این مکانیزم باز شدن کنتاکتها از طریق نیروی فنرهای قوی موجود در بریکر انجام میشود. در ایستگاههای بزرگ اتاقکی جهت تامین هوای فشرده در نظر گرفته شده که در آن کپسولهای هوای فشرده آماده و یک دیزل ژنراتور جهت تولید هوای فشرده در نظر گرفته شده است.
بریکرهای خلاء:
میدانیم که جرقه در کلیدها بعلت یونیزه شدن عایق بین کنتاکها ایجاد میشود. حال اگر کنتاکها را در داخل یک محفظه خلاء قرار دهیم بعلت نبودن محیط هادی یونیزایسون اتفاق نیفتاده و جرقه ایجاد نخواهد شد. اساس کار این کلیدها بر این فرضیه استوار است.در این کلید یک استوانه خلا وجود دارد که کنتاکها در داخل آن قرار دارند. هرچند بعلت نبودن محیط هادی جرقه صورت نمیگیرد ولی در لحظه قطع در اثر حرارت زیاد کنتاکتهاو تبخیر سطحی و ذوب کنتاکتها بخار مس در فضای بین کنتاکتها جمع شده و یک محیط هادی را بوجود میآورد که باعث بروز جرقه مختصری میگردد لیکن جرقه با صفر شدن جریان عبوری قطع میشود . با قطع جریان بخارهای مس مجدداً بصورت مس درآمده و تعدادی از آن روی سطح کنتاکتها و بقیه در ته کپسول خلا رسوب میکنند. کلیدهای خلاء دارای عمر زیادی هستند و احتیاج به سرویس زیادی ندارند. کپسول خلا این کلیدها قابل تعمیر نیستند و کنتاکتهای آنها بعد از مدتی خورده میشوند لذا پس از یک مدت کارکرد معین باید کپسول با کنتاکتها تعویض شوند. این بریکرها در ولتاژهای ۱۱ و ۲۰ و ۳۳ کیلو ولت می توانند استفاده شوند. بریکرهای روغنی: در این بریکرها از روغن بعنوان محیط واسط خاموش کننده جرقه استفاده می کنند .روغن استحکام دی الکتریکی خیلی بالاتری نسبت به هوا دارد وقتی کنتاکتها درون روغن باز میشوند جرقه موجب میگردد که گاز تجزیه شده و با یان عمل انرژی جرقه جذب شود یکی از محصولات این تجزیه هیدروژن است که ظرفیت گرمایی بیشتری نسبت به هوا دارد و برای استفاده بعنوان محیط واسط خنک کننده نسبت به هوا برتری دارد اگر اکسسیزن وجود نداشته باشد هیدروژن منفجر نمیشود . از این بریکرها در ولتاژهای ۱۱و۲۰و۳۳ کیلو ولت می توان استفاده کرد. مکانیسم راه اندازی کنتاکها توسط فنرهای خیلی قوی صورت میگیرد . فشار به هوای متراکمی که این فنرها را برای عمل کردن فشرده می کند حدود Psi ۵۰۰ می باشد.
بریکرهای هگزا فلوئورید گوگرد (SF۶)
در این بریکرها گازSF۶ یک محیط واسط خاموش کننده متداول برای کاربردهای فشار قوی و فوق فشار قوی ( بالای ۴۰۰ کیلو ولت ) می باشد .در این کلیدها عایق جدا کننده هادیها از بدنه چینی میباشد. استقامت الکتریکیSF۶ سه برابر استقامت الکتریکی هوا است طراحیSF۶ بریکرهای اغلب بصورت مخازنی است که روی مقرهها قرار می گیرند .طریقه خاموش کردن جرقه بدین صورت است که هنگام جدا شدن کنتاکها و با حرکت کنتاکت متحرک که بصورت سیلندر ساخته شده است ابتدا گازSF۶ در داخل سیلندر و در فضایی که توسط یک پیستون ثابت محبوس است متراکم شده و سپس با جدا شدن کنتاکت جرقه و بمجرد بروز جرقه گاز SF۶ به طرف جرقه دمیده شده و آنرا خاموش میکند.این بریکرها دارای ظرفیت قطع بالایی هستند.این کلیدها بخاطر گرانی گازSF۶ در خطوط فشارمتوسط کمتراستفاده میشوند. البنه باید توجه داشت که بریکرهای SF۶در جاهایی که دمای هوای آنها در زمستان به ۳۵- درجه سانتیگراد می رسد نباید استفاده کرد چون این گاز SF۶ در این دما به مایع تبدیل شده و بریکر قابلیت خود را از دست میدهد.بدلیل اینکه این گاز بصورت پرفشار در مخزن کلید نگه داری میشود در نتیجه نشت گاز SF۶ زیادی دارد و همیشه باید گاز آنها مورد بررسی قرار گیرد . گاز Sf۶ دارای خواصی بشرح زیر میباشد:
۱) عنصریست پایدار وبا میل ترکیبی بسیار کم
۲) دارای ضریب عایقی الکتریکی بسیار بالا.
۳) داری قابلیت جذب حرارت بسیار زیاد.
۴) گازی غیر سمی غیراشتعال بی رنگ و بی بو و سنگین تر از هوا است .
مکانیزم عمل کلیدهای فشار قوی
منظور از مکانیزم عمل (Operating Mechanizm ( یک کلید قسمتی است که فرمان قطع و وصل را به کلید صادر میکند. مسلم است که برای قطع و وصل کنتاکتهایک نیرو لازم است. این نیرو امروزه به سه صورت زیر تامین میشود: ۱. مکانیزم عمل فنری در این مکانیزم انرژی مورد نیاز بوسیله فنر تامین میشود. ۲. مکانیسم عمل پنوماتیک( Penumatic ) در مکانیسم عمل پنوماتیک انرژی مورد نیاز قطع و وصل کنتاکتها توسط هوای فشرده شده ایجاد میشود در این مکانیزم احتیاج به مخزن هوای فشرده میباشد .معمولا در کلیدهای هوای فشرده از این مکانیزم استفاده میشود . ۳. مکانیزم عمل هیدرولیک در این مکانیزم که در آن از انرژی حرکت سیالات مانند روغن هیدرولیک تحت فشار استفاده میشود.
سیستم کنترل
مقدمه ای بر کنترل مدرن پست های فشارقوی
از مهمترین وظایف سیستم کنترل در پستهای فشارقوی مدرن ، برقراری ارتباط همزمان با سیستم حفاظت است. این ارتباط شامل مشارکت در فرامین وصل مجدد اتوماتیک ، انتخاب کلیدهای مناسب جهت جداسازی خطا ، کلیدزنی برای ترتیب مجدد سیستم با حداقل قطع، وارد کردن مدارهای آماده و احتمالا مشارکت در تنظیم رله های حفاظتی می باشد. بنابراین سیستم کنترل و حفاظت ، رابطه تنگاتنگ با یکدیگر داشته و برای بررسی باید بصورت همزمان در نظر گرفته شوند.
وظایف سیستم کنترل
وظایف متعددی که توسط سیستم های کنترل انجام می گیرد ، به دو دسته کلی تقسیم می گردد: وظیفه جمع آوری اطلاعات ( غیر فعال ) و وظیفه ارسال فرمان های کنترلی (فعال) ، وظایف جمع آوری اطلاعات را می توان بصورت زیر دسته بندی کرد:
ثبت حوادث
رسم اتوماتیک شکل موجهای خطا
مشاهده وضعیت کلیدها و سکسیونرها توسط اپراتور از روی تابلو کنترلی
اندازه گیری مقادیر مشخصه کار عادی شبکه و نمایش آن
با خبر شدن اپراتور توسط سیستم اعلام خطر در زمان بروز حادثه
تعیین تقریبی محل وقوع خطا
وظایف سیستم کنترل
جمع آوری اطلاعات
وظایف جمع آوری اطلاعات شامل قسمت های زیر می باشد:
1- ثبت حوادث : اطلاعات خطا ها که توسط وسایل حفاظتی تهیه می شوند .
2- بصورت سیگنال های قطع یا وصل بوده و از طریق کنتاکت های رله یا سوییچ ها تهیه می گردد. این اطلاعات در پست بر روی چاپگر ثبت می گردند در صورت نیاز به مرکز کنترل نیز ارسال می شوند.
۳-رسم اتوماتیک شکل موجهای خطا: سیستم های ثبت اتوماتیک .
۴. جریانها و ولتاژ ها و سیگنالهای کلیدزنی را در طول خطاها رسم نموده و شرایط موجود را نشان می دهند.
۵-مشاهده مقادیر اندازه گیری شده : در حالت کار عادی شبکه ،۶. مقادیر ولتاژ ،۷. جریان ،۸. فرکانس ،۹. توان های اکتیو و راکتیو برای استفاده اپراتور نمایش داده میشود.
۱۰-مشاهده وضعیت کلیدها و سکسیونرها : بر روی تابلو کنترل .
۱۱- وضعیت کلیدها و سکسیونرها نمایش داده می شود تا اپراتور از چگونگی وضعیت سیستم در هر زمان آگاهی یابد .
۱۲. سیستم اعلام خطر : در مواقعی که حادثه ای در سیستم رخ می دهد و اپراتور باید از آن مطلع شود.
13 – اعلام خطر این وضعیت را نشان می دهد.
۱۴- محل یاب خطا: محل خطاهای سیستم باید با استفاده از اندازه گیری متغیرهای شبکه قبل از باز شدن کلید انجام گیرد. این کار با استفاده از محل یاب خطا بر روی تمام خطوط انتقال فشارقوی صورت می گیرد. فاصله محل وقوع خطا از پست بصورت درصد یا کیلومتر نشان داده می شود. محل یاب خطا عموما اصول رله دیستانس را بکار برده و راکتانس خط را برای تعیین فاص.
اسکادا
سامانه سرپرستی و گردآوری داده یا اسکادا (به انگلیسی: SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition) به سامانه های کنترل و اندازه گیری در مقیاس بزرگ اطلاق می شود. معمولاً منظور از اسکادا یک سامانه مرکزی است که نظارت و واپایی یک سایت یا سیستم گسترده در فواصل زیاد (در حد چندین کلیومتر) را بر عهده دارد.
در یک سیستم اسکادا اتاق کنترل می تواند بر پایهٔ داده های بدست آمده دستورهای لازم را صادر کند. همچنین این داده ها در یک سیستم ثبت اطلاعات یا سیستم مدیریت پایگاه داده ذخیره می شوند که معمولاً قابلیت ترسیم نمودار و تحلیل اطلاعات را هم دارد.
سیستم های اسکادا برای مونیتور کردن یا کنترل فرایندهای شیمیایی، حمل و نقل، سیستم های آبرسانی شهری، کنترل تولید و توزیع انرژی الکتریکی و در خطوط نفت و گاز و سایر فرایندهای گسترده و توزیع یافته استفاده می شود.
SCADAیا Supervisory Control And Data Acquisition به سامانه گردآوری داده از نقاط گوناگون و مانیتورینگ ، کنترل آن می باشد. اسکادا از بنیاد کلی دستگاه های کنترل پراکنده (Disctributed Control Systems) پیروی می کند.گرچه هردو سامانه بر پایه یک هدف بنا شده اند، تفاوتهای برجسته ای نیز باهم دارند. از این تفاوتها می توان نوع کاربرد و کارآیی این سامانه ها را نام برد. سامانه SCADA همانگونه که از نام آن پیداست یک دستگاه کنترل کامل نیست بلکه برای انجام سرپرستی بررسی بر کنترل و گرد آوری اطلاعات پی ریزی شده و خواسته های اولیه و طراحی و پدیدآوری آن نگه کرد (Monitoring)، سرپرستی در تصمیم گیری در کنترل و هشدار و آژیر (Alarm Handling) در زمان های مورد نیاز از راه یک کیان یکـتا و جامع می باشد.
هسته بنیادی این سامانه بسته های نرم افزاری پیشرفته ای هستند که برروی سخت افزار های استوان و مشخصی همچون PLC ها ویا RTU نهاده شده اند.
کاربرد ها
دستگاه SCADA در فرایندهای ساز و پردازی مانند آفریدن و پخش نیرو ،ساخت و گداخت فولاد ، سازوپرداز های شیمیایی ، ساز و پرداز های آب ،گاز و نفت کاربرد دارد.اندازه اینچنین سازه ها از 1000تا چندین ده هزار کاریز I/O Input/output units)) می باشد. و با کمک همبست ها (Networks) و سامانه های گزارمانی (Comunication systems)، کرانه گسترده ای را بازرسی و بررسی می نماید. دستگاههای SCADA بر روی سیستم عاملهای DOS،VMSو UNIX اجرا پذیر هستند. در سالهای پیش همه دستگاه های SCADA به سوی سیستم عامل NT و برخی هم به سوی Linuxگرایش پیدا کرده اند.
ساختار SCADA
بخش زیر، ویژگیهای همانند و یکسان در همه دستگاههای SCADA را بازگو می کند.
ساختار گزارمانی
اطلاعات فرستاده یا دریافتی از سوی RTU از راه خط گزارمانی و PLC یا پراکنشگاه (dispatching center) جابجا می شود. این اطلاعات نخست از سوی یک مودم (برای هر RTU تبدیل به پیوند سریال هم نوا (Synchron) شده و سپس توسط کارت CIU ارتباط سنکرون به نحو مناسب به ارتباط سنکرون تبدیل می شود. دانستار بگونه همنوا با رایانه صنعتی مرتبط شده و از راه شبکه با رایانه Master داد و ستد می شود. پروتکل پیوند کیان و RTU پروتکل استوان HDLC خواهند بود. کالاهای مخابراتی که دارای مودم می باشد درون یک کابینت با اندازه مناسب نهاده می شوند. برای پیوند با پراکنشگاه بالا دست نیز دو عدد مودم و یک رایانه با نام Communication sever به کار گرفته می شوند. این پیوند می تواند به یکی از روشهای زیر باشد: 1- خط سفارشی (Leased Line)
2- رادیویی
3- مایکروویو
4- PLC
5- بافت نوری
از بین این روشها، بافت نوری و مایکروویو، از بهترین آنها می باشد ولی به دلیل هزینه بالای آنها، کمتر به کار گرفته می شوند.
ساختار سخت افزاری اسکادا
در پراکنشگاه، یک رایانه با نام Master 1 و یک رایانه با نام Standby ویا Master 2 به کار گرفته می شود. اگر به هر دلیلی رایانه Master 1 از کار بیافتد، بی درنگ رایانه Master 2 جایگزین آن می شود و از اینرو، هیچگونه ایست ( Intrupt) در کار نرم افزار پدید نمی آید هر دو رایانه Master از راه شبکه به یکدیگر پیوسته هستند. رایانه های نام برده شده برای Master از نوع رایانه سازپردازی Industrial Computer می باشند. دو رایانه دیگر نیز بعنوان workstation انگاشته شده اند که میانرخ نمایشی (GUI) روی آنها کار گذاشته می شود. از راه هر دو Workstation می توان به گزیدار بنیادی (main menu) نرم افزار میانرخ دسترسی پیدا کرد و دگرگونی و تغییر لازم را پدید آورد. آفریدن و یا دگرگونی نگاره های نمایشی تنها از راه Workstation ها انجام پذیر است. رایانه های Workstation نیز از راه شبکه به رایانه های Master همبند هستند. چاپگرها نیز به رایانه های Master همبند می باشند چاپگر متصل به رایانه روشن Master 2 , Master 1 فهرست رخدادها را چاپ می کند، چند چاپگر رنگی به تعداد مورد نیاز نیز به Workstation ها پیوسته است و توانایی چاپ رنگی از نگاره های نمایشی فراهم می باشد.
دو لایه بنیادی در دستگاه SCADA به اینگونه ند:
1- Client Layer که یک راه گفت و شنود بین کاربر و رایانه فراهم می کند
2- Data Server Layer که بیشتر داده های فرایند های کنترل را اداره می کند.
Data Server با کالا های میدان (Field) پیوند برقرار می کنند و کنترلرهای فرایند و PLC یکراست و یا از راه شبکه ها یا فیلد باسها ی سفارشی (siemens H1) و یا غیر اختصاصی (Profibus) به آن می رسند.
Data Serverها یا به یکدیگر یا از راه شبکه اترنت (Ethernet LAN)به ایستگاهای Client پیوند دارند.
ساختار نرم افزاری
نرم افزار های دستگاه SCADA بر پایه تکنولوژیهای Multitasking و Real Time استوار شده است و بنشت پایگاه داده های آن نیز RTDB) (Real-Time Data Bus))، نام دارد که برروی یک یا چند Server همزمان پیاده سازی و انجام داده می شود. دستگاه Server وظیفه پاسخگویی به کارهای ویژه ای مانند: polling controllers،alarm checking،calculation،logging and archiving) را بر دوش دارد. از سوی دیگر امکان واگذاری یک رسیدار (Server) به کارهای خاصی مانندAlarm checking،datalogger،historian هست.
ارتباطات درونی
پیوند Server-Client و Server- Server بر پایه event-driven است و از پرو تکل TCP/IPبهره می برند.
دستیابی به کالا ها
پیوند بین field و client با روشهای polling انجام می شود. بدین گونه که Data Server پارامتر خواسته شده خود را از کنترلر در خواست کرده وآنرا می خواند، کنترلر نیز در این زمان پویه خواسته شده را به Server ، می فرستد.سرعت polling برای پارامترهای گوناگون، متفاوت و نابرابر است. سامانه SCADA برای بیشتر PLCهای هم بهره، راهبرهای پیوندی فراهم می کند و در بسیاری نمونه ها از FieldbusesوModbus سود برده می شود. از سه نوع Fieldbuses متداول از Profibusو Worldbusپشتیبانی می شود امادر بسیاری از نمونه هااز CANbus پشتیبانی نمی شود. یک Data serverمی تواند از چندین پروتکل گزارمانی پشتیبانی کند و شیارهایی (Slot) برای افزودن میانرخ (Interface) های تازه دارد.
واسط ها (Interfacing)
نرم افزار دستگاه SCADA واسط های زیر را برای پیوند با کاربر فراهم می آورد:
• یک میانرخ Open Data Base Connectivity(ODBC) برای یادداشت داده در سیاهه و بایگانی، که پیکر بندی پایگاه داده ها را انجام نمی دهد
• یک میانرخ آسان برای پیکربندی پایگاه داده ها
• یک کتایخانه APIs که از زبانهای C،CPP و ویژوال بیسیک (VB) برای دستیابی به دانستار ها در RTDB،logs/archive پشتیبانی می کند.API بیشتر دستیابی به ویژگی های داخلی SCADA مانند سازماندهی هشدارها ، گزارش گیری و غیره را فراهم نمی کند.
توانرسانی
برای جلوگیری از خاموش شدن رایانه ها و رسیدارها به هنگام رخداد بی برقی، از توانگاه های درنگ ناپذیر (Unintruptable power supply (UPS بهره گرفته می شود.UPS به کاررفته در مرکز دیسپاچینگ از نوع ONLINE و تک فاز می باشد توان UPS نامبرده کمابیش نزدیک 5 کیلو ولت آمپر می باشد.
گسترش پذیری
گسترش پذیری (Scabality) به معنی توانایی گسترش سامانه کنترل SCADA به هنگام نیاز با افزودن رسیدار های ویژه ، ایستگاههای Client و تعداد پویا (Variables) های نرم افزاری و سخت افزاری زیر کنترل است. SCADA به سبب داشتن چندین Data Server پیوسته به چند کنترلر به Scabality دست می یابد.
هر Data Server ساختار پایگاه داده ها و RTDB یکتایی دارد و عهده دار سازماندهی یک زیر گروه از پویه های فرایند است (سازماندهی هشدار ها و بایگانی داده ها)
چندینگی
فرمانسرای SCADA ، بسته به اهمیت و ارزشمندی فرایندی که کنترل می کند، بگونه چندینه (Redundant) پیاده سازی می گردد. بدین گونه که برای افزایش تاب آوری و آسیب گذری (Fault tollerance) سامانه، به ازای هر بخش یا برخی از بخش های کلیدی ، همچون سخت افزار یا نرم افزار، یک یا چند بخش آماده ( Stand by) افزوده می گردد و با رخداد گزند در بخش نخستین، بخش جانشین، پیگیری کنش را در دست می گیرد سامانه های جانشین به سه دسته، بخش بندی می شوند:
جانشین خاموش (Cold Standby)
جانشین نیمه روشن (Warm Standby)
جانشین روشن(Hot Standby)
به سخن دیگر، با پدید آمدن برخی رخدادهای نا خواسته ، دستگاه ، از کار نمی افتد. بلکه با زینه و آستانه کمتری از کارایی(Graceful Degradation) به کار گرفته می شود. کارکرد کم زینه (Derated operation) سامانه ها از برونرفت سراسری کنترل و نگه کرد سیستم جلوگیری می کند.
میانرخ نمایش HMI
SCADA کمابیش، انواع گوناگونی از نمایشکده ها مانند نمودارهای های خطی – ستونی و یا لیستهای وابسته به پویه ها را در دسترس کاربر می گذارد. نوع دیگری از این رویه های نمایش، نمایش نگاری (Graphic) است که توسط ابزار های گرافیکی نرم افزاری در محیط های ویژه ساخته شده و به پویگان (Variables) زیر راهبری متصل می شوند که از این رو می توان دگرگونی هر یک از پویگان اندازه گیری شده از سوی ابزارها پدید آمده در field را که مایه دگرگونی پویه های نرم افزاری در RTDB می شوند بگونه on-line زیر یک نگارک دید.
هشدارها
هر رخدادی که مایه دگرگونی وضعیت یکی از بخش های کنترل شده گردد، یک رویداد نامیده می شود. رویدادهایی که نیاز به آگاهی رسانی به کاربر و واکُنش وی را داشته باشد آژیر و هشدار (Alarm) نامیده می شود. هشدار افزون بر نگاشته شدن در فایل ، به پدید آمدن کنش های دیگر همچو چاپ بر روی چاپگر ، پدید آمدن آژیر صوتی و چشمک زدن ابزار مورد نظر و… می انجامد.
Alarm handing کارهای مرتبط به دریافت حال هشدار و آفریدن سیگنال آژیر گفته می شود که در یک Data Server انجام می گیرد.
منطق و فرزان آژیرها به گونه متمرکز و کیان سازماندهی می شوند، دانستار تنها در یک جا هستند و همه کاربران وضعیت های همسان می بینند، و چندین آلارم بر پایه سطوح اولویت و شایانی پشتیبانی می شوند.
انباشت و بایگانی رخدادها
Logging/Archiving به گرد آوری دانستار وابسته به لایه های دسترسی کاربران در زمانهای مشخص به سرچشمه سامانه می پردازند و این دانستار را به شکل یک فایل Archive نگهداری می کنند.ثبت رویداد ها می تواند با نام اندوخته میان مدت داده روی دیسک انجام گیرد با اینکه نگهداری و بایگانی اطلاعات در بلند زمان روی دیسک انباشته می شود.
گزارش گیری
SCADAبا بهره گیری از زبان SQL گزارشهایی را برای Archive،RTDBیا Logs فراهم می کند.با اینکه درج جدولهای EXCEL در بخش گزارش شدنی است اما توانایی "cut and paste" روی هم رفته فراهم نشده است. توانایی های موجودقادر به پیدایش ،چاپ و بایگانی (بایگانی) گزارش ها بگونه اتوماتیک هستند.
آمادگی ایستگاه برای نصب اسکادا
در ایستگاه های پخش نیرو برای گردآوری دانستار نقاط و پیاده سازی کنترل بر آنها، یکسری کالا هایی مورد نیاز می باشد که بایستی از سوی پیمانکار سازنده پست، طراحی و انجام شوند. از این رو، باید از همه PT , CT یا C.V.T های کار گذاشته شده در لیست و نیز پناه افزارهایی که به کلید ها فرمان می دهند و نیز از پل های کمکی همه کلیدهای پست، سیم بندی مناسب انجام شده و این سیم بندی، بگونه های مناسب دسته بندی شده و در اشکاف ویژه شان بر روی پایانه هایی، نصب و به هم رسند. به گفته دیگر این آمادگی در ایستگاه ها بایستی فراهم باشد که نیازی به انجام سیم کشی در سوی فیلد نباشد و تنهای درگاه پایانه ها، به پایانه های موجود در کابینت مارشالینگ راک به هم رسند. در هر پست ، نصب RTU (پایانه) ، تابلوی (High Voltage Interpossing) HVI و سوار کردن باتری شارژر و باتریها و انجام سیم کشی از RTU تا تابلوی مارشالینگ راک; بر عهده پیمانکار سامانه اسکادا می باشد.
برآورد گنجایش اسکادا
برآورد و شمارش تعداد نقاط زیر کنترل سامانه، از برجسته ترین و حساس ترین گام های طراحی یک سامانه دیسپاچینگ و اسکادا می باشد. این نقاط، دربردارنده دانستار زیر می باشند: 1- نقاط کنترلی Commands) یا (Digital Outputs 2- باشه (Status) های کلیدها Indications) یا (Digital Inputs 3- مقادیر اندازه گیری Measurands) یا (Digital Inputs 4- آژیر های پست ها Alarms) یا (Digital Inputs
بخش های مختلف سامانهاسکادا
یک سامانه اسکادا از زیرسامانه های زیر تشکیل شده است:
1. واسط انسان و ماشین: دستگاهی است که نحوه پردازش داده را به یک اپراتور انسانی نشان می‎دهد و از این طریق، اپراتور انسانی عملکرد ماشین را نظارت و کنترل می‎کند.
2. واحدهای خروجی راه دور: این واحدها به سنسورها متصل شده، سیگنالهای سنسور را به داده‎های دودویی تبدیل کرده، و داده‎های دودویی را به سیستم نظارتی ارسال می‎کنند.
3. کنترل کننده‎های منطقی قابل برنامه‎نویسی یا پی ال سی هاکه مانند مغز متفکر این سیستم‎ها هستند و کارهای اساسی را انجام می‎دهند، زیرا آنها اقتصادی‎تر، تطبیق‎پذیر و انعطاف‎پذیر بوده و دارای قابلیت پیکربندی بهتری نسبت به "RTU"های (واحدهای خروجی راه دور) با هدف خاص هستند.
زیرساخت ارتباطاتی: سیستم‎های ناظر را به واحدهای پایانه راه دور متصل می‎سازد.
رله ها
رله ها یا تجهیزات حفاظتی، دستگاه هایی هستند که با قطع مدار و بازکردن کلیدهای قدرت، کارحفظ کالاها و دستگاه های سیستم توان در برابر آسیب و اتصالیها انجام می دهند. پیش از اینکه کلید توان بتواند باز شود، سیم پیچی کنشگر آن باید روشن شود این روشن شدن از سوی رله ها انجام می پذیرد. رله به دستگاهی گفته می شود که در پی دگرگونی اندازه برقی مانند ولت و گردش و یا اندازه فیزیکی مانند دما و جابجایی روغن (در رله بوخهولتس) برانگیخته شده و مایه به کار افتادن دستگاههای دیگر و در پایان بازشدن چرخه از سوی کلید توان (در سیستم تولید وانتفال و پخش) یا دژنکتور می گردد. بنابراین از سوی رله قسمت معیوب از شبکه جدا سازی شده و مانع از آن می شود که دیگر بخشهای سالم شبکه همچنان به کار خود ادامه دهند و پایداری و استواری شبکه به همان حالت پیشین نگهداشته شود. کالاها و دستگاهها در برابر آسیب و اتصالی ها پناه داده شده و اندازه آسیب های درونی به آنها محدود می گردد.
پدید آمدن اتصالی ها و تاثیرات آن
به دو علت زیر اتصالی ها می توانند پدید آیند
الف – تاثیرات درونی: تاثیرات درونی که باعث از کار افتادن و از بین رفتن دستگاهها یا توان راه ها (خطوط انتقال انرژی) و سامانه های پخش (توزیع) می شود به اینگونه اند: پوسیدن بخشهای جداگر در یک منبع تولید (ژنراتورها)، ترانسفورماتور، خط، کابل و دیگر بخش ها. این آسیب ها می تواند به دلیل پیرشدگی عایق ها، نبود آراستگی درست، ساخت نادرست و یا نصب نادرست عایق ها باشد.
ب – تاثیرات بیرونی: تاثیرات بیرونی دارای تاثیرات فراوانی است از آن جمله آذرخش، اضافه ولتاژها که باعث پدید آمدن گرما شود، برف و باران، باد و توفان، شاخه درختها، جانوران و پرندگان، به پایین افتادن چیزی به اشتباه در کردار و آسیب هایی که از سوی مردم بوجود می آید و غیره. هنگامی که یک اتصالی در چرخه رخ دهد، جریان افزایش یافته و ولتاژ (ناهمسانی پتانسیل) کاهش پیدا می کند افزایش جریان، گرمای فراوانی را پدید آورده که می تواند به آتش سوزی یا انفجار بینجامد. اگر اتصالی بگونه آذرخش باشد می تواند آسیب فراوانی به همراه داشته باشد.
برای نمونه اگر آذرخشی بر روی خطوط انتقال پدید آمده و زود زدوده نشود سیم خط انتقال را سوزانده و باعث پاره شدن آن خواهد شد و پیآمد آن نبود برق برای زمان دراز خواهد بود. کاهش ولتاژ که در پی یک اتصالی پدید می آید برای دستگاههای برقی بسیار زیان آور است و اگر این ولتاژ کم برای چندین ثانیه ادامه داشته باشد، ژنراتورها از کار باز ایستاده، و منابع تولید برق نا به سامان و ناآراسته خواهد شد پس با رخداد جریان زیاد و ولتاژ کم به سبب اتصالی در چرخه می بایست به تندی اتصالی پیدا و زدوده شود و گردش ولتاژ به حالت عادی باز گردانده شود.
رله های گردشی (جریانی)
رله های گردشی (جریانی) برای حفظ شبکه های برقی در برابر آسیب برخاسته از گزندهای گردش بکار می روند. بیشتر آسیب هایی که از سوی رله های جریانی شناسایی داده می شوند به اینگونه است:
1. اتصال کوتاه در شبکه
2. اضافه جریان
3. اضافه بار
4. جزیان نشتی (خطای زمین)
5. ناهمسانی جریان سه فاز
6. کاهش بار (درباره چرخاکها)
7. افزایش زمان راه اندازی (درباره چرخاکها)
8. چفت بودن روتور (درباره چرخاکها)
رله اتصال کوتاه و افزوده جریان و اتصالی زمین
نخستین و یکی از برجسته ترین پناه هایی که در یک سیستم هست، پناه اتصال کوتاه و افزوده گردش و نشتی زمین می باشد. این پناه ها با پناه افزوده بار ناسانی آشکاری دارد چون پناه افزوده بار بر پایه گنجایش گرمای واحد می باشند.
در این گونه پناه، گردش سه فاز از سوی سه دانه ترانسفورمر گردش حس می گردند و به رله فرستادن می یابند و بر پایه آن پناه انجام می گیرد. درباره پناه بالا خمش برش رله از ارزش بسیار بالایی برخوردار است زیرا پناه درست بر پایه آن انجام می گیرد. این رله ها می توانند دارای دو گروه خمیدگی برش باشند:
1. نوع زمان ثابت که پارامتر گردش و زمان به هم وابستگی ندارند و بگونه جداگانه آراسته می گردند و رله بر پایه گردش آرایش در زمان آراسته شده فرمان برش را می فرستد.
2. نوع زمان کاهشی که در این حالت زمان برش رله با یک خمش به گردش گذری از رله وابسته می باشد.
به این گونه که هر چه گردش گذری از رله بیشتر گردد زمان برش رله کمتر خواهد بود. بسته به رفتار و نوع بهره گیری از رله خمش های استانداردی برای این رله ها شناختار می گردد که بشرح زیر است: Standard Inverse Curve (SIT)Very Inverse Curve (VIT)Extremely Inverse Curve (EIT)Ultra Inverse Curve (UIT) پناه سیستم های فرهی از ارزش بسیار فراوانی برخوردار است و امروزه کمپانی های فراوانی پادرراه برنامه ریزی و ساخت پناه افزارها می باشند. برخی از کمپانی های شناخته شده که در این زمینه دست به کار می باشند را شناسایی می کنیم. Siemens , Alstom , ABB , GE Power , Schneider , CEE , Reyroll
ویژگی های یک پناه افزار
روی هم رفته رله پناه افزار باید دارای ویژگی های زیر باشند:
1. سرعت رفتار: این پارامتر در پناه افزار بسیار ارزشمند است چون پناه افزار هنگام گزند بایستی هرچه زودتر بخش های آسیب دیده را از بخش های درست جدا نمایند.
2. ریزسنجی (حساسیت): این پارامتر به کمترین گردشی که مایه برش رله می گردد بر می گردد.
3. شناسایی و گزینش در شرایط گزند: این پارامتر نیز بسیار برجسته است زیرا در شبکه هایی که دارای چند باس بار و پناه افزار هستند هنگام رخداد گزند می باید بخش آسیب دیده به درستی شناسایی شده و از شبکه جدا گردد و بخشهای درست کار خود را دنبال کنند.
4. پایداری: این پارامتر به این باز می گردد که یک پناه افزار به همهٔ گزندهایی که در کران پناهی خود به درستی واکنش نشان دهد و در برابر گزندهای بیرون از این کران واکنش نشان ندهد.
دسته بندی پناه افزارها بر پایه پارامترهای اندازه گیری
الف) رله های گردشی: این رله ها بر پایه اندازه گردش ورودی به رله رفتار می کند. حال این گردش می تواندگردش در فازها، گردش در سیم نول، برآیند جبری گردشهای فازها باشد (رله های گردش بالا – رله های ارت فالت و ….) و گردش ورودی رله می تواند کاستی دو یا چند گردش باشد (رله های دیفرانسیل و رستریکت ارت فالت)
ب) رله های ولتاژی: این رله ها بر پایه ولتاژ ورودی به رله عمل می کند این ولتاژ می تواند ولتاژ فازها باشد (رله های افزوده یا کمبود ولتاژ و ….) و یا می تواند برایند جبری چند ولتاژ باشد (رله دگرگونی جای نوک تلاقی بردارهای سه فاز)
ج) رله های فرکانسی: این رله ها بر پایه بسامد ولتاژ ورودی عمل می کند (رله های افزایش و کمبود فرکانس) د) رله های توانی: این رله ها بر پایه توان عمل می کنند برای نمونه رله هایی که جهت توان را اندازه گیری می کنند یا رله هایی که توان اکتیو و راکتیو را اندازه گیری می کنند.
ه) رله های سویدار: این رله ها از گونه رله های توانی هستند که بر پایه کنج بین بردارهای ولتاژ و گردش کار می کنند مانند رله های افزوده گردش سویدار که در توانراه های چند سویه تغذیه زنجیره ای و پارالل بکار می روند و یا رله های سویدار توان که برای پرهیز از چرخاکی شدن آفریدار هنگام برش کوپلینگ آن بکار می رود.
و) رله های ناگذراییی (امپدانسی): مانند رله دیستانس که در توانراه ها کاربرد فراوانی دارند.
ز) رله های وابسته به اندازه های فیزیکی: مانند گرما – فشار – سطح آبینه ها (مایعات) و …. مانند رله بوخ هلتس ترانسفورمرها
ح) رله های ویژه: رله هایی هستند که برای خواست های ویژه به کار می روند همچون رله شناسایی گزند کلید – رله پاییدن چرخه تریپ بریکر – رله لاک اوت و …..
ردیف
نام فارسی و لایتن رله های حفاظتی
کداستاندارد
ANSI
! توضیح مختصر نحوه عملکرد
1
رله راه انداز تاخیری و یا رله وصل کننده
TIME DELAY STARTING OR CLOSING RELAY
2
یکی از رله های کمکی بوده که با تاخیر عمل کرده و باعث ارسال فرمان وصل دیگر رله ها می شود.
2
رله اینترلاک
CHECKING OR INTERLOCKING RELAY
3
این رله شرایط لازم جهت تغییر وضعیت کلید را کنترل نموده در صورت برقراری شرایط، دیژنکتور یا سکسیونر قادر به تغییر وضعیت خواهد بود.
3
کنتاکتور اصلی
MASTER CONTACTOR
4
این کنتاکتور در مدار اصی قرار داشته و دارای بالاترین توان قطع و وصل در مدار می باشد.
4
رله دیستانس (فاصله یاب(
DISTANCE RELAY
21
این رله با اندازه گیری مقدار امپدانس دیده شده در شبکه در صورت کاهش آن از میزان تنظیمی (در زمان بروز خطای فازها) عمل میکند.
5
رله دیستانس (فاصله یاب)
DISTANCE RELAY
N21
این رله با اندازه گیری مقدار امپدانس دیده شده در شبکه در صورت کاهش آن از میزان تنظیمی (در زمان بروز خطای فاز و زمین) عمل میکند.
6
رله افزایش شار مغناطیسی
OVER FLUX RELAY
24
بر اثر افزایش بیش از حد شار مغناطیسی ترانسفورماتور ناشی از افزایش ولتاژ و تغییر سریع فرکانس عمل می نماید.
7
رله چک کننده حالت سنکرون
SYNCHRONIZING CHECK RELAY
26
هرگاه درجه حرارت روغن ترانسفورماتور از حد تنظیم شده فراتر رود عمل میکند.
8
رله افزایش درجه حرارت روغن
OIL TEMPERATURE RELAY
27
در صورت کاهش ولتاژ بیش از حد تنظیمی عمل می نماید.
9
رله کاهش ولتاژ
UNDER VOLTAGE RELAY
27
در صورت کاهش ولتاژ بیش از حد تنظیمی عمل می نماید.
10
رله خبری
ANNUNCLATOR RELAY
32
این رله جهت عبور توان را کنترل نموده و در صورت مغایرت آن با جهت موردنظر عمل می نماید.
11
رله جهت دار قدرتی
DIRECTIONAL POWER RELAY
32
این رله جهت عبور توان را کنترل نموده و در صورت مغایرت آن با جهت موردنظر عمل می نماید.
12
رله کاهش توان یا جریان
UNDER CURRENT OR UNDER POWER RELAY
37
در صورت کاهش مقدار جریان یا توان از حد تنظیم شده عمل می نماید.
13
رله مولفه منفی جریان
REVERSE PHASE OR PHASE BALANCE CURRENT RELAY
46
در صورت جابجا شدن فازها و یا ایجاد نامتعادلی جریان بین فازها و بوجود آمدن مولفه منفی عمل میکند.
14
رله حرارتی ترانسفورماتور
TRANSFORMER THERMAL RELAY
49
در صورت افزایش درجه حرارت ترانس به بیش از حد تنظیمی عمل می نماید.
15
رله افزایش درجه حرارت سیم پیچ
WINDING TEMPERATURE RELAY
49
هرگاه درجه حرارت سیم پیچ ترانسفورماتور از حد تنظیم شده فراتر رود عمل میکند.
16
رله جریان زیاد لحظه ای
INSTANTANEOUS OVER CURRENT RELAY
50
این رله در صورت بروز اتصالی های شدید در تجهیزات شبکه به صورت آنی عمل می نماید.
17
رله اتصال زمین لحظه ای
INSTANTANEOUS EARTH FAULT RELAY
51
در صورت بروز اتصالی های فاز با زمین شدید در تجهیزات شبکه به صورت آنی عمل می نماید.
18
رله جریان زیاد تاخیری
TIME DELAY OVERCURRENT RELAY
51
در صورت بروز اتصالی فازها در شبکه با تاخیر زمانی لازم و هماهنگ شده با سایر رله های حفاظتی عمل می نماید.
19
رله اتصال زمین تاخیری
TME DELAY EARTH FAULT RELAY
N51
این رله نسبت به جریان هی اتصال زمین کم، حساس می باشد.
20
رله اتصال زمین حساس
SENSITIVE EARTH FAULT RELAY
N51
در صورت بروز اتصالی فاز با زمین در شبکه با تاخیر زمانی لازم و همانگ شده با سایر رله های حفاظتی عمل می نماید.
21
رله اتصال زمین پشتیبان
STANDBY EARTH FAULT RELAY
N51
مشابه ردیف 19 ولی با تاخیر زمانی بیشتر به صورت پشتیبان عمل میکند.
22
کلید قطع کننده مدار متناوب
A.C. CIRCULT BREAKER
52
کلید قرار گرفته در مدارات AC برای قطع زیربار
23
رله ضریب قدرت
POWER FACTOR RELAY
55
این رله با تغییر ضریب قدرت از حد تنظیم شده عمل می نماید.
24
رله اضافه ولتاژ
OVER VOLTAGE RELAY
59
این رله در صورت نامتعادل شدن ولتاژها یا جریان ها عمل می نماید.
25
رله نامتعادلی ولتاژها و یا جریان ها
VOLTAGE OR CURRENT UNBALANCE RALAY
60
این رله در صورت نامتعادل شدن ولتاژها یا جریان ها عمل می نماید.
26
رله عملکرد فیوز
FUSE FAILURE RELAY
60
هرگاه در مد ار ثانویه ترانسفورماتورهای ولتاژ اشکالی بوجود آمده و باعث قطع کلید ـ فیوز گردد، این رله عمل می نماید.
27
رله بوخهولتز
BUCHHOLTZ RELAY
63
این رله در زمانی که در داخل ترانسفورماتور گاز ایجاد شده یا چرخش سریع روغن بوجود آید عمل میکند.
28
رله دریچه انفجار
PRESSURE RELIEF RELAY
D62
این رله در زمانی که فشار داخل تانک اصلی ترانسفورماتور از حد تعیین شده تجاوز نماید عملکرد دارد.
29
رله اتصال زمین محدوده
RESTRICTED EARTH FAULT
64
N87
این رله در زمانی که در محدوده کار رله اتصال زمین به وجود آید، عمل میکند.
30
رله حفاظتی اتصال زمین (ولتاژ باقی مانده)
(RESIDUAL VOLTAGE) EARTH FAULT RELAY
64
این رله در صورت ایجاد ولتاژی بیش از حد تنظیمی در نوترال ترانسفورماتور یا ژنراتور عمل میکند.
31
رله اضافه جریان جهت دار
DIRECTIONAL OVER CURRENT RELAY
67
در صورت بروز اتصالی فازها در جهت دید رله مطابق تنظیمات رله عمل خواهد کرد.
32
رله اتصال زمین جهت دار
DIRECTIONAL EARTH FAULT RELAY
C67
در صورت بروز اتصالی فاز با زمین در جهت دید رله عمل خواهد کرد.
33
رله بلوک (مسدود) کننده
BLOCKING RELAY
68
این رله در صورت تحریک، یک یا چند عملکرد را بلوکه (مسدود) خواهد نمود.
34
رله سطح روغن
OIL LEVEL RELAY
71
هرگاه سطح روغن ترانسفورماتور به هر دلیل از حد تنظیمی افزایش یا کاهش یابد، عمل میکند.
35
رله آلارم
ALARM RELAY
74
تحریک این رله منجر به برقراری آلارم خواهد شد.
36
رله کنترل مدار قطع دیژنکتور
TRIP CIRCUIT SUPERVISION RELAY
74
هرگاه در مدار کنترل قطع و وصل دیژنکتور اشکالی بوجود آید، عمل میکند.
37
رله جریان زیاد (DC)
D.C. OVER CURRENT RELAY
76
در صورت افزایش جریان DC به بیش از حد تنظیمی، این رله عمل خواهد کرد.
38
رله عمل کننده با سیگنال رله پروتکشن
TELEPROTECTION OPERATING RELAY
77
رله مشخص کننده عمل سیتسم تله پروتکشن
39
رله اندازه گیری زاویه فاز
PHASE ANGLE MEASURING RELAY
78
این رله زاویه فاز بین دو پارامتر را اندازه گیری و در صورت خارج بودن از محدوده تنظیمی عمل خواهد کرد.
40
رله وصل مجدد
RECLOSING RELAY
79
این رله در صورت قطع خودکار فیدر ناشی از خطاهای مجاز به وصل مجدد، عمل میکند.
41
رله فرکانسی
FREQUENCY RELAY
81
در صورت تغییر فرکانس شبکه از حد مجاز عمل می نماید.
42
رله انتخاب کننده (کنترل اتوماتیک)
یا انتقال دهنده عمل کنترل AUTOMATIC SELECTIVE RELAY TRANSFER OR CONTROL
83
با تحریک این رله و بسته به شرایط پیش بینی شده یکی از دو وضعیت (عملکرد اتوماتیک رله) و یا (انتقال فرمان به واحدی دیگر) انتخاب می شود.
43
رله دریافت سیگنال تریپ از طریق سیم پیلوت یا کاربر
CARRIER OR PILOT WIRE RECEIVE RELAY
85
این رله در صورت دریافت سیگنال قطع از پست مقابل از طریق کابل پیلوت یا کاریر نسبت به قطع کلید اقدام می نماید.
44
رله لاک اوت (قفل کننده)
LOCKING OUT RELAY
86
در صورت عملکرد سیستم حفاظتی که مبین اشکال در تجهیزات شبکه و یا آسیب دیدگی آنها باشد فرمان وصل فیدر را مسدود می نماید.
45
رله دیفرانسیل (تفاضلی)
DIFFERENTIAL PROTECTIVE RELAY
87
این رله در صورت عدم توازن جریان های ورودی و خروجی عمل می نماید.
46
رله دیفرانسیل ترانسفورماتور
TRANSFORMER DIFFERENTIAL RELAY
T87
در صورت عدم توازن بین جریان های ورودی و خروجی ترانسفورماتور که ناشی از بروز خطا در داخل آن است عمل می نماید.
47
رله دیفرانسیل خط یا کابل
LINE DIFFERENTIAL RELAY
L87
در صورت اختلاف بین جریان ابتداء و انتهای خط یا کابل عمل میکند.
48
رله کنترل اتوماتیک ولتاژ
AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR RELAY
90
وظیفه این رله، ثابت نگهداشتن ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور از طریق کنترل تپ ها می باشد.
49
رله فرمان قطع
TRIP RELAY
94
این رله در مسیر فرمان رله اصلی قرار گرفته و از طریق آن کویل قطع دیژنکتور تحریک می گردد.
50
رله فاصله یاب
FAULT LOCATOR RELAY
96
این رله می تواندفاصله محل اتصالی بوجود آمده روی خطوط از محل پست را تعیین نماید.
این رله ها در دو نمونه ی مکانیکی و میکروکنترلری تولید و به بازار صنعت عرضه میشوند که رله های مکانیکی در صنایع قدیمی مورد استفاده قرار گرفته و به تدریج در حال جایگزینی با رله های میکروکنترلر هستند . قابلیت زمان ثبت خطا ، اندازه گیری میزان پارامتر های خطا ( به عنوان مثال میزان جریان اتصال کوتاه ) و سرعت عملکرد بسیار بالا از جمله ویژگی های بارز رله های میکروکنترلری میباشد .
بسته بندی رله ها
رله های حفاظتی ممکن است به صورت تکی یا بصورت مولتی فانکش ( چند رله در یک بسته بندی ) عرضه شوند ، در رله های مولتی فانکشن کاربر میتواند حفاظت های مختلف را با استفاده از یک رله بر روی سیستم خود اعمال کند
رله دیستانس
رله دیستانس از پرکاربردترین و قابل اطمینان ترین پناه افزار های شبکه قدرت می باشد واز لحاظ کار مانند رله گردش بسیار در برابر اتصال کوتاه می باشد و رله دیستانس بر پایه فاصله یا ناگذرایی(امپدانسی) رفتار می کند. رله دیستانس را می توان برای پناه هر نوع شبکه ای با هر سطح ولتاژ بکار برد. کد ANSI رله دیستانس ۲۱ می باشد.
رله دیستانس از لحاظ کار مانند رله گردش بسیار در برابر اتصال کوتاه می باشد و رله دیستانس بر پایه فاصله یا ناگذرایی رفتار می کند. یعنی رله دیستانس زمانی برش می کند که ناگذرایی خط از اندازه تنظیم شده کمتر باشد، اگر نه برش نمی کند و از سویی چون مقاومت مصرف کنندگان در حد تنظیم نیست از ناگذرایی(امپدانس) بهره گیرنده ها چشم پوشی شده ودر زمان هم رسی کوتاه برابر با پیوند Z=U/ I ناگذرایی کم می شود چون گردش بسیار می گردد و هر چه این ناگذرایی به رله نزدیکتر شود رله زودتر بُرش می کند.
هماهنگی رله های دیستانس
در شبکه ای که چند رله دیستانس بکار می رود در هنگام اتصالی، همه رله های دیستانس برانگیخته شده، ولی تنها رله ای بُرش می کند که به جای رخداد اتصالی نزدیک بوده و دیگر رله ها به حال خود باز می گردد.

کاربرد های رله دیستانس
رله دیستانس را می توان برای حفظ هر نوع شبکه ای با هر فشار برقی بکار برد. برای حفظ شبکه های با ولتاژ بالاتر از ۶۰ کیلو ولت امروزه تنها رله دیستانس به کار گرفته می شود. همچنین می توان به یاری رله دیستانس ترانسفورماتورهاو ژنراتورها را نیزمحافظت کرد. در شبکه های بزرگ اگر برای پناه در برابر گردش های بالای بیرونی از رله گردش بالای زمانی به کار گرفته شود، زمان بُرش رله اگر یک اتصالی حتی اورشین، درست پس از ژانراتور نیز رخ دهد، نزدیک ۸-۷ ثانیه بدرازا خواهد کشید و چنانچه دیده می شود، زمان گذر گردش اتصال کوتاه از ژنراتور بقدری دراز می شود که می تواند مایه خراب شدن ایزولاسیون سیم پیچی ژنراتور و پدید آمدن اتصال درونی شود، پس از اینرو است که در شبکه های بزرگ برای کوتاه کردن این زمان از رله دیستانس، ناگذرایی به کار گرفته می شود.
زمان بُرش رله دیستانس کمابیش نزدیک ۰٫۱ ثانیه است، بهره گیری از رله ناگذرایی نیز این برتری را دارد که در هنگام اتصالی، رله ناگذرایی بطور سریع در زمان خیلی کوتاه (۰٫۱ ثانیه) ژنراتور را جدا می کند.

رله بوخهولتس
رله بوخهلتس رله ای است که برای پناه دستگاه هایی که با روغن خنک می شود بکار می رود. این رله در پی پدید آمدن گاز یا هوا در درون منبع روغنی یا پایین آمدن سطح روغن از حد روا و یا گردش بیش از حد روا روغن به کار می افتد و در گام نخست آژیر را بکار می اندازد و سطح روغن اگر بیشتر افت کرد در گام دوم ترانسفورمر را بُرش می کند. در رله بوخهلتس از روغن برای جداسازی و خنک کنندگی به کار گرفته می شود.این رله بیش از 70 سال است که شناخته شده است. این رله بیشتر برای ترانس های با منبع انبساط استفاده می شود.(بیشتر خطاهایی که در این ترانس رخ می دهد با تولید گاز همراه است.)این رله معمولا بین منبع اصلی و منبع انبساط روغن نصب می شود.دو مشخصهء ضروری برای رلهء بوخهولتس حساسیت بالا و مقاومت در برابر نوفه است.
عوامل بکار افتادن رله بوخهلتس
عواملی که مایه بکار انداختن رله بوخهلتس می شود:
۱- قوس الکتریکی بین هسته و دیگر بخش های ترانس.
۲- اتصال زمین بین زنجیره های کلاف.
۳- بُرش شدن یک فاز یا سوختن آن.
۴- چکه کردن روغن از تشت روغن ویا لوله های ارتباطی آن.
گام نخست (آژیر)
در گام نخست که آژیر بکار می افتد و هشدار می دهد دشواری ها پدید آمده به این گونه اند:
۱- کاستی های سیستم جداسازی.
۲- آسیب دیدگی جداگر برگه های هسته و پیچ اتصال برگه های هسته.
۳- هروسپ نبودن کنتاکتها در پیوندهای الکتریکی.
۴- گرم شدن بیش از اندازه بخشی از سیم پیچ و آسیب دیدگی جداگرها به علت گذر جریان فوکو بیش از اندازه.
گام دوم (برش)
در گام دوم که ترانس بُرش خواهد شد و فرمان تریپ به ترانس داده خواهد شد دشواری های پدید آمده به اینگونه ند:
۱- شکستن بوشینگ ها.
۲- اتصال کوتاه فاز به فاز.
۳- اتصال زمین.
۴- اتصال درون سیم پیچ ها.
۵- اتصال تپ ها به یکدیگر.
۶- پایین آمدن سطح روغن در پی سرد شدن روغن بیش از اندازه و کم بودن روغن یا نشتی روغن.
رله اتو رکلوزر :
انتقال انرژیهمیشه در اثر برخورد دو سیم به هم یا سیم به زمین ، اتصالی بوجود نمی آید بلکه عاملبیشتر اتصال ها در اثر جرقه قوس الکتریکی می باشد . این قوس ممکن است بین سیم وزمین در طول مقره یا بین دو سیم زده شود و جرقه معمولا به علت نا مساعد بودن هوا کهشامل برف و مه و طوفان و یا در اثر ازدیاد ولتاژ شبکه که شامل صاعقه یا قطع و وصلمی باشد در کلید بوجود می آید ، چنین جرقه هایی اغلب با قطع آنی و کوتاه مدت فشارشبکه از بین رفته و خاموش می شود. برای پایداری شبکه از یک نوع کلید در مدارهایفشار قوی از 20 کیلو ولت به بالا و معمولا بیشتر در شبکه های هوایی مورد استفادهقرار می گیرد چون اغلب اتصالی ها در شبکه هوایی رخ می دهد .

تعریف رکلوزر :
وسیله ای است کهدر زمان اتصال کوتاه یا اتصال گذرا خط را قطع ، مجددا به طور اتومات وصل کند و درمواقع اتصال دائم خط را قطع دائم می نماید .
اتصال گذرا شامل : 1- پرنده 2- گیر کردن شاخه درخت به سیم 3- در اثر باد یا طوفان
اتصال دائم شامل : 1- پارگی سیم 2- کابل زدگی یا زخم شدن کابل 3- یخ بستن
رله پاور سوئینگ :
برداشتن بار ازشبکه باعث نوسان شدید که ناشی از تغییر بار شدید است می گردد و زمان آن بسیار کوتاهاست و خط یک امپدانس شدید بوجود می آورد که ممکن است درداخل دایره رله حفاظتیدیستانس می باشد و در نتیجه رله عمل نماید برای جلوگیری از این کار یک مدار بهعنوان پاورسوئینگ بلوکینگ اضافه می کنیم و از عملکرد بی مورد رله دیستانس جلوگیریمی نماییم .
رله فیوز فیلور :
فیوز فیلور درخطوط 132 کیلو ولت بکار می رود و طرز کار آن به این صورت است که چنانچه فیوز تغذیهولتاژ رله دیستانس که در ثانویه ترانس ولتاژ قرار دارد عمل کند ، ولی لتصالی درشبکه وجود نداشته باشد فیوز فیلور عمل نموده باعث بلاک رله دییستانس می شود . زیرامی دانیم رله دیستانس براساسZ=U/ I کار می کند . سپس اگر ولتاژ قطع شود رلهدیستانس به خطا عمل می نماید که در این حالت فیوز فیلور از این خطا جلوگیری می کندبا عملکرد فیوز فیلور آلارم شاخص قرمز رنگی نشان داده می شود پس از وصل فیوز دکمهقرمز رنگ فیوز فیلور را ریست می کنیم .

رله اور کارنت دایرکشنال :

رله اورکارنتدایرکشنال که زمان روی آن تنظیم شده و بر طبق آن عمل می کند و کاربرد رله جریانزیاد دایرکشنال برای مواردی که اتصالی از یک طرف تغذیه می شود به کار می رود .

انواع رله جریان زیاد عبارتند از : 1- زمان ثابت 2- زمان معکوس 3- آنی

1-زمان ثابت : زمان عملکرد قابل تنظیم و به مقدار شدت ارتباط ندارد یا به عبارت دیگر رله ای استکه در زمان معینی تنظیم می شود .

2-زمان معکوس : زمان عملکرد نسبت عکس با شدت جریان دارد یا به عبارت دیگر هر چقدر شدت جریان زیادترشود زمان قطع کمتر می شود .

3-آنی : زمان عملکرد صفر است .

تپ چنجر TAP CHANGER
می دانیم که با تغییر تعداد دور سیم پیچ در ترانسفورماتورها می توان ولتاژ خروجی را تنظیم نمود. و این کار را در ترانسفورماتورها ، تپ چنجرها به عهده دارند. طبق فرمول V1/V2=N1/N2 هر چه تعداد حلقه در سیم پیچ اولیه کمتر گردد ، در ثانویه ولتاژ بیشتری خواهیم داشت.
معمولاً تپ چنجرها بروی سیم پیچی که ار نظر اقتصادی و فنی مقرون به صرفه باشد قرار می گیرد. بیشتر بروی اتصال ستاره و یا سمت فشار قوی. اصولاً تپ چنجر ها به سه طریق زیر مورد استفاده قرار می گیرند:
۱- تپ چنجرهای سه فاز که بروی سیم پیچ های با اتصال ستاره قرار می گیرند.
۲- تپ چنجر های سه فاز که بروی سیم پیچ های با اتصال مثلث قرار می گیرند. در این حالت عایق بندی کامل بین فازها مورد نیاز است و به سه دستگاه تپ چنجر احتیاج داریم که با یک مکانیزم حرکتی مشترک کار کنند.
۳- تپ چنجر های تک فاز که بروی ترانسفورماتور های تک فاز یا سه فاز مورد استفاده قرار می گیرند.
تپ چنجرها بر حسب نوع کار به دو دسته قابل تغییر زیر بار ( On Load ) و غیر قابل تغییر در زیر بار ( Off Load ) تقسیم میشوند.
تپ چنجر های غیر قابل تغییر زیر بار دارای ساختمان ساده ای بوده و جهت تغییر آن حتماً باید ترانس قدرت را از مدار خارج نمود . تغییرات این نوع تپ چنجر ها معمولاً با توجه به نیاز و متناسب با نوسانات بار در فصول مختلف سال انجام می گیرد.
اما تپ چنجر های قابل تغییر زیر بار از چند قسمت مختلف تشکیل شده اند:
1- Motor Drive : جعبه موتور بروی بدنه ترانسفورماتور نصب است و حرکت موتور آن به جعبه دنده و از آنجا به قسمت دیگر تپ چنجر منتقل میشود . به منظور تنظیم تپ ها و تغییر در گردش موتور و سیستمهای کنترل از راه دور و دادن فرامین از دور و نزدیک و قرائت مقدار تپ در داخل این جعبه اداوات مختلفی نصب گردیده همچون کنتاکتور ها ، سوئیچ های محدود کننده ، بی متال ، رله کنترل فاز ، هیتر ، نشان دهنده ها ، جعبه دنده و … .
2- مکانیزم انتقال حرکت : حرکت موتور چه در جهت کاهش دور سیم پیچ و چه در جهت افزایش دور پس از موتور به جعبه دنده ها و از آنجا توسط محورهای رابط به قسمت داخلی مکانیزم تغییر تپ، منتقل میشود.
۳- Diverter Switch : کلید برگردان ، مکانیزمی است که محرک اصلی آن قدرت فنری است که در آن تعبیه شده است و در محفظه حاوی روغن ترانس ( که البته با روغن تانک اصلی در ترانس ایزوله است ) قرار دارد.
4- Tap Selector کلید انتخاب تپ ، در قسمت زیرین محفظه کلید برگردان قرار دارد و از تعدادی کنتاکت لغزشی تشکیل شده است.
محفظه کلید برگردان و کلید انتخاب تپ به یکدیگر متصل بوده و تشکیل یک واحد را می دهند که به قسمت در پوش بالائی ترانسفورماتور از طریق سر تپ چنجر آویزان می باشد.
در تپ چنجرهای زیر بار چیزی که اهمیت دارد پیوسته بودن جریان در مدار است که حتی نباید لحظه ای مسیر بار قطع گردد . جهت پیشبرد این روند ، در لحظه تغییر تپ چه اتفاقی می افتد که مسیر بار قطع نمیشود؟ در دایورتر سوئیچ دو کنتاکت کمکی در طرفین کنتاکت اصلی قرار دارد که در زمان تغییر تپ ابتدای امر کنتاکت کمکی اول به تپ دیگر چسبیده و اجازه می دهد کنتاکت اصلی جدا شود در ادامه کنتاکت کمکی دوم جای کنتاکت اصلی می نشیند و در این حالت کنتاکت اصلی کاملاً آزاد است و سپس کنتاکت کمکی اول آزاد شده و جایش را به کنتاکت اصلی میدهد و کنتاکت کمکی دوم نیز آزاد میشود .در طول این زمان مسیر کاملاً بسته می ماند و باز نمیشود. کل این فرایند در کسری از ثانیه انجام می پذیرد تا باعث تجزیه روغن تپ چنجر نشود و حداقل آرک بوجود آید.
سیم پیچهای قابل تغییر در ترانس از دو قسمت جداگانه تشکیل شده اند ، یک قسمت سیم پیچ اصلی است و قسمت دیگر سیم پیچ تنظیم ولتاژ. نحوه اتصال سیم پیچ اصلی و سیم پیچ تنظیم به سه طریق زیر انجام می گردد:
1- سیم پیچ تنظیم خطی Regulation Linear Winding
2- سیم پیچ تنظیم با اتصال معکوس Reversing – Puls/Minus Winding
3- سیم پیچ تنظیم با اتصال کورس – فاین Regulation Coarse/Fine Winding
در اتصال نوع اول تعداد سیم پیچ های خروجی از سیم پیچ تنظیم ولتاژ زیاد بوده ( به تعداد تپ ها ) در نتیجه این نوع سیم پیچ را در مواقعی که نیاز به دامنه تنظیم ولتاژ کم است مورد استفاده قرار می گیرد.ولی در انواع دوم و سوم بعلت استفاده از یک کلید اضافی ( Changer Over Switch )میتوان دامنه تغییرات ولتاژ را با همان تعداد سیم پیچ تنظیم ولتاژ تا دو برابر افزایش داد.
استفاده از هر کدام از سیم پیچ ها بسته به عواملی همچون حد اکثر ولتاژ سیستم ، امپدانس داخلی ترانس ، سطح عایقی پایه و ساختمان خود تپ چنجر دارد. آرایش نوع اول بیشتر در سیستمهای سه فاز در ترانس های 63 کیلو ولت استفاده میشود.آرایش نوع دوم و سوم در سیستهای سه فاز 230 کیلو ولت و بالاتر مورد استفاده است
در نوع دوم می توان از تپ چنجرهای دو پل و تک پل استفاده کرد اما در انواع اول و سوم میتوان از سه تپ چنجر تک پل تا 230 کیلو ولت نیز استفاده نمود.
تعداد تپ ها معمولا فرد هستند بدین صورت که تپی را نرمال فرض کرده و به تعداد برابر تپ بالاتر از نرمال و به همان تعداد پائین تر از نرمال تپ جهت تغییر تعبیه شده است . مثلاً اگر تعداد تپ ترانسی 19 است ، تپ نرمال آن (2 / ( 1 – 19 )) یعنی 10 است و تعداد 9 تپ جهت بالاتر از نرمال و تعداد 9 تپ زیر حالت نرمال تعبیه شده است.
در زمانی که ولتاژ خروجی زیر حالت نرمال باشد تپ را افزایش میدهند در این حالت باید دقت داشت که افزایش عددی تپ یعنی کم شدن تعداد دور سیم پیچ های تنظیم ولتاژ.

تابلوی آلارم برد پست برق بنیادرنگ
این تابلو ، تابلوی آلارم و بدین معناست که هرکدام از آژیرهای زیر که مربوط به یک رله است به صدا در می آید .
رنگ زرد : بدین معناست که یک نقص فنی کوچکی پیش آمده مثلا سیستم دچار اضافه جریان شده است واین هشدار مربوط به رله اضافه جریان over current) ( است .
رنگ قرمز : بدین معناست که سیستم دچار نقص فنی بزرگی شده است . مثلا اگر در سیستم توزیع برق در یکی ازخطوط مشکلی رخ دهد رله دیستانس برق شبکه را قطع می کند.

Stand by ch. Fault of sp-ss
Change device fail(211/212/22B)
SF6.1st stage of 102CB
Acumulator fault of 102CB
SF6 2Nds stage of 102CB
25 kvover current of 2TR(TORF)
DC supply
Failure of 1021
Main ch. Fault of fault of sp-ss
Chanel
Pre.Trip
CB Blocked of 102CB
Coil Temp .1st stage of 2TR
Coil Temp. 2Nd stage of 2TR
Differental of 2TR
Fuse failure of cvt2
Stand by ch. Fault of ATP-ss
A/R op of 212
Oil pump motor fault of 102CB
Oil Temp.1st stage of 2TR
Oil Temp .2Nd stage of 2TR
Tank protection of 2TR
No.2 line over voltage
Main ch.fault of ATP-ss
O/C of 212
Dc supply failure of 102 & 2004
Light Gas of 2TR
Heavy gas of 2TR
230 kv over current of 2TR(UORV)
No.2 line under voltage
Dc supply failure of 2TR
ANY trip (F) of 212
Soft of 212(T/f)
DC Supply failure of 211
A/R op of 211
Soft of 211(T/f)
Dc supply failure of AD
A/R fault of 212
ANY trip (T) of 212
Z2T of 212 (T/F)
A/R fault of 211
O/C of 211
Z2T of 211 (T/f)
Dc supply failure of 1001
Uncharging of 212

Z1 of 212 (T/F)
Uncharging of 211
ANY Trip (F) of 211
Z1 of 211(T/f)

C.B.F operating of 212

RIA/VTS of 212(T/F)
C.B.F Trip of 211
ANY Trip (T) of 211
RIA/VTS of 211(T/f)
AD operating

Supply failure of 21B
A/R of 21B
Soft of 21B (T/f)

A/R fault of 21B
O/C of 21B
Z2T of 21B(T/f)

Uncharging of 21B
ANY TRIP (F) of 21B
Z1 of 21B(T/f)

C.B.F operation of 21B
ANY TRIP (T) of 21B
RIA/VTS of 21B (T/f)

منابع :
سایت : www.power2.ir
. نیرونوین. بازبینی شده در ۱۸ اردیبهشت ۱۳۹۱. (اسکادا )
کتاب جامع صنعت برق و صنایع وابسته، ویراستار فرهنگ اکبری؛ مترجم رامین عیدی. تهران، نشر پویه نگار، ۱۳۸۶.

با تشکر از جناب آقای مهندس بهنام چوبین

1