theme wordpress
آموزش های پایه ای برقتابلو برق

طراحی و نصب تابلوهای ولتاژ متوسط (حقایقی که باید دانست)

تعیین تابلو برق ولتاژ متوسط

در تعیین و برنامه‌ریزی تابلو ولتاژ متوسط برای یک پست، کارکردها و عوامل تاثیرگذار می‌بایست با هم تطبیق داشته باشد و بین پیشنهادات مختلف سازندگان، یک راه حل موثر اقتصادی برگزیده شود.

مسائلی که باید پیرامون طراحی و نصب تابلوهای ولتاژ متوسط دانست

برای این امر هیچ دستور العمل ساده با یک راه حل روشن برای مهندسان وجود ندارد، زیرا:

  1. اقدامات یک پست فرعی می‌تواند بسیار متفاوت باشد
  2. بسیاری از عوامل تأثیرگذار به یکدیگر وابسته هستند
  3. عوامل و الزامات تأثیرگذار مشابه توسط سازندگان مختلف می تواند متفاوت باشد.

بطور کلی، یک پست فرعی باید ایمنی با سطح بالا را فراهم کند تا هم حفاظت اپراتور و هم عملکرد بدون خطای شبکه تضمین شود و باید نیازهای حفاظت  لمسی را برآورده کند و احتمال وقوع عملکرد نادرست را از بین ببرد.

با این حال اگر خطایی رخ دهد، اثر آن باید در محل خطا محدود گردد و منجر به آسیب شخصی نگردد.

مقاله مرتبط:

تابلو های فشار ضعیف، فشار متوسط و فشار قوی (LV,MV,HV switchgear)

فهرست:

  1. سطح توزیع یک تابلو MV
  2. استانداردهای طراحی و نصب تابلوهای ولتاژ متوسط
  3. پارامترهای پیکربندی
  4. طراحی تابلوی ولتاژ متوسط
  5. حفاظت اپراتور
  6. قابلیت توسعه
  7. مکان نصب
  8. مناطق نگهداری و بهره‌برداری
  9. دسترسی به محفظه ها
  10. تداوم سرویس در حین کار
  11. سیستم‌های باسبار

          تک باسبار

           دو باسبار

  1. دسته‌بندی آرک داخلی
  2. تخمین اثرات فشار بر اساس پیگلر
  3. شبیه‌سازی اجزا محدود بار فشار تحت شرایط آرک
  4. سطح توزیع یک تابلوی ولتاژ متوسط

در قیاس با شبکه های توزیع، تابلو را می توان به سطح توزیع اولیه یا ثانویه اختصاص داد:

توزیع اولیه: آنچه که برای سطح توزیع اولیه به عنوان مشخصه در نظر گرفته می‌شود عبارتند از جریان های پر باری و اتصال کوتاه و ویژگی‌های ثانویه تابلو در رابطه با حفاظت، اندازه‌گیری و کنترل از راه دور.

در سطح توزیع اولیه (شکل 1) پست اولیه نشان داده شده که انرژی با ولتاژ بالاتر تغذیه می شود و به سطح ولتاژ متوسط ​​تبدیل می شود.

تابلو برق تقریباً بطور کامل مجهز به مدارشکن است و مصرف‌کنندگان زیادی را در کارخانه‌های صنعتی یا حلقه‌های کابل که از سطح توزیع ثانویه تغذیه می شوند، سوئیچ می‌کنند.

توزیع ثانویه: در سطح توزیع ثانویه، تابلوبرق مجهز به سوئیچ ها یا ترکیبی از سوئیچ ها و مدارشکن‌هاست که در آن نسبت سوئیچ ها غالب است.

در این سطح، جریان کمتر است و محافظت از اتصال کوتاه اغلب توسط مدارشکن‌های اختصاص یافته در سطح توزیع اولیه تأمین می شود. شرایط مورد نیاز برای ویژگیهای ثانویه معمولاً پایین تر است.

ساختار سطوح توزیع توان و ولتاژ
ساختار سطوح توزیع توان و ولتاژ

شکل 1. ساختار سطوح توزیع توان و ولتاژ

مقاله مرتبط:

سیستم های توزیع برق اولیه و ثانویه

به بیان کلی، اشکال معمولی پست‌ها عبارتند از:

پست مصرف‌کننده[1]

انرژی موجود در پست مصرف کننده با ولتاژ خط ولتاژ متوسط توزیع می‌گردد.

کلید انتقال بار (کوپلینگ) در پست ممکن است مرز خاصیت بین شرکت تأمین کننده و مشتری را در صورتی که مشتری بخواهد قسمت تابلوی خود را بطور مستقل توسعه دهد، شکل دهد. در این حالت تجهیزات اندازه‌گیری و سنجش برای صورتحساب نیز در دسترس خواهد بود.

شکل 2 – پست مصرف کننده
شکل 2 – پست مصرف کننده

پست واحد ثانویه[2]

در پست فرعی که به آن پست واحد ثانویه نیز گفته می شود، انرژی از سطح ​​ ولتاژ متوسط به ولتاژ پایین تبدیل می شود و به همین ترتیب توزیع می شود.

در کارخانجات صنعتی، پستها اغلب در مراکز تولیدی که مراکز بار نیز هستند نصب می شوند. بنابراین، این پستها به عنوان پستهای مرکز بار شناخته می شوند. برای پستهای کاملا فشرده که قابل دسترسی نیستند، نامگذاری “پست کوچک” یا “پست فشرده[3]” معروف شده است.

شکل 3- پست فشرده (عکس تابلو ولتاژ متوسط عایق بندی شده با گاز برای واحد ثانویه تا 24 کیلوولت)
شکل 3- پست فشرده (عکس تابلو ولتاژ متوسط عایق بندی شده با گاز برای واحد ثانویه تا 24 کیلوولت)

شکل 3- پست فشرده: (عکس: تابلو ولتاژ متوسط ​​عایق بندی شده با گاز برای واحد ثانویه تا 24 کیلوولت)

2-استانداردها برای نصب و طراحی تابلوهای ولتاژ متوسط

استانداردهای متمایزکننده، بین دو گروه اصلی تابلو ولتاژ متوسط:

  1. پلنت های با تایپ تست [4]و مونتاژ شده درکارخانه با استاندارد:
  • محفظه فلزی مطابق با IEC 62271-200 (VDE 0671-200)
  • محفظه پلاستیکی تولید شده مطابق با IEC 62271-201 (VDE 0671-201)
  1. تابلوهای در محل یا ساخته شده در کارگاه مطابق با IEC 61936-1 (VDE 0101-1 که امروزه بندرت ساخته می‌شود.

در ادامه تابلو تست شده با ولتاژ متوسط در محفظه فلزی مطابق با IEC 62271 200 (VDE 0671 200) توصیف خواهد شد، چرا که هر دو تابلو های محفظه پلاستیکی محصور و تابلو های در محل ساخته و تابلو های ساخته شده در کارگاه، کمتر تولید می شوند(البته در ایران کامل رعایت نمی شود).

هزینه بالای تولید و آزمایش، درصورتی که تعداد زیادی تابلو و مطابق با استاندارد تولید گردد کاهش می یابد. داده‌های فنی باید توسط تست های نوعی(تایپ تست) تأیید شوند. کیفیت ساخت نیز توسط تست‌های معمول [5]کنترل می شود.

3-پارامترهای پیکربندی

پارامترهای انتخاب برای پیکربندی تابلو می تواند به شرح زیر باشد:

از پیش تعیین شده

به عنوان مثال اتصال به زمین، ولتاژ شبکه، فرکانس شبکه، اتصال نقطه خنثی، شرایط محیط، پیک جریان اتصال کوتاه.

قابلیت انتخاب مشروط

به عنوان مثال سطح عایق، اتصال نقطه خنثی، حفاظت اضافه‌ ولتاژ، مدت زمان اتصال کوتاه، نوع ناحیه بهره‌برداری، طراحی پست.

هر انتخاب

به عنوان مثال نوع تابلو، دستگاه های سوئیچینگ و مکانیسم های عملکرد آنها، مدار باسبار، محفظه‌ها و پارتیشن‌ها، در دسترس‌پذیری بهره‌برداری، شرایط آرک تصادفی.

در جدول 1 مروری بر پارامترها و خصوصیات پیکربندی ارائه شده که ممکن است در برنامه‌ریزی نقش مهمی ایفا کند. مهم‌ترین جنبه ها با جزئیات بیشتر در زیر ارائه شده است.

جداول:

مروری بر مقادیر نامی و پارامترهای انتخاب برای آرایش تابلوهای ولتاژ متوسط

مقاله مرتبط:

مقادیر نامی کلید های قدرت(کلید هوایی، کامپکت و…) / جریان قطع نامی / جریان وصل نامی

مقادیر نامی اولیه

پارامترهای انتخاب عوامل تعیین کننده
·         Ur – ولتاژ نامی[6]

·         سطح عایقی نامی[7]:

·         Ud -ولتاژ قابل تحمل با فرکانس توان و مدت کوتاه [8]

·         Up -ولتاژ قابل تحمل ایمپالس صاعقه[9]

·         ولتاژ خط

·         مختصات عایقی:

·         اتصال نقطه خنثی

·         کابل/ شبکه خط هوایی

·         “مصر ف کنندگان بحرانی

·         حفاظت اضافه ولتاژ

·         ارتفاع

·         تاثیرات زیست محیطی (آلودگی)

·         ظرفیت تحمل نامی:

·         Ip -جریان پیک[10]

·         IK -جریان مدت کوتاه[11]

·         tK — مدت زمان اتصال کوتاه[12]

·         ظرفیت نامی کلیدزنی:

·         Ima – جریان وصل اتصال کوتاه[13]

·         Isc -جریان وصل اتصال کوتاه[14]

·         مشخصات شبکه

·         کیفیت توان و مشتری

·         حفاظت شبکه، پاسخ زمانی

·         معیار انتخاب حفاظت[15]

·         Ir – جریان کار نامی

·         باسبار

·         مدارات فیدر

·         بار (مدار فیدر)، توان توزیع شده (باسبار)

·         دمای محیط

·         تداوم سرویس / رزرو

مدار باسبار

پارامتر انتخاب عوامل تعیین کننده
·         باسبار [16]تکی / دوبل

·         شین سکشنالایزر [17]،باس بار کوپلر ، , طولی (BCL)

·         کلیدزنی با استفاده از کلید یا مدارشکن

·         کوپلر باسبار، عرضی (BCT) (باسبار دوبل)[18]

  • پیکربندی سیستم
  • حفاظت شبکه، پاسخ زمانی، معیار انتخاب
  • تداوم سرویس/ رزرو، زمان های کلیدزنی
  • فرآیندهای عملکردی
  • توالید توان در نیروگاه یا تعبیه شده (تواید توان اضطراری)
  • کیفیت توان (بارهای ناپایدار)
  • فرآیندهای عملکردی
·         باسبار دوبل با اتصال مشترک

·         سیستمهای با دو باسبار مجزا

·         فرکانس باسبار

·         حفاظت خطای کلیدزنی، قفل داخلی

·         نصب (مکانی)

تجهیزات کلیدزنی

پارامترهای انتخاب عوامل تعیین کننده
·         مدارشکن

·         کلید

·         کانکتور

·         HV HRC فیوز

·         جریان کار و عمل کلیدزنی

·         ظرفیت کلیدزنی (جران های خطا)

·         فرکانس کلیدزنی

·         حفاظت شبکه، الزامات انتخاب

طراحی و نوع پنل

پارامتر انتخاب عوامل تعیین کننده
·         پنل مدارشکن

·         پنل کلید

·         نوع ساخت:

·         پنل های قابل توسعه

·         نوع بلوک

·         مقادیر نامی اولیه

·         تجهیزات کلیدزنی

·         جریان کار، ظرفیت کلیدزنی

·         حفاظت شبکه

·         نسبت عددی پنل کلیدزنی به پنل های مدارشکن

·         اقدامات عملکردی و مدیریتی

·         شرایط نصب

·         نصب و انتقال

·         توسعه پذیری، رزروهای الکتریکی / مکانیکی

سیستم عایقی

پارامتر انتخاب عوامل تعیین کننده
·         هوا (AIS)

·         گاز (GIS)

·         آب و هوا اتاق: سیکل دمایی، رطوبت، آلودگی، نمک، گازهای تهاجمی

·         نوع مکان بهره برداری

·         مکان نصب (الزامات مکانی)

·         الزامات حفاظت در برابر حریق (fire load)

·         ارتفاع

·         فرکانس کلیدزنی و طول عمر کلید

 

قطع کننده

پارامتر انتخاب عوامل تعیین کننده
·         قابلیت کشویی

·         قطع کننده) بطور ثابت قرار داده شده)

·         فرکانس کلیدزنی

·         عمر کاری اجزا

·         عملکرد

 

فشرده‌سازی

پارامتر انتخاب عوامل تعیین کننده
·         درجه حفاظت
مطابق با IEC 60529, VDE 0470-1))
·         شرایط زیستی

·         ایمنی شخصی

·         نوع مکان بهره برداری

·         ساختمان

·         طبقه بندی ارک داخلی (IAC):

·          A یا B (نوع در دسترس پذیری)

·         F/L /R ( جهات طبقه بندی شده)

·         IA, tA  (جریان خطا و طول مدت آن)

·         مجرای فشار شکن[19]

 

محفظه ها و پارتیشن ها

پارامتر انتخاب عوامل تعیین کننده
·         دسته های تداوم خدمات(تقسیم بندی پارتیشنLSC- از دست دادن تداوم سرویس)

·         LSC 1

·         LSC 2

·         LSC 2A

·         LSC 2B

·         روند عملکردی:

·         کار، بهره برداری

·         الزامات نگهداری

·         نگهداری و خدمات دهی

·         دستورالعمل شرکت بهر برداری

·         صلاحیت پرسنل

·         حفاظت در برابر شک در حال کار

·         الزمات مکانی کلیدها

·         دسترس پذیری و کنترل دستیابی با استفاده از

·         قفل داخلی[20]

·         دستورالعمل کار + قفل

·         ابزارها

·         محفظه تابلو غیر قابل دسترسی

·         کلاس پارتیشن:

·         PM  (پارتیشن فلزی)

·         PI  (پارتیشن مواد عایقی)

اجزای فیدر خروجی

پارامتر انتخاب عوامل تعیین کننده
·         اتصال کابل:

·         ترمینال: معمولی / پلاگ

·         تعداد کابل ها

·         سطح مقطع هادی

·         جریان کار و اتصال کوتاه

·         وظایف کلید:

·         کابل / خط هوایی

·         ارتفاع

·         برقگیر
·         تراتسفورماتور ولتاژ:

·         سیم پیچ خطای زمین(در صورت نیاز)

·         ترانسفورماتور جریان

·         تعداد و داده های هسته ها

·         ترانسفورماتور مجموع جریان[21]
(ترانسفورماتور جریان نوع کابل)

·         حفاظت شبکه

·         اندازه گیری، شمارش

·         کنترل

·         زمین کردن نول

·         کلید زمین:

·         کلاس E0, E1 or E2

·         فرایندهای عملکردی

اجزای باسبار

پارامتر انتخاب عوامل تعیین کننده
·         مبدل اندازه گیری

·         کلید زمین

·         کلاس E0, E1 or E2

·         برقگیر

·         حفاطت شبکه و اندازه گیری

·         فرایند عملکردی

تجهیزات ثانویه

پارامتر انتخاب عوامل تعیین کننده
·         رله های حفاظت

·         تجهیزات کنترل و قفل داخلی و حفاظت خطای کلیدزنی

·         تحهیزات اندازه گیری و مبدل های اندازه گیری مقدار

·         تجهیزات نظارت و ارتباطات

·         راه اندازی های موتوری

·         سیستم تست ولتاژ

·         مقاومت میرا کننده(برای ترانسفورماتور ولتاژ)

·         تجهیزات حفاظتی، پارامترهای شبکه

·         عملکرد شبکه، ادغام در فرآیندهای (صنعتی) و فرایندهای عملیاتی

·         سازگاری الکترومغناطیسی

4-طراحی تابلوهای ولتاژ متوسط

از تابلوهای با عایق گازی باید برای پست مصرف کننده ولتاژ متوسط ​​استفاده شود. مزایای اتصالات عایق بندی شده با گاز عبارتند از:

  1. فضای مورد نیاز کمتر (حداکثر 70٪ صرفه جویی با 30 کیلوولت) در مقایسه با تابلو عایقی با هوا
  2. اندازه کوچکتر و در نتیجه حمل و نقل آسان تر
  3. افزایش قابلیت اطمینان کارکرد به دلیل مهر و موم کردن قسمت گاز اصلی تابلو برق (اثرات نامطلوب ناشی از آلودگی، حیوانات کوچک، تماس، تراکم به دلیل محصور کردن )
  4. بخش اصلی تعمیر و نگهداری رایگان (بدون روانکاری و اصلاح مجدد لازم)
  5. تعادل بهتر با محیط زیست نسبت به تابلو عایق هوا که به کل چرخه عمر سیستم اشاره دارد.

مقاله مربتط:

خواص گاز SF6 در کلید های قدرت پست های GIS

4.1. حفاظت اپراتور

  1. لمس تابلوی عایق بندی شده با گاز به لطف محفظه فلزی محصور شده در آن ایمن است.
  2. فیوزهایHC HRC و انتهای کابل‌ها تنها در صورت زمین شدن مدارهای شاخه قابل دسترسی هستند.
  3. عملکرد تابلو فقط درصورتی امکان پذیر است که محفظه کاملاً بسته شده باشد (و تمام درب‌ها بسته باشد)
  4. سیستم جذب فشار بدون نگهداری، تحت عنوان “سیستم خنک کننده ویژه”، اثرات حرارتی و مرتبط با فشار ناشی از خطای آرک را کاهش می‌دهد تا پرسنل و ساختمان ایمن باشند (شکل 4).
شکل 4 – آرایش اتاقک تابلوها با فشار به سمت پایین (سمت چپ) و با مجرای جذب فشار
شکل 4 – آرایش اتاقک تابلوها با فشار به سمت پایین (سمت چپ) و با مجرای جذب فشار

شکل 4 – آرایش اتاقک تابلوها با فشار به سمت پایین (سمت چپ) و با مجرای جذب فشار

4.2. قابلیت توسعه

تابلو برق باید با صرف حداقل زمان قابل توسعه باشد. یک سیستم مدولار با گزینه های سفارش برای توسعه باسبار  در سمت راست، چپ یا هر دو طرف بهترین پیش نیاز برای این امر را فراهم می کند:

  • پنل های جداگانه و بلوک های تابلو را می‌توان در کنار هم نصب کرد و مطابق میل خود توسعه داد – بدون نیاز به گاز در محل.
  • محفظه ولتاژ پایین (مکعب) در دو ارتفاع موجود است که با استفاده از اتصالات پلاگین به پنل سوئیچ وصل می شود
  • تمامی پنل‌ها در هر زمانی قابل جایگزینی هستند.

4.3. مکان نصب

تابلو ولتاژ متوسط ​​به صورت نصب داخلی مطابق با استاندارد IEC 61936 1 (VDE 0101 1) قابل استفاده است.

تمایز بین:

  1. انواع تابلو ها در مکان هایی به دور از دسترسی عموم مردم، در خارج از نواحی کار برق. محفظه‌های تابلو فقط با کمک ابزار قابل برداشتن هستند و از کار با افراد عادی باید جلوگیری شود.
  2. نواحی بسته کار الکتریکی: یک ناحیه بسته کار الکتریکی، اتاق یا مکانی است که فقط برای بهره برداری از تابلو برق استفاده می شود و به صورت قفل نگه داشته می شود.

دسترسی فقط به افراد دارای مهارت و آموزش اعطا می‌شود. افراد معمولی فقط در صورت همراهی با افراد متخصص برق یا راهنما مجاز می باشند.

شکل 5 – نصب تابلو مطابق با استاندارد IEC 61936-1 (VDE 0101-1)
شکل 5 – نصب تابلو مطابق با استاندارد IEC 61936-1 (VDE 0101-1)

شکل 5 – نصب تابلو مطابق با استاندارد IEC 61936-1 (VDE 0101-1)

4.4. نواحی نگهداری و کار

این نواحی شامل راهروها، گذرگاه ها، مناطق دسترسی، مسیرهای حمل و نقل و راه در رو می‌باشد.

راهروها و راه های دسترسی باید به اندازه کافی برای کار، بهره برداری و حمل و نقل اجزای ابعاد ایجاد شوند و حداقل 800 میلیمتر عرض داشته باشند.

عرض کریدور، نباید توسط برآمدگی تجهیزات از قبیل درایورهایی که بطور دائم نصب شده‌اند دچار مانع گردد.

عرض مسیر دررو باید حداقل 500 میلی متر باشد، حتی اگر قطعات قابل حذف یا درهای کاملاً باز در مسیر دررو بیرون زده باشند.

درهای پانل یا محفظه تابلو باید در جهت راه دررو بسته شوند.

برای کار نصب و نگهداری در پشت واحدهای محصور (مستقل) عرض مسیر به میزان 500 میلی متر کافی است.

حداقل ارتفاع 2000 میلی متر در زیر سقف ها یا محوطه ها، به جز قسمت تحتانی کابل مورد نیاز است.

خروجها باید به گونه ای تنظیم شوند که در صورت وجود ولتاژهای نامی تا 52 کیلو ولت، طول مسیر دررو در داخل اتاقک از 20 متر تجاوز نکند. این شرط برای پیاده‌روی در مسیرهای کابل یا مجاری کابل صدق نمی‌کند.

برای تاسیساتی با ولتاژ نامی تا 52 کیلو ولت، طول مسیر دررو در داخل اتاقک نباید از 20 متر تجاوز کند (40 متر برای نصب بالاتر از 52 کیلو ولت)

نردبان ثابت یا امکانات مشابه با خروج اضطراری در مسیرهای دررو مجاز است.

4.5. دسترس‌پذیری محفظه‌ها

استاندارد IEC 62271 200 (VDE 0671 200) برای تابلوبرق فلزی سطح دسترسی A  را برای پرسنل مجاز و سطح دسترسی B برای دسترسی‌های نامحدود (همچنین برای عموم مردم) متمایز می‌کند.

علاوه بر این، امکان باز شدن یک محفظه [22]متمایز شده است که این امر بر دسترسی و در نتیجه دسترس‌پذیری یک تابلو تأثیر می گذارد. یک کلید عایق بندی‌شده با گاز بر اساس شرایط زیر در دسترس است:

محفظه غیر قابل دسترسی

که نباید باز شود. باز کردن چنین محفظه‌ای می‌تواند آن را از بین ببرد و عملکرد دستگاه تابلو را مختل کند. کلید ولتاژ متوسط ​​با توجه به 3 نوع باز شدن تمایز می‌شود:

محفظه قابل دسترسی کنترل‌شونده با قفل داخلی[23]

قفل  داخلی در پنل زمانیکه بخش‌های برقدار جدا و زمین شده‌اند در دسترس خواهد بود. باز کردن کلید در شرایط کار معمولی یا برای نگهداری، به عنوان مثال برای جایگزینی فیوزهای HV HRC، امکان پذیر است.

محفظه قابل دسترسی وابسته به فرآیند[24]

دسترسی با دستورالعمل شرکت بهره‌بردار بیان می‌شود و یک قفل باید ایمنی دسترسی را در حین کار و نگهداری عادی تضمین کند.

محفظه قابل دسترسی وابسته به ابزار[25]

برای باز کردن محفظه، به ابزارها و دستورالعملهای دقیق کار به عنوان مثال یک یادداشت ایمنی، لازم است. این نوع دسترسی در حین کار یا نگهداری معمولی قابل استفاده نیست.

4.6. تداوم کار در حین سرویس

IEC 62271 200 (VDE 0671 200)  گروه های دسترس‌پذیری عملیاتی ( LSC، از دست دادن تداوم سرویس) واحدهای عملکردی یک کلید را مشخص می کند. این استاندارد های توصیف می کنند که در طی فرآیند باز شدن محفظه تابلو چه قسمت هایی باید از آن خارج شوند. دسترسی کلیدها و ترمینال‌ها طبق جدول 2 در زیر طبقه بندی شده است:

دسته بندی تدوام سرویس زمانیکه محفظه کلید باز است….. نوع ساخت
LSC 1 باسبار و کلید باید عایقکاری شوند بدون هیچ صفحه‌ای در پارتیشن پنل، بدون هیچ پارتیشنی در پانل های مجاور
LSC 2 LSC 2A فقط کابل تغذیه باید جدا شود. باسبار و پانل های مجاور می توانند در کار بمانند پارتیشن های پانل و مسافت جدا کننده محفظه تا باسبار
LSC 2B کابل تغذیه، باسبار و پانل های مجاور می توانند در کار باشند پارتیشن های پانل و فاصله های ایزوله کننده محفظه تا باسبار و کابل

شکل 6 (در زیر) نمونه هایی را برای دسته های مختلف تداوم خدمات نشان می دهد:

شکل 6- مثال‌هایی از تداوم خدمات (LSC) کلید ولتاژ متوسط
شکل 6- مثال‌هایی از تداوم خدمات (LSC) کلید ولتاژ متوسط

شکل 6- مثال‌هایی از تداوم خدمات (LSC) کلید ولتاژ متوسط

4.7. سیستم‌های باسبار

 جنبه های زیر هنگام انتخاب یک باسبار تکی یا دوتایی نقش دارند:

  1. تعداد فیدرهای ورودی و خروجی
  2. عملکرد جداگانه بخش‌های تاسیسات مورد نیاز
  3. عملکرد برخی از بخش‌های تاسیسات مورد نیاز در حین کار و تعمیر و نگهداری
  4. وصل نمودن مشتریان به بخش های مختلف در حال تغذیه
  5. سوئیچ غیرقابل قطع مورد نیاز باشد

باسبار تکی

یک باسبار تکی برای بیشتر اقدامات تغذیه‌ای کافی است، حتی اگر این این واحد تغذیه شامل دو فیدر ورودی باشد. این کار ساده و آسان است، که احتمال خطای کلیدزنی را کاهش می‌دهد.

هنگامی که عملیات کلیدزنی تحت تاثیر خطا اتفاق می افتد، فقط باید مدارشکن‌ها کار کنند. اگر مدارشکن به صورت غیرعادی و اشتباه کار کند، در اینصورت مسائل ایمنی در تابلو برق وجود نخواهد داشت و خطری نخواهد داشت زیرا مدارشکن ها قادر به قطع و وصل کلیه جریان های بار و اتصال کوتاه، حتی در شرایط خطای زمین و دیگر خطاها هستند.

در صورت انشعاب شدیدتر (قانون شست : بیش از پنج فیدر) باسبار تکی را می توان یک یا چند بار تقسیم‌بندی نمود که فیدر مخصوص آن در هر بخش وجود دارد. قطع کننده ها یا جدا کننده های سوئیچ در نقاط قطعی باعث ایجاد انشعاب در شین می‌گردند، در حالی که مدارشکن‌ها اتصال‌دهنده‌های باسبار طولی (BCL[26])  ایجاد می کنند. اگر بخش های باسبار متناوبا از هم جدا شوند، استفاده از BCL معقول است.

باسبار دوبل

دلایل استفاده از باسبار دوبل عبارتند از:

  1. دو یا چند نقطه تحت تغذیه باید جداگانه کار کنند (زیرا تغذیه‌کننده‌های مختلفی وجود دارد و یا از توان تولیدی جاسازی شده استفاده می شود.)
  2. مصرف کنندگانی که در شبکه دچار اختلال شده‌اند از مصرف‌کنندگانی که نیاز بالایی در کیفیت منبع تغذیه قرار دارند، جدا می شوند.
  3. مصرف کنندگان با توجه به اهمیت طبقه بندی می‌شوند و به الزامات تداوم سرویس که روی شبکه ها قرار می گیرند، اختصاص می یابند.
  4. شدت محدود اتصال کوتاه تجهیزات از قبل نصب شده نیاز به تقسیم دو زیر سیستم جهت ابجاد تعادل بار در حالت تغییر توان درخواستی دارد.

جدای از مثال اول، مثالهای دو تا چهار، استفاده از یک کوپلر باسبار عرضی[27] (BCT) را امکان پذیر می سازد، که اجازه می دهد تا بدون ایجاد وقفه در جریان انرژی، تعویض شین‌ها انجام گیرد. (شکل 7)

شکل 7 a- تکثیر باسبار با سکشنلایزر شین و کوپلر باسبار عرضی
شکل 7 a- تکثیر باسبار با سکشنلایزر شین و کوپلر باسبار عرضی

شکل 7 a- تکثیر باسبار با سکشنلایزر شین و کوپلر باسبار عرضی

شکل 7 b- تابلوی عایق شده با گاز NXPLUS C
شکل 7 b- تابلوی عایق شده با گاز NXPLUS C

شکل 7 b- تابلوی عایق شده با گاز  NXPLUS C

4.8.طبقه بندی آرک داخلی

آزمایش موفق تابلو ولتاژ متوسط ​​نیز نیاز به طبقه بندی خطای آرک داخلی IAC مطابق با IEC 62271 200 (VDE 0671 200) دارد.

طبقه بندی به شرح زیر است:

دسترسی:

A: دسترسی فقط برای پرسنل واجد شرایط

B: دسترسی عمومی (به معنی تست در شرایط سخت)

طرف های واجد شرایط، قابل دسترسی:

F: جلویی

L: جانبی

R: پشتی

مدت زمان و جریان تست

مثال: طبقه بندی آرک داخلی: IAC AR BFL 25 kA 1 s

مشخصات بدین معناست که طرف عقب فقط توسط پرسنل واجد شرایط قابل دسترسی است، در حالی که قسمتهای جلویی و جانبی ممکن است توسط هر کسی قابل دسترسی باشد. آزمون آرک داخلی با جریان تست 25 کیلو آمپر به مدت 1 ثانیه انجام شد.

توجه: تابلو های ولتاژ متوسط ​​به طور کلی برای دسترسی به نوع A. مورد آزمایش قرار می گیرد. فقط ایستگاه‌های مونتاژ شده کارخانه ای (پست های ترانسفورماتور / پست هایمرکز بار) برای نوع B آزمایش می شوند. آزمایش عادی  تابلو برای مطابقت با نوع B معنی ندارد، زیرا همواره آنها در یک ایستگاه اضافی در فضاهای عمومی قرار می‌‌گیرند.

با توجه به خطرات ناشی از بروز یک خطای آرک، هنگام پیکربندی بر اساس استاندارد IEC 61936 1 (VDE 0101 1) باید به جنبه های زیر توجه شود:

  1. محافظت در برابر خطای اپراتور، به عنوان مثال با اقدامات زیر تضمین می شود:
  • کلیدهای جدا کننده [28]بجای جدا کننده ها [29]
  • کلیدهای ارت کننده حتی با وجود ولتاژ نامی[30](در صورت ارت کردن اشتباه این نوع کلید ها قابلیت تحمل جریان اتصال کوتاه را دارند)

تجهیزات قفل

قفل کلید صریح

  1. راهروهای در حال کار را تا حد امکان کوتاه، زیاد و عریض نگه دارید.
  2. به جای کپسوله سازی با بازشوها یا سیم مشبک، از محفظه های بسته شده یا درپوش استفاده کنید.
  3. به جای تاسیسات مربوط به طرح باز، از تاسیساتی که با خطای آرک آزمایش شده اند استفاده کنید (مثلاً تاسیسات ها مطابق با IEC 62271 200؛ VDE 0671 200).
  4. گازهای قوس الکتریکی را به جهتی دور از پرسنل اپراتور و در صورت لزوم، از ساختمان خارج کنید.
  5. از دستگاه‌های محدودکننده جریان استفاده کنید
  6. از زمان‌های بسیارکوتاه قطع ناشی از رله های سریع یا دستگاه هایی که به فشار، نور یا گرما پاسخ می دهند، اطمینان حاصل کنید.
  7. تاسیسات را از فاصله ایمن انجام دهید.
  8. از برق دار کردن دوباره با استفاده از وسایل غیر قابل بازنشانی که خطاهای تجهیزات داخلی را شناسایی می کنند جلوگیری کنید، از رله حفاظتی تقلیل فشار استفاده کرده و یک نشانگر خارجی فراهم نمایید.

بر این اساس، در اتاق کار همیشه باید اقدامات حفاظتی که در برابر اثرات یک خطای آرک انجام می شود گنجانده شود:

  1. محاسبه بار فشار دینامیکی در اتاق کار وارده از یک معمار یا مهندس سازه که باید فشار سازه های ساختمان را تشخیص دهد، توصیه می شود.
  2. اتاق کار باید به دهانه های کاهش‌دهنده فشار [31]با سطح مقطع کافی و یا با مجرای کاهش فشار مجهز باشد.

زیمنس دو روش را برای ایجاد مقادیر راهنمای دقیق برای محاسبه ابعاد اتاق و / یا دهانه های کاهش فشار در مرحله برنامه ریزی فراهم می کند.

4.9. تخمین اثرات فشار بر اساس پیگلر

یک روش ساده تخمین را بر اساس F. Pigler برای اتاق هایی تا 50 متر مربع فراهم می کند. داده های مربوط به حجم اتاق، مساحت سطح مقطع امداد آزاد و جریان اتصال کوتاه برای آزمایش، وارد یک ماتریس می شوند و  یک منحنی ساده برای فشار اضافه بار را فراهم می کند (شکل 8 را ببینید)

شکل 8 - نمونه فشارهای اضافی ساکن ناشی از خطاهای آرک داخلی
شکل 8 – نمونه فشارهای اضافی ساکن ناشی از خطاهای آرک داخلی

شکل 8 – نمونه فشارهای اضافی ساکن ناشی از خطاهای آرک داخلی

4.9. شبیه سازی اجزا محدود [32]بار فشار در شرایط آرک

اگرچه بروز عیب داخلی (خطای آرک) در کلیدهای با عایق هوا یا گاز مورد آزمایش بسیار بعید به نظر می‌رسد، عواقب چنین خطای آرکی ممکن است به همان اندازه که برای پرسنل شدید است برای خود اتاق نیز خطرآفرین باشد.

به همین دلیل باید اقدامات مناسبی در رابطه با وضعیت اتاق برای کاهش فشار از قبیل پریزهای فشار، داکت‌ها، جاذب یا کولر انجام شود. احتمالاً این امر باید در مرحله نصب و برنامه ریزی اتاق در نظر گرفته شود.

به کمک روشهای فوق العاده مدرن اجزا محدود ، محاسبات فشار را می توان در کل فضای نگاشته‌شده به صورت سه بعدی در کل زمان سوختن قوس تصادفی انجام داد.

برخی از تولید کنندگان تابلوهای ولتاژ MV مانند زیمنس – خدمات محاسبات عددی را بر اساس مدل حجم سه بعدی ارائه می دهند که در آن نصب واقعی تابلو، توسعه فشار، بازتاب و ترتیب دهانه های کاهش فشار در نظر گرفته شده است.

شکل 9 - ترسیم کانتور از یک شبیه سازی در نقطه 0.1 ثانیه
شکل 9 – ترسیم کانتور از یک شبیه سازی در نقطه 0.1 ثانیه

شکل 9 – ترسیم کانتور از یک شبیه سازی در نقطه 0.1 ثانیه

سناریو های مختلف بار فشار را می توان برای انواع مختلف کلید، جریانهای اتصال کوتاه و سایتهای نصب محاسبه کرد. بنابراین مشتری از امنیت برنامه‌ریزی گسترده و یک راه حل بهینه سازی هزینه بهره می برد.

شرایط جریان به صورت شرایط مرزی تعریف می شوند. اولا، اینها ورق های فولادی تابلو و دوم، ورق های جاذب برای نفوذ هستند. در آخر، دهانه های کاهش فشار در اتاقک کلید تعریف شده است. اما این مدل اجازه می دهد تا یک اتاق کاملاً محصور یا عاملی در دهانه‌های کاهش فشار با فشار پاسخ از پیش تعریف شده را محاسبه کند. در نتیجه، این مدل افزایش فشار و شرایط جریان را در هر نقطه از شبکه اجزا محدود نسبت به زمان ارائه می دهد.

علاوه بر این، توزیع فشار روی دیواره‌ها را می توان به عنوان یک نمودار کانتور در یک نقطه معین از زمان نشان داد (شکل 9).

توجه: به طور معمول، فشار بیش از حد ناشی از خطای آرک، با فرض حجم یکسان برای اتاق، برای تابلوهای عایق هوا بطور قابل توجهی بیشتر از تابلوهای فلزی محصور و عایق بندی شده با گاز است.

[1] Consumer substation

[2] Secondary unit substation

[3] compact substation

[4] type-tested

[5] routine tests

[6] Rated voltage

[7] Rated insulation level

[8] Short-duration power-frequency withstand voltage

[9] Lightning impulse withstand voltage

[10] Peak current

[11] Short-time current

[12] Short-circuit duration

[13] Short-circuit making current

[14] Short-circuit breaking current

[15] Selectivity criteria

[16] busbar

[17] Bus sectionalizer

[18] Busbar coupler, transversal (BCT) (double busbar)

[19] Pressure relief duct

[20] interlocking

[21] Summation current transformer

[22] compartment

[23] Interlock-controlled accessible compartment

[24] Process-dependent accessible compartment

[25] Tool-dependent accessible compartment

[26] longitudinal busbar couplers

[27] transversal busbar coupler

[28] Switch disconnectors

[29] disconnectors

[30] Make-proof switches

[31] pressure relief openings

[32] Finite-elements-simulation

محسن ترابی

مهندس برق قدرت، فوق لیسانس برق قدرت از دانشگاه سراسری یزد، موسس ماه صنعت، متخصص در ژنراتور، دیزل، طراحی و ساخت موتورهای الکتریکی، سنکرون و سیستم های حفاظت الکتریکی به خصوص حفاظت ژنراتور. دارای گواهی ثبت اختراع ساخت موتور PMSM‌ معکوس گرد. هدف از ایجاد این وبسایت و مقالات آن آموزش در راستای توسعه ی صنعت برق کشور عزیزمان ایران می باشد و سعی می کنم مقالات کاربردی در راستای این هدف در وبسایت انتشار بدهم

نوشته های مشابه

یک نظر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن
بستن