هر آنچه در ادامه مطالعه خواهید کرد:

کلیدهای قدرت تابلو برق و اجزای آن

۱-سیستم حفاظتی

سیستم حفاظتی سیستمی که بعد از ایجاد خطا باعث میشود که کمترین قطعی برق در سیستم قدرت وجود داشته باشد و در عین حال حداقل خسارت به نجهیزات شبکه وارد شود.

۱-۱ هدف از سیستم حفاظتی

• حذف قسمت خطا دیده از سیستم اصلی
• کم کردن خسارات وارده به سیستم قدرت

۱-۲ اجزا سیستم حفاظتی

کلید های قدرت

رله ها

 ۲- کلیدهای قدرت

کلیدهای قدرت یکی از اصلی ترین اجزاء سیستم‌های انتقال و توزیع می‌باشند که از آنها به منظور قطع و وصل خطوط، ترانسفورماتورها، ژنراتورها و سایر تجهیزات و همچنین انجام مانور در شبکه در زمان بروز خطا و یا قطع کردن سریع قسمتهای خطا دیده و معیوب شبکه از سایر قسمتهای سالم شبکه و جلوگیری از ادامه یافتن جریان اتصال کوتاه و خسارات و صدمات ناشی از آن استفاده می‌شود.

بریکر و دژنکتور در حقیقت کلید های قابل قطع زیر بار هستند اما به صورت عمومی و بازاری اگر بررسی کنیم، در برق فشار متوسط و فشار قوی کلید های قابل قطع زیر بار را دژنکتور می گونید و کلید هایی مانند کلید مینیاتوری کلید اتومات و… که درتابلو های صنعتی از آنها استفاده می شود را بریکر میگویند.

مهمترین و اصلیترین وظیفه کلیدها، قطع و وصل مدارها در جریانهای عادی و خطا می‌باشد که قطع جریانهای خطا شرایط حادتر و سنگینتری را برای کلیدها تحمیل می‌کند و مهمترین مشخصه طراحی کلید میباشد.

 قطع و وصل کلیدهای قدرت می‌تواند به دو صورت زیر باشد:

با برنامه قبلی بصورت دستی توسط اپراتور: به منظور تعمیرات، سرویس، بازرسی، جدا نمودن دو قسمت مختلف شبکه، بی برق نمودن و…

بدون برنامه قبلی (بدون اپراتور): در‌ اثر‌ بروز‌ خطاهای‌ اتصال‌ کوتاه،‌کلید‌ بصورت‌ اتوماتیک‌ توسط‌ رله‌های‌ حفاظتی‌ و‌ سیستمهای‌ کنترلی‌ فرمان‌ گرفته‌ و‌ قطع‌ می‌شود.

۲-۱ اجزا اصلی کلیدهای قدرت

اجزاء اصلی کلیدهای قدرت شامل محفظه قطع، کنتاکتهای متحرک و ثابت، مواد عایقی و خفه کننده جرقه می‌باشد. محفظه قطع مکان بسته‌ای (اغلب استوانه‌ای شکل) و از جنس چینی، فایبر گالس می‌باشد و محل قطع و وصل جریان مدار می‌باشد. انتهای کنتاکتهای ثابت و متحرک تا خارج محفظه قطع ادامه دارند و به هادیهای حامل جریان که باید یا به هم متصل یا از هم جدا شوند، متصل می‌گردند.

بریکرها از هر نوعی که باشند، معمولاً قسمتهای مهم زیر را دارا می‌باشند:

مکانیزم عملکرد مثلا(وجود سیستم موتور و شارژ فنر)

مکانیزم خاموش کردن جرقه که در محفظه قطع انجام می‌شود

کنتاکتهای اصلی بریکر شامل کنتاکت متحرک و ثابت

کویل قطع و کویل وصل

مدارات کنترل بریکر

به محفظه قطع بریکر که مکانیزم خاموش کننده جرقه و کنتاکتهای اصلی در آن قرار دارندpole نیز گفته میشود. فرمان قطع با اعمال یک ولتاژDC  به کویل قطع و فرمان وصل با اعمال ولتاژDC  به کویل وصل انجام می‌شود. با برقدار شدن هر یک از این کویلها مراحل باز شدن و یا بسته شدن(قطع و وصل بریکر) آغاز شده و توسط مکانیزم عملکرد بطور کامل انجام می‌شود.

۲-۲ قابلیتهای مورد نیاز کلید قدرت

عبور جریان نامی بصورت دائمی و قطع سریع  آن با فرمان دستی و اتوماتیک

قابلیت عبور جریان اتصال کوتاه نامی در زمان معین و قطع سریع آن

قابلیت وصل کلید در حالت اتصال کوتاه و تحمل جریان بزرگ لحظه وصل

تحمل اضافه ولتاژ های بوجود آمده

۲-۳ انواع بریکر های قدرت

کلیدهای قدرت یا بریکر براساس مکانیزم یا نحوه قطع یا خاموش شدن قوس یا ماده خاموش کننده قوس به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

کلیدهای تانک روغن یا بریکر روغنی

کلید های کم روغن

کلیدهای هوای فشرده یا بریکر بادی

SF6 کلید های گازی یا بریکر

کلید های خلاء

۲-۴ مکانیزم عملکرد کلید های قدرت

مکانیزم عملکرد بریکر تامین کننده انرژی الزم جهت حرکت کنتاکت متحرک با حداکثر سرعت در عمل قطع یا وصل مدار می‌باشد. مکانیزم موتور و شارژ فنر در حال حاضر بخاطر مزایای بسیار نسبت به سایر مکانیزمها کاربرد فراوان دارد و تقریباً در تمامی بریکرهای جدید از این سیستم جهت انجام قطع و وصل استفاده می‌شود.

۲-۵ مکانیزم عملکرد کلید

فنر قابل َشارژ(دستی و اتوماتیک)

نیوماتیک(هوای فشرده)

هیدرولیک(روغن)

کنتاکتهای کمکیN.O.,N.C

۳- سکسیونر

سکسیونر ها وسایلی هستند که برای قطع مدار بدون بار استفاده می شوند. لذا برای باز و بسته کردن هر مدار الکتریکی فشارقوی، به یک کلید دیگری به نام کلید قدرت نیاز خواهد شد که قادر است مدار را تحت هر شرایطی باز کند و سکسیونر فقط وسیله ای برای ارتباط کلید قدرت (و یا هر قسمت دیگری از شبکه که دارای پتانسیل است) با شبکه است.

در واقع سکسیونر نوعی کلید قدرت است که عملکردی مشابه کلید دژنکتور دارد. این کلید برای قطع وصل مدار با ولتاژ های بالا کاربرد دارد. اما تفاوت سکسیونر و دژنکتور در این است که سکسیونر نمی تواند مدار زیر بار را قطع کند و همیشه باید اول جریان برق توسط یک کلید قابل قطع زیر بار قطع شود تا سکسیونر بتواند مدار را قطع کند.

طبق قوانین متداول الکتریکی، سکسیونر در مسیر هر کلید قدرت بیشتر از ۱ کیلو ولت و یا هر دو طرف خط، در صورتی که آن خط از هر دو طرف پتانسیل می گیرد نصب می گردد. برای جلوگیری از قطع یا وصل بی موقع در زیر بار، معمولاً بین سکسیونر و کلید قدرت چفت و بست مکانیکی یا الکتریکی قرار می گیرد به نحوی که با وصل بودن کلید قدرت، نتوان سکسیونر را قطع یا وصل نمود.

این کلیدها از الزامات تعمیر خطوط و تغییر مسیر جریان بوده که این قابلیت را به وجود آورده که بتوان کلیدهای قدرت، ترانسفورماتورها، خطوط انتقال و امثال آنها از یک شبکه ی برق دار جدا کرد.  مشخصات فنی سکسیونرها شامل ولتاژ نامی، جریان نامی، جریان اتصال کوتاه ضربه ای مجاز و مدت جریان اتصال کوتاه است.

۳-۱ سکسیونر قابل قطع زیر بار 

در اغلب موارد، نصب کلیدهای قدرت با قابلیت قطع و وصل سریع ضروری نیست. همچنین در بسیاری از شبکه ها و پست های کوچک، نصب کلید قدرت، سکسیونر و وسایل مربوط به نصب آنها هزینه های بالایی را به سیستم تحمیل می کند. لذا در این گونه موارد، از سکسیونر قابل قطع زیر بار یا کلید بار استفاده می شود. این کلید فشار قوی علاوه بر انجام وظایف یک سکسیونر، وظیفۀ قطع جریان در شبکه را به مانند یک کلید قدرت پایین انجام می دهد، لذا در این سکسیونرها وسیله ای برای قطع فوری جرقه تعبیه می شود.

قدرت وصل این سکسیونرها بسیار زیاد بوده و قادر به وصل جریانهای ۲۵ تا ۷۵ کیلو آمپر (حداکثر جریان مؤثر) است. اما قدرت قطع آنها بسیار کمتر از قدرت وصلشان است و در حدود جریان نامی آنها (که بین مقادیر ۴۰۰ تا ۱۵۰۰ آمپر است) خواهد بود.

با توجه به این قابلیت ها، می توان نتیجه گرفت که این کلیدها برای قطع جریان اتصال کوتاه به کار نمی روند و در صورت استفاده در شبکه فشارقوی، لازم است قدرت قطع کلید از قدرت اتصال کوتاه آن بیشتر باشد و یا این کلید به قطع کننده ی جریان اتصال کوتاه جداگانه مجهز گردد.

۳-۲ سکسیونر و بریکر(دژنکتور) چه تفاوتی دارند؟

سکسیونر کلیدی است که برای عملکرد تحت بار طراحی نشده است؛ در حالی که بریکر قابل قطع زیر بار است. سکسیونر نمی تواند مدار را هنگام وقوع خطا قطع کند؛ در حالی که بریکر قادر است هنگام بروز خطا مدار را قطع کند. در شرایطی که کلید زیر بار نیست، در هنگام عملکرد سکسیونر آرکی ایجاد نمی شود در حالی که در ساختار بریکر هنگام عملکرد تحت بار آرک یا جرقه صورت می گیرد. سکسیونر به صورت دستی عمل می کند . بریکر هم به صورت دستی و هم اتوماتیک عمل می کند.

۳-۳ اگر سکسیونر را قبل از دژنکتور قطع کنیم ، چه اتفاقی می افتد؟

با توجه به مطالب گفته شده سکسیونر به گونه ای طراحی شده که زیر بار نمی تواند مدار را قطع کند و عمل کند. بنابراین اگر سکسیونر قبل از دژنکتور مدار را قطع کند این بدان معنی است که سکسیونر را در شرایط زیر بار قطع کرده ایم. بنابراین جرقه بزرگی بین کنتاکت های آن ایجاد خواهد شد که بسیار خطرناک است.

۴-فیوزها

قدیمی ترین و ساده ترین وسیله حفاظتی است که در اماکن مسکونی وتجاری و مراکز صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.در داخل فیوز ها از سیم باریکی استفاده میشود که به جریان عبوری حساس هستش و هنگام عبور جریان زیاد باعث قطع میشود.و فیوزها  بصورت سری در مدار قرار میگیرند.فیوز ها را باتوجه مشخصه های مختلفی که دارند باید با توجه کاربرد مورد نیازمون انتخاب کنیم پس برای انتخاب باید تیپ فیوز را بررسی کنیم.

مزایای فیوز ها

فیوز ها نسبت به بریکر ها ارزان قیمت هستند

نیازی به منابع DC و CT,PT ها ندارند

سرعت عملکرد خوبی دارند

نیاز به نگهداری ندارند

معایب فیوز ها

آسیب پذیری در مقابل شرایط محیط

کنترل ناپذیری

عدم هماهنگی فیوز با وسایل حفاظتی

احتمال دو فاز شدن سیستم

تغییر مشخصه فیوز بر اثر عوامل دیگر

۵- سکشنالایزر

یک قطع کننده معمولا تعداد دفعاتی که جریان خطا در داخل سیستم به راه می افتد می شمارد و بر اساس تعداد دفعاتی که برایش تعریف شده عمل قطع را انجام میدهد.  این کلید توسط اسکادا، تابلوی کنترل و به صورت دستی قابل کنترل است.

سکشنالایزر می تواند به صورت ترکیبی با ریکلوزر و یا توسط مرکز کنترل به خطایابی و مانور بار کمک بسیار زیادی بکند. در مدل های جدیدتر از کلید گازی یا SF6 نیز در سکشنالایزرها استفاده می شود.

کارکرد این کلید هوشمند می تواند به صورت local، خودکار و یا فرمان از راه دور باز و بسته شود. سکشنالایزر یک تابلو ی کنترلی دارد که از طریق آن می توان تنظیمات و اعمال فرمان ها را انجام داد.

۶- ریکلوزر

یکی از تجهیزات بسیار مهم در شبکه های توزیع و انتقال است.این تجهیز در سطحMV از یک بریکر و رله تشکیل شده است.که میتوان بصورت اتوماتیک چندین بار وصل مجدد را انجام دهد.به ترکیب رله و بریکر که توانایی انجام عمل قطع و وصل مجدد را داشته باشند اصطلاحا کلید وصل مجدد یا ریکلوزر گفته میشود.

درواقع ریکلوزر تنها مربوط به تجهیز خاصی نبوده و بیان کننده رفتار یک بریکر پس از رخ دادن خطا است.از فانکشن ریکلوزر میتوان در بریکر های داخلی قابل نصب در فضای آزاد وقتی بریکر های فشار ضعیف استفاده کرد.

بصورت کلی ریکلوزر با توجه به فانکشن های ولتاژ و جریانی میتواند انواع خطا هارا تشخیص داده وشبکه معیوب را جدا کند.این کار باعث جلوگیری از بی برق شدن کل فیدر توسط بریکر اصلی خواهد شد.

علاوه بر این ریکلوزر میتواند عملیات وصل مجدد را بدون دخالت انسان انجام داده و نتیجه را مشخص کند.خطا های گذرا را با نصب ریکلوزر به سرعت برطرف شده و زمان خاموشی کاهش می یابد.از طرفی اگر خطا ماندگار باشدبخش معیوب از شبکه جدا شده و ریکلوزر در حالت قفل قرار می گیرد.

تفاوت سکشنالایزر و ریکلوزر

سکسیونرهای موتور دار و سکشنالایزر ها دارای سیستم قطع ووصل ضعیف تری در بخش قدرت بوده و علاوه بر آن دارای مکانیزم بسیار کند هستند.کنتاکت های قدرت این کلید ها برای قطع و وصل جریان نامی طراحی شده و در مقابله با جریان اتصال کوتاه ضعیف می باشند.

کنتاکت های سکسیونر و سکشنالایزر تنها در حالت بسته میتواند جریان اتصال کوتاه را از خود عبور دهد و ما مجاز به قطع آنها در شرایط اتصال کوتاه نیستیم.علاوه بر این سکسیونر ها و سکشنالایزر ها دارای قدرت محدودی در وصل جریان اتصال کوتاه داشته و این کار به شدت از عمر آنها میکاهد.

در اغلب سکسیونر ها سکشنالایزر ها از موتور بصورت مستقیم برای قطع ووصل مکانیزم استفاده میشود که بسیار کند ومستهلک شونده است.این روند در بریکر های زمینی بصورت فنر شارژ شده و در بریکر های هوایی با استفاده از مگنت انجام میشود که به مراتب سرعت بالاتری دارند.

جهت مشاوره خرید و استعلام قیمت، نصب و راه اندازی، راهنمایی، گارانتی و مشخصات فنی با کارشناسان دیزل صنعت تماس بگیرید. (۳۳۳۵۹۸۱۸ – ۰۴۱ )