تحقیق مقاله برق گیر

برقگیر LIGHTING AIRESTER :

برقگیرها یکی از مهمترین وسایلی هستند که در پستها مورد استفاده قرار می گیرند .

کار برقگیر که معمولا بین سیم فاز و زمین نصب می شود این است که اگر ولتاژ فاز نسبت به زمین از حد معینی بیشتر شد آن مقدار ولتاژ به زمین منتقل کند که افت ولتاژ روی برقگیر ثابت و برابر ولتاژ حفاظت برقگیر شود . یعنی تا زمانی ولتاژ را هدایت م یکند که ولتاژ شبکه به حالت عادی و دائم کار خود برسد .

برقگیر در واقع برای حفاظت تجهیزات پست در مقابل اضافه ولتاژ های ناشی از صاعقه و کلیدزنی مورد استفاده قرار می گیرد و معمولا در ابتدا و انتهای پست یا قبل و بعد از ترانس نصب می شود .

برقگیر شبیه یک کلید باز است ( یک مقاومت غیر خطی متغیر) که هنگامی که فکرانس عادی شبکه است این کلید باز بوده و در صورت بروز اضافه ولتاژ این کلید باز به کلید بسته تبدیل می شود و انرژی را به زمین منتقل می کند و زمانی که ولتاژ عادی شد دوباره کلید باز می شود .

جنس برقگیرها اغلب از جنس کاربید سیلیسیم می باشد که با گرد چینی مخلوط کرده و به صورت ورقه های گرد در می آورند و در هر برقگیر چند عدد از آنها را روی هم قرار می دهد . کاربید سیلیسیم یک مقاومت غیر خطی است و اشکال آن این است که هنگام کار عادی شبکه جریان قابل توجهی از برقگیر عبور کرده و وارد زمین می شود . به همین خاطر باید از فاصله هوایی استفاده کنیم . البته امروزه از ماده دیگری به نام اکسید روی در ساختمان برقگیرها استفاده می شود که در حالت عادی جریان بسیار کمی از برقگیر عبور می کند و نیازی به فاصله هوایی نیست .

می توان گفت ساده ترین نوع برقگیر فاصله هوایی است که سربوشینگ ترانسها یا دو سر مقره های استفاده شده در خطوط انتقال یا باس بارها ( به طور موازی دو سر مقره ها ) نصب می شود که دارای معایبی نیز هستند . از جمله اینکه چون در هوای آزاد نصب شده اند ولتاژ شکست بین شاخکها تابع شرایط جوی است . یعنی با تغییر دما و رطوبت و فشار هوا تغییر می کند . بنابراین ولتاژ آن متغیر است . عیب دیگر آن این است که پس از پایان صاعقه چون هوای یونیزه شده بین شاخکها وجود دارد ممکن است جریان هنوز به زمین منتقل شود و باعث عملکرد رله ها شود البته به علت وجود رله های رکلوزر (RECLOUSER) این مشکل قابل رفع است .

برای رفع عیوب شاخکهای هوایی از یک مقاومت غیر خطی سری شده با شاخکها استفاده می کنند که این مقاومت غیر خطی در حالت فرکانس عادی دارای مقاومت بالاییاست و مانع از عبور جریان می شود و در حالت اتصال کوتاه دارای یک مقاومت پایین است که باعث عبور ولتاژ اضافی به زمین می شود .

ساختمان برقگیرهای متداول امروزی از تعدادی مقاومت غیر خطی و فواصل هوایی تشکیل شده که به موازات هر فاصله هوایی یک مقاومت یکنواخت کننده قرار می دهند و علت آن این است که در ولتاژهای بالا تقسیم ولتاژ یکنواخت نمی باشد . این مقاومت های بزرگ برای یکنواخت کردن ولتاژها به کار می روند .

در ولتاژهای بالاتر در برقگیرها ، صفحات بزرگ سرامیکی وجود دارد که باعث می شود پس از رفع صاعقه هنگامی که ولتاژهای شبکه عادی می شوند حرکت کرده و بدین ترتیب قوس نیز حرکت می کند و طول آن زیاد شده و گرمای آن پخش می شود . برای حرکت این صفحات سرامیکی از میدانهای الکترومغناطیسی استفاده می شود و برای ایجاد این میدانها از سیم پیچ استفاده می شود . به موازت هر یک از این سیم پیچها یک مقاومت غیر خطی وجود دارد . همچنین به طور سری با این سیم پیچ مقاومت غیر خطی چند فاصله هایی و چند مقاومت یکنواخت کننده نیز وجود دارد که هر فاصله هوایی با یک مقاومت موازی است . به این ترتیب هنگامی که صاعقه به وجود می اید چون سیم پیچها امپدانس زیادی دارند جریان از طریق مقاومتهای غیرخطی و فواصل هوایی وارد زمین می شود ولی در حالت کار عادی شبکه چون مقاومتهای غیرخطی دارای مقاومت زیادی هستند جریان از طریق سیم پیچها عبور می کند که باعث ایجاد یک نیروی مغناطیسی می شود و در نتیجه باعث حرکت صفحات شده و قوس را از بین می برند .

برقگیرها همچنین دارای یک نمراتور هستند که پس از هر دفعه عملکرد یک شماره اضافه می کند .

لاین تراپ POWER LINE Carreier (P.L.C)

برای ارتباطات مخابراتی پستها از این سیستم استفاده می شود زیرا که برق علاوه بر فرکانس (50 HZ) یک موج حامل (Carreier ) دارد که می توان از آن در مخابرات استفاده کرد . با استفاده از وسیله ای به نام تله موج که در ورودی پست نصب می شود فرکانس 50 HZ را جدا کرده و می توان از فرکانسهای باقی مانده در شبکه P.L.C استفاده کرد .

در برخی از پست های تابلوهای مربوط به سیستمهای مخابراتی و ارتباطی Scada در داخل اطاق جداگانه ای به نام اطاق ارتباطات COMMUNICATION ROOM نصب می شود .

Scada سیستمهای مربوط به کنترل قسمتهای مختلف پست از مرکز کنترل می باشد

معمولا لاین تراپ را در یک فاز قرار می دهند .

ترانسها :

ترانسهای ولتاژ دو نوع هستند . یکی ترانس ولتاژ القایی و دیگری ترانس ولتاژ خازنی

ترانس ولتاژ القایی (V.T  یا P.T)

دارای یک سیم پیچ اولیه و یک سیم پیچ ثانویه و یک هسته است . اولیه دارای تعداد دور زیاد و ثانویه دارای تعداد دور کم است . یعنی دارای نسبت تبدیل کاهنده است .

اصول کار آن بر اساس القاء الکترومغناطیسی است یعنی در اثر ولتاژی که به اولیه داده می شود و این میدان هم سیم پیچ ثانویه را قع می کند و در ا« سیم پیچ هم یک ولتاز القاء می کند .

ترانس ولتاژ القائی همچنین ممکن است سه سیم پیچه باشد .

ترانس ولتاژ خازنی C.V.T

چون در ولتاژهای بالا استفاده از V.T مقورنن به صرفه نیست ( به لحاظ عایق بندی ) بنابراین از ترانس دیگری استفاده می کند به نام ترانس ولتاژ خازنی C.V.T

روش کار به این صورت است که توسط چند خازن که به طور سری قرار گرفته اند ولتاژهای بالا را به ولتاژهای پایین تری تبدیل می کنیم . چون می دانیم که طبق خاصیت خازن ها ولتاژ بین خازنها به طور مساوی تقسیم می شود و بنابراین اگر از یکی از خازنها استفاده کنیم ولتاژ کمتری در دسترس خواهیم داشت . ولی چون نمی توان با خازن ولتاژ دقیقی به دست آورد می توان در انتها از یک ترانس ولتاژ معمولی استفاده کرد و ولتاژ مورد دلخواه را به دست آورد .

چون از خازن استفاده می کنیم برای خنثی کردن اثر خازنها و تثبیت ولتاژ از یک سلف استفاده می کنیم . دلیل دیگر استفاده از (C.V.T) کاربرد آن در سیستمهای P.L.C
 می باشد .

ترانس جریان (C.T) :

اصول کار ترانس جریان همانند ترانس ولتاژ است . یعنی جریان را از دامنه بزرگتر به کوچکتر تبدیل می کند ، بدون اینکه شکل موج آن تغییری کند . C.T نیز همانند ترانس ولتاژ دارای یک سیم پیچ اوله و یک سیم پیچ ثانویه و یک هسته می باشد که سیم پیچ اولیه سری در مدار است .

این ترانسها ممکن است به صورت هسته بالا یا هسته پایین ساخته شوند . اگر هسته و سیم پیچ در قسمت بالای ترانس باشد هسته بالا و اگر هسته و سیم پیچ در قمست پایین ساخته شود هسته پایین نام دارد . نکته مهمی که در مورد ترانسهای جریان باید رعایت کنیم این است که هیچگاه نباید ثانویه ترانس جریان باز بماند چون زمانی که ثانویه اتصال کوتاه است یا باری در ثانویه قرار دارد باعث می شود که جریان از آن عبور کند و یک شار مخالف در هسته ایجاد کند و این شار ولتاژ اولیه را در حد کنترل شده ای نگه می دارد ولی اگر ثانویه باز باشد این جریان عبور نخواهد کرد در نتیجه شاری هم به وجود نخواهد آمد . بنابراین باعث می شود که ولتاژ در هسته به شدت بالا رود و باعث صدمه رساندن به ترانس شود .

نکته : مطلب دیگر در مورد ترانسهای ولتاژ و جریان مربوط به عایق بندی آنها است . در ترانس جریان معمولا تا سطوح kv 3 به صورت خشک عایق بندی می شود و از سطوح kv3 تا kv30 چون ممکن است اتصال کوتاه به ترانس صدمه بزند بنابراین باید استحکام بیشتری برخوردار باشد ، به همین خاطر ترانس را به کمک مواد رزینی عایق بندی می کنند و از سطوح kv30 به بالا ترانس باید بوسیله روغن عایق کاری شود .

در ترانس ولتاژ معمولا تا سطوح kv20 به صورت خشک عایق بندی می شود از سطوح kv20 به بالا ترانس به وسیله روغن عایقبندی می شود . به همین خاطر ترانس دارای یک مخزن روغن می باشد وهنگامی که روغن ترانس گرم می شود و افزایش حجم پیدا می کند مازاد روغن به مخزن هدایت می شود و هنگامی که روغن داخل ترانس کم می شود از روغن داخل مخزن استفاده می کند .

ترانس قدرت دارای قسمت دیگری به نام رطوبت گیر است که تشکیل شده است از موادی به نام سلیکاژن که این مواد اگر رطوبتی داخل روغن باشد آن را گرفته و نشانه آن تغییر رنگ این مواد است . رنگ طبیعی این مواد آبی است و لی پس از دریافت رطوبت رنگ آن صورتی می شود و باید رطوبت آنها گرفته شود .

ترانس ارتینگ :

زمانی که طرف ثانویه ترانس مثلث باشد دارای نقطه نوترال نیست بنابراین برای ایجاد نقطه نوترال از ترانس ارتینگ (ترانس زمین) استفاده می کنند . می دانیم نقطه نوترال برای حفاظت ترانس اصلی مورد استفاده قرار می گیرد . به این ترتیب که روی نقطه نول ترانس ارتینگ رله های جریان را متصل می کنند تا اگر اضافه جریانی در ثانویه ترانس اصلی دیده شود از این نقطه عبور کند و مانع آسیب دیدن ترانس اصلی شود .

ترانس کمکی :

ترانسی است که برای مصرف داخلی پست مورد استفاده قرار می گیرد و یک ترانس v400 kv20 است .

سکسیونر :

سکسیونرها دو نوع هستند . یک نوع آن به نام کلید قطع بار که قادر است جریان نرمال و عادی شبکه را قطع و وصل کند و نوع دیگر آن سکسیونر یا جداساز نامیده می شود . قادر نیست تحت هیچ شرایطی شبکه را زیر بار قطع و وصل کند .  این نوع کلید به طور سری در طرفین بریکر قرار داده می شود . یعنی به ازای هر بریکر دو سکسیونر وجود دارد و علت آن ایت که اگر بخواهیم روی یک بریکر کار کنیم بتوانیم دو طرف آن را باز کنیم و کارکردن روی بریکر امن باشد .

سکسیونرها معمولا دارای یک تیغه اتصال به زمین می باشند  به نام تیغه ارت یا سکسیونر ارت . موقعی که سکسیونر ها باز می شوند این تیغه را به زمین وصل می کنند تا اگر ولتاژ زیادی در اثر القاء روی خط ایجاد شد به زمین منتقل شود .

سکسیونرها باید دارای شرایطی باشند . یکی اینکه بتوانند برای مدت طولانی جریان عادی شبکه را تحمل کنند و باید بتوانند برای مدت کوتاهی جریان اتصال کوتاه را تحمل کنند و دیگر اینکه فاصله سکسیونرها پس از باز شدن باید به گونه ای باشد که هوای بین دو کنتاکت یونیزه نشود . بر همین اساس سکسیونرها به دسته های زیر تقسیم می شوند .

1 – سکسیونر نوع عمودی :

این تیغه پس از اینکه بریکر قطع شد باز شده و به صورت 90 درجه قرار می گیرد و در همه سطوح ولتاژ کاربرد دارد .

2 – سکسیونر نوع دورانی :

به این نوع سکسیونر افقی با قطع از مرکز هم گفته می شود . این نوع سکسیونر دارای دو نوع تیغه است که پس از باز شدن هر دو تیغه حرکت کرده و فاصله می گیرند .

برای اینکه خاصیت نوک تیزی سکسیونرها را از بین ببرند یعنی پس از باز شدن شکست ولتاز رخ ندهد سکسیونرها را به شکلهای خاصی طراحی می کنند . مثلا در محل اتصال دو تیغه به هم میله های دایره مانندی روی سکسیونر قرار می دهند تا مانع از شکست ولتاژ شود و یا آنها را با مدلهای خاصی (شبیه بلندگو) می سازند .