توان راکتیو

 توان راکتیو در حقیقت توانی است که بین خازن ها یا سلف ها و منبع انتقال می یابد.

این بخش از انرژی به صورت مداوم بین بار و منبع جابجا شده و برخلاف دیدگاه ما کاری انجام نمی دهد.

با این مقاله همراه باشید تا با این پارامتر مهم دنیای الکتریسیته و تفاوت آن با توان اکتیو آشنا شوید.

#1 توان راکتیو چیست؟

برای درک درست بهتر است این توان را با توان اکتیو مقایسه کنیم.

توانی که توسط منبع به خطوط انتقال ارسال می شود توان اکتیو است.

به عنوان مثال توانی که باعث می شود یک لامپ در مدار روشن شود و یا گوشی شما شارژ شود، یک توان اکتیو است.

اما توان راکتیو توانی است که به اجبار همراه با توان اکتیو در خطوط انتقال می یابد.

به بیان دیگر به برقی که در بسیاری از تاسیسات وجود دارد و
بار اضافی را در زیرساخت های نصب، تجهیزات، حمل و نقل (کابل، لوله) فراهم میکند توان راکتیو میگوییم و
آن را با علامت Q نشان میدیم.

در حالت عادی توان راکتیو در مقایسه با توان اکتیو مقدار کمی از انرژی است که توسط سیستم تحریک کننده ژنراتور‌ها تولید می شود.

این انرژی یک بار در زمان ارسال جریان برق روی مدار و یک بار دیگر زمان قطع نمودن جریان مورد استفاده قرار می گیرد.

اما در بین این زمان ها همان طور که گفته شد این انرژی بین منبع و مصرف کننده تبادل می شود که
به عقیده برخی یک کمیت بی فایده و بلا استفاده است که موجب افزایش جریان و تلفات می شود.

همانطور که گفته شد طبق عقیده بسیاری از مردم این توان بی فایده است اما
نبود آن می تواند موجب مشکلات زیر شود:

• اضافه بار، گرمای بیش از حد در اتصالات راه اندازی برق و اجزای متصل آن مانند کابل ها و مبدل ها
• خاموش شدن دستگاه های نصب شده به صورت خودکار
• قبض های برق سنگین به علت اتلاف انرژی و …

علاوه بر موارد ذکر شده این توان بر روی ولتاژ و کیفیت انرژی موثر است.

با توجه به موارد ذکر شده میتوان به ضرورت وجود این توان پی برد.

#2 توان راکتیو از کجا تامین می شود؟

توان ری اکتیو نیز مانند توان اکتیو در نیروگاه های عظیم انرژی به دست می آید ولی
با روشی متفاوت وارد سیستم می شود.

استفاده از توان راکتیو و انتقال یا تبدیل انرژی فقط با کمک یک میدان مغناطیسی یا الکتریکی صورت می گیرد.

در این نیروگاه ها علاوه بر تولید توان راکتیو مقدار آن را کنترل کرده و
مقدارهای اضافی آن را جذب می کنند، زیرا

اگر مقدار آن در شبکه بیش از حد معمول باشد باعث نوسان در شبکه و اگر کمتر باشد معادل با کاهش کارایی می شود.

با مدیریت توان راکتیو رسیدن ولتاژ مناسب به مکان های تعیین شده تضمین می شود.

چرا که تمام برق موجود در شبکه ملی می بایست در ولتاژی یکسان یعنی 275 یا 400 کیلووات باشد.

کوچکترین خطا حتی در حد 5% در این سیستم باعث آسیب دیدن تجهیزات و یا خاموشی می شود.

3# مزایای توان راکتیو

توان اکتیو کار مفید را انجام می دهد در حالی که توان راکتیو از ولتاژ برای اطمینان از سیستم پشتیبانی می کند.

توان ری اکتیو از طریق حفظ ولتاژ تأثیر عمیقی بر امنیت سیستم های قدرتی دارد.

زیرا ولتاژها در کل سیستم تأثیر گذار هستند.

کنترل ولتاژ در سیستم الکتریکی برای عملکرد مناسب تجهیزات برق و جلوگیری از آسیب هایی مانند گرمای بیش از حد ژنراتورها و موتورها، کاهش اتلاف انتقال انرژی و حفظ توانایی سیستم در برابر مقاومت و جلوگیری از افت ولتاژ مهم است.

به طور کلی، کاهش این توان باعث افت ولتاژ می شود.

 

افت ولتاژ هنگامی رخ می دهد که سیستم سعی کند بار بیشتری از آنچه می تواند پشتیبانی کند تحمل کند.

هنگامی که منبع تغذیه راکتیو، ولتاژ پایین تری داشته باشد، به دلیل افت ولتاژ، جریان برای افزایش انرژی مورد نیاز باید افزایش یابد که
باعث می شود سیستم از انرژی واکنشی بیشتری استفاده کند و ولتاژ بیشتر کاهش یابد.

اگر جریان بیش از حد زیاد شود، خطوط انتقال خاموش می شوند و به طور بالقوه باعث خرابی می شوند.

نتیجه کاهش بیشتر توان راکتیو و در نتیجه کاهش ولتاژ این است که
سیستم قادر به تأمین توان راکتیو لازم برای نیازهای توان اکتیو نیست و
این عملا انتقال را به صورت کامل مختل می کند.

#4 بهبود ضریب توان

به منظور جبران و بهینه سازی ضریب توان راکتیو می توانید از یک بانک بهینه ساز یا یک بانک خازن استفاده کنید.

 

بانک خازن Cos Phi توان مایحتاج بارهای القایی را تامین می کند.

در این صورت هیچ توان راکتیوی از شبکه جذب نمی شود.

با این سرمایه گذاری شما میتوانید از جریمه به دلیل نبودن توان راکتیو به مدت یک تا دو سال در امان باشید.

#1-4 استفاده از بانک خازن

در اکثر تاسیسات صنعتی هم از توان اکتیو و هم از توان راکتیو استفاده می شود.

استفاده از بانک خازنی برای بهینه سازی استفاده از توان اکتیو و راکتیو به این دلیل است که
می توان راکتیو مورد نیاز را بدون واسطه وارد مدار نمود.

ضریب توان که نشان دهنده مقدار توان اکتیو و راکتیو در جریان است، همواره ثابت است اما
می توانیم با استفاده از یک خازن آن را بهینه کنیم و ضریب توان را بالا ببریم تا مصرف بهینه داشته باشیم. 

ریکلورز

ریکلوزر نوعی رله می‌باشد که فرمان وصل مجدد رو به کلید قدرت می‌دهد به این صورت که در حین رخ دادن اتصال کوتاه در شبکه توانایی چندین مرتبه (معمولاً سه مرتبه) قطع و وصل را دارد. بدین معنی که در صورت ایجاد خطا در شبکه این کلید شبکه را به مدت تقریباً یک ثانیه قطع کرده و مجدد وصل می‌کند اگر همچنان خطا وجود داشت مجدد قطع می‌کند واین عمل را چندین مرتبه انجام می‌دهد و اگر در هر وصل خطا بر طرف شده بود که وصل باقی می‌ماند در غیر اینصورت مجدد قطع می‌شود و زمانیکه تعداد قطع و وصل به اندازه تعریف شده رسید قطع می‌ماند.

ریکلوزر به طور مغناطیسی به وسیله سلوئوئیدی که با خط سری بسته می‌شود عمل می‌کند. حداقل جریان قطع معمولا دو برابر جریان بار نامی بوبین ریکلوزر می‌باشد. ریکلوزر به وسیله یک مکانیزم هیدرولیکی و یک سیستم اتصال مکانیکی عمل می‌کند. موقعی که جریان اتصالی به دو برابر جریان نامی خط می‌رسد، میدان مغناطیسی افزایش یافته، پلانجر را به داخل بوبین می‌کشد. همینطور که پلانجر به طرف پایین حرکت می‌کند انتهای پایینی، مجموعه کنتاکت را تریپ می‌دهد تا کنتاکت‌ها باز شوند و مدار قطع گردد، به محض اینکه کنتاکت‌ها باز شدند دیگر جریانی در بوبین نخواهد بود تا آن‌ها را باز نگهدارد. بنابراین یک فنر مکانیزم را وصل می‌کند و خط را مجدداً برقرار می‌نماید.

متذکر می‌گردد که بین هر وصل مجدد، خط تقریباً برای یک ثانیه (۵۰ تا ۶۰ هرتز) بار نگه داشته باشد. این زمان برای جدا کننده‌های ناحیه‌ای (سکشنالایزر) فرصتی خواهد بود تا در حالیکه جریان در خط نیست عمل نماید (قطع کند). در موقع قطع کامل، کنتاکت‌ها باز می‌مانند تا زمانی که مجدداً ریکلوزر به طور دستی ریست گردد. معمولاً دو عمل (قطع و وصل) اولی ریکلوزر سریع‌تر از دو عمل (قطع و وصل) بعدی می‌باشد. ریکلوزر‌ها به دو دسته تکفاز و سه فاز تقسیم می‌شوند.

ریکلوزر کلیدی است که برای قطع و وصل اتوماتیک مدار جریان متناوب ساخته شده است و می‌تواند عمل قطع و وصل را برای چندین بار انجام دهد. ریکلوزر‌ها برای استفاده در مدار‌های تک فاز یا سه فاز طراحی شده اند. ریکلوزر را در حالت اتصالی مانند یک فیوز یا دیژنکتور قطع می‌کند و بلافاصله مجدداً وصل می‌کند. اگر اتصالی هنوز وجود داشته باشد مجدداً قطع خواهد کرد. این عمل تا زمانی که اتصالی برطرف بشود یا ریکلوزر در مقابل اتصال دائمی قطع کامل (قفل) بکند ادامه خواهد داشت. اگر اتصالی دائمی باشد ریکلوزر در مقابل اتصال دائم قطع کامل می‌کند. اگر اتصال موقتی باشد و به آسانی برطرف گردد ریکلوزر خود را کاملا آماده برای اتصالی بعدی خط می‌کند.

بیشتر خطا‌های روی خطوط انتقال و توزیع موقتی هستند و از چند سیکل تال چند ثانیه طور می‌کشند. این خطا‌های موقتی خط بر اثر برخورد سیم‌ها به یکدیگر، در اثر عدم فلش مناسب، برخورد شاخه‌های درختان به خط، زدن ولتاژ ضربه‌ای کلید‌ها بر روی مقره ها، قرار گرفتن پرندگان بین هادی‌های برقدار و زمین، یا زدن رعد و برق که باعث ایجاد قوس الکتریکی موقتی روی مقره‌های خط می‌گردد به وجود می‌آید. پس به این تنیجه می‌رسیم که ریکلوز‌ها اجازه می‌دهند که خطا‌های موقتی رفع گردند و پس از آن به سرعت مجدداً سرویس دهی را برقرار می‌کنند، اما یک خطای دائمی را کاملاً قطع می‌کند.

تفاوت فیوز و ریکلوزر در این است که، فیوز اتصالی دائمی و موقتی را مانند هم قطع می‌کند، ولی ریکلوز به اتصالی موقتی این فرصت را می‌دهد (معمولاً سه بار) تا اگر عیب موقتی است برطرف گردد، اگر اتصالی بعد از سه بار قطع و وصل برطرف نشده باشد، ریکلوزر تشخیص می‌دهد که آن یک التصالی دائمی است و قطع کامل خواهد کرد.

کلید ریکلوزر خلاء با عایق SF۶ و جامد سه فاز با قابلیت حفاظت‌های Over Current و Short Circuit براساس استاندارد IEC۶۰۲۶۵-۱ طراحی، تولید و تست گردیده و حفاظت خطوط در مقابل جریان‌های اتصال کوتاه گذرا و دائم را بر عهده دارد. همچنین این کلید قابلیت تبدیل به دژنکتور با رله مجزا براساس استاندارد و قیمت پایین‌تر از ریکلوزر را دارد.

برای حفاظت خطوط تکفاز، مانند انشعاب‌های یک فیدر سه فاز به کار می‌رود و همچنین برای شبکه‌های سه فازی که همه بارشان به صورت تکفاز می‌باشد مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین موقعیکه یک اتصالی دائمی یک فاز با نول پیش آید، تنها همان فاز قطع شده در حالی که ۳/۲ سیستم برقدار می‌باشد. در جاهائی که لازم است که بر اثر اتصال کوتاه هر سه فاز با هم قطع شوند بکار می‌رود. همچنین برای جلوگیری از یک فاز شدن بار‌های سه فاز، مانند موتور‌های بزرگ سه فاز بکار می‌رود.

هارمونیک

هارمونیک چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟

هارمونیک چیست؟

بر اساس یک اصل علم ریاضی، هارمونیک‌ها توانایی این را دارند که هر شکل موج متناوب را نشان دهند. در واقع، با توجه به قضیه فوریه، هر تابع متناوب با دوره تناوب T را می توان به صورت زیر توصیف کرد:

• یک شکل موج سینوسی با دوره تناوب T (همان دوره ی تناوب تابع اصلی)
• شکل موجهای سینوسی که فرکانس آنها مضرب صحیحی از فرکانس تابع متناوب اصلی است
• یک مقدار ثابت، در حالتی که مقدار متوسط تابع متناوب اصلی در دوره تناوب T صفر نباشد

به هارمونیکی که فرکانس آن برابر با فرکانس شکل موج اصلی باشد، هارمونیک اساسی (پایه) می‌گویند. و هارمونیکی که فرکانس آن n برابر فرکانس شکل موج اصلی باشد، هارمونیک مولفه ی nام نامیده می‌شود.

یک شکل موج سینوسی کامل دارای هارمونیک‌های مولفه های nام نیست و فقط دارای هارمونیک اساسی است. بنابراین واضح است که یک سیستم الکتریکی در حالتی که شکل موج ولتاژ و جریان کاملا سینوسی باشد فاقد هارمونیک است. برعکس، حضور هارمونیک‌ها در یک سیستم الکتریکی یک شاخص از اعوجاج ولتاژ یا جریان است و به عنوان مثال به این معنی است که توان الکتریکی‌ای که توزیع می‌شود منجر به خرابی دستگاهها و عدم کارکرد صحیح وسایل حفاظتی می‌شود.

به طور خلاصه: هارمونیک‌ها چیزی به غیر از مولفه‌های یک شکل موج غیر سینوسی نیستند و استفاده از آنها به ما این امکان را می‌دهد که هر شکل موج متناوب غیر سینوسی را بوسیله‌ی مولفه‌های سینوسی مختلف توصیف کنیم.

شکل 1 به صورت گرافیکی مفهوم فوق را نشان می‌دهد:

 شکل 1: نمایش گرافیکی هارمونیک‌ها

شکل موج غیر سینوسی، هارمونیک اساسی، هارمونیک سوم، هارمونیک پنجم

هارمونیک‌ها از چه طریقی تولید می‌شوند؟

هارمونیک‌ها بوسیله‌ی بارهای غیرخطی تولید می‌شوند. وقتی که یک ولتاژ با شکل موج سینوسی به این نوع بارها اعمال می شود، جریانی را که مصرف می‌کنند شکل موج غیر سینوسی است. شکل 2 جریان غیر سینوسی را که توسط بارهای غیرخطی مصرف می‌شوند را نشان می‌دهد:

شکل 2:

سمت چپ: جریان مصرف شده توسط بارهای خطی  سمت راست: جریان مصرف شده توسط بارهای غیرخطی

شکل موج غیرسینوسی بوسیله‌ی هارمونیک‌ها می‌توانند تحلیل شوند. اگر امپدانس شبکه بسیار کم باشد، اعوجاج ولتاژ ناشی از جریان هارمونیک نیز کم خواهد بود و به ندرت بالاتر از سطح آلودگی موجود در شبکه است. به عنوان یک اصل در نظر داشته باشید که در حضور جریان غیر سینوسی ولتاژ می تواند عملا به صورت شکل موج سینوسی باقی بماند. 

بسیاری از دستگاه های الکترونیکی برای کارکرد صحیح نیاز به یک شکل موج مشخص دارند و بنابراین باید شکل موج سینوسی را "برش" دهند تا مقدار rms خود را تغییر دهند یا جریان مستقیم را از یک مقدار متناوب دریافت کنند. در این موارد جریان روی خط به شکل منحنی غیر سینوسی است. 

تجهیزات اصلی تولید کننده‌ی هارمونیک‌ها عبارتند از:

• کامپیوترها
• لامپ‌های فلورسنت
• یکسوکننده‌ها و مبدل‌های الکترونیک قدرت
• جریان مغناطیسی ترانسفورماتور
• تجهیزات مورد استفاده در کنترل کننده‌های سرعت ماشین‌های الکتریکی
• دستگاه‌های جوشکاری

به طور کلی، اعوجاج شکل موج به علت وجود یکسوکننده‌هایی (درون این تجهیزات قرار دارد) است که دستگاههای نیمه هادی آن، فقط جریان را برای کسری از دوره‌ی تناوب شکل موج نیاز دارند، بنابراین منحنی های منقطع منجر به ایجاد هارمونیک‌های متعدد می‌شود.

ترانسفورماتورها نیز می‌توانند باعث آلودگی هارمونیکی شوند. در حقیقت، با اعمال یک ولتاژ کاملا سینوسی به ترانسفورماتور، آن را به شار مغناطیسی سینوسی تبدیل می‌کند، اما به دلیل پدیده اشباع مغناطیسی آهن، جریان مغناطیسی سینوسی نخواهد شد. شکل 3 به صورت گرافیکی این پدیده را نشان می دهد:

شکل 3: پدیده اشباع مغناطیسی هسته‌ی آهنی ترانسفورماتور

جریان مغناطیسی، هارمونیک اول (اساسی) جریان، هارمونیک سوم جریان، تغییرات شار مغناطیسی در زمان

شکل موج حاصل از جریان مغناطیسی حاوی هارمونیک‌های متعددی است که بزرگترین آن هارمونیک سوم است. با این حال، لازم به ذکر است که جریان مغناطیسی به طور کلی درصد کمی از جریان نامی ترانسفورماتور است و هرچقدر تأثیر تحریف آن کوچک‌تر باشد، شکل موج خروجی ترانسفورماتور سالم‌تر خواهد بود.

5 اثر اصلی هارمونیک‌ها

مشکلاتی که بر اثر هارمونیک در شکل موج جریان بوجود می‌آید:

1. افزایش زیاد جریان نول
2. افزایش تلفات در ترانسفورماتور
3. افزایش اثر پوستی

مشکلاتی که بر اثر هارمونیک در شکل موج ولتاژ بوجود می‌آید:

    4. اعوجاج ولتاژ

    5. اختلال در گشتاور موتورهای القایی

1. افزایش زیاد جریان نول:

در یک سیستم سه‌فاز متقارن و متعادل با هادی خنثی (نول)،  شکل موجهای بین فازها با یک زاویه فاز 120 درجه نسبت به هم حرکت می‌کنند، به طوری که وقتی فازها به طور مساوی بارگذاری شوند، جریان در نول صفر است.

 با حضور بارهای نامتعادل (فاز به فاز، فاز به خنثی و غیره) جریانی در نول جاری می‌شود.

شکل 4: سیستم سه‌فاز نامتعادل

شکل 4 یک سیستم سه‌فاز نامتعادل را نشان می دهد (فاز 3 با بار 30٪ بالاتر از دو فاز دیگر)، و جریان نول به رنگ قرمز نشان داده شده است. در این شرایط، استانداردها اجازه می‌دهند که سطح مقطع هادی نول کوچکتر از  سطح مقطع هادی‌های فاز باشد.

در حضور بارهای اعوجاج لازم است که اثرات هارمونیک‌ها را به درستی ارزیابی کنید.

در حقیقت، اگرچه جریان‌ها در فرکانس اصلی (هارمونیک اساسی) در سه‌فاز یکدیگر را خنثی می‌کنند، اما هارمونیک مولفه‌ی سوم با داشتن دوره‌ی تناوب سه برابری نسبت به هارمونیک پایه، به صورت یکسان در فازهای متقابل قرار می‌گیرند (شکلهای ۵ را در پایین ببینید)، و در نتیجه آنها در هادی نول جمع می شوند و خود را به جریان های غیر متعارف طبیعی اضافه می‌کنند.

شکل 5: هارمونیک پایه و هامونیک مولفه‌ی سوم

2. افزایش تلفات در ترانسفورماتور:

اثر هارمونیک‌ها در ترانسفورماتور عمدتا شامل سه جنبه است:

1. افزایش تلفات آهن (یا تلفات بدون بار)
2. افزایش تلفات مس
3. گردش هارمونیک‌ها در سیم پیچها

تلفات آهن به علت پدیده هیسترزیس و تلفات ناشی از جریان های گردابی است. تلفات ناشی از هیسترزیس متناسب با فرکانس هستند، در حالیکه تلفات ناشی از جریانهای گردابی به مجذور فرکانس بستگی دارند.

تلفات مس مربوط به توان تلف شده ناشی از اثر ژول در سیم پیچ ترانسفورماتور است. با افزایش فرکانس (از 350 هرتز به بالا) جریان به سمت سطح هادی‌ها (اثر پوست) متمایل می‌شود. در این حالت، هادی‌ها جریان مجاز کمتری را از خود عبور می‌دهند، زیرا تلفات اثر ژول افزایش می‌یابد.

این دو اثر ذکر شده باعث افزایش بیش‌ از حد گرما می‌شود که سبب کاهش ظرفیت مجاز ترانسفورماتور خواهد شد.

جنبه‌ی سوم مربوط به اثر هارمونیک سه‌گانه (هارمونیک هم‌قطبی) بر روی سیم پیچ ترانسفورماتور است.

در خصوص سیم پیچ‌هایی که به صورت دلتا بسته شده‌اند، هارمونیک ها از طریق سیم پیچ جریان می‌یابند و در این حالت از بالا به سمت شبکه‌ انتقال نمی‌یابند زیرا همه در فاز هستند.

بنابراین، سیم‌پیچ‌های دلتا مانعی در برابر هارمونیک‌های سه‌گانه هستند، اما لازم است که برای سایزبندی صحیح ترانسفورماتور، به این نوع هارمونیک توجه ویژه‌ای شود.

3. افزایش اثر پوستی:

با افزایش فرکانس، جریان به سمت سطح بیرونی هادی متمایل می‌شود. این پدیده به عنوان اثر پوستی شناخته شده است و در فرکانس‌های بالا بیشتر مشهود است.

در فرکانس 50Hz منبع ولتاژ، اثر پوستی ناچیز است، اما در فرکانس‌های بالای 350Hz که به هارمونیک مولفه‌ی هفتم مربوط می‌شود، مقطع عرضی جریان کاهش می‌یابد، که سبب افزایش مقاومت شده و در نتیجه تلفات و گرمای  بیشتری بوجود می‌آید.

در حضور هارمونیک‌های مرتبه بالاتر، لازم است که اثر پوستی را در نظر داشته باشیم، زیرا باعث کاهش طول عمر کابل‌ها می‌شود. به منظور غلبه بر این مشکل، می توان از کابل‌های چند هسته‌ای یا سیستم باس‌بار که از هادی‌های کاملا ایزوله ساخته شده‌اند استفاده کرد.

4. اعوجاج ولتاژ:

اعوجاج جریان توسط بارهای غیرخطی باعث افت ولتاژ تحریف شده (ولتاژ اعوجاج) در امپدانس کابل می‌شود. شکل موج ولتاژ تحریف شده به تمام بارهای دیگر متصل به آن مدار اعمال می شود و باعث جاری شدن جریان هارمونیک در آنها می شود، حتی اگر آنها بارهای خطی باشند.

راه‌حل این مشکل جداسازی مدار بارهای تولیدکننده‌ی هارمونیک از مدار بارهای حساس به هارمونیک می باشد.

5. اختلال در گشتاور موتورهای القایی:

اعوجاج ولتاژ هارمونیک موجب افزایش تلفات جریان گردابی در موتورها همانند ترانسفورماتورها می‌شود، تلفات اضافی ناشی از تولید میدان‌های هارمونیکی در استاتور است، که هر کدام تلاش دارند موتور را با سرعت متفاوتی به سمت جلو (مولفه‌های هارمونیکی 1، 4، 7، ...) و همچنین عقب (مولفه‌های هارمونیکی 2، 5، 8 ، ...) بچرخانند. 

جریانهای فرکانس بالا در روتور باعث افزایش تلفات می شوند.

ترموفیت حرارتی

 

نکاتی در خصوص نصب ترموفیت حرارتی

گرمای کنترل نشده می تواند جمع شوندگی ناهمگون، آسیب فیزیکی، و خرابی ترموفیت حرارتی را ایجاد نماید. بنا بر این استفاده از سر پیک مناسب واستاندارد، با منبع حرارتی بوتان و شعله زرد رنگ و یا سشوار صنعتی با حرارت قابل کنترل توصیه می گردد.

اگر طول زیادی از کابل، باس بار (شینه)، و یا لوله توسط ترموفیت حرارتی پوشانده می شود، فرآیند نصب ترموفیت ازیک سر آغاز، و به تدریج تا سر دیگرآن ادامه می یابد.ضروری است حرارت به طور یکسان در راستای طول و قطر ترموفیت حرارتی اعمال گردد تا ترموفیت به صورت یکنواخت جمع و از لحاظ شکلی با کابل، باس بار (شینه) و یا هر جسم دیگر مورد پوشش سازگاری پیدا کند

حبرای جلوگیری از ایجاد تنش فیزیکی، منبع حرارت پس از جمع شدگی کامل ترموفیت حرارتی به سرعت حذف می گردد تا ترموفیت به آرامی خنک شود.

جهت جلوگیری از سوختن ترموفیت حرارتی، ضروری است شعله به صورت دائم در حرکت باشد.

قبل از نصب ترموفیت حرارتی حول باس بار (شینه) ، باس بار به اندازه ای که در اثر تماس دست با آن داغ حس شود، مورد حرارت قرار می گیرد.

 جهت باس بار های مستطیل شکل، قسمت ترموفیت حرارتی در مجاورت لبه ها ابتدا حرارت داده می شود. این موضوع باعث یکنواختی بیشتر ضخامت ترموفیت حول باس بار می گردد.

ترموفیت های حرارتی در دمای تقریبی ۱۲۰ + درجه به صورت کامل جمع می شوند. (هشدار: در صورتی که حرارت اعمالی به ترموفیت از ۳۱۵ + درجه سانتیگراد تجاوز کند، احتمال سوختگی ترموفیت وجود دارد.)

ظاهر شدن برجستگی و فرو رفتگی بر روی سطح ترموفیت حرارتی در حین حرارت عادی است. این موضوع با ادامه حرارت یکنواخت بر طرف می گردد.

فرآیند حرارت دهی بلافاصله پس از محو برجستگی و فرو رفتگی، و یا پس از اینکه ترموفیت حرارتی به صورت یکنواخت حول جسم مورد پوشش جمع شد، متوقف می شود.دقت در جابجایی باس بار (شینه) های مسی بلافاصله پس از نصب ترموفیت حول آن ضروری است

 ترموفیت های گرم، نرم و مستعد آسیب فیزیکی می باشند.رعایت تدابیر ایمنی در هنگام کار با شعله مستقیم ضروری است. تجهیز محیط کار به تهویه مناسب در این خصوص ضروری می باشد

 

عمل آبکاری باعث افزایش عملکرد حرارتی مس تا 200 درجه سانتیگراد و همچنین باعث جلوگیری از آسیب دیدن شمش بر اثر رطوبت و گازهای خورنده می‎گردد.

قلع‎اندود کردن شمش نیز بدلیل حفاظت در برابر شرایط محیطی یا عمل اکسیداسیون و همچنین افزایش عملکرد حرارتی مس تا 150 درجه سانتیگراد می‎باشد و نقشی از نظر کاهش اثر پوستی ندارد چون ضریب هدایت آن از مس کمتر است.

 

رنگ شمش

اگر در جریان ثابت بجای شمش رنگ نشده از شمش رنگ شده استفاده کنیم، می‎توان سطح مقطع شمش را طبق جدول کمتر انتخاب کرد. علت آن بحث تبادل حرارتی آسانتر توسط رنگ می‎باشد. البته رنگ استفاده شده از نوع مخصوص می‎باشد و این قابلیت را دارد که حرارت را خیلی خوب از شمش گرفته و به محیط اطراف بدهد. همچنین پاشیدن رنگ باعث می‎شود سطح موثر تماس با محیط اطراف بدلیل برجستگیها و فرورفتگیهایی که تشکیل می‎شود بیشتر گردد و تبادل حرارتی بهتر صورت گیرد لذا از شمش رنگ شده با این نوع رنگ می‎توان جریان بیشتری عبور داد.

 

رنگ هادیها (سیم یا شمش)

اگر برق از نوع متناوب باشد:

فاز :مشکی

نول: آبی

 

اگر برق از نوع مستقیم باشد:

مثبت: قرمز

منفی: سبز

 

اگر سیستم سه فاز باشد:

R به رنگ قرمز

S به رنگ زرد

T به رنگ آبی

البته بطور کلی از شمشهای رنگ شده بیشتر بدلیل مشخص نمودن ترتیب فازها استفاده می‎شود نه تبادل حرارتی، چراکه رنگ اشتفاده شده از نوع معمولی می‎باشد.

 

دلیل استفاده از اتصالات آبکاری نقره شده در محل اتصالات

در جاهاییکه اتصال بین دو هادی برقرار می‎کنیم با افت ولتاژ و تلفات بصورت گرم شدن آن نقطه مواجه هستیم چراکه ایجاد اتصال، کانداکتیویته آن نقطه را نسبت به نقاط دیگر هادی اعم از کابل یا شمش کاهش می‎دهد و به نوعی مانع از عبور الکترونها براحتی می‎شود همچنین سوراخ کاریهایی که برای استفاده از پیچ و مهره جهت محکم نمودن نقطه اتصال شمشها به یکدیگر میشوند نیز باعث کاهش سطح مقطع موثر هادی و افزایش تلفات می‎شود. استفاده از لقمه‎های آبکاری نقره در هادی (شمش)، افزایش هدایت در ان نقطه، کاهش تلفات و بطور کلی بهبود عملکرد حرارتی مس را نتیجه می‎دهد.

لبه شمشها

بدلیل تراکم خطوط میدان در نقاط نوک‎تیز، شکست هوایی در ولتاژ ثابت در آن نقاط کمتر از نقاط دیگر می‎باشد. و لذا احتمال ایجاد تخلیه الکتریکی در آن نقطه از شمش با بدنه یا شمش مجاور، در شرایط خاص بیشتر است. این مشکل را با ایجاد خم روکوفسکی در لبه‎های تیز و زاویه دار، توسط دستگاه سوهان یا استفاده از ترموفیت حل می‎کنیم. در بعضی از تابلوها که با محدودیت فضا وجود دارد از شمشهایی با سطح مقطع دایره‎ای استفاده می‎گردد زیرا این نوع شمش احتمال بروز شکست الکتریکی بین دو فاز یا فاز با بدنه را کاهش خواهد داد.

 

طراحی باسبارهای فشار ضعیف

به هادیهایی (شمشهایی) با امپدانس کم که چنین مدار الکتریکی می‎تواند بطور مجزا به آن متصل شود باسبار گویند. در تابلوهای فشار ضعیف باسبارهای هادی فاز و نول در قسمت بالای تابلو و به صورت افقی قرار می‎گیرند و هادی زمین (PE) نیز در قسمت تحتانی سلول قرار می‎گیرد.

وقتی چندین سلول در کنار یکدیگر قرار می‎گیرند این باسبارها به یکدیگر متصل شده و یک باسبار سراسری را تشکیل می‎دهند.

برای باسباری که بتواند جریان 4000 آمپر را هدایت کند از سه هادی که به یکدیگر وصل شده‎اند برای هر فاز استفاده می‎شود.

برای طراحی باسباری که بتواند 7400 آمپر را تحمل کند از باسبار سه هادی دو طبقه استفاده میشود که از سه هادی دو طبقه برای هدایت جریان هر فاز استفاده میشود. هادی‎های طبقات توسط هادیهایی با همین مشخصات به یکدیگر وصل شده‎اند.

رله شنت

رله شنت:
 در کلید اتوماتیک نقش یک فرمان دهنده مناسب در مواقع مورد نیاز را ایفا می   وهمچنین در داخل کلید‌های اتوماتیک که معمولا بعنوان کلید اصلی تابلو برق چیلر و یا سردخانه استفاده می‌شود. رله شنت زیر روکش کلید اتوماتیک قرار دارد که با بازکردن روکش قابل مشاهده است . با نصب این رله داخل کلید اتوماتیک به محض برقدار شدن رله کلید را از مدار خارج می‌کند.

نحوه عملکرد رله شنت در کلید اتوماتیک

رله شنت همانطور که از نامش هم پیدا است یک رله است و همانطور که می دانید رله از یک بوبین تشکیل شده است که با برق دار شدن بوبین، رله عمل می کند حالا این عمل پس از وصل بوبین می تواند وصل کنتاکت باشد مانند رله شیشه ای یا کنتاکتور ها یا هم یک عمل مکانیکی صورت بگیرد مانند رله شنت که با وصل رله داخلی آن، یک قطعه مکانیکی حرکت کرده و وقتی داخل کلید اتوماتیک قرار  بگیرد حرکت این قطعه مکانیکی باعث می شود که کلید ما قطع کند یا به اصطلاح تریپ دهد.

کاربرد رله شنت در کلید اتوماتیک

 متفاوت است ولی بیشترین کاربرد رله شنت در کلید اتوماتیک به حفاظت مربوط می شود چون رله شنت در نهایت باید کلید را قطع کند.
یکی از موارد استفاده از رله شنت این است که می‌توان بی متال‌های تابلو برق دستگاه را با رله شنت سری کرد تا هنگامی که به هر دلیلی بی متال قطع کرد رله شنت هم کلید اتوماتیک را قطع کند و برق اصلی تابلو قطع شود. زیرا در مواردی رخ می‌دهد که بی متال فرمان قطع داده است، ولی بدلیل خال زدن پلاتین‌های کنتاکتور هنوز جریان برق در حال عبور از کنتاکتور بوده و باعث سوختن سیم پیچ مصرف کننده می‌شود

به عنوان مثال:

اگر ما  یک تابلو بانک خازنی  را بخواهیم نصب کنیم این رله کاربرد حفاظتی را در تابلو بانک خازنی ایفا می کند و به این صورت قرار می دهیم که رله به ترموستاتی داخل  تابلو وصل می کنیم و دما را روی ۵۵ درجه سانتی گراد می گذاریم و اگر در تابلو بانک خازنی ما، دمای داخل تابلو در اثر گرم شن خازن بالا برود ترموستاتی که به رله شنت متصل است عمل کرده و به طبع آن هم رله شنت داخل کلید اتوماتیک عمل می کند و در نهایت کلید اصلی قطع می شود، ما در این مدار با استفاده از رله شنت اجازه نمی دهیم که دمای داخل تابلو از ۵۵ درجه سانتی گراد بالا تر برود.

ایگنیتور

: روشن شدن لامپ گازی نیازمند اعمال ولتاژ جرقه با دامنه مشخص می‌باشد. جهت راه اندازی لامپ‌های بخارسدیم و متال هالید به وسیله‌ای به نام ایگنیتور نیازمند می‌باشیم.

لامپ پرفشار بخار سدیم (HS)، لامپ متال هالید (H۱) از نوع لوله تخلیه سرامیکی (C-HI)، با اعمال ولتاژ ضربه‌ای (Impulse) با دامنه بیشتر از ولتاژ نامی تغذیه، راه اندازی می‌گردد. این ولتاژ ضربه‌ای توسط راه‌انداز جرقه‌زن (Ignitor) تامین می‌گردد.


اعمال ولتاژ‌های ضربه‌ای با دامنه، شکل موج و موقعیت بهینه، نسبت به فاز ولتاژ تغذیه، تا راه‌اندازی کامل و پایداری وضعیت لامپ، می‌بایست توسط راه‌انداز جرقه‌زن (Ignitor) تداوم داشته باشد.

ایگنیتور از تعدادی المان تشکیل شده و وظیفه آن تولید ولتاژ زیاد در لحظه راه اندازی می‌باشد. (در لامپ‌های فلورسنت از استارتر برای این منظور استفاده می‌شود.)


راه‌انداز جرقه زن پالسی (Pulse Ignitor System)

سیستم راه‌انداز پالسی، متکی بر خاصیت سلفی بالاست لامپ می‌باشد. از این رو بالاست نیز می‌بایست دربرابر ولتاژ‌های ضربه‌ای راه‌انداز، مقاوم باشد. رعایت فواصل هوایی و خیزشی مناسب با پالس‌های پرانرژی جرقه‌زن از دیگر نکات قابل توجه می‌باشد.

 

اهمیت رله های حفاظتی در سیستم های قدرت

اﻣﺮوزه ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﻗﺪرت ﺑﺼﻮرت ﮔﺴﺘﺮده و ﯾﮑﭙﺎرﭼﻪ در آﻣﺪه اﻧﺪ و ﺑﺎ ﮔﺬﺷﺖ زﻣﺎن ﺷﺒﮑﻪ ﻫﺎی ﻗﺪرت در ﺳﻄﺢ دﻧﯿﺎ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑﻪ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﻣﺘﺼﻞ و ﺷﺒﮑﻪ ﻫﺎی ﺑﺰرﮔﺘﺮی را ﺑﻮﺟﻮد ﻣﯽ آورﻧﺪ  .اﻟﺒﺘﻪ اﯾﻦ ﻣﻮﺿﻮع ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﻣﺴﺎﺋﻞ اﻗﺘﺼﺎدی و ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺷﺪن اﻧﺮژی اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﺑﻪ اﺻﻠﯽ ﺗﺮﯾﻦ اﻧﺮژی در اﮐﻮﻟﻮژی زﯾﺴﺘﯽ ﺑﺸﺮ و ﻋﺪم وﺟﻮد ﻣﻮاد اوﻟﯿﻪ ﺗﻮﻟﯿﺪ اﯾﻦ اﻧﺮژی در ﻫﻤﻪ ﻧﻘﺎط و ﻧﯿﺰ ﭘﯿﺸﺮﻓﺘﻬﺎی ﺻﻨﻌﺘﯽ و ﻫﺰﯾﻨﻪ ﻫﺎی ﺳﻨﮕﯿﻦ ﺳﺮﻣﺎﯾﻪ ﮔﺬاری اوﻟﯿﻪ در ﺗﻮﻟﯿﺪ اﻧﺮژی اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ اﺗﺼﺎل ﺷﺒﮑﻪ ﻫﺎی ﺑﺮق اﺟﺘﻨﺎب ﻧﺎﭘﺬﯾﺮ اﺳﺖ. ﮔﺴﺘﺮش ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﻗﺪرت ﻣﻮﺟﺐ اﻓﺰاﯾﺶ اﺣﺘﻤﺎل ﮔﺴﺘﺮش ﺧﻄﺎﻫﺎ در اﯾﻦ ﺷﺒﮑﻪ ﻫﺎ ﻣﯽ ﮔﺮدد ﮐﻪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﻋﺪم ﺗﺪاوم ﺗﺄﻣﯿﻦ اﻧﺮژی اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﻣﻮرد ﻧﯿﺎز ﻣﺸﺘﺮﮐﯿﻦ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ .از ﻃﺮﻓﯽ وﺿﻊ ﻗﻮاﻧﯿﻦ ﺑﺎزدارﻧﺪه ﺑﺮای ﻋﺪم ﺗﺄﻣﯿﻦ اﻧﺮژی ﻣﻮرد ﻧﯿﺎز ﻣﺼﺮف ﮐﻨﻨﺪﮔﺎن ﻣﻮﺟﺐ ﺷﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ ﺷﺮﮐﺘﻬﺎی ﺑﺮق ﺑﯿﺶ از ﭘﯿﺶ در اﻧﺪﯾﺸﻪ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ اﻃﻤﯿﻨﺎن ﺷﺒﮑﻪ ﻫﺎی ﺧﻮد ﺑﺎﺷﻨﺪ. از آﻧﺠﺎ ﮐﻪ ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﺨﺎﻃﺮه آﻣﯿﺰ در ﯾﮏ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﯾﮑﭙﺎرﭼﻪ از داﺧﻞ و ﺧﺎرج ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺑﻪ آن ﺗﺤﻤﯿﻞ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ اﻓﺰاﯾﺶ ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ اﻃﻤﯿﻨﺎن و ﻋﻤﻠﮑﺮد اﺟﺰای ﺳﯿﺴﺘﻢ از اﻫﻤﯿﺖ وﯾﮋه ای ﺑﺮﺧﻮردار اﺳﺖ .ﺑﺮوز و ﺗﺪاوم ﺧﻄﺎ آﺛﺎر و ﻧﺘﺎﯾﺞ زﯾﺎن ﺑﺎر زﯾﺮ را ﺑﻪ دﻧﯿﺎل دارد:  ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﺪ ﺳﺒﺐ ﺑﺮ ﻫﻢ ﺧﻮردن ﺗﻮازن ﺗﻮﻟﯿﺪ و ﻣﺼﺮف ﺷﺪه و ﺑﻪ ﺗﺒﻊ ﺳﺒﺐ ﺑﺮوز اﺧﺘﻼل در ﻓﺮﮐﺎﻧﺲ ﺳﯿﺴﺘﻢ • ﻗﺪرت ﮔﺮدد.  ﺗﺠﻬﯿﺰات ﺑﯿﺶ از ﺣﺪ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﺤﻤﻞ ﮔﺮم ﺷﺪه و ﺑﻪ • ﺑﺎ ﻋﺒﻮر ﺟﺮﯾﺎﻧﻬﺎی ﺑﺰرگ )ﭼﻨﺪﯾﻦ ﺑﺮاﺑﺮ ﺟﺮﯾﺎن ﻧﺎﻣﯽ( ﻋﺎﯾﻖ ﺑﻨﺪی ﺳﯿﺴﺘﻢ آﺳﯿﺐ وارد ﻣﯽ ﮔﺮدد. 
 
.   داﻣﻨﻪ وﻟﺘﺎژﻫﺎ از ﻣﯿﺰان ﻗﺎﺑﻞ ﻗﺒﻮل ﺧﺎرج ﻣﯽ • ﺷﻮﻧﺪ ﮐﻪ ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﺪ زﻣﯿﻨﻪ ﺳﺎز آﺳﯿﺐ ﺑﻪ ﺗﺠﻬﯿﺰات ﮔﺮدد  ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﺤﻮه زﻣﯿﻦ ﺷﺪن ﺷﺒﮑﻪ و ﻧﻮع ﺧﻄﺎ در ﺑﺨﺸﻬﺎﯾﯽ از ﺷﺒﮑﻪ، ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻧﺎﻣﺘﻌﺎدل ﺷﺪه و ﻟﺬا • ﺗﺠﻬﯿﺰات ﮐﺎرﮐﺮد ﻣﻨﺎﺳﯽ ﻧﺨﻮاﻫﻨﺪ داﺷﺖ. رخ دادن ﺣﻮادث در ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻗﺪرت ﭘﺪﯾﺪه ﺗﺼﺎدﻓﯽ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ .ﺗﺠﻬﯿﺰات ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﻗﺪرت ﺑﺮای ﺷﺮاﯾﻂ ﺑﻬﺮه ﺑﺮداری ﻣﻌﯿﻨﯽ ﺗﻌﺮﯾﻒ ﺷﺪه اﻧﺪ و ﺑﺮای ﺣﻔﺎﻇﺖ آﻧﻬﺎ ﺗﺠﻬﯿﺰات ﻣﻨﺎﺳﺒﯽ ﭘﯿﺶ ﺑﯿﻨﯽ ﺷﺪه اﺳﺖ ﺗﺎ در ﺷﺮاﯾﻂ ﺑﺤﺮاﻧﯽ ﻣﺤﺪوده ﻋﯿﺐ را در ﺳﺮﯾﻊ ﺗﺮﯾﻦ زﻣﺎن ﻣﻤﮑﻦ از ﺳﺎﯾﺮ ﺑﺨﺶ ﻫﺎی ﺳﺎﻟﻢ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺟﺪا ﻧﻤﺎﯾﺪ ﺗﺎ ﺣﺪاﻗﻞ ﺧﺴﺎرت ﺑﻪ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻗﺪرت و ﻣﺸﺘﺮﮐﯿﻦ آن وارد ﮔﺮدد .ﺑﺮوز اﺗﺼﺎل ﮐﻮﺗﺎه ﻫﺎ در ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻗﺪرت از ﺷﺪﯾﺪﺗﺮﯾﻦ اﺧﺘﻼل ﻫﺎی ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻗﺪرت ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ و ﺑﺎﯾﺴﺘﯽ ﺗﻤﻬﯿﺪاﺗﯽ اﻧﺪﯾﺸﯿﺪ ﮐﻪ ﻣﺤﺪوده ﺧﻄﺎ در ﺣﺪاﻗﻞ زﻣﺎن ﻣﻤﮑﻦ از ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺟﺪا ﺷﻮد ﺗﺎ ﺣﺪاﻗﻞ ﺧﺴﺎرت ﺑﻪ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻗﺪرت وارد ﮔﺮدد .ﺳﯿﺴﺘﻤﯽ ﮐﻪ ﭘﺲ از وﻗﻮع ﺧﻄﺎ، آن را ﺷﻨﺎﺳﺎﯾﯽ ﻧﻤﻮده و ﻣﻮﺟﺐ ﺣﺪاﻗﻞ ﻗﻄﻌﯽ ﺑﺮق در ﺷﺒﮑﻪ ﺑﺮق رﺳﺎﻧﯽ ﻣﯽ ﮔﺮدد ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﻗﺪرت ﻧﺎﻣﯿﺪه ﻣﯽ ﺷﻮد. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﻫﻤﯿﺖ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﺑﺮق رﺳﺎﻧﯽ و ﻧﯿﺰ آﺛﺎر زﯾﺎن ﺑﺎر ﺧﻄﺎﻫﺎی ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﻗﺪرت، ﺿﺮوری اﺳﺖ ﺧﻄﺎﻫﺎی ﺷﺒﮑﻪ در زﻣﺎن ﻫﺎی ﺑﺴﯿﺎر ﮐﻤﯽ از ﺳﯿﺴﺘﻢ اﯾﺰوﻟﻪ ﮔﺮدﻧﺪ .ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺤﺪودﯾﺖ زﻣﺎﻧﯽ رﻓﻊ ﺧﻄﺎ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﻗﺪرت ﺑﺎﯾﺴﺘﯽ ﺑﻪ ﺗﺠﻬﯿﺰات ﻫﻮﺷﻤﻨﺪی ﻣﺠﻬﺰ ﮔﺮدﻧﺪ ﮐﻪ ﺑﺘﻮاﻧﻨﺪ در ﮐﻮﺗﺎه ﺗﺮﯾﻦ زﻣﺎن ﺧﻄﺎﻫﺎی رخ داده در ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻗﺪرت را ﺷﻨﺎﺳﺎﯾﯽ و ﻓﺮاﻣﯿﻦ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮای رﻓﻊ آن را ﺻﺎدر ﻧﻤﺎﯾﻨﺪ .ﺗﺸﺨﯿﺺ ﺑﺮوز ﺧﻄﺎ در ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﻗﺪرت ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ رﻟﻪ ﻫﺎی ﺣﻔﺎﻇﺘﯽ ﺻﻮرت ﻣﯽ ﮔﯿﺮد ﮐﻪ ﭘﺲ از ﺗﺸﺨﯿﺺ، ﺑﺎز و ﺑﺴﺘﻪ ﮐﺮدن ﻣﺪارﺷﮑﻦ ﻫﺎ ﺳﺒﺐ ﻣﯽ ﺷﻮد ﮐﻪ ﻋﻤﻠﮑﺮد وﺳﺎﯾﻞ و ﺗﺠﻬﯿﺰات اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﺗﺤﺖ ﮐﻨﺘﺮل و ﻧﻈﺎرت ﻗﺮار ﮔﯿﺮد و ﺧﻄﺎ از ﺑﺨﺶ ﺳﺎﻟﻢ ﺷﺒﮑﻪ اﯾﺰوﻟﻪ ﮔﺮدد ﻟﺬا وﻇﯿﻔﻪ ﯾﮏ رﻟﻪ ﺗﺸﺨﯿﺺ ﺷﺮاﯾﻂ ﻏﯿﺮﻋﺎدی در ﺑﺨﺸﯽ از ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻗﺪرت اﺳﺖ و ﻋﻤﻠﮑﺮد رﻟﻪ ﺳﺒﺐ ﻣﯽ ﺷﻮد ﺑﺨﺶ ﻣﻌﯿﻮب ﺷﺒﮑﻪ ﻗﺪرت از ﺑﻘﯿﻪ ﺑﺨﺶ ﻫﺎی ﺳﺎﻟﻢ ﺷﺒﮑﻪ ﺟﺪا ﮔﺮدد ﮐﻪ اﯾﻦ اﻣﺮ ﺑﺎﻋﺚ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺻﺤﯿﺢ ﺑﻘﯿﻪ ﺑﺨﺶ ﻫﺎی ﺳﯿﺴﺘﻢ و ﺳﺒﺐ ﺑﺮوز ﺣﺪاﻗﻞ ﺧﺴﺎرت ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.در ادامه مبحث بعدی انواع رله ها رو خدمت شما عزیزان توضیح خواهم داد انشالله که مفید باشد باتشکر بهروز حویبار

miniature cricuit bearker

امروزه در سیستم‌های برق کشی یک ساختمان به مبحث ایمنی توجه زیادی می‌شود که در این راستا از وسایل مختلفی برای تامین اصول امنیتی در مدارهای الکتریکی و برق کشی یک ساختمان استفاده می‌شود یکی از این وسایل کلید مینیاتوری است که مدارهای الکتریکی را در برابر جریان غیرمجاز محافظت می‌کند. به این شکل که اگر جریانی بیش از جریان اسمی یک مدار از فیوز عبور کند، برای حفظ امنیت و جلوگیری از اتصال کوتاه شدن جریان برق را قطع می‌کند و از آسیب دیدن مدار جلوگیری می‌کند. در سیم کشی ساختمان و یا تابلو برق صنعتی فیوز مینیاتوری (کلید مینیاتوری) از المان‌های اصلی است که خطرات ناشی از اتصال کوتاه شده مدار را با قطع مدار خاتمه می‌دهد. 

کلید مینیاتوری از نظر سرعت عملکرد به دو دسته فیوزهای کندکار و تندکار تقسیم می‌شوند:

فیوزهای کندکار : این نوع از فیوزها با تاخیر عمل کرده و مدار را دیرتر قطع می‌کند ، از این فیوزها در مدارهای موتوری استفاده می‌شود.

فیوزهای تندکار : این نوع از فیوزها در زمان کمتری جریان برق را قطع می‌کنند بنابراین در مصارف روشنایی بیشتر استفاده می‌شوند.

کلید مینیاتوری یا فیوز مینیاتوری

کلید مینیاتوری یا فیوز مینیاتوری با نام Miniature Circuit Breaker که اختصارا MCB نامیده می‌شود یکی از تجهیزاتی است که در سیستم برق کشی و تابلو برق استفاده می‌شود و می‌تواند مدار را در برابر جریان اضافه‌ای که وارد مدار می‌شود محافظت کند.

کلید مینیاتوری به دو روش حفاظت مدار الکتریکی را انجام می‌دهد:

1- عملکرد بی متال

در این روش فیوز مینیاتوری از یک فلز بیمتال برای تشخیص جریان اضافه استفاده می‌کند به این صورت که در اثر عبور جریان بیش از جریان نامی کلید مینیاتوری، کلید عمل کرده و جریان برق را قطع می‌کند.

2- عملکرد سیم پیچ

در این روش  تشخیص میزان جریان به عهده یک سیم پیچ با تعداد دور کم و قطر زیاد است که در این صورت با وارد شدن جریانی بیشتر از جریان نامی کلید مینیاتوری، کلید عمل کرده و جریان را قطع می‌کند.

انواع کلید مینیاتوری (فیوز مینیاتوری یا فیوز برق)

کلید مینیاتوری به تیپ‌های مختلفی تقسیم می‌شود نوع B که برای مصارف روشنایی مورد استفاده قرار می‌گیرد، نوع C که کلید مینیاتوری موتوری نام دارد و معمولاً در صنعت و مدارات موتور دار استفاده می‌شود، نوع D که فیوز مینیاتوری ترانسفورماتوری نام دارد، نوع K که فیوز مینیاتوری قدرت نام دارد و نوع Z که یک کلید مینیاتوری بسیار حساس است. در بین انواع کلید مینیاتوری نوع B و C بیشترین کاربرد را دارد.

فیوز مینیاتوری نوع B:

کلید مینیاتوری نوع B معمولاً در مصارف خانگی و روشنایی کاربرد دارد، این کلیدها زمانی که جریان اضافه بین 3 تا 5 برابر جریان نامی مدار باشد جریان الکتریکی را قطع می‌کند و با توجه به حساسیت آنها برای کاربردهای عادی خانگی استفاده می شوند و به آنها فیوز مینیاتوری تندکار گفته می‌شود.

فیوز مینیاتوری نوع C:

کلید مینیاتوری نوع C که بیشتر کاربرد صنعتی دارد و به نام کلید مینیاتوری موتوری شناخته می‌شود و زمانی که جریان اضافه بین 5 تا 10 برابر جریان نامی باشد جریان الکتریکی را قطع می‌کند ولی زمان قطع آنها از تیپ B بیشتر است بنابراین به فیوز مینیاتوری کندکار معروف هستند.

power factor

ضریب توان در یک سیستم الکتریکی AC اصطلاحی است که به نسبت توان واقعی به توان ظاهری گفته میشود و مقداری بین ۰تا ۱دارد. توان واقعی در واقع توانایی یک مصرف کننده برای تبدیل انرژی الکتریکی به دیگر شکل‌های انرژی را نشان می‌دهد در حالی که توان ظاهری در اثر وجود اختلاف بین ولتاژ و جریان پدید می‌آید. با توجه به نوع بار‌ها و میزان توان راکتیو آن‌ها توان ظاهری می‌تواند از توان واقعی نیز بیشتر باشد.

کم بودن ضریب توان (بزرگ بودن توان ظاهری نسبت به توان واقعی) در یک مدار موجب بالا رفتن جریان در مدار و در نتیجه بالا رفتن تلفات در مدار می‌شود. در اصل ضریب توان میزان راندمان و کارکرد موثر را نشان می‌دهد. هر چه ضریب توان بالا‌تر باشد میزان راندمان بالاتر است.

بار‌های اکتیو و راکتیوبه طور کلی در یک مدار AC می‌توان مصرف کننده‌ها را از نظر نوع مصرف انرژی الکتریکی به دو دسته تقسیم کرد:

۱-مصرف کننده‌های اکتیو (مقاومتی) ۲-مصرف کننده‌های راکتیو (خازنی یا سلفی)انواع مختلف مصرف کننده‌ها در مدار‌های الکتریکی رفتار‌های متفاوتی از خود بروز می‌دهند؛ برای مثال مصرف کننده‌های اکتیو با تبدیل انرژی الکتریکی به شکل دیگری از انرژی، انرژی الکتریکی را مصرف می‌کنند. این رفتار در مصرف کننده‌های راکتیو کمی متفاوت است چرا که این مصرف کننده‌ها به جای مصرف انرژی الکتریکی این انرژی را ذخیره می‌کنند. این انرژی ذخیره شده تا زمانی در المان باقی می‌ماند که المان به وسیله یک جریان یا ولتاژ ثابت از طرف منبع تغذیه شود. با پایان یافتن روند تغذیه، مصرف کننده راکتیو شروع به جبران انرژی کاسته شده می‌کند بدین صورت که انرژی ذخیره شده خود را دوباره به مدار بازمی‌گرداند. در مدار‌های DC این عملکرد بار‌های راکتیو تأثیر زیادی بر روی عملکرد شبکه الکتریکی نمی‌گذارد، اما در یک مدار AC به علت تغییر دایم میزان انرژی وارد شده به مدار بار‌های راکتیو می‌توانند موجب ایجاد اختلال در عملکرد شبکه شوند به این صورت که در آغاز هر سیکل بار‌های راکتیو مانند یک مصرف کننده از مدار انرژی دریافت می‌کنند و این انرژی را تا لحظه ماکسیمم یا پیک موج در خود نگاه می‌دارند. با کاهش یافتن روند تغذیه بار، این بار انرژی ذخیره شده خود را – که با توجه به نوع بار می‌تواند به صورت ولتاژ یا جریان باشد – به مدار بازمی‌گرداند این بازگشت انرژی تأثیرات خاصی را در مدار به دنبال خواهد داشت که به آن‌ها خواهیم پرداخت.

مفهوم پیش فازی و پس فازیدر یک شبکه AC، ولتاژ دو سر بار‌های خازنی به طور مداوم در حال تغییراست (که خازن با این تغییر، مخالفت می‌کند) و باعث می‌شود ولتاژ نسبت به جریان پس فاز باشد. به عبارت دیگر، جریان نسبت به ولتاژ پیش فاز است (Lead) بنابراین به این دستگاه‌ها تولید کننده توان راکتیو می‌گویند؛ و در بار‌های سلفی دقیقا برعکس این موضوع می‌باشد و جریان نسبت به ولتاژ پس فاز است (Lag) و این بار‌ها مصرف کننده توان راکتیو می‌باشند و در بار‌های اهمی خالص جریان و ولتاژ با یکدیگر هم فاز می‌باشند.

ضریب توان

مدار‌هایی که شامل مصرف‌کننده‌های کاملاً مقاومتی هستند (مانند لامپ‌های رشته‌ای، بخاری‌های برقی، اجاق‌های برقی و …) ضریب توانی برابر ۱دارند در حالی که در مدار‌هایی که دارای بار‌های راکتیو هستند (مانند خازن‌ها، موتورها، ترانسفورماتور‌ها و…) ضریب توان کمتر از یک است. ضریب توان صفر در یک مدار بدین معناست که تمام بار مدار به صورت راکتیو است و در هر سیکل انرژی ذخیره شده در بار به منبع باز می‌گردد در حالیکه زمانیکه ضریب توان ۱است تمام انرژی فرستاده شده به وسیله منبع در بار مصرف می‌شود. ضریب توان یک بار با توجه به جهت زاویه بین جریان و ولتاژ می‌تواند پیش‌فاز یا پس‌فاز باشد. برای نشان دادن جهت این زاویه از علامت منفی یا مثبت نیز استفاده می‌شود.

در بار‌های القایی مانند موتور‌های الکتریکی یا ترانسفورماتور‌ها شکل موج جریان عقب‌تر از ولتاژ است در حالی که این مورد در بار‌های خازنی مانند بانک‌های خازنی یا کابل‌های‌زیر زمینی درست برعکس است به این ترتیب که شکل موج جریان از شکل موج ولتاژ جلوتر است. با این حال هر دو نوع این بار‌ها انرژی را در خود ذخیره می‌کنند با این تفاوت که در بار‌های القایی انرژی به صورت میدان مغناطیسی و در بار‌های خازنی انرژی به صورت میدان الکترواستاتیکی ذخیره می‌شود.

 

محاسبه ضریب توان

توان AC جاری در یک مصرف‌کننده سه بعد دارد:

۱) توان واقعی: که با P. نمایش داده می‌شود و واحد آن وات (Watt) است.۲) توان ظاهری: که با S. نمایش داده می‌شود و واحد آن ولت آمپر (Volt-Ampere) است.

۳) توان راکتیو: که با Q. نمایش داده می‌شود و واحد آن ولت آمپر راکتیو (reactive volt-ampere) است.

حال میزان ضریب توان را می‌توان از فرمول روبرو به دست آورد:

 در صورتی که شکل موج‌ها کاملاً سینوسی باشند، P، Q. و S. می‌توانند سه ضلع یک مثلث در نظر گرفته شوند و به این ترتیب می‌توان به چنین نسبتی در بین توان‌ها دست یافت:ر. صورتی که φ. , را زاویه بین جریان و ولتاژ در نظر بگیریم، آنگاه برای به دست آوردن ضریب توان یا |Cos φ| خواهیم داشت:

 

اندازه‌گیری ضریب توانضریب توان در یک مدار تک فاز (یا یک مدار سه فاز متعادل) را می‌توان از روش وات‌متر- آمپرمتر- ولت‌متر اندازگیری کرد. به این ترتیب که توان به دست آمده به صورت وات (توان واقعی) را بر حاصل ضرب ولتاژ و جریان (توان ظاهری) تقسیم می‌کنیم. نسبت به دست آمده در واقع میزان ضریب توان بار است. البته ضریب توان در یک مدار سه فاز نامتعادل را نمی‌توان به این روش اندازه‌گیری کرد.

برای اندازه‌گیری ضریب توان می‌توان از یک دستگاه اندازه‌گیری مستقیم ضریب توان نیز استفاده کرد. نوع انالوگ این دستگاه از دو قاب گردان الکترودینامیکی تشکیل شده است. این دو قاب گردان به صورت موازی به مدار متصل شده‌اند. اگر این دو قاب را A. و B. بنامیم در سر راه قاب A. یک مقاومت و در سر راه قاب B. یک القاگر قرار داده شده است به این ترتیب جریان در قاب B. نسبت به قاب A. با تاخیر همراه است. در حالتی که ضریب توان ۱باشد جریان در قاب A. با جریان مدار هم زاویه است و بنابراین گشتاور بیشینه در قاب A. به وجود می‌آید و میزان ضریب توان را حداکثر مشخص می‌کند بنابراین ۱بودن ضریب توان مشخص خواهد شد. در ضریب توان صفر، جریان جاری در قاب B. با جریان مدار هم زاویه است و بنابر این گشتاور بیشینه در این قاب به وجود خواهد آمد که نشان دهنده مینیمم بودن ضریب توان است. در ضریب توان‌های بین این دو مقدار دستگاه اندازه‌گیری با توجه به نسبت گشتاور در دو قاب میزان ضریب توان را مشخص می‌کند. نوع دیگری از دستگاه‌های اندازه‌گیری مستقیم ضریب توان دستگاه‌های دیجیتال هستند. این دستگاه‌ها با اندازه‌گیری میزان اختلاف زمانی بین شکل موج جریان و ولتاژ یا اندازه‌گیری میزان توان ظاهری و توان واقعی میزان ضریب توان را تشخیص می‌دهند. روش اول – یعنی اندازه‌گیری میزان اختلاف بین جریان و ولتاژ – تنها در صورتی قابل استفاده است که شکل موج جریان و ولتاژ کاملاً سینوسی باشد. در بار‌هایی مانند یکسوکننده‌ها استفاده از این روش میزان درست ضریب توان را اندازه‌گیری نخواهد کرد.

 

اینورتر

✔️ سوالات رایج در مورد اینورتر
قسمت اول

 در صنعت اصطلاح های «اینورتر»، «VFD» و «درایو» همه به دستگاه «درایو فرکانس متغییر» اشاره می‌کنند که جهت راه‌اندازی و کنترل دور موتورهای القائی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

-آیا می‌توان از اینورتر برای راه‌اندازی و کنترل دور موتورهای تک فاز استفاده نمود؟

جواب خلاصه «خیر» است. با اینکه یک یا دو سازنده ادعا می‌کنند چنین اینورترهایی تولید می‌کنند، با این حال انواع مختلفی از موتورهای تک‌ فاز وجود دارند که بعضی از آنها برای راه‌اندازی توسط اینورتر نیاز به اصلاحاتی دارند و بعضی‌ها نیز اصلا قابل استفاده برای این کار نیستند.

-آیا می‌توان یک الکتروموتور ۳ فاز ۳۸۰ ولت را با استفاده از یک از اینورتر تک فاز به سه فاز راه‌اندازی نمود؟

پلاک موتور را چک کنید. اگر موتور توانایی کار با برق ۳ فاز  ۲۲۰ ولت را داشته باشد می‌توانید با استفاده از یک اینورتر تک فاز، موتورتان را راه‌اندازی و کنترل نمایید. این اینورترها با برق تک فاز تغذیه شده و ۳ فاز ۲۲۰ ولت تولید می‌کنند.

- آیا برای استفاده از اینورتر نیاز به جایگزین نمودن الکتروموتورهای قدیمی نیز هست؟

معمولا خیر. با این حال اگر موتور شما قبل از سال ۱۹۹۰ میلادی ساخته شده است، جایگزین نمودن آن می‌تواند سودمند باشد. اگر سن و سال موتور قابل تعیین نیست کلاس عایقی موتور را از روی پلاک آن، بررسی نمایید. اگر کلاس عایقی موتور «B» بود، تعویض موتور ایده خوبی است. 

-آیا می‌توان از درایوی با توان بالاتر برای راه اندازی یک موتور استفاده نمود؟ مثلا درایو ۷٫۵ کیلووات برای موتور ۵٫۵ کیلووات؟

بله، به سادگی می‌توان درایو را به گونه‌ایی تنظیم نمود که موتوری با توان کمتر را راه‌اندازی و کنترل نماید ولی درصورت تفاوت فاحش بین توان اینورتر وموتور،ازحفاظت های موتور به دلیل رنج بالای عملکرد اینورتر کاسته می شود.

-آیا یک اینورتر می‌تواند چند موتور را به صورت همزمان راه‌اندازی نماید؟

در عمل چنین کاری شدنی است اما هر یک از موتورها باید به صورت مستقل مدار حفاظت اضافه بار و اتصال کوتاه داشته باشند. اینورتر نیز باید به گونه‌ایی انتخاب شود که بتواند جریانی برابر یا بیشتر از مجموع جریان نامی موتورها را تامین نماید. دقت کنید هرگز زمانی که اینورتر در حالت "Run" است اتصال بین موتورها و اینورتر برقرار نگردد.

-حداقل سرعت یک موتور با استفاده از اینورتر چقدر خواهد بود؟

خیلی آرام. اما ممکن است این کار تاثیر منفی روی طول عمر مفید موتور داشته باشد. توصیه می‌شود در چنین شرایطی حتما از یک فن خارجی برای خنک نمودن موتور استفاده شود. اگر هدف به گردش درآوردن بار با سرعتی پایین به صورت دائمی است و موتور هیچگاه به سرعت کامل خود نمی‌رسد، بهتر است از یک گیربکس و موتوری با توان کمتر برای کاهش سرعت استفاده نمود. فراموش نکنیم که اینورترها همانند گیربکس، گشتاور را تقویت نمی‌کنند.

-با استفاده از اینورتر، سرعت یک موتور را حداکثر تا چه مقدار بیشتر از سرعت نامی آن می‌توان بالا برد؟

هر اینورتر سقف فرکانس خروجی مشخصی دارد اما موضوع مهم‌تر اینست که با افزایش سرعت موتورهای آسنکرون به مقداری بیشتر از سرعت نامی آن‌ها، گشتاور خروجی این موتورها متناسب با افزایش سرعت افت می‌نماید. بنابراین گشتاور بار متصل شده به موتور، عاملی محدود کننده است.همچنین درصورت عملکرد طولانی مدت موتور درفرکانس های بالاتر از رنج نامی،عمرموتور به شدت کاسته خواهد شد.

-چرا برای انتخاب اینورتر، اطلاع از جریان نامی موتور بسیار مهم است؟ آیا کافی نیست که توان نامی موتور را بدانیم؟

سازندگان درایو، بر اساس پیش فرض‌هایی در مورد موتورها، محصولاتشان را دسته بندی نموده و بر اساس توان موتورها اینورترها را ارائه می‌دهند. با این حال هیچ تضمینی وجود ندارد که پیش فرض‌های سازندگان، در مورد موتور شما نیز صدق کند. بنابراین جریان نامی یک موتور عامل مهمی در انتخاب اینورتر خواهد بود.

قسمت دوم

-آیا AC Reactor بهتر از DC Reactor است؟
هر دو برای حذف هارمونیک‌های مضر ایجاد شده توسط اینورتر به کار می‌روند و هر کدام مزایا و معایبی دارند. راکتور AC، اینورتر را درمقابل تغییرات ناگهانی ولتاژ تغذیه محافظت می‌کند اما باعث افت ولتاژ در تغذیه اینورتر نیز خواهد شد. راکتور DC باعث افت ولتاژ تغذیه نمی‌گردد و اینورتر را هم در مقابل تغییرات ناگهانی ولتاژ محافظت نمی‌کند.

-اتصال زمین اینورتر چقدر مهم است؟

هم اینورتر و هم موتور را همیشه اتصال زمین کنید. انتخاب دیگری وجود ندارد! در غیر اینصورت احتمال وقوع شک‌های الکتریکی، زیاد است.

-اینورتر (VFD) چه فرقی با «سافت استارتر (Soft Starter)‌ یا همان راه انداز نرم» دارد؟

سافت استارتر صرفا می‌تواند موتور را راه اندازی نرم نموده و حین راه اندازی، سرعت آن را از سکون به سرعت نهایی برساند. تغییر سرعت موتور در حین کار توسط سافت استارتر امکانپذیر نیست.

-اینورتر به چه مراقبت‌هایی نیاز دارد؟

فن خنک کننده داخلی – اگر فن خنک کننده اینورتر به صورت دوره‌ایی بررسی و در صورت نیاز تعویض گردد تاثیر به سزایی در افزایش طول عمر اینورتر خواهد داشت.
همچنین باید آنرا درمحیط عاری از رطوبت،گرد وخاک وسایر عوامل محیطی مضر قرار داد.