فشارقوی آشنائی با تجهیزات کلید های قدرت

آرانیعلیرضا پورغالم

فاکتور ها ی مهم در ارتباط باتجهيزات الکتريکیشناسايي•

طراحی•

انتخاب•

نصب و راه اندازی•

بهره برداری•

سرويس و نگهداری•

تعميرات•

ولتاژ های استاندارد

1000که ولتاژ خط شبکه کمتر يا مساوی LVيا ( Low Voltage )فشار ضعيف •. ولت است

•V )1000VL < (

، 500، 415، 440، 400، 220، 208: ولتاژهای خط فشار ضعيف استاندارد •.ولت است690

که ولتاژ خط شبکه مساوی و بيش تر از MVيا( Medium Voltage )فشار متوسط •. ولت است 63000ولت و کمتر از 1000

•V )52000VL < ≤V1000(

، 5/10، 2/7، 9/6، 6/6، 3/6، 6، 3/3: ولتاژ های خط فشار متوسط استاندارد •36و 33، 30، 27، 24، 22، 20، 5/15،5/17، 8/13، 12،2/13، 11

کيلو ولت است

که ولتاژ خط شبکه مساوی و بيش تر از HVيا ( High Voltage )فشار قوی •. ولت است230000ولت و کمتر از 52000

)230000VL < ≤ V52000(

کيلوولت 168و 132، 115، 68، 63، 52: ولتاژ های خط فشارقوی استاندارد •است

که ولتاژ خط شبکه مساوی و EHVيا ( Extra High Voltage )فوق فشار قوی •) ≤ V )230000VLولت 230000بيشتراز

765و 525، 400، 345، 230: ولتاژ های خط فوق فشارقوی استاندارد •کيلوولت است

ل و مقادير ولتاژ نامی استاندارد جهت تغذيه ی هيتر ها ، مدارات کمکی و مدارهای کنتر•کليدهای فشارقوی( چفت و بست ) انينترالک

كليات و مفاهيم اوليهنماي كلي توليد تا مصرف برق

انواع نيروگاه

نيروگاه بخا ر ••نيروگاه گاز ي ••نيروگاه آبی ••نيروگاه اتمی ••خورشيدي ، (نيروگاههاي با انرژي تجديد پذير ••) ...گرمايش زمين و•

انواع خطوط انتقا ل

خط هوايی معمولی •••(Compact) • خط هوايی فشرده)شبكه كابلی(خط زمينی ••

سطوح ولتاژ استاندارد شبكه برق ايران

•: (Transmission) • سطوح ولتاژ انتقال

كيلوولت 230و 400•

•: (Subtransmission) • سطوح ولتاژ فوق توزيع

(كيلوولت در فارس 66)كيلوولت 63و 132•

•: (Medium Voltage) • سطح ولتاژ فشار متوسط

33، 20كيلوولت ، 6.3و 11•

•: (Distribution) • سطح ولتاژ توزيع

كيلوولت( ( 380يا400•

مي باشند )ولتاژ خطي (مقادير فوق، ولتاژ موثر بين دو فاز 8•

Substation پستهاي انتقا ل

•:(Step-up) • پستهاي افزاينده

اير پس از توليد برق با ژنراتور، جهت كاهش تلفات و امكان انتقال توانهاي باالبه س•را به ولتاژ (استكيلوولت 20كه معموال كمتر از) نقاط، بايستي ولتاژ خروجي ژنراتور

.تبديل نمود( كيلوولت 400يا 230)سطوح انتقال

•:(Step-down) • پستهاي كاهنده

با نزديكي به محل مصرف، بايستي سطح ولتاژ را كاهش داد كه •چند مرحله 20/0/4فوق توزيع و توزيع ، 400 /63معموال د ر

انجام مي شود )كيلوولت 63/20مثال توسط پستهاي انتقا ل(

اجزاء تشكيل دهنده پستهاي انتقال

سوئيچگير•

ترانسفورماتور قدرت•

)تغذيه داخلي(ترانسفورماتور كمكي •

ترانسفورماتور زمين•

سيستم زمين•

سيستم حفاظت از صاعقه•

تغذيه ACو DC)سيستم روشنايي، سيستم كابل، سيستم (تجهيزات جانبي الكتريكي •داخلي

دسترسي، پاركينگ، ساختمان نگهباني، جاده هاي(تجهيزات جانبي غير الكتريكي •)انباري، اتاق ديزل ژنراتو ر

ساختمان كنتر ل•

سيستمهاي جبران كننده توان راكتيو•

سيستمهاي مخابراتي•

سوئيچگير

مختلف را به )فيدرها ي(مجموعه اي از تجهيزات پست كه عمل ارتباط ورودي هاي•وظيفه اين تجهيزات قطع و .يكديگر و به باس بار در يك سطح ولتاژ معين انجام ميدهند

.وصل فيدرهاي مختلف به يك مدارمي باشد

در يك سوئيچگير سطح ولتاژ ثابت است و لذا به تعداد سطوح •في ولتاژپست سوئيچگير وجود دارد كه هر كدام، با سطح ولتاژ آن معر

كيلوولت داراي يك 20 / 400/230يعني يك پست .مي شودكيلوولت و يك 230كيلوولت، يك سوئيچگير 400سوئيچگير كيلوولت است 20سوئيچگير

اجزاء تشكيل دهنده سوئيچگير

•(Circuit Breaker) دژنكتور ، مدار شكن، كليد فشار قوي

•(Disconnector Switch) جداكنند ه، سكسيونر

•(Current Transformer) ترانسفورماتور جريان

•(Voltage Transformer) ترانسفورماتور ولتاژ

•(Lightning Arrester ) برقگير

•(Busbar) شين شينه، باس بار ،

•(Steel Structures ) سازه هاي فلزي

•(Insulator) مقره

•(Tube type or stranded Conductor) هاديهاي رشته اي و لوله اي

•(Clamp & Connectors (HV Terminals)) كلمپ و اتصاالت

تقدرترانسفورماتور

ت را مهمترين تجهيز پست بوده كه درصد قابل توجهي از قيمت پس ••.مي شو دشامل

به ويژه (به دليل حجم و وزن باال و تبادل حرارتي مناسب با محيط ••معموال در فضاي باز (ترانسفورماتورهايي كه با هوا خنك مي شوند

نصب شده و جهت جابجايي آنها الزم است جاده هاي دسترسي با ابعاد مناسب د رنظر گرفته شود

پارامترهاي مهم در طراحي پستها

اطالعات الكتريكي•

پارامترهاي محيطي•

اطالعات الكتريکيElectrical Information

(Un) • ولتاژ نامي

(Um) • ولتاژ حداكثر كا ر

فركانس نامي •

جريان نامي •

جريان اتصال كوتاه •

(BIL) • سطح عايقي

سيستم اتصال فازها •

(Un) ولتاژ ناميRated Voltage

ه مقدار موثر ولتاژ خطي سيستم است كه با توجه به مقادير استاندارد و با توجه ب•:پارامترهاي زير تعيين مي شو د

طول خط انتقال •

و توجه به نياز منطقه )ظرفيت پست (قدرت انتقالي •

پستها و خطوط انتقال موجود •

مسايل مرتبط با پايداري شبكه •

پارامترهاي اقتصاد ي •

افت ولتاژ و تلفات•

Highest Voltageولتاژ حداكثر كار حداكثر مقدار ولتاژ موثر خطي سيستم كه ممكن است به•

.صورت دائمي در شبكه بوجود آيد•

ف با توجه به تنوع ولتاژ نامي در كشورهاي مختلف و يا مناطق مختل•ود يك كشور، به منظور كاهش تنوع توليد، طراحي عايقي انجام مي ش

تجهيزات بر اساس ولتاژ اين ولتاژ براي Umو گاهي سازندگان از مقاديراستاندارد اين ولتاژها .معرفي تجهيزات خود استفاده مي كنند

:عبارتند از

فركانس نامی

.هرتز مي باشد 60يا 50فركانس نامي سيستمهاي قدرت•

ليل فركانس سيستم در طراحي ژنراتور، موتور و ترانسفورماتوربه د•.داردتاثير قابل توجه در تلفات و ابعاد هسته آهني تاثيرقابل توجهي

ي و در ساير تجهيزات پست تاثير فركانس معموال محدود به اثرپوست•تجهيزات رامي توان در هر دو تاثير ناچيز در مقاومت شده و لذا اين

فركانس متداول استفاده نمو د

جريان ناميRated Current

ه و حداكثر جرياني است كه تحت شرايط كار مشخص شده ميتوانداز تجهيز عبور نمود•در حالت تعادل دمايي درجه حرارت ازمقدار مجاز تجاوز ننمايد

دماي مجاز عايق به جنس آن بستگي دارد و مطابق استانداردعايقها در يكي از •:كالسهاي حرارتي زير دسته بندي مي شوند

طح پارامتر مهم انتخاب اكثر تجهيزات پست به ويژه كليدهاي قدرت س•بنابراين به منظور تنوع زدايي در تيپ .اتصال كوتاه پست مي باشد

تجهيزات مورد استفاده كه باعث تامين لوازم يدكي كمترمي شود،ط تجهيزات فشار قوي نظير كليد قدرت و سكسيونر درفيدرهاي خمي وترانسفورماتور يك سوئيچگير با مشخصات يكساني انتخاب

شوند

مناسب است كه جريان نامي مورد استفاده در تعيين سطح مقطع هادي فيدر • .درصد حداكثرجريان عبوري از آن در نظر گرفته شو د 120ترانسفورماتور بر اساس

التري ضمنا در باس بارهاي اصلي كه چندين فيدر به آن متصل مي باشد، جريان نامي با.نسبت به فيدرهاي خط در نظر گرفته مي شو د

جريان اتصال كوتاه ناميRated Short Circuit Current

جريان اتصال كوتاه نامي جهت انجام محاسبات حرارتي ومكانيكي در باس بارها، •ه ويژه محاسبات سيستم زمين و تعيين قابليت تحمل جريان اتصال كوتاه تجهيزات ب

.تعيين قدرت قطع كليدها اهميت دارد

جهت تنظيم رله ها از مقادير واقعي جريان اتصال كوتاه وجريان عبوري از خط يا •.ترانسفورماتور استفاده مي شود

عبور جريان اتصال كوتاه از تجهيزات داراي دو اثر مكانيكي •.وحرارتي است

شكل موج جريان اتصال كوتاه در شبكه و دور از ژنراتور•

مولفه هاي جريان اتصال كوتاه

جريان اتصال كوتاه حالت ماندگار .3•

•Sustained Short Circuit Current

كه با Ikپس از رسيدن به حالت )مقدار موثر مولفه متقارن جريان اتصال كوتاه •(“decaying dc & ac”

ور در اتصال كوتاه دور از ژنراتماندگار و از بين رفتن مولفه مي باشد، dcو acميرايي .نمايش داده مي شو د′I k ”برابر

مدت زمان اتصال كوتاه .4•

•Rated Duration of Short Circuit

تاثيرات ناشي از عبور جريان اتصال كوتاه از تجهيزا ت

، ،اثر حرارتي جريان اتصال كوتاههاديها•

ترانسفورماتوراتصاالت، كليد (عبور جريان اتصال كوتاه از تجهيزات •حرارت .باعث ايجاد حرارت مي شو د)و سكسيونر، خط انتقا ل تابع زمان و جريان استQ=RI2tايجاد شده مطابق رابطه

ي طراححفاظتي،به دليل تشخيص سريع جريان خطا توسط رله هاي•اه تجهيزات پست به نحوي است كه درصورت عبور جريان اتصال كوتاز آنها در زمان محدود دماي آن از حد مجازاضطراري، تجاوز ننمايد

ثانيه درتجهيزات 1زمان مجاز عبور جريان اتصال كوتاه نامي معموال•ثانيه در 2ثانيه در تجهيزات فشار متوسط و 3فشار قوي،

ترانسفورماتور در نظر گرفته مي شود

تاه كليد قدرت بايستي عالوه بر تحمل اضافه حرارت ناشي از عبورجريان اتصال كو•.بايستي قادر به قطع اين جريان نيز باشد

اثر الكترومكانيكي جريان اتصال كوتاه

چنانچه اين ميدان از .با عبور جريان ميدان مغناطيسي ايجاد مي گرد د• F = L)قسمتهاي حامل جريان بگذرد، طبق قانون لورنتز به آنها نيروي

I ×B) مكانيكي وارد مي شود

وتاه بزرگترين نيروي بين هاديها معموال به ازا ء عبور جريان اتصال ك•دو فاز از هاديها بوجود مي آيد كه بصورت دافعه بوده وباعث وارد

. IEC 60865)شدن نيرو به ترمينال تجهيزات مي شود

دن و يا مي تواند باعث خم ش( نظير ترانسفورماتور )نيروي اتصاالت كوتاه در تجهيزات •.دفرمه شدن هادي، از بين رفتن عايق وبروز شكست عايقي يا تخليه جزيي شود

مقدار نيرو به پيك جريان اتصال كوتاه بستگي دار د•

اتصال يكي از تايپ تستهاي تجهيزات نظير ترانسفورماتور، تست مكانيكي و حرارتي•ل شودكوتاه مي باشد تا از تحمل اثرات سوءاتصال كوتاه توسط تجهيز نو اطمينان حاص

•

اقتصادي ايجاب مي نمايد تا سطح اتصال كوتاه را با استفاده از -گاهي موارد فني•موازي، استفاده از راكتورهاي (FCL)روشهايي نظير جداسازي باسها و يا ترانسهاي

اين عمل به ويژه در پستهايي كه سطح .كاهش يابد ...سري، محدود از جريان خطاومكانيكي اتصال كوتاه آنها با گسترش شبكه بيش از مقدار قابل تحمل حرارتي و ياالكتروبوده و يا با محدوديت قطع جريان توسط كليدمواجه باشد، مي تواند انجام شود

سطح عايقي يا سطح ايزوالسيون تجهيزا تBasic Insulation Level (BIL)

ايند، عالوه بر اينكه تجهيزات بايستي حداكثر ولتاژ سيستم را بطور دائمي تحمل نم•مدت بايستي توانايي تحمل اضافه ولتاژهاي موقت و گذرا ي بوجود آمده در شبكه را در

مقدارقدرت تحمل اين اضافه ولتاژها توسط تجهيزات .زمان مشخص داشته باشند.را سطح ايزوالسيون و يا سطح عايقي گويند( زمين -فاز وفاز -عايق بين فا ز)

انواع سطح عايقي

مقدار اضافه ولتاژهاي قابل تحمل توسط مقره هاي عايقي :سطح عايقي خارجي •ويژگي .تجهيزات و يا فواصل بين فازها كه توسط هوا يامقره از يكديگر جدا شده اند

.سطوح عايقي خارجي اين است كه از شرايط محيطي متاثر مي شوند

مقدار اضافه ولتاژهاي قابل تحمل توسط عايقهاي داخلي تجهيزات :سطح عايقي داخلي •كه ممكن است از نوع جامد، مايع و ياگاز بوده و از اثرات محيط محفوظ است را سطح

ودعايقي داخلي نامند كه معموال از سطح عايقي خارجي پايينتر در نظر گرفته ميش

انواع اضافه ولتاژ قابل تحمل تجهيزا ت

ولتاژ تحمل فركانس قدر ت.1•

•Rated Power Frequency Withstand Voltage

ولتاژ تحمل ضربه صاعقه.2•

•Rated Lightning Impulse Withstand Voltage

ولتاژ تحمل ضربه سوئيچينگ.3•

•Rated Switching Impulse Withstand Voltage

تقدرفركانستحملولتاژ

-Temporary Over ))اضافه ولتاژ موقت اين اضافه ولتاژها به•voltageمعروف بوده كه عوامل ايجاد آنها عبارتند ا ز:

زمين-اضافه ولتاژ بين فازهاي سالم و زمين در اثر اتصال كوتاه فا ز•

طاضافه ولتاژ انتهاي خط بي بار ناشي از شارژ خازني خ(اثر فرانتي •(

(به ويژه افت بار ژنراتور و افزايش سرعت آ ن)كاهش ناگهاني بار •

قطع بارهاي سلفي يا اتصال بارهاي خازني بزرگ•

.برقگير نبايستي در برابر اضافه ولتاژهاي موقتي عمل نمايد ••

قت سطح عايقي تحمل اضافه ولتاژ فركانس تجهيزات بر اساس اضافه ولتاژهاي مو ••.نمايندتعيين مي شود و تجهيزات بايستي اين اضافه ولتاژهارا در مدت يك دقيقه تحمل

زمين در اثر اتصال كوتاه تكفاز را -زمين به ولتاژ نامي فا ز-حداكثر ولتاژ فا ز •• (Earth Fault Factor) .ضريب خطاي زمين مي نامند

.ولتاژ نامي تحمل فركانس قدرت بر حسب پيك بيان مي شو د ••

بيان مي شوند rmsبر حسبUmوUnولتاژهاي •

روشهاي اتصال نوترال به زمين

Solidly Grounded :اتصال مستقيم نوترال به زمين •

(Compensated Earth (Impedance Grounded :اتصال •

نوترال به زمين با استفاده از مقاومت، راكتور يا خازن•

Ungrounded System :نقطه نوترال به زمين متصل نمي شود •

سيستم اتصال فازها

معموال ترتيب نامگذاري فازها از شمال به جنوب و غرب به شرق است•

ي به هنگام اتصال خطوط مختلف به يك باس بار بايستي با توجه به نحوه جابجاي•ل كر احتمالي فازها در مسير خط انتقال از اتصال فازهاي همنام به يكديگر اطمينان حاص

د

نامگذاري فازها در استانداردهاي مختلف

کليد های فشارقوی

اهميت کليد های فشارقوی•

ريکی به منظور قطع و وصل خطوط فشارقوی انتقال ، فوق توزيع و توزيع انرژی الکت•د، ترانسفورماتور های قدرت ، ژنراتور ها و ساير تجهيزات فشارقوی به کار می رو

َ هنگام بروز عيب در تجهيزات فشارقوی الزم است که قسمت معيوب شبکه فورا • َعه عيب بوسيله کليد فشارقوی بطور اتوماتيک از شبکه جدا و از ادامه برقراری و توس

.جلوگيری شود

قطع و وصل کليدهای فشارقوی در شبکه به دو صورت انجام می شود•

بازرسی ، قطع کليد توسط اپراتور با برنامه قبلی و با اطالع مسئوالن شبکه ، به منظور•.سرويس و تعميرات تجهيزات و غيره

ور قطع کليد توسط رله های حفاظتی و سيستم های کنترلی ، هنگام بروز عيب بط•يک اتوماتيک و بدون برنامه قبلی در خطوط فشارقوی ، ممکن است کليد بطور اتومات

.توسط سيستم ريکلوزر يا وصل مجدد ، مجددا وصل شود

انواع کليدهای فشارقوی

جداکننده يا سکسيونر-1

کليد بار يا سکسيونر قابل قطع زير بار-2

کليد قدرت يا ديژنکتور-3

Disconnectorجداکننده يا سکسيونر

ردن پس از قطع بار يا جريان اتصالی توسط کليد قدرت ، برای جدا ک•.تجهيزات تحت ولتاژ از سکسيونر استفاده می شود

در سيستم قطع سکسيونر در سيستم فشار متوسط عمدتا بطور دستی و•های فشار قوی و فوق فشار قوی عمداً بوسيله ی موتور و از راه

دور انجام می شود

نان هدف از بكارگيري سكسيونر، قطع قابل رويت مدار است تا از قطع بودن مدار اطمي•جهت اطمينان پرسنل در حين تعميرات و يا بازرسيهاي دوره اي و . )حاصل شو د

ود و يا ايمني آنها الزم است در ولتاژ باالتر از يك كيلو ولت از سكسيونر نيز استفاده ش.(قطع بودن مدار قابل رويت باشد

خصوصيات کار سکسيونر

ته وتنها سکسيونر بر خالف کليد قدرت توانايی قطع جريان بار و يا جريان عيب را نداش•.پس از قطع جريان عبوری از آن باز و بسته می شود

ور سکسيونر ها عمدتاً بطور دستی عمل کرده و دارای فرمان قطع اتوماتيک از راه د•.توسط رله ها و دستگاه های حفاظتی نمی باشد

قابل سکسيونر برای قطع جريان عيب ساخته نشده ، لذا به منظور محافظت شبکه در م•.اتصالی ها به کار نمی رود

ار سکسيونر هنگام انجام بازرسی ، سرويس ، تعميرات و کار بر روی تجهيزات فش•.بنابراين موقع کار عادی شبکه همواره بسته است. قوی باز و بسته می شوند

ليت سکسيونر ها قبل از کليدهای قدرت بسته شده و بعد از قطع کليدهای قدرت قاب•.بازشدن را دارند

اصطالح برداشتن ولتاژ از روی تجهيزات سيستم های قدرت مربوط به باز شدن •سکسيونر ها است

ترتيب قرار گرفتن سکسيونر در مدار

به باال که از يک طرف KV1طبق استاندارد جلوی هر کليد قدرت خط در شبکه •شين انرژی می گيرد، يک سکسيونر و يا در هر خط ورودی به پست برق ويا اتصال دو

نصب می ( Circuit Breaker )، دو سکسيونر در دو طرف کليد قدرت يا ديژنکتور .شود

•A- Busbar

•B- Disconnector 1

•C- Circuit Breaker

•D- Disconnector 2

•E- Current Transformer

•F- Voltage Transformer

•G- Earthing Switch

•H- Surge Arrestor

انواع سکسيونر

سکسيونر را می توان از نظر ساختمانی به انواع مختلف زير تقسيم کرد

تيغه ای -1

کشويي-2

اهرمی-3

دورانی-4

قيچی ای-5

سکسيونر تيغه ای

در جريان کم بصورت تسمه و در جريان KV36تيغه ها ی اين سکسيونر ها تا ولتاژ •زياد بصورت پروفيل است

مشخصات سکسيونر تيغه ای

ريان سکسيونر بايد در مقابل حرارت ناشی از عبور جريان های نامی، اتصال کوتاه و ج•و های ضربه ای استقامت کافی داشته باشدسکسيونر در حالت باز بايد عايق خوب

مطمئن برای پتانسيل های بين تيغه و کنتاکت ثابت هر فاز و با زمين باشد

مشخصات سکسيونر عبارتند از•

ولتاژ نامی-1

جريان نامی-2

( ثانيه 3تا 1)جريان اتصال کوتاه ، کوتاه مدت -3

جريان اتصال کوتاه ضربه ای-4

سکسيونر کشويی

ار مناسب سکسيونر کشويی برای کيوسک يا قفسه هايی که دارای عمق کم هستند بسي•.است

مهمترين مزيت اين نوع سکسيونر امکان ساخت تيغه ها به صورت لوله ای است•

سکسيونر اهرمی

کيلو ولت کاربرد دارد و دارای يک 765تا 63اين نوع سکسيونر در سطح ولتاژ •کيلو ولت و يا دو تيغه ی 230تا 63تيغه ی لوله ای برای هر فاز در سطح ولتاژ

.کيلو ولت کاربرد دارد765تا 145لوله ای در سطح ولتاژ های

مشخصات سکسيونر اهرمی زيمنس

سکسيونر دورانی

تا 60سکسيونر دورانی برای ولتاژ های زياد بخصوص ولتاژهای •کيلو ولت کاربرد دارد765

ی مهمترين مزيت اين سکسيونر دارا بودن دو تيغه متحرک و دوران•است

ل نيروی وزش باد و نيروی وزن سکسيونر به هيچ وجه سبب وص•.بی موقع آن نمی شود

مشخصات سکسيونر دورانی

سکسيونرقيچی ای

کت ثابت سکسيونر قيچی ای برای ولتاژ فشارقوی وفوق فشارقوی مناسب بوده وکنتا•انتوگراف به سکسيونر قيچی ای ، سکسيونر پ. اين سکسيونر شين يا خط هوايی است

يا يک ستونی هم گفته می شود

سکسيونر قابل قطع زير بار

اين کليد می تواند جريان های کم و جريان های بار را که چند برابر جريان نامی آن•.است ، بدون هيچ مشکلی قطع کند

.مورد استفاده آن درکليد های فيدر موتوری وانشعاب های کوچک است•

HRCوی برای عملکرد کليد در برابر جريان اتصال کوتاه مدار ، هميشه با فيوز فشار ق•به طور سری در مدار قرارمی گيرد

مشخصات سکسيونر قابل قطع در زير بار

کليد قدرت يا ديژنکتور

. ی باشددر يک پست فشارقوی کليد قدرت يا ديژنکتور يکی از اساسی ترين اجزای آن م•کليدهای قدرت نقش اصلی در قطع و وصل نمودن ، وارد و خارج کردن نيروگاه ،

.مصرف کننده ها ، فيدر ها و خطوط انتقال در شبکه را به عهده دارند

ليدهای بطورکلی مانور در شبکه جهت تغيير در سيستم توزيع و انتقال انرژی توسط ک•قدرت صورت می پذيرد

قابلیت های مورد نیاز کلید قدرت•

•

•

•

•

VDEطبق استاندارد .اسا ساً به علت ایجاد شرایط مناسب تر در موقع وصل کلید -6•.برابر قدرت قطع آن است5/2شدت جریان وصل یک کلید در حدود

•IMaking Current = 2.5 I Short cicuit Breaking Current

.این وضعیت برای قطع جریان بارهای اهمی ، سلفی و خازنی متفاوت است•

فتد که معموالًجدا شدن کنتاکت های کلید پس دریافت فرمان قطع ،در لحظه اتفاق می ا•کت ها جریان صفر نیست در این حالت بمحض جدا شدن کنتاکت هاجرقه در دوسر کنتا

.بوجود می آید

ن اما اگر فاصله بی. زمانی که جریان به صفر می رسد، جرقه می تواند خاموش شود •قوس کنتاکت ها به حد تحمل ولتاژ دو سر آن نرسیده باشد،مجدداً جرقه ایجاد خواهد شد و

الکتریکی تا رسیدن جریان به مقدار صفر در نیم سیکل بعدی اذمه خواهد داشت

مراحل زمانی وصل کليد

مراحل زمانی عمل قطع کلید

•

•

•(TRV)

روشهای قطع جریانکلید ایده آل•

قطع جریان در بار اهمی

•

قطع جريان در بار سلفی

درجه اختالف فاز دارند 90درقطع جریان مدار سلفی خالص که ولتاژ و جریان آن •

ار می ،در لحظه صفر جریان که قوس خاموش می شود پیک ولتاژ شبکه دو سر کلید قر•ندگیرد که شرایط بسیار سختی را برای خاموش ماندن قوس الکتریکی ایجاد می ک

دد در زیرا در این مدت کوتاه ،بایستی ماده عایق بین کنتاکت ها دیونیزه وخنک گر.•به هر .دصورتی که این امر امکان پذیر نباشد ، قوس الکتریکی مجدداً بر قرار می شو

ن صورت در غیر ای.حال در این حالت فاصله بین دو کنتاکت باید به کافی رسیده باشد سبب طوالنی شدن قوس می شود

قطع جریان در بار خازنی•

•

•(Restrike Voltage)(Dielectric

Reignition)

قطع بار خازنی

طای هنگام خاام. بار شبکه ها معموالً ترکیبی است از مقاومت اهمی ،سلفی ،خازنی •ریان دارای الکتریکی جریان الکتریکی به صورت عمده خاصیت سلفی داشته و قطع ج

اهمیت فوق العاده استترین در طراحی کلید های قدرت تا حد امکان سعی می شود قوس الکتریکی دارای کم•

.انرژی بوده ودر کوتاه ترین زمان ممکن خاموش شود

ربوط به یک بخش م. ساختمان کلید های قدرت از دو بخش اصلی تشکیل شده است •بخش دوم ،فرمان دهنده یا مکانیزم عمل کننده ی قطع(Breaking Unit)کنتاکت ها

.(Operating Mechanism)و وصل کلید

در محفظه ی کنتاکت ها از روش ها و یا از مواد مختلف جهت ایجاد فاصله ی عایقی•بین دو کنتاکت و همچنین خاموش کردن قوس الکتریکی استفاده می شود

ندمواد خاموش کننده قوس الکتریکی می توانند از نوع جامد مایع و یا گاز باش•ریان در کلید های خالء کنتاکت ها درون محفظه ای خالء قرار دارند که در نتیجه قطع ج•

ذیرد الکتریکی با توجه به فاصله کم کنتاکت ها در حد اقل زمان ممکن انجام مپ

ا چند قسمتی کردن محفظه قطع جریان الکتریکی به دو صورت سری و موازی ب•ای یکدیگر کاربرد خازن های موازی با با محفظه های قطع جریان واستفاده از گاز ه

ی است خنثی برای خاموش کردن هر چه سریع تر قوس یا جرقه الکتریکی از تمهیدات.که در طراحی وتولیدکلید قدرت مورد توجه قرار می گیرد

ازیاد طول جرقه•با افزایش سریع فاصله بین کنتاکتها•استفاده از اثر حرارتی قوس•استفاده از نیروی الکترو مغناطیسی•خنک کردن قوس •دیونیزاسیون ماده عایقی بین کنتاکت ها و جایگزینی با ماده عایق خنک•مقطع کردن قوس•

خصوصيات موادکنتاکت های اصلی کليد

خصوصيات مهم کنتاکت های اصلی کليدهدايت الکتريکی زياد•هدايت حرارتی زياد•نقطه ذوب باال•سختی واستقامت مناسب•پايين بودن درجه تمايل مواد به تغييرشکل وسوختن•سادگی کار•قيمت مناسب•

• ت هرگز به کنتاکت های کليد سمباده نزنيد ، زيرا مواد پوششی روی کنتاک: توجه مقاوم در برابر حرارت و سوختگی ناشی از قوس الکتريکی است ، از بين ها که

رودمی

انواع کلیدهای قدرت(Bulik Oil CB)کلید روغنی -1 (Minimum Oil CB)کلید کم روغن -2 (Air Blast CB)( دمنده)کلید هوایی-3 (SF6 CB)کلید گازی -4Vacuum CB)) کلید خالء -5

Operating)مکانیزم عمل کننده Mechanism)

و وصل، عمل مکانیزم عمل کننده بایستی بتواند بال فاصله پس از دریافت فرمان قطع•قطع و وصل را در کوتاهترین زمان ممکن انجام دهد لذا در این شرایط نیروهای

.مکانیکی دارای اهمیت زیادی هستند

قدرتکلیدهایعوامل مهم در انتخاب مکانیزم عملکرد وجود قابلیت ذخیره انرژی-1•زمان عملکرد کم-2•ارزان بودن مکانیزم-3•فضای مورد نیاز برای کلیه متعلقات جانبی آن-4•(ترجیحاً)امکان شارژ دستی -5•

انواع مکانیزم فرمانمکانیزم عملکرد دستی •مکانیزم عملکرد موتوری•مکانیزم سلونوئیدی•مکانیزم فنر قابل شارژ توسط موتور•مکانیزم هیدرولیکی •مکانیزم پنیوماتیکی•

ی در مکانیزم های اشاره شده مکانیزم دستی ساده ترراحت بوده ولی در پست ها•یک سیم در مکانیزم سلونوئیدی از نرژی الکتریــکی.فشار قوی استفاده نمی شود

. شودپیچ و تبدیل آن به انرژی مکــانیکی برای قطع یا وصل کلید استفاده میو وصل در مکانیزم فنر قابل شارژ منبع ذخیره انرژی یک فنر است در زمانی که قطع•

با )فنر با آزاد کردن ضامن.کلید اتفاق نمی افتد فنر وصل به تدریج شارژ می شود این فنر قادر به وصل سریع کلید است( فرمان الکتریکی از راه دور

ل هوای در مکانیزم پنیوماتیکی انرژی مورد نیاز جهت قطع و وصل از انرژی پتانسی•یک است با این در مکانیزم هیدرولیک عملکرد تقریباً شبیه پنیومات.فشرده تاٌمین مگردد

رار تفاوت که در این حالت به عنوان مثال گاز ازت در دو فشار مختلف پشت روغن ق.گرفته وبا تغییرات فشار روغن ،پیستون عمل کننده را به حرکت وا می دارد

مشخصات الکتریکی کلید ها (Rated Voltage)ولتاژ نامی • (Rated Highest voltage)ولتاژ حد اکثر نامی • (Eated Frequency)فرکانس نامی • (Rated Current)جریان نامی • ( Rated short circuit breaking current)مقدار جریان قطع اتصال کوتاه •

•(Insulation Level )

•(Rated short circuit current )

•(Rated operating sequence )

•(Breaking Time )

•(Making time )

•(Rated transient recovery voltage)

:د ازاز مشخصات یاد شده سه مشخصه دارای اهمیت بیشتری است که عبارتن•.می شود ولتاژنامی کلید که غالباًبرابر ولتاژ شبکه ای است که کلید در آن نصب•.جریان نامی که مساوی با بیشترین جریان کار عادی شبکه است•ت داشته قدرت نامی قطع کلید که باید با قدرت اتصال کوتاه در محل کلید مطابق•

.باشد

قطع در روغنتوليد گاز هيدروژن•زمان طوالنی قطع•زمان طوالنی وصل مجدد•ازامکان انفجار در صورت افزايش فشار گ•

روغن های عايق الکتريکی که در کليدهای فشارقوی کاربرد دارند

معایب روغن عایق الکتریکیادر به گازهای حاصل از تجزیه ی روغن قابل اشتعال بوده و در صورتی که دیژنکتور ق•

حدود ) خاموش کردن قوس الکتریکی نباشد ، فشار گاز داخل محفظه از حد مجاز آن بیش تر شده و احتمال انفجار وجود دارد( بار 7

ت روغن به شدت رطوبت را جذب کرده و به علت پدیده ی گاز یونیزاسیون خاصی•لکرد ، عایقی آن در زمان وقوع قوس الکتریکی کاهش می یابد و پس از چندین بار عم

.کلید نیاز به تعویض روغن دارد

نابراین ب. روغن دارای خاصیت عایقی خوب برای دیژنکتور با عملکرد زیاد نمی باشد•نمی برای کوره های قوس الکتریکی و بارهای صنعتی با قطع و وصل زیاد مناسب

.باشندنی نیاز به نشت روغن ،تلفات و تغییر روغن اغلب ایجاد اشکال می کنند و کلیدهای روغ•

.تعمیرات زیادی دارد

معايب ديژنکتورهای پر روغن. ردتغییرات شدید در کیفیت روغنی که در نزدیک قوس الکتریکی وجود دا-1•ر زیادی برای تأمین عایق بین قسمت های برق دار و بدنه ی فوالدی کلید به مقدا-2•

در صورتی که بدنه از جنس سرامیک باشد مقدار روغن عایق . روغن نیاز است. الکتریکی کاهش می یابد

کیلو ولت به باال72/5افزایش حجم بسیار زیاد محفظه ی روغن برای کلید های -3•

کليدهای کم حجم روغن

ا کليدهای کم روغن که مجهز به کالهک قرمز يا نارنجی هستند ، گاز ازت در آنهن و شارژ شده است تا عالوه بر افزايش قدرت قطع کليد ، از ايجاد رطوبت در روغ

کاهش مقاومت عايقی آن جلوگيری کند

قطع در هوا

مزايای ديژنکتور با هوای فشرده

معايب ديژنکتور با هوای فشرده

SF6ديژنکتور گازی SF6آشنايی با گاز عايق •

می یابد

sf6قطع در گاز

• منخنی هدایت حرارتی

هیدروژن

SF6مزايای ديژنکتور گازی

SF6معايب ديژنکتور گازی

ديژنکتور خالء

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

•1Stem / terminal

•2Twist protection

•3Metal bellows

•4Interrupter lid

•5Shield

•6Ceramic insulator

•7Shield

•8Contacts

•9Stem

•10Interrupter lid

مقايسه محيط های قطع

16شکل