فهرست
عنوان……………………………………………………………………………………………………..صفحه
تاریخچه…………………………………………………………………………………………………………….. 5
ساختار تشکیلاتی شرکت تنانیر ………………………………………….. ……………………………5
معرفی پست برق اهواز3(سپیدار) ………………………………………………………………………6
روشهای مختلف خاموش کردن جرقه ………………………………………………………………….11
قطع جرقه در کلیدهای فشارقوی………………………………………………………………………..16
کلیدهای گازی و روغنی و نیمه روغنی (بریکر) …………………………………………………………..23
ترانسفورماتور ………………………………………………………………………………………………28
مصرف داخلی ……………………………………………………………………………………………….42
نحوه شماره گذاری تجهیزات و خطوط انتقال………………………………………………………..46
1. تاریخچه
شرکت تعمیر و نگهداری انتقال نیرو خوزستان در سال 1381 در راستای سیاست های دولت جمهوری اسلامی ایران در برناهم سوم توسعه دولت و در اجرای سیاست عدم تمرکز و ایجاد شرکتهای مستقل در زمینه تعمیرات بعنوان بدنه اجرایی برق منطقه ای خوزستان تشکیل و فعالیت خود را آغاز نمود و در همین راستا کار نگهداری و تعمیرات پستها و خطوط انتقال وفوق توزیع در استان پهناور خوزستان و کهکیلویه و بویراحمد از سال 1381 به این شرکت واگذار گردید.
2. ساختار تشکیلاتی شرکت
2-1 عمده فعالیتهای انجام شده
شرکت تعمیر و نگهداری انتقال نیرو خوزستان جهت پایداری و ضریب اطمینان باالا در برق رسانی، بطور کلی امور مربوط به نگهداری و تعمیر تجهیزات پستها و خطوط انتقال و فوق توزیع را در سه دسته کلی از تعمیرات انجام میدهد که عبارتند از:
* انجام تعمیرات پیشگیرانه
* انجام تعمیرات اضطراری در حداقل زمان ممکن
* رفع نواقص ایجاد شده در شبکه
3. معرفی پست اهواز3
پست اهواز 3 یکی از جدیدترین وبزرگترین پستهای اوت دوراستان است که در زمینی به ابعاد250×250 متر در جنوب شرق اهواز در منطقه کوی ایثار واقع شده است.
این پست به وسیله سیستم DCS کنترل می شود یعنی سیستم آن بطور کلی دیجیتالی است دراین پست فرمان قطع ووصل بریکرها- تعویض تپ ترانسفورماتور ها وغیره از اتاق فرمان به صورت اتوماتیک انجام می گیرد.
این پست مانند سایر پستها دارای قسمتهای مختلفی چون
1- باتری خانه2- اتاق کلید زنی3- اتاق فرمان4-اتاق رله های حفاظتی 5- اتاق نگهبانی وغیره است.
معرفی خطوط ورودی وخروجی پست
این پست دارای 6 خط ورودی230 KV) (و5 خط(KV 132) و 15خط33KV خروجی است.
سطح ولتاژ ورودی 230KV وسطح ولتاژ خروجی 132,33 است.
این پست درحال حاضر دارای 6 عدد ترانس است که دوترانس T1,T2 بصورت اتو ترانس هستند وخطوط 132 ومصرف داخلی پست را تامین می کنند وترانس های T3,T4, T5 به صورت پارالل هستندکه ولتاژ230KV را به 33KV تبدیل میکند. T6 ولتاژ 132KV رابه 33KV تبدیل میکند.
1-3 شینه بعدی پست اهواز3
شینه بندی پست اهواز 3 در قسمتKV 230 از نوع 5/1 کلیدی است.
یعنی دراین روش هر دو باس بار همیشه برقدار هستند وحفاظت هر ورودی یا خروجی به وسیله یک کلیدونیم می باشد. دراین نوع شینه بندی پایداری سیستم بهتر است وانجام کارهای تعمیراتی روی باس بارها- دژنکتورها وسیکسیونرها (بریکر و کلید هوایی)بدون نیاز به خاموشی صورت می گیرد.
شینه بندی پست اهواز 3 در قسمتKV 132 از نوع شمش فرعی است.
یعنی در این روش یک باس برقدار است و باس دوم بدون برق و در صورت نیاز به کار روی یک بریکر یا کلید هوایی از طریق بریکر میدل شمش دوم را برقدار میکنیم و و خط132 را از طریق شمش دوم برقدار نگه می داریم و بریکر و کلید هوایی مذکور را ایزوله میکنیم.
2-3 برقدار شدن پست اهواز3
این پست برای اولین بار در تاریخ 16/5/85 برقدار گردید.
خطوط وروی همانطور که قبلا اشاره شد این پست دارای 6 خط ورودی است که مشخصات خط به شرح زیر می باشند.
خط 814 و815 که از نیروگاه رامین وارد پست اهواز3 میشود.
خطوط 827-826 با ایستگاه اهواز پارالل است.
خطوط810-811 با ایستگاه اهواز پارالل است .
خطوط خروجی:
در سطح ولتاژ 132kv پستهای زیررا تغذیه می شوند.
1)خط 724 کوت امیر و پست اهواز جنوبی.
2) خط 725 آزادشهر و پست اهواز جنوبی.
3) خط 726 لوله ساری جدیدو پست اهواز 1.
4) خط 727 کمربندی از یک سمت مارون 1 و سمت دیگر اهواز 1
5)خط 735 لوله سازی قدیم اهواز 1.
3-3 سطح ولتاژ 33kv عبارتند از:
5012 -5032-5042-5052-5062-5072-5082-5092-5102-5122-5132-5142-5152-5232-5242
4-3 مشخصات ترانسهای موجود در پست اهواز3
,T2,T1: اتو ترانس
ظرفیت) 120- 140-160MvA
امپدانس)13/93%
سیستم خنک کنندگی T1,T2
120MVA در صورتی که فنها خاموش باشند
140MVA درصورتی که یک ست از فنها روشن باشند
160MVA درصورتی که دو ست از فنها روشن باشند
تپ OFF LOAD 5 و تپ ON LOAD 19
T3) ترانسفورماتور:
ظرفیت) 37/5-50 mvA
امپدانس)11/87 %
سیستم خنک کنندگی:
50MVA در صورتی که فنها روشن باشند
37/5MVA درصورتی که فنها خاموش باشند.
:T4ترانسفورماتور:
ظرفیت)37/5- 50MvA
امپدانس)98/11
سیستم خنک کنندگی:
50MVA در صورتی که فنها روشن باشند
37/5MVA درصورتی که فنها خاموش باشند.
T5) ترانسفورماتور:
ظرفیت) 37/5-50 mvA
امپدانس)11/98 %
سیستم خنک کنندگی:
50MVA در صورتی که فنها روشن باشند
37/5MVA درصورتی که فنها خاموش باشند.
T6) ترانسفورماتور:
ظرفیت) 30-22/5 mvA
امپدانس)9/76 %
سیستم خنک کنندگی:
30MVA در صورتی که فنها روشن باشند
22/5MVA درصورتی که فنها خاموش باشند
5-3 نوع اتصال ترانسهای ایستگاه اهواز3
ترانسهای T1وT2 نوع اتصال آنها به شکل زیر است.
YNaodll
ترانسهای T3,T4,T5 اتصال آنها به شکل زیر است.
YNYNodl
ترانس T6 اتصال آنها به شکل زیر است.
DYn1
6-3 حفاظت ترانسهای موجود در ایستگاه اهواز 3
ترانسهای گران ترین تجهیزات موجود در هر ایستگاه است. بنابراین باید تحت حفاظت ومراقبت لازم قرار گیرند.
ترانسهای موجود درایستگاه اهواز3 تحت حفاظتهای زیر هستند.
1- دیفرانسیل 2- فوق جریان گراند 3-R.E.F 4-N.P
5- R.E.F
مشخصات سیمهای ورودی به پست:
خطوط: 814,815
نوع سیم:1000×2 ALLyo
خطوط:810-811-826-827
نوع سیم: دریک D795 m.m
باطری خانه:
باطری خانه پست از دو سری باطری 125 ولتی خشک 2/2 A/H800 ودوسری باطری 48 ولت تشکیل شده است.
سمت48 ولتی تشکیل شده است از 24 عدد باطری 2 ولتی اسیدی
باطری 48 ولتی برای تغذیه سیستم PLC
و ولتاژ 125 ولت برای تغذیه رله وموتور کلید هوایی.
در پایان لازم به ذکر است پست اهواز 3 با ظرفیت MVA 500 کمک زیادی به حل مشکل بار شبکه در منطقه دارد.
4. روشهای مختلف خاموش نمودن سریع جرقه در کلیدها
4-1- ازدیاد طول قوس:
قوس ایجاد شده بهنگام قطع کلید با جداشدن و فاصله گرفتن کنتاکتهای ثابت و متحرک از همدیگر طویلتر میشود و پس از رسیدن فاصله دوکتاکت بحد نهائی خود طول قوس در اثر دو عامل زیر مجدداً افزایش می یابد:
الف) حرارت قوس:
بر اثر حرارت قوس هوای اطراف قوس گرم شده و به بالا صعود می کند و قوس را نیز بدنبال خود میکشاند. کنتاکتهای کلید می بایست قادر باشند حرارت زیادی در پایه قوف را تحمل نمایند.
ب) اثر حوزه مغناطیسی:
جریان در مسیر خود از طریق کنتاکت ثابت و قوس و کنتاکت متحرک ایجاد یک حوزه مغناطیسی میکند.
در شکل زیر این حوزه با علامت ضربدر و نقطه نشان داده شده است.
چنانچه مشاهده میگردد در زیر جرقه حوزه های هر سه قسمت با هم جمع میشوند و ایجاد نیروی منتجه F را مینماید و این نیرو باعث حرکت قوس در همان جهت شده و در نتیجه طول قوس افزایش ایجاد میکند.
از طرفی نیروی وارد بر قوس الکتریکی را میتوان توسط حوزه مغناطیسی یک بوبین جریان دار بنام بوبینی دمنده تقویت کرد. بوبینی دمنده بطریقی نصب می گردد که جهت حوزه مغناطیسی آن با جهت حوزه مغناطیسی قوس مطابقت نماید. شدت فوت کردن در ازن قوس الکتریکی بستگی به شدت جریان مدار دارد بطوریکه اثر آن در جریانهای زیاد اتصال کوتاه بسیار شدید میباشد ولی در جریانهای کم این اثر ناچیز است.
بنابراین در کلیدهای با قدرت کم از میلهای آهنربائی که در محفظه جرقه گیر نصب می شود استفاده شده است. بمنظور محدود کردن فضای جرقه و جلوگیری از سرایت جرقه به فازهای مجاور و یا قطعات زمینی شده کلید کنتاکتهای مختلف را توسط قوطی های عایقی سرباز نسبت به هم و نسبت به زمینی عایق میکنند. برای ایجاد طول قوس نسبتاً زیاد در یک فضای نسبتاً کوچک باریک از تعدادی میله یا قطعات و برآمدگی های عایقی استفاده می شود که ضمن اینکه مقداری از حرارت قوس را میگیرند باعث طویل شدن سیرقوس نیز میگردند.
2-4 تشدید خنک کردن قوس:
بهنگام فوت کردن قوس اگر انتهای محفظه جرقه گیر باز باشد جرقه یا ورود تدریجی به هوای سرد خود بخود خنک میشود از طرفی میله های عایقی داخل محفظه نیز در خنک کردن قوس بسیار موثر هستند با این وصف محفظه جرقه گیر را طوری میسازند که سطح قاعده فوقانی آن کوچکتر از سطح قاعده تحتانی باشد و در نتیجه تماس جرقه با محفظه عایقی که اغلب از سرامیک یا سوفال میباشد میسر شده و عمل خنک کردن تشدید میشود.
3-4 مقطع کردن قوس:
هر قوس الکتریکی دارای یک افت اختلاف سطح الکتریکی میباشد که مقدار آن را میتوان با مقطع نمودن قوس بالا برده و از ادامه جرقه جلوگیری نمود. مقطع کردن قوس توسط نصب تعداید تیغه فلزی در محفظه جرقه گیر صورت میگرد.
4-4- خاموشی در نقطه صفر:
در جریان متناوب اگر کنتاکتها درست در موقع عبور جریان از صفر از هم جدا شوند و خیلی سریع بقدری از هم فاصله بگیرند که برگشت ولتاژ نیز باعث جرقه نشود قطع کلید کاملاً بدون جرقه انجام می گیرد و از طرفی قطع جریان بدون جرقه در ضمن صفر شدن جریان باعث ایجاد اختلاف سطح شدید القایی نیز نمی شود.
کلیدهائی که مدارجریان متناوب را بدون جرقه یا قوس الکتریکی و بدون از دیاد ولتاژ قطع می کنند بنام کلید سنکرون معروف هستند در این کلید بکمک تکنیک خاصی جریان برای مدت کوتاهی در صفر نگهداشته میشود و در این فاصله زمانی باید کنتاکتهای کلید از هم جدا شده و آنقدر از هم فاصله بگیرند که برگشت ولتاژ باعث جرقه در این فاصله نشود.
این کلید با تمام محاسبن آن بعلت اینکه احتیاج به دستگاههای اضافی و گران قیمت و دقیق دارد خیلی رواج پیدا نکرد گرچه امروزه کلید ؟ با فرمان الکترونیکی نیز ساخته شده است.
5-4 خازن موازی با کنتاکتها:
در کلیدهای جریان دائم میتوان با موازی کردن یک خازن با ظرفیت مناسب با کنتاکتهای کلید جرقه را خاموش نمود طرز کار بدینقرار است که بهنگام باز شدن کنتاکت کلید خازن بعنوان ذخیره کننده الکتریکی تمام انرژی را که میبایست در قوس از بین برود از خود ذخیره میکند. در فاصله زمانی که خازن بر روی ماکزیمم ولتاژ پر میشود فاصله کنتاکتها آنقدر از هم دور میشوند که دیگر این ولتاژ نمی تواند باعث برگشت جرقه شود.
6-4 خلاء:
ولتاژ جرقه ای در یک حوزه الکتریکی یکنواخت بین دو الکترود و به فاصله d برای یک گاز معینی و جنس الکترود معینی تابع حاصلضرب فشار گاز و فاصله دو کنتاکت است مثلاً درهوا با فشار 760Torr (هرتور برابر 10333 میلی بار) و cm1=d ولتاژ جرقه ای kv5/3=VD میباشد. این اختلاف سطح با افزایش فشار هوا زیاد و با کاهش فشار هوا کم میشود و در فشار تقریباً Torr5/0 یک مینیمم پیدا میکند که با کاهش بیشتر فشار اختلاف سطح جرقه مجدداً بطور سریع افزایش مییابد که این تغییرات در منحنی زیر نشان داده شده است.
بنابراین میتوان برای بالابردن اختلاف سطح جرقه ای و در نتیجه جلوگیری از جرقه فشار داخلی محفظه جرقه گیر کلید را تا حد امکان پائین آورد. در این نوع کلیدها کنتاکتها در خلاء کار می کنند.
7-4 روغن:
روغن بعلت خواص عایقی بسیار خوب و اختلاف سطح جرقه ای بالا در کلید بخصوص در کلیدهای فشار قوی مورد استعمال زیاد دارد. بهنگام جداشدن در کنتاکت جریان رسان در روغن و ایجاد جرقه و قوس شدید بین دو کنتاکت با روغن اطراف جرقه بعلت حرارت زیاد قوس تجزیه و بخار میشود در نتیجه اطراف جرقه را حبابی از گاز احاطه می نماید که متناسب باشدت جرقه از لایه های مختلفی تشکیل شده است.
قسمت اعظم (80%) گاز داخل حباب هیدروژن میباشد و وجود همین هیدروژن دلیل برتری خاصیت خنک کنندگی روغن نسبت به هوامیباشد زیرا قابلیت هدایت حرارتی هیدروژن بسیار خوب و در حدود هشت برابر قابلیت هدایت حرارتی ازت N2 میباشد بطوریکه در حدود 90% انرژی حرارتی قوس به روغن تحویل می گردد که تاثیر بسیاری در خاموش شدن قوس دارد.
با استفاده از حوزه های مغناطیسی و یادر اثر به جریان انداختن سریع روغن قوس را وادار به حرکت به یک طرف مینمایند و قوس متحرک چون دائماً روغنهای جدیدی را تجزیه و بخار مینماید نسبت به قوس ساکن بیشتر حرارت از دست میدهد. یکی دیگر از مزایای قطع و وصل در روغن اینست که اصولاً در روغن حاملهای بار وجود ندارد و یا خیلی کم است و از اینرو یک قوس الکتریکی قوی نمی تواند در روغن ظاهر شود و در نتیجه کار کلید ساده تر و انرژی جرقه کمتر میشود.
کوچک بودن انرژی حرارتی قوس مانع سوختگی کنتاکتها در روغن میشود لذا کلیدهای روغنی فشار ضعیف در مقایسه با کلیدهای هوائی دارای ابعاد نسبتاً کوچکتری میباشند.
کنتاکتور روغنی برای قطع و وصل جریان متناسب بسیار مناسب است ولی برای قطع وصل جریان دائم با شدت زیاد بعلت ایجاد در دوده شدید مناسب نمی باشد و بهتر است از کتاکتور هوائی استفاده شود.
5. قطع جرقه در کلیدهای فشارقوی:
همچنانکه میدانیم قطع و خاموش نمودن جرقه دربار سلقی نسبت به انواع دیگر بارها مشکلتر میباشد زیرا در این حالت بهنگام عبور جریان از صفر و خاموش شدن خود بخود جرقه ولتاژ شبکه که عامل برگشت مجدد جرقه است در ماگزیمم مقدار خود در دو سر کلید ظاهر میگردد از طرفی جریان اتصال کوتاه در تاسیسات و شبکه الکتریکی نیز بعلت وجود اندوکتیویته ژنراتور و ترانسفورماتور و سیم های هوائی بیشتر یک جریان اندرکیتو میباشد و کلیدهای قدرت میبایست قادر باشند این جریان را قطع نمایند.
در عمل برگشت ولتاژ در دو سر کلید در لحظه خاموش شدن جرقه بلافاصله حداکثر مقدار را دارا نمی باشد زیرا ولتاژ دو سر کلید که قبل از خاموش شدن جرقه تقریباً صفر بوده است بعلت وجوداند و کپتویته و کاپاسیته در مدار نمی توند غفلتاً به حداکثر مقدار برشد بلکه این ولتاژ نیز از صفر شروع شده و در زمانی خیلی کوتاه با بروز نوساناتی به حداکثر مقدار میرسد. بنابراین از این زمان ولو کوچکتر نیز جهت خاموش نمودن جرقه استفاده میگردد.
1-5عامل موثر در قطع یا برقراری مجدد جرقه:
در اثر حرارت زیاد جرقه تعداد زیادی از ملکولهای موجوددر بین کنتاکتهای یونیزه میشود ؟ که به یونهای مثبت و منفی تجزیه میشوند. در موقع عبور جریان از صفر این ذرات باردار بسرعت بهم میپیوندند زیرا فاصله دو کنتاکت بسرعت خنک می شود و با فرض نبودن ولتاژ عاملی برای برقراری مجرد آنها وجود ندارد.
حال اگر ولتاژ برگشت در کلید ظاهر گردد یونهای مثبت در یک جهت و الکترونهای منفی درجهت دیگر سرعت میگرند و این سرعت با افزایش ولتاژ دائماً زیاد میشود. این ذرات با سرعت و انرژی زیادی که پیدا کرده اند با مولکولهای خنثی بر خورد کرده آنها را میشکافند و ذرات باردار جدید بوجود می آورند و اگر اختلاف سطح با اندازه کافی بزرگ باشد یونیزاسیون ضربه ای ایجاد میشود که نتیجه نهائی آن جرقه بین دو کنتاکت کلید است در نتیجه دوعامل در ادامه یا قطع جرقه موثر است یکی از بین رفتن ذرات باردار در اثر صفر شدن جریان و خنک شدن الکترودها که باعث و قطع جرقه میشود و دیگیری بوجود آمدن مجدد ذرات باردار در اثر برگشت ولتاژ که موجب ادامه جرقه میشود.
در کلیدهای قدرت عوامل مختلفی در قطع جرقه موثر واقع میشوند بطوریکه هر کدام ازآن عوامل ممکن است که نتوانند به تنهائی قادر به قطع جرقه باشند ولی معمولاً کلید را به آن عاملی نسبت میدهند که بیشتر از عوامل دیگر در قطع جرقه موثر است و یا اینکه سازنده بیشتر توجهش به آن عامل مخصوص بوده است.
بطور کلی در تمام کلیدهای قدرت به استثناء کلیدهائی که در خلاء کارمیکنند برای خنک کردن و خارج کردن حاملهای بار از یک ماده اولیه مناسبی استافده میشود که ممکن است جامد، مایع و یا گاز باشد.
در کلیدهائی که در خلاء کار میکنند جرقه در یک محفظه کلاً خلاء ایجاد میشود و عامل جرقه یونهائی هستند که در اثر بخار شدن فلز الکترودها بوجود می آیند و سپس این یونها با الکترونهای آزاد جدار محفظه کلید مجدداً ترکیب شده و از بین میروند. در انواع دیگر کلیدها مواد موجود در اطراف جرقه در اثر حرارت بسیار زیاد قوس (50.000 – 10.000) تجزیه میشود لذا همیشه در اطراف جرقه بدون توجه به نوع ماده ای که قبل از جرقه الکترودها را احاطه کرده بود گاز جمع میشود و چون قابلیت هدایت حرارتی گازها بسیارخوب است لذا وجود این گازها در اطراف قوس الکتریکی برایخنک کردن قوس بسیار با ارزش است.
6. بریکر های گازی
حجم بریکر نسبت به بریکرهای دیگر کمتر است.
1- تعداد قطعات بکار رفته در مکانیزم بریکر نسبت به بریکرهای دیگر کمتر است.
2- مکانیزم خنک کنندگی Side است.
3- گاز SF6 از نظر شیمیایی کاملاً با ثبات است و میل ترکیبی آن خیلی کم و غیر سمی و سه برابر هوا قدرت عایقی دارد و قابلیت هدایت حرارتی بسیار زیاد دارد.
1- 6معایب:
1- گاز گرانقیمت است.
2- در اثر مرور زمان مقعطه گاز رطوبت می گیرد. (لذا تست نقطه شبنم باید انجام گیرد)
3- گاز SF6 برای لایه اوزون آسیب می رساند.
2-6 جهت اورهال دوره ای بریکرهای گازی موارد ذیل باید در نظر گرفته شوند:
1- مدت و زمان سرویس دهی
2- عملکرد های بر اثر اتصال کوتاه ها (فالتها)
3- تعداد عملکردهای عادی بریکر
مشخصات فنی
بریکر 11kv گازی ساخت کارخانه ABB
Circuit Breaker Type : VBF 36 . 16 .25
REF.STANDARD ; IEC 60056 Sr.No. VBF – E – 023
Year Of Mfg. . 2003
Frequency : 50 Hz Normal Current : 1600 A Rated Voltage : 36 kv
Power Frequency / LIV Withstand Voltage : 70 kv / 170 kv Peak
Short Circuit Breaking Current 25 KA / Macking Current : 62.5 KA Peak
Short time Withstand Current & Duration : 25 KA 3 S
Mass (Approx. ) : 800 kg Operating Sequence : O – 0.3 s- Co – 3 min – Co
Motor Supply Voltage : 230 V Ac First – Pole – to – Clear Factor 1.5
Closing & Opening Device Supply Voltage : 125 V Dc
Heater Voltage : 230 V Ac
O & M Manuel : 17DU28007 – YN
بریکر گازی 33kv
Pars Switch Co. Made in Islamic
Under ABB Switchgear Republic oF Iran
Operating Device Type FSA 1 – F Circuit – Breaker Type EDF SK 1 – 1
No . 300501 No . 310501
Order . Order .
Breaking Current 31.5 kA Voltage 72.5 kv
Dc – Component 40% Insulation Level 325 / 140 kv
First – Pole – To – Clear Factor 1.5 Freqency 50 Hz
Making Current 79 kA Normal Current 2500 A
Short – Time Current 3 (Sec) 31.5 kA Gas Pressure Sf6 abs (+ 20°c)
Mass Total 873 kg Max Working Pressure 0.90 Mpa
Mass Of Gas 2 .5 kg Filling 0.70 Mpa
Rules IEC 56 Signal 0.62 Mpa
Operating Sequence O – 0.3 S – Co – 3Min – Co Blocking 0.60 Mpa
Year Of Manufacture 2001 Volume Per Pole 18 L
بریکر گازی 33kv
SIEMENS
Type -3AF0143 Design Code 2X
Sr.no N82657 Year Of Manuf. 2001
Ur 36 kv F 50 Hz Ir 1600 A
Isc 25 KA tk 3 s
Up 170 kv m 880 kg
P.o.n.o. 2002/027782 IRAN Date 23-01-2001
Rated Operating Duty O – 0.3 S – Co – 15 Sec – Co
Made in India 80 – 0114861 101
مشخصات فنی
بریکر گازی 400lv
Pars Switch Co. Made in Islamic
Under ABB Switchgear Republic oF Iran
Operating Device Type BLG1002A Circuit – Breaker Type LTB420E2
No . 800325 No . 810287
Order . Order .
Breaking Current 50 kA Voltage 420 kv
Dc – Component 55% Insulation Level
First – Pole – To – Clear Factor 1.3 Lightning imp. With . Voltage 1425 kv
Making Current 125 kA Switching imp . With . Voltage 1050 kv
Short – Time Current 3 (Sec) 50 kA Power Freq – With – Voltage 520 / 610 kv
Freqency 50 Hz
Line Charging Breaking Current 400 A Normal Current 2500 A
Mass Total 3×1773 kg Gas Pressure Sf6 abs (+ 20°c)
Mass Of Gas 3×13 kg Max Working Pressure 0.80 Mpa
Rules IEC 62271 – 100 Filling 0.70 Mpa
Operating Sequence O – 0.3 S – Co – 3Min – Co Signal 0.62 Mpa
Temperature Class -30°c Blocking 0.60 Mpa
Year Of Manufacture 2003 Volume Per Pole 310 L
7. کلید های روغنی1 و نیمه روغنی2
محیطی که خاموش سازی قوس بریکر ها در آن انجام می شود و بر اساس آن طراحی کلید انجام می شود عبارتند از:
1- روغن
2- هوای فشرده
3- هگزا فلوراید گوگرد (SF6)
4- خلاء
5- هوا
در خاموش سازی قوس بر اساس روغن عملکرد این کلید ها بدین صورت است که در آن کنتاکت ها در داخل محفظه قطع (محفظه احتراق) قرار گرفته و در مخزن روغن غوطه ور می باشند . هنگامی که کنتاکت های متحرک از ثابت جدا شوند قوس ایجاد می شود و گرمای شدید ناشی از قوس باعث تجزیه روغن مجاور کنتاکت ها و تولید گاز هایی می شود که حدود هشتاد درصد آن را هیدروژن تشکیل می دهد.
گاز هیدروژن موثراً حرارت قوس را به روغن سرد مجاور خود منتقل می کند . فضای محدود داخل محفظه قطع باعث بالا رفتن فشار گاز منبسط می گردد . حرکت روغن سرد در داخل محفظه قطع از مسیر شیارهای عرضی به سمت قوس منجر به سرد شدن مستقیم قوس و خروج روغن از شیارهای دیگر می شود.
این فرایند در هر بار حرکت کنتاکت متحرک به سمت پایین و باز کردن هر کدام از شیارها انجام می پذیرد . طرح شیارهای عرضی در محفظه بسیار پیچیده است و برای ایجاد حالت بهینه در این فرایند هنگام سوار کردن اجزاء محفظه ، بایستی دقت بسیاری به خرج داد تا اطمینان حاصل شود که روغن به طور عرضی به محلهای مورد نظر در قوس پاشیده می شود . هنگام حرکت کنتاکت متحرک به سمت پایین طول قوس بیشتر شده و به داخل مجرا ها کشیده می شود .
سرانجام در زمان جریان صفر ، هنگامی که فشار داخل محفظه قطع به اندازه کافی بالا رفته و طول قوس نیز زیاد و دمای آن کاهش یافته باشد گاز های تولیدی خارج شده و روغن سرد جایگزین آنها می گردد که مقاومت دی الکتریک بالای این روغن مانع برگشت قوس می شود . در جریان های پایین فشار گازهای تولیدی در عرض قوس زیاد نیست و بنابراین در جریان های بالا زمان های قوس طولانی خواهیم داشت. در جریانهای بالا هنگام حرکت کنتاکت ، شیارهای عرضی محفظه قطع بایستی امکان خروج گازهای موجود را از طریق مجرا ها به نحو مقتضی فراهم نمایند تا محفظه قطع تحمل ازدیاد فشار و قطع یا احتراق را داشته باشد.
1-7 کلید روغنی Oil Circuit Breaker
این کلید که در سال های 1910 تا 1925 از متداولترین کلیدهای فشار قوی با قدرت زیاد به شمار می رفت امروزه توسط کلید های جدید دیگر بخصوص در اروپا به کلی کنار گذاشته شده است.
در کلید روغنی در درجه اول از روغن به عنوان عایق استفاده می شود و بدین جهت هر چه ولتاژ کلید بالاتر باشد حجم روغن داخل کلید نیز زیادتر می گردد ، بطوری که وزن روغن در کلید روغنی 230 کیلو ولت نزدیک به 200 تن می رسد و همین حجم زیاد روغن یکی از بزرگترین معایب این نوع کلید بخصوص در مواقع آتش سوزی است . در موقع قطع کلید و جدا شدن تیغه از کنتاکت تراکم جریان در یک نقطه از کنتاکت ها بقدری زیاد می شود که باعث شروع جرقه در آن محل می گردد .
در اثر حرارت شدید جرقه ، روغن تجزیه شده و ایجاد گاز می کند که به صورت حبابی اطراف جرقه را می پوشاند با جدا شدن هر چه بیشتر تیغه از کنتاکت ثابت و طویل شدن جرقه ،حباب گازی نیز بزرگ و بزرگتر می گردد و در ضمن اینکه مقداری از حرارت جرقه صرف بخار کردن و تجزیه روغن می شود .
در اثر ازدیاد بیش از حد طول جرقه قوس می شکند و جرقه قطع می شود . با توجه به اینکه حجم حباب بستگی به شدت جرقه و شدت جرقه نیز مستقیما به شدت جریان بستگی دارد که کلید قطع می کند باید فضای خالی بالای روغن متناسب با شدت جریان اتصال کوتاه شبکه باشد زیرا در صورتی که شدت جریان اتصال کوتاه بحدی باشد که جرقه قبل از رسیدن سطح روغن به زیر در پوش منبع خاموش نشود امکان ترکیدن منبع در اثر ازدیاد فشار داخلی بسیار زیاد است (منبع کلید معمولا فشاری در حدود هفت اتمسفر را تحمل می کند)
در کلید روغنی بر اثر عمل کلید و جرقه زدن به مرور زمان که جرقه زده می شود ، در اثر کربنیزاسیون دانه های کوچک روغن در ته کلید بوجود می آید و از درصد عایقی روغن کاسته می شود که توسط گروه از روغن نمونه گیری می شود و سپس در یک دستگاه مخصوصی که دو گوی را به فاصله 2 یا 4 میلی متر نزدیک هم نگه می دارند و اینها را در نمونه روغن قرار می دهند و با ترانس مخصوصی که برق 220 ولت شهر را به برق 50 کیلو ولت تبدیل می کند و درصد عایقی آن را امتحان می کنند . در مورد این روغن 5 بار آزمایش به عمل می آورند که با میانگین گرفتن از آنها و دارا بودن مقدار مورد قبول میانگین ، اگر این حد میانگین از حد مورد نظر بیشتر باشد روغن هنوز جای استفاده دارد و اگر کمتر باشد باید روغن عوض شود.
2-7 بریکرهای روغنی پر حجم OCB
بریکرهای روغنی یکی از قدیمی ترین طرح ها می باشند . عبارت روغنی پر حجم ناشی از این مطلب است که فرایند قطع قوس در داخل مخزن بزرگی از روغن صورت می گیرد . روغن به عنوان عامل عایق کاری (ایزولاسیون) و نیز عامل قطع قوس به کار می رود . انواع دیگر بریکرهای روغنی نظیر بریکر روغنی کم حجم نیز وجود دارند که کاربرد آنها در همه کشور ها با استقبال مواجه نشده است .
اغلب بریکرهای روغنی پر حجم شامل دو قطع کن در هر فاز هستند . در رده ولتاژ های 132 کیلو ولت و 230 کیلو ولت غالبا مقاومتهای کلید زنی به کار گرفته می شود . وظیفه مقاومت ها ، میرا کردن اضافه ولتاژ های گذرا در هنگام قطع و وصل کلید می باشد. در رده 275 کیلو ولت معمولاً برای هر فاز چندین (معمولا چهار عدد) قطع کننده به کار می رود .
روغن سویچگیر همانند روغن ترانسفورماتور نیاز به انطباق با استاندارد 148 – BS دارد . در بریکرهای روغنی ، روغن وظیفه و کارکرد مشکل تری نسبت به روغن ترانسفورماتور دارد. چون قوس های تولید شده در داخل محفظه کلید منتشر شده و با آن آمیخته می شوند .
3-7 مزایای کلیدهای روغنی:
از مزایای روغن در قطع و وصل اینست که اصولاً در روغن حامل های بار وجود ندارد و یا خیلی کم است. و به این جهت یک قوس الکتریکی قوی نمی تواند در روغن ظاهر شود و در نتیجه کار کلید ساده تر و انرژی جرقه کمتر می شود. همچنین روغن خواص عایقی بسیار خوب و اختلاف سطح جرقه ای بالا در کلیدها دارد.
لازم به ذکر است که در کلیدهای روغنی به حرارت ناشی از برقرار شدن قوس الکتریکی بین کنتاکتها در لحظه باز شدن مقداری از روغن تجزیه شده و به گازهای استیلن و متان و برخی هیدروکربن های دیگر تبدیل می گردد و این امر باعث ایجاد ناخالصی در روغن و کم شدن درجه عایقی آن می شود لذا پس از مدتی کارکرد می بایست نسبت به تصفیه روغن اقدام و یا در صورت لزوم آن را تعویض نمود.
4-7 معایب:
1- روغن معدنی قابل اشتعال بودن آن می باشد البته تا زمانیکه کلید قادر به قطع جرقه باشد یعنی قدرت قطع کلید متناسب با قدرت جرقه باشد قابل اشتعال بودن روغن مشکلاتی برای کلید فراهم نمی کند و تاثیری در قطع جرقه ندارد.
2- از آنجاییکه از روغن بعنوان عایق استفاده شده هر چه فشار الکتریکی بیشتر باشد حجم روغن داخل کلید نیز زیادتر می گردد، بطوریکه وزن روغن در کلید روغنیkg 220 نزدیک به 20 تن می رسد، و همین حجم روغن یکی از بزرگترین معایب این نوع کلید در موقع آتش سوزی است.
3- در صورتیکه شدت جریان اتصال کوتاه بحدی برسد که جرقه قبل از رسیدن سطح روغن به زیر درپوش منبع خاموش نشود امکان ترکیدن منبع در اثر ازدیاد فشار داخلی بسیار زیاد است.
مشخصات فنی:
بریکر 11kv روغنی
INOVE ELECTRIC MFG . CO..LTD
Frequency 50 Hz Type 20TEO – 100 – MS
Rated Current 1000 A Rated Voltage 24 kv
Interrupting Current 25 KA at 24 kv
Insulation Level 20 A Restrining Voltage 0.50 kv / s
Opening Time 0.05 S Closing Controlling Voltage AC 220 v
Interrupting Time 5 s No Load Closing Time 0.2 s
Standard JEC – 181 Controlling Pressure KG / CM2
Duty Cycle 0 – 1M – Co – 3M – Co Trriping Voltage Dc 100 v
Weight 11000 kg Oil Quantity 180 Liter
MFG . Date 1977 MFG . No 7714291
KYOTO JAPAN
INOVE ELECTRIC MFG . CO..LTD
Closing Coil AC 230 V 5 A Type MSO -31 B -E
Motor AC 230 V – 250 W Tripping Coil Dc 100 v 5 A
MFG No.Of Operating Mechanism 7714291
MFG No.OF Circuit Breaker 7714291
KYOTOJAPA
8- ساختمان ترانسفورماتور
ساختمان ترانسفورماتور از قسمتهای مهم زیر تشکیل شده است :
1- هسته (CORE)
2- سیم پیچی ها ( WINDINGS )
3- عایق ها (DIELECTRICS)
4- وسایل جنبی ( ACCESSORIES )
1 ) هسته یا مدار مغناطیسی (CORE)
هسته ترانسفورماتور متشکل از ورقه های نازک است که سطح آنها با توجه به قدرت ترانسفورماتورها محاسبه می شود . برای کم کردن تلفات آهنی هسته ، ترانسفورماتور را نمی توان به طور یکپارچه ساخت بلکه معمولاً آنها را از ورقه های نازک فلزی که نسبت به یکدیگر عایق هستند ، می سازند . این ورقه ها از آهن بدون پسماند با آلیاژی از سیلیسیم ( حداکثر 4.5 درصد ) که دارای قابلیت هدایت الکتریکی و قابلیت هدایت مغناطیسی زیاد است ساخته می شوند .
در اثر زیاد شدن مقدار سیلیسیم ، ورقه های دینام شکننده می شوند . برای عایق کردن ورق های ترانسفورماتور ، قبلاً از یک کاغذ نازک مخصوص که در یک سمت این ورقه چسبانده می شود ، استفاده می کردند اما امروزه بدین منظور در هنگام ساختن و نورد این ورقه ها یک لایه نازک امسید فسفات یا سیلیکات به ضخامت 2 تا 20 میکرون به عنوان عایق بر روی آنها می مالند و با آنها روی ورقه ها را می پوشانند . علاوه براین ، از لاک مخصوص نیز برای عایق کردن یک طرف ورقه ها استفاده می شود . ورقه های ترانسفورماتور دارای یک لایه عایق هستند .
بنابراین ، در مواقع محاسبه سطح مقطع هسته باید سطح آهن خالص را منظور کرد . ورقه های ترانسفورماتورها را به ضخامت های 0.35 و 0.5 میلی متر و در اندازه های استاندارد می سازند . باید دقت کرد که سطح عایق شده ورقه های ترانسفورماتور همگی در یک جهت باشند (مثلاً همه بطرف بالا) . علاوه براین تا حد امکان نباید در داخل قرقره فضای خالی باقی بماند . لازم بذکر است که ورقه ها با فشار داخل قرقره جای می گیرند تا از ارتعاش و صدا کردن آنها نیز جلوگیری شود .
هسته ترانسفورماتور معمولاً به دو صورت CORE و یا SHELL ساخته می شود . در نوع CORE سیم پیچی ها اطراف هسته و در نوع SHELL سیم پیچی ها در داخل پنجره های هسته قرار دارند
هسته از ورق های آهنی ( DYNAMO) با ضخامت حدود 0.3 mm و پوشش عایقی بسیار نازک ( VARNISH) برای کم کردن تلفات در هسته تشکیل گردیده است .
2 ) سیم پیچ یا مدار الکتریکی (WINDINGS)
سیم پیچ ها که مهمترین بخش ترانسفورماتور را تشکیل می دهند معمولاً از هادی های مسی و یا آلومینیومی که بوسیله کاغذهای عایقی ( با تعداد لایه های معین ) پوشانده شده اند ، ساخته می شود . سیم پیچ ها متـناسب با قدرت ، ولتاژ و امپدانس پیش بینی شده به دو صورت صفحه ای (DISC) و یا استوانه ای (CYLINERICAL) تهیه می گردند . ترتیب قرار گرفتن سیم پیچی ها بطور معمول بر روی هسته بنحوی است که سیم پیچ فشار ضعیف نزدیک هسته و سیم پیچ فشار قوی بر روی آن قرار می گیرد .
هادی سیم پیچ ها متناسب با میزان جریانی که ازآن می گذرد از یک یا چندین رشته موازی هم (جهت کاهش تلفات و خنک کنندگی بهتر و سهولت در ساخت) تشکیل می شوند .
3 ) عایق ها (DIELECTRICS)
مواد عایقی در ترانسفورماتورها جهت عایق کردن بخشهای مختلف تحت ولتاژ داخل ترانسفورماتور نسبت به یکدیگر (حلقه ها ، لایه ها ، سیم پیچ های فشار قوی و فشار ضعیف و . . . ) بکار برده می شوند . مواد عایقی بکار برده شده در ترانسفورماتور معمولاً عبارتند از : روغن ، کاغذ ، تخته فشرده و فیبرها عایقی که به شکل های گوناگون در داخل ترانسفورماتور مورد استفاده قرار می گیرند .
4 ) وسائل جانبی ترانسفورماتور (ACCESSORIES)
وسایل جانبی ترانسفورماتور که هر یک به منظور خاصی طراحی و بر روی ترانسفورماتور نصب می گردند ، بشرح زیر می باشند :
تانک اصلی ، کنسرواتور ، بوشینگ ، تپ چنجر ، رله بوخهلتس ، شیر فشار شکن ، نشان دهنده های حرارتی،جعبه های کنترل ، رادیاتور ها و فن و پمپ و . . .
1-4-8 سیستم خنک کننده (COOLING)
عبور جریان از سیم پیچ های ترانسفورماتور سبب گرم شدن سیم پیچی ، هسته و بدنه می گردد . حرارت ایجاد شده در سیم پیچ ها ، هسته و بدنه بوسیله روغن جذب و به بیرون از ترانسفورماتور انتقال می یابد . ( روغن علاوه بر خاصیت عایقی ، وظیفه انتقال حرارت از داخل ترانسفورماتور به بیرون را نیز به عهده دارد ) . برای خنک کردن روغن از سیستم های خنک کننده مختلفی که متشکل از رادیاتور ، فن و پمپ می باشد استفاده می گردد .
قابل توجه است که بعلت مقاومت سیم پیچ ها ، جریان عبوری از سیم پیچ ها موجب تلفات مسی (در سیم پیچ ها ) و شار عبوری از هسته سبب گرم شدن آن و ایجاد تلفات آهنی در هسته می گردد .
2-4-8 رادیاتور (RADIATOR)
رادیاتورها معمولاً از ورقه یا لوله های فولادی نازک تشکیل شده است ، چون روغن ترانسفورماتور از داخل آنها عبور می کند ، لذا لازم است در هنگام نصب رادیاتورها به عدم وجود رطوبت ، گردوخاک ، زنگ زدگی توجه گردد .
لازم به ذکر است که سازندگان ، داخل رادیاتورها را قبل از حمل با گاز ازت یا هوای خشک پر نموده و معمولاً همراه با سلیکاژل مسدود و آب بندی می نمایند .
ترانسفورماتورهایی که سیستم خنک کننده آنها فقط رادیاتور (بدون فن و پمپ) می باشد یا بعبارت دیگر گردش روغن بطور طبیعی انجام می گیرد را با نماد ONAN (OIL NATURAL AIR NATURAL) نشان می دهند .
3-4-8 فن ها (FAN)
در اکثر ترانسفورماتورها جهت تسریع در تبادل حرارت روغن ، علاوه بر رادیاتورها از فن ها که بطور افقی و یا عمودی نصب می گردند نیز استفاده می شود که در صورت روشن بودن فن ها ، هوا بافشار از بین رادیاتورها عبور کرده (FORCED AIR) و باعث خنک شدن روغن و نتیجتاً ترانسفورماتور می گردد .
لازم است در زمان نصب فن ها به روان بودن پره ها و سالم بودن آنها و تورهای حفاظتی موتور آن در طول حمل توجه گردد .
اگر سیستم خنک کنندگی ترانسفورماتور فقط فن باشد ( بدون پمپ روغن ) آنرا با نماد ONAF ( OIL NATURAL AIR FORCED ) نشان می دهند .
بنابراین ترانسفورماتورهایی که دارای سیستم خنک کنندگی فوق می باشند با نماد (ONAN/ ONAF) بر حسب محدودیت ظرفیت ترانسفورماتور مشخص می گردند .
4-4-8 پمپ ها (PUMP)
بعضی از ترانسفورماتورها برای تسریع در تبادل حرارت روغن ، با گردش سریع روغن در رادیاتور (OIL FORCED) علاوه بر رادیاتور و فن از پمپ نیز استفاده می گردد . این پمپ بین تانک اصلی ترانسفورماتور و رادیاتور نصب می گردد .
در هنگام نصب این پمپ ها ، به جهت نصب آنها (جهت حرکت روغن) " OIL FLOW " ، زنگ زدگی ، صدمه ندیدن در طول حمل و روان بودن محور پمپ توجه گردد .
ترانسفورماتورهایی که سیستم خنک کنندگی آنها دارای پمپ نیز می باشد ، با نماد OFAF (OIL FORCED AIR FORCED) نشان داده می شوند . بنابراین ترانسفورماتورهایی که دارای هر سه سیستم خنک کنندگی فوق می باشند با نماد ONAN/ONAF/OFAF بر حسب محدودیت ظرفیت ترانسفورماتور مشخص می گردد. لازم بذکر است که در برخی از ترانسفورماتورها بمنظور موثرتر نمودن تبادل حرارت ، از سیستم کانالیزه کردن مسیر روغن به داخل اکتیوپارت استفاده می گردد که آنرا بطور اختصار با نماد ODAF (OIL DIRECTED AIR FORCED) نشان می دهند .
در برخی از ترانسفورماتورها گرمای موجود در روغن را توسط آب و با دستگاهی بنام مبدل حرارتی (HEAT EXCHANGER) کاهش می دهند و سپس آب بوسیله دیگری خنک می گردد . این نوع سیستم خنک کنندگی را با نماد (OFWF) نشان می دهند .
چون روغن علاوه بر ایجاد آلودگی های محیطی ، خطرات آتش سوزی را نیز در هنگام بروز حوادث بدنبال دارد ، بدین جهت از سالها پیش بجای روغن از گاز SF6 (که گازی بی بو ، بی رنگ غیرقابل اشتعال با قدرت عایقی بالا است) استفاده می نمایند . بخصوص در ترانسفورماتورهایی که در محلهای حساس نظیر ایستگاه های زیر زمینی ، مترو ، بیمارستانها و مجتمع های مسکونی نصب می شوند . لازم به ذکر است که از این نوع ترانسفورماتورها بیشتر در سیستم توزیع استفاده می شود و برای ترانسفورماتورهای با قدرت بالا تا بحال بجای روغن از گاز SF6 استفاده نشده است .
در بعضی از ترانسفورماتورها ، برای اطمینان از صحت جهت گردش روغن ، از وسیله ای بنام (FLOW INDICATOR) که معمولاً در مسیر پمپ نصب می شود ، استفاده می گردد.
انواع سیستم های خنک کنندگی در ترانسفورماتورها
* سیستمONAN (روغن طبیعی – هوا طبیعی)
در این سیستم ، هوا به طور طبیعی با سطح خارجی رادیاتورهای در تماس است و رادیاتورها به طور طبیعی با هوا خنک می شوند . همچنین گردش روغن در ترانسفورماتور نیز به طور طبیعی صورت می گیرد ؛ یعنی روغن گرم بالا می رود و روغن سرد ، جای آن را می گیرد .این نوع سیستم خنک کنندگی مختص ترانسفورماتورهای با قدرت کم است ؛ زیرا با افزایش قدرت ترانسفورماتور ، حرارت سیم پیچ ها زیاد می شود و روغن باید با سرعت بیشتری در تماس با هوای بیرون قرار گیرد و عمل خنک کنندگی با سرعت بیشتری انجام شود . از این نوع سیستم برای ترانسفورماتورهای قدرت تا MVA 30 مورد استفاده قرار می گیرد .
* سیستم ONAF (روغن طبیعی – هوا اجباری)
در این سیستم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به طور طبیعی صورت می گیرد ؛ ولی فن های نصب شده روی بدنه رادیاتورها ، سرعت تماس هوای خارج با بدنه رادیاتور را افزایش می دهد . لذا روغن سریعتر خنک می شود و طبعاً می توان توان ترانسفورماتور را بالا برد .
دمیدن هوا توسط فن ها می تواند به طور مداوم یا با فاصله تناوبی انجام شود ؛ بدین صورت که عملکرد فن می تواند تابعی از درجه حرارت روغن داخل ترانسفورماتور باشد و هنگامی که دمای روغن از حد معینی افزایش یافت ، فن ها به طور خودکار وارد مدار می شوند . البته هنگامی که درجه حرارت محیط خیلی بالا باشد ، ترانسفورماتور می تواند بدون سیستم فن و با خنک شدن طبیعی ، تقریباً تا دو سوم توان نامی خود کار کند و در صورتی که بخواهیم با توان نامی کار کند ، باید فن ها شروع به کار کنند .
این نوع سیستم خنک کنندگی به طور وسیعی در ترانسفورماتورهای قدرت با توان بین 30 تا 60 مگا ولت آمپر مورد استفاده قرار می گیرد .
* سیستم OFAF (روغن اجباری – هوا اجباری)
در این سیستم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به کمک فن ، سرعت داده می شود تا انتقال حرارت با سرعت بیشتری انجام گیرد . فن های هوا نیز بدنه رادیاتورها را در تماس بیشتری با هوا قرار می دهند تا روغن را سریعتر خنک کنند . در این سیستم با توجه به سرعت بسیار بالای خنک کنندگی سیم پیچ ها ، می توان قدرت نامی ترانسفورماتور را به مقدار قابل توجهی افزایش داد . لازم به ذکر است که عموماً از این نوع سیستم خنک کنندگی در ترانسفورماتورهای با توان بیش از MVA 60 استفاده می شود
* سیستم OFWF (روغن اجباری – آب اجباری)
در این سیستم ، ابتدا روغن توسط پمپ از بالای ترانسفورماتور وارد رادیاتور می شود تا پس از عبور از آن ، از پایین رادیاتور وارد ترانسفورماتور گردد . در رادیاتور ، آب خنک کنندگی هم در توسط پمپ در خلاف مسیر روغن در رادیاتور عبور می کند که باعث کاهش دمای روغن می شود . از این نوع سیستم در ترانسفورماتورهای با توان بیش از MVA 60 مورد استفاده قرار می گیرد .
* سیستم ODWF (روغن اجباری در سیم پیچ و هسته – آب اجباری)
در ترانسفورماتورهای با قدرت های بسیار بالا ، به منظور کاهش هرچه بیشتر دمای سیم پیچ ها و هسته باید روغن را توسط پمپ ها ، با فشار و جهت مناسب از قسمت تحتانی تانک ترانسفورماتور به داخل سیم پیچ ها و هسته هدایت نمود . همچنین مشابه روش قبل ، با استفاده از رادیاتور و چرخش روغن در داخل آن و به واسطه تماس غیر مستقیم با آب خنک کنندگی ، دمای روغن به مقدار مورد نظر کاهش می یابد .
5-8- کنسرواتور (CONSERVATOR)
کنسرواتور یا منبع ذخیره روغن که معمولاً بشکل استوانه و بالاتر از سطح فوقانی ترانسفورماتور نصب می گردد برای دو منظور زیر مورد استفاده قرار می گیرد .
الف ) جابجایی روغن ترانسفورماتور در اثر انبساط و انقباض روغن ناشی از تغییرات درجه حرارت .
ب ) جبران کمبود روغن (نشتی احتمالی و نمونه گیری و . . . )
این منبع که توسط لوله های مختلف به تانک اصلی و سایر قسمت ها وصل می شود معمولاً از دو منبع اصلی و فرعی بطور مجزا از هم تشکیل گردیده است . منبع اصلی که معمولاً حجم آن معادل 5 تا 10 درصد حجم کل روغن ترانسفورماتور است ، از طریق یک لوله قطور به رله بوخهلتس و سپس به تانک اصلی متصل می گردد . در حقیقت این قسمت وظایف اصلی فوق الذکر را به عهده دارد .
در ترانسفورماتورهای جدید بین کنسرواتور و رله بوخهلتس یک دستگاه شیر یک طرفه (NON RETURN VALVE) قرار می دهند که وظیفه آن ممانعت از تخلیه سریع روغن کنسرواتور در هنگام وقوع حوادث می باشد .
منبع فرعی که دارای حجم کمتری از قسمت اصلی است ، بمنظور جبران عمل انبساط و انقباض روغن محفظه دایورتور سوئیچ تپ چنجر (کلید برگردان DIVERTER SWITCH OF TAPCHANGER ) بکار می رود . این محفظه توسط یک لوله به رله T.C.PROTECTIVE RELAY و سپس به محفظه دایورتور سوئیچ تپ چنجر وصل می گردد . در ترانسفورماتورهایی که فاقد OLTC (تپ چنجر قابل تغییر زیر بار ON LOAD TAPCHANGER) می باشند کنسرواتور آنها فاقد منبع فرعی است .
1-6-8 متعلقات کنسرواتور
1- لوله اصلی : این لوله از طریق شیر یک طرفه ، شیر اصلی و رله بوخهلتس به تانک اصلی ترانسفورماتور وصل می گردد و جابجایی روغن بین کنسرواتور وتانک اصلی و یا بالعکس را بعهده دارد . به منظور جلوگیری از آسیب دیدن تانک اصلی ترانسفورماتور ، در زمانیکه شیر اصلی بطور اتفاقی بسته می ماند یک لوله بصورت میان گذر یا بای پاس (BY PASS) از شیر اصلی منشعب و به کنسرواتور وصل می گردد .
2- لوله مربوط به سیستم تنفسی : بمنظور جلوگیری از تحت فشار قرار گرفتن هوای موجود در بالای سطح روغن کنسرواتور (در هنگام بالا رفتن سطح روغن) و یا ایجاد خلاء (در هنگام پایین آمدن سطح روغن ) فضای بالای سطح روغن کنسرواتور از طریق یک لوله و محفظه سیلیکاژل (BREATHER) به فضای بیرون ارتباط می یابد . در ترانسفورماتورهایی که کنسرواتور آنها از دو قسمت اصلی و فرعی تشکیل شده است هر قسمت توسط یک لوله و یک محفظه سیلیکاژل مجزا به فضای بیرون راه می یابد .محفظه سیلیکاژل وظیفه جذب رطوبت و گردوغبار را در هنگام تنفس ترانسفورماتور نیز بعهده دارد .
3- لوله تخلیه و سر ریز روغن : این لوله بمنظور جبران کمبود روغن ترانسفورماتور و تخلیه روغن کنسرواتور (در هنگام شستشو یا تعمیرات) مورد استفاده قرار می گیرد .
4- نشاندهنده سطح روغن کنسرواتور(OIL LEVEL INDICATOR OF CONSERVATOR) : برای نشان دادن ارتفاع روغن در کنسرواتور از وسیله ای بنام نشاندهنده سطح روغن استفاده می گردد که معمولاً بدو صورت شیشه ای و یا عقزبه ای (مغناطیسی) ساخته می شود .
الف ) نشاندهنده شیشه ای
این نوع نشاندهنده که در گذشته بیشتر مورد استفاده قرار می گرفت بشکل استوانه و یا تخت ساخته می شد و در طرفین کنسرواتور جهت نشان دادن حداقل و حداکثر سطح روغن نصب می گردد . این نشاندهنده علاوه بر قدیمی بودن بعلت نداشتن آلارم سطح روغن و آسیب پذیر بودن و تغییر رنگ جداره داخلی آن که ناشی از رسوبات روغن بوده و به مرور زمان مانع رویت دقیق سطح روغن می گردد . امروزه دیگر بندرت بر روی ترانسفورماتورهای بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد .
ب ) نشاندهنده عقربه ای (مغناطیسی)
MEGNETIC OIL LEVEL INDICATOR
این نوع نشاندهنده امروزه بیشتر از نشاندهنده های شیشه ای مورد استفاده قرار میگیرد
7-8کلید تنظیم ولتاژ (VOLTAGE REGULATOR SWITCH)
چون کلیه تجهیزات الکتریکی اعم از وسایل برقی خانگی و یا صنعتی می بایستی با ولتاژ معینی کار کنند ، بنابراین لازم است تمهیداتی اتخاذ گردد که ولتاژ خروجی ترانسفورماتورها ، مقدار مشخصی باشد . برای این منظور از دستگاهی بنام کلید تنظیم ولتاژ که در ترانسفورماتورها اصطلاحاً به آن تپ چنجر (TAP – CHANGER) می گویند ، استفاده می گردد .
این دستگاه با کاهش یا افزایش تعداد دورهای سیم پیچ ترانسفورماتور سبب تنظیم ولتاژ بمیزان معین می گردد. می دانیم تغییر بار (اکتیو و راکتیو) در شبکه سبب تغییر ولتاژ می گردد . بدین جهت مطابق رابطه
V1 / V2 = N1 / N2 با تغییر تعداد دور سیم پیچ تپ پنجر (سیم پیچ تنظیم) می توان ولتاژ خروجی را به میزان معین تنظیم نمود . معمولاً تپ چنجرها بر روی سیم پیچی که از نظر تکنیکی و اقتصادی مقرون بصرفه می باشد (ترجیحاً بر روی سیم پیچ فشار قوی یا اتصال ستاره) قرار داده می شوند.
تپ چنجرها کلاً به سه صورت زیر می توانند مورد استفاده قرار گیرند :
* تپ چنجرهای سه فاز که بر روی سیم پیچ های با اتصال ستاره قرار می گیرد .
* تپ چنجرهای سه فاز که بر روی سیم پیچ های با اتصال مثلث قرار می گیرند .
* تپ چنجرهای تک فاز که بر روی ترانسفورماتورهای تک فاز یا سه فاز مورد استفاده قرار می گیرند.
تپ چنجرها بر حسب نوع کار به دو دسته تقسیم می شوند :
الف ) تپ چنجرهای قابل تغییر زیر بار (OLTC) ON – LOAD TAP CHANGER
تپ چنجرهایی هستند که برای تنظیم ولتاژ در زیربار متناسب با تغییرات ولتاژ شبکه استفاده می گردند .
ب ) تپ چنجرهای غیر قابل تغییر در زیر بار OFF LOAD TAP CHANGER
تپ چنجرهایی هستند که دارای ساختمان ساده ای بوده و جهت تغییرآن ، لازم است ابتدا ترانسفورماتور از مدار خارج و به طور کلی بی برق گردد .لازم بذکر است که تغییرات این نوع تپ چنجر معمولاً با توجه به نیاز و متناسب با نوسان با در فصول مختلف سال انجام می گیرد .
8-8 رله بوخهلتس ( BUCHHOLTZ RELAY )
رله بوخهلتس یا رله گاز (GAS RELAY) وسیله ای است که برای حفاظت ترانسفورماتورهای روغنی در مقابل عیوب داخلی آنها بکار می رود .این رله بر روی لوله ارتباطی بین تانک اصلی و کنسرواتور که معمولاً دارای شیب 3 تا 10 درجه (بطرف کنسرواتور و بمنظور تسریع صعود گاز) می باشد، نصب می گردد .
معایب داخلی ترانسفورماتور سبب تولید گاز و یا حرکت سریع روغن از تانک اصلی بطرف کنسرواتور شده و در نتیجه باعث عملکرد رله بوخهلتس می گردد . تجمع گاز در رله بوخهلتس سبب ظاهر شدن آلارم و حرکت سریع روغن موجب بسته شدن کنتاکت تریپ رله بوخهلتس و در نهایت بی برق شدن ترانسفورماتور می گردد.
عیوب داخلی ترانسفورماتورها عمدتاً به سه بخش زیر تقسیم می شوند :
* عیوبی که سبب ایجاد جقه یا آرک (ARCING) می گردند .
* عیوبی که سبب ایجاد تخلیه جزئی یا کرونا (PARTIAL DISCHARGE) می گردند .
* عیوبی که سبب ایجاد گرمای موضعی (LOCAL OVER HEATING) می گردند .
هر گونه اشکالی که باعث تخلیه الکتریکی و یا ایجاد جرقه در روغن ترانسفورماتور گردد (بعنوان مثال عدم اتصال کامل کنتاکتهای تپ سلکتور و یا شل بودن اتصالات داخلی LOOSE CONNECTION)) ) بتدریج سبب تجزیه روغن ویا تخریب کاغذ و در نتیجه تولید گاز و جمع شدن ان در رله بوخهلتس و عملکرد کنتاکت آلارم این رله می گردد .
ولی عیوب شدیدی که همراه با برقراری آرک یا تخلیه الکتریکی باشند (بعنوان مثال اتصال حلقه ، قطع اتصالات و . . . ) منجر به حرکت درآوردن سریع روغن در داخل تانک اصلی و هدایت آن بسمت کنسرواتور و نهایتاً عملکرد کنتاکت تریپ رله بوخهلتس می گردد . در صورتیکه محفظه رله بوخهلتس به هر دلیلی خالی از روغن گردد ، کنتاکتهای آلارم و تریپ آن عمل می کنند .
رله بوخهلتس ، رله حفاظتی برای دستگاهی است که توسط روغن خنک میشود و یا از روغن به عنوان ایزولاسیون در آن استفاده شده است و دارای ظرف انبساط نیز می باشد . این رله با بوجود آمدن گاز یا هوا در داخل منبع روغن دستگاه و یا پائین رفتن سطح روغن از حد مجاز و یا در اثر جریان پیدا کردن شدید روغن بکار می افتد و سبب به صدا درآوردن سیگنال و دادن علامت می شود و یا اینکه مستقیماً دستگاه خسارت دیده را از برق قطع می کند .
رله بوخهلتس به قدری دقیق است که به محض اتفاق افتادن کوچکترین خطائی عمل می کند و مانع آن می شود که دستگاه خسارت زیادی ببیند . اگر از این رله برای ترانسفورماتور روغنی استفاده شود ، خطاهائی که سبب بکار انداختن رله بوخهلتس می شوند عبارتند از :
* جرقه بین قسمتهای زیر فشار و هسته ترانسفورماتور
* اتصال زمین
* اتصال حلقه و کلاف
* قطع شدن در یک فاز
* سوختن آهن
* چکه کردن روغن از ظرف روغن و یا از لوله های ارتباطی.
در خطاهای کوچک ، هوا یا گازهای متصاعد شده از روغن ، وارد لوله رابط بین ترانسفورماتور و منبع ذخیره روغن (ظرف انبساط) شده و به داخل رله بوخهلتس که در یک قسمت از این لوله قرار دارد راه یافته و به طرف فسمت بالای رله که به صورت مخزن گاز درست شده است صعود می کند و در آنجا جمع می شود .
گازهای راه یافته به داخل رله بوخهلتس به سطح فوقانی روغن فشار می آورد و باعث پائین آوردن سطح روغن در رله بوخهلتس میگردد . این فشار به شناور بالائی رله ، منتقل میشود و آن را به طرف پائین می راند . حرکت شناور باعث بستن و یا باز کردن کنتاکتهائی میشود که جهت دادن فرمان در یک محفظه جیوه ای تعبیه شده است . در موقعی که خطا به صورت یک اتصالی شدید باشد ، گازهای متصاعد شده در اثر قوس الکتریکی به قدری زیاد می گردد که موجب راندن موجی از روغن به داخل ظرف انبساط میشود . اگر سرعت موج روغن از مقدار معینی که قبلاً تنظیم شده است تجاوز کند ، قبل از اینکه گازها به داخل رله بوخهلتس راه یابند ، دریچه اطمینان رله به کار می افتد و باعث قطع ترانسفورماتور از برق می شود . اگر رله بوخهلتس دارای دو گوی شناور باشد ، دریچه اطمینان طوری تنظیم می شود که در صورتیکه سرعت حرکت روغن مابین 50 تا 150 سانتیمتر بر ثانیه رسید ، رله قطع کند .
در رله هایی که شامل یک گوی شناور میباشد ، دریچه اطمینان با شناور لحیم شده است و در این رله ها وقتی سرعت روغن به 65 تا 90 سانتیمتر بر ثانیه رسید رله عمل می کند.
ساختمان رله بوخهلتس
رله بوخهلتس از یک محفظه آلومینیومی که مجهز به دو عدد شناور ، دو عدد کنتاکت آلارم و تریپ و مکانیزمی جهت عملکرد کنتاکت های مذکور می باشد، تشکیل شده است . در دو طرف محفظه آلومینیومی دو دریچه شیشه ای بمنظور رویت روغن و میزان گازهای جمع شده در آن تعبیه شده است . بمنظور اندازه گیری میزان گازهای جمع شده در رله ، دریچه شیشه ای فوقانی آن بر حسب سانتیمتر مکعب مدرج می شود .
برش طولی رله بوخهولتس
9- مصرف داخلی AC – DC
کار این قسمت بدین صورت است که : هر پست یا نیروگاهی برای تغذیه دستگاههای مخابراتی و حفاظتی و رله ها و موتورهای DC خود نیاز به منبع تغذیه DC دارد که این عمل را با نصب شارژرها و بانک باتری انجام می دهند .
این شارژرها به طور دائم به شبکه AC متصل می باشند که ورودی آنها ولتاژAC و خروجی آن ولتاژDC است. این شارژرها در اندازه ها و توان های متفاوت مورد استفاده قرار می گیرند و بستگی به نوع نیاز پست یا نیروگاه دارد.
شارژر یک وسیله الکترونیکی است که با کمک نیمه هادی ها وتریستورها برق موج دار AC را به برق DC تبدیل می کنند.این شارژر ها از لحاظ جریان در اندازه های 50 آمپر و 40 آمپر و از لحاظ ولتاژ در اندازه های 125 ولت و 48 ولت و24 ولت مورد استفاده قرار می گیرند . در کنار این شارژرها که دائما به شبکه AC متصل می باشند یک بانک باتری با همان توان و آمپر نیز جهت پشتیبانی (Back Up) وجود دارد که با شارژر به صورت موازی (پارالل) بسته شده است ودر موقع لزوم و هنگامی که شارژر ها خراب شوند یا باید تعویض شوند یا جهت سرویس باید از شمش جدا شوند و یا برق AC قطع گردد، این باتری ها توسط فرمان اپراتور به شمش DC برای مدت چندین ساعت( معمولا 30 ساعت ) متصل می شوند ونیاز پست را تامین می کنند .
درهر ایستگاه یک یا چند عدد شارژر 125 ولت و شارژر48 ولت نصب می شود که شارژر 48 ولت برای تامین برق DC جهت تلفن های داخلی ( PLC ) پست یا نیروگاه و همچنین برای سیستم مخابراتی پست (RTU) که هراتفاقی در هر قسمتی از پست بیفتد به مرکز دیسپاچینگ به صورت اتوماتیک مخابره می شود.
درصورت وقوع حادثه برای شارژرها و خروج آنها از شبکه ، باتری ها برای مدت 24 تا 32 ساعت توان مورد نیاز DC را تامین می کنند.
باید توجه داشت که شارژر و باتری به صورت موازی در مدار قرار می گیرند که توان و آمپر خروجی شارژر محدود است مثلا 20 آمپر ، در صورتی که بر اثر اتفاقی شبکه توان بیش از 20 آمپر، مثلا 30 آمپر را از شمش DC بخواهد ، در این حالت 20 آمپر آن را شارژر و 10 آمپر آن را باتری ها تامین می کند و در حقیقت باتری ها در حالت معمول به عنوان Standby قرار می گیرند و در مواقع لزوم توسط کلید اتوماتیک به شمش DC وصل می شود.
از پل تریستوری جهت تبدیل جریان متناوب به مستقیم استفاده می شود و بعد از پل تریستوری از خازن و سلف به عنوان صافی جهت صاف کردن موج خروجی استفاده می گردد .
در هر پست یا مرکزی که از شارژرها استفاده می شود برق AC از یک طرف وارد شارژر می شود واز طرف دیگر خروجی DC را تحویل می دهد و در صورتی که برقAC قطع شود باتری ها وارد شبکه شده و توان را تامین می کنند. در رابطه با کامپیوترهای آن مرکز یا پست هنگامی که برق AC قطع شود جریان بانک باتری وارد دستگاهی بنام UPS شده وبه برقAC با فرکانس 50 هرتز تبدیل می شود مورد استفاده قرار می گیرد.
شارژرها به دو نوع تک فاز با سطح ولتاژ 220 ولت وسه فاز با سطح ولتاژ 380 ولت دسته بندی می شوند ، هر شارژری دو خروجی دارد که یکی به شمش DC وصل می شود، که درحقیقت بار را تغذیه می کند ، ودیگری به باتری ها متصل می شود که باتری ها باید دائما شارژ شوند .
در هر ایستگاه یا پست ، ترانسفورمر مهمترین قسمت آن پست است که باید از آن به طور دائم محافظت کرد
که این عمل توسط رله ها ی مختلف انجام می شود مانند رله بوخهلس ، رله فشار روغن . و همچنین رله های دیگری در پست وجود دارند که برای عملکرد بریکرها می باشند که برای تمامی این رله ها از منبع DC استفاده می شود.
1-9 سیستم های DC و AC
1- سیستم روشنائی و تاسیسات به حد نیاز و ضروری
2- سیستم خنک کنندگی ترانس
3- سیستم تب چنجر
4- سیستم مدار فرمان
5- سیستم شارژر
6- سیستم تهویه
7- سیستم ثبات ها و سیستم های کنترل
2-9 تامین مصرف داخلیAC پست ها
در تمامی پست ها ولتاژ جهت مصرف داخلی پست معمولا از سیم پیچ سوم ترانسفورماتورهای قدرت گرفته می شود تا بتوان بدون نیاز به خطوط برق شهری تغذیه داخلی پست را تامین نمود. برای بالا بردن ضریب اطمینان از تمامی ترانس های قدرت استفاده می شود. چنانچه ترانس ها فاقد سیم پیچ ثالثیه باشد ، از ترانس های توزیع در کنار ترانس های قدرت استفاده می شود .
ولتاژ داخل پست ها 400 ولت می باشد چنانچه تمامی ترانس های قدرت پست از مدار خارج شوند ، باید بتوان برق AC را تامین کرد بنابراین از یک دیزل ژنراتور استفاده می گردد تا در مواقع اضطراری وارد مدار گردد. ترانس های مصرف داخلی هر کدام باید بتوانند به تنهایی مصرف داخلی کلیه پست را تامین کند.
عمل تعویض مصرف داخلی بوسیله یک کلید دو حالته بطور اتوماتیک یا دستی انجام می گردد. در موقعی که ترانس ها از مدار خارج می گردند ، باید سریعا دیزل ژنراتور وارد مدار گردد و برای آنکه از دیزل با توان کمتری جهت صرفه اقتصادی استفاده گردد قسمتهای غیر ضروری را از سرویس خارج می کنیم .
می بایستی بر اساس استانداردهای تعریف شده در مواردی که ولتاژ ثالثیه کمتر از80% ولتاژ نامی خود رسید بتواند وارد مدار بشود که این کار توسط رله آندر ولتاژ(Under Voltage) انجام می گیرد.
3-9 باتری
1- جعبه باتری
2- صفحات باتری (مثبت pbo2 و منفی pb )
3- درپوش باتری
4- مایع الکترولیت
10- نحوه شماره گذاری تجهیزات و خطوط انتقال
در شماره گذاری تجهیزات یک پست یا نیروگاه از یک عدد چهار رقمی استفاده می شود . اگر ما این عدد را به صورت ABCD نشان دهیم هر حرف که در حقیقت جانشین عددی است دارای توضیحاتی به شرح زیر است :
عدد اول (A) : این عدد نشانگر سطح ولتاژ تجهیزات یا خط انتقال است که به شرح زیر می باشد :
9 400 کیلو ولت
8 230 کیلو ولت
7 132 کیلو ولت
6 63 کیلو ولت
5 33 کیلو ولت
4 20 کیلو ولت
3 11 کیلو ولت
2 6..6 کیلو ولت
1 380 ولت
عدد دوم (B) :عدد دوم بستگی دارد به اینکه مربوط به خط باشد یا دستگاه ، متفاوت می باشد.
اگر عدد دوم 4 باشد در اینصورت نشانگر ترانس است که در این حالت عدد بعد از آن که عدد سوم (C) است نشانگر شماره ترانس است.
اگر عدد دوم 8 باشد نشانگر کلید میانی (میدل) است.
اگر عدد دوم ، غیر از اعداد بالا باشد نشانگر خط ولتاژ است و عدد بعد از آن که عدد سوم (C) است، شماره خط را نشان می دهد .
عدد سوم (C) : که در ارتباط با عدد دوم است و توضیحات آن در بالا داده شد .
عدد چهارم (D) : رقم آخر با توجه به عدد مربوط به آن دارای توضیحاتی به شرح زیر است :
1 کلید هوایی سمت شمش یک (اصلی)
2 نشانگر بریکر است
3 کلید هوایی سمت خط خروج
4 کلید هوایی سمت شمش فرعی
5 کلید هوایی بای پس (از طریق بستن دو کلید هوایی به صورت سرو یک کلید هوایی دیگر، که به صورت موازی با دو کلید هوایی سری بسته شده است )
6 کلید هوایی ورودی به ترانس
7 این دو عدد مورد استفاده
8 قرار نمی گیرند
9 کلید گراند (زمین کردن)
1 – Oil ciruit-breaker
2 – Minimum-oil circuit- breaker
—————
————————————————————
—————
————————————————————
50
19