رآکتور تنظیم‌پذیر

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری, جستجو
کنترل جریان AC موجود در لامپ L با استفاده از جریان DC که با مقاومت R تنظیم شده است. B باتری و G منبع برق AC است.

یک رآکتور تنظیم پذیر در مهندسی برق نوع خاصی از القاگر است که هسته مغناطیسی در آن می‌تواند به وسیله جریان DC که در سیم پیچ کنترلی وجود دارد عمداً اشباع شود. وقتی اشباع شد خاصیت القایی راکتور تنظیم پذیر به طور چشم گیری پایین می‌آید.

رآکتور تنظیم پذیر وسیله ساده‌ای برای کنترل از راه دور و متناسب جریان AC در جاهایی چون لامپ رشته ای فراهم می‌آورد. جریان AC تقریبا متناسب با جریان DC در سیم پیچ کنترلی است. به علاوه، به خاطر چینش خاص سیم پیچ قدرتی، سیم پیچ کنترلی و هسته، سیم پیچ کنترلی به خوبی از برق AC جدا شده است. همچنین سیم پیچ قدرت طوری پیکربندی شده است که ولتاژ متناوبی در سیم پیچ کنترلی القاء نکند.

به خاطر این که خاصیت القایی مورد نیاز، میرایی را بدست آورد که با تغییر بار الکتریکی تغییر می‌کند؛ رآکتور تنظیم پذیر غالباً اتصال‌های چندگانه‌ای دارد که اجازه می‌دهد یک القای کوچک با یک بار بزرگ و یا یک القای بزرگ با یک بار کوچک بکار رود. در این روش اندازه جریان کنترلی نیز می‌تواند ثابت نگه داشته شود و مهم نیست که بار چیست.

ضعف عمده رآکتورهای تنظیم پذیر این است که آنها از نظر فیزیکی بزرگ، سنگین و در مقایسه با کنترل کنده‌های برق که جدیداً به بازار آمده اند گرانقیمت هستند.


برچسب‌ها: رآکتور تنظیم‌پذیر
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:46  توسط ابرام  | 
توليد و نيروگاه توليد و نيروگاه :
مقاله: نيروگاه زمين گرمايي ماتنوسكي
ارسال شده در سه شنبه 14 فروردين ماه 1386 توسط whiteapple

ممكن است بحث در خصوص كاربرد انرژيهاي تجديد‌پذير وبويژه انرژي زمين‌گرمايي در كشور روسيه كه داراي ذخاير بسيار عظيم سوختهاي فسيلي (بويژه گاز طبيعي) است قدري عجيب به نظر مي‌آيد. اما حتي اين كشور غني از انرژي نيز در برخي از نقاط دور دست خود با مشكل تامين برق ساكنانش مواجه است. بدين ترتيب كه هزينه حمل سوخت نيروگاهها به نقاط مذكور نيازمند صرف هزينه‌هاي زيادي است. به عنوان مثال اين وضعيت در منطقه كامچاتكا كه نيروگاه ماتنوسكي در آن واقع شده است، وجود دارد. لذا مقامات محلي سعي دارند تا با اكتشافات ميادين زمين‌گرمايي منطقه و بهره‌برداري از آن جهت توليد برق بر مشكل مذكور غلبه كنند. در اين مقاله نخست تاريخچه كاربرد انرژي زمين‌گرمايي در روسيه به اختصار مطرح شده سپس مطالبي پيرامون منطقه زمين‌گرمايي ماتنوسكي و نيروگاه مربوطه ارايه شده است.

تاريخچه بهره‌برداري از انرژي زمين‌گرمايي در روسيه
نخستين تجربه روسها در توليد برق از منابع زمين‌گرمايي در منطقه پاراتونسكي كامچاتكا (در شرق روسيه) در سال 1967 بود كه براي نخستين بار در جهان از سيكل دو مداره براي توليدبرق از منابع زمين‌گرمايي حرارت پايين استفاده شد. ظرفيت نيروگاه مذكور حدود kw600 بود.
نخستين نيروگاه زمين‌گرمايي بزرگ روسيه در سال 1967 و در منطقه پوزتسكي كامچاتكا احداث شد. ظرفيت نصب شده مرحله اول نيروگاه 5 مگاوات بود كه در سال 1982 پس از نصب تجهيزات مرحله دوم، ظرفيت آن به 11 مگاوات افزايش يافت. در سال 1987 نيز يك نيروگاه كوچك از نوع بدون كندانسور به ظرفيت حدود 300 كيلووات نصب شد.



در روسيه از منايع حرارت پايين عمدتاً جهت تامين گرمايش منطقه‌‌اي و يا گرمايش استخرهاي شنا، گلخانه‌ها و مزارع پرورش ماهي و يا درمان بيماريها استفاده مي‌شود. اخيراً كاربرد منابع زمين‌گرمايي در روسيه توسعه زيادي يافته است. در واقع وزارت علوم روسيه متولي توسعه طرحهاي كاربرد انرژي زمين‌گرمايي در كشور است.

كاربرد انرژي زمين‌گرمايي در منطقه كامچاتكا
شبه جزيره كامچاتكا همراه با جزاير كوريل در منتهي‌اليه شرق روسيه واقع شده است. ساكنين اين مناطق جهت تامين برق مورد نياز خود وابستگي شديدي به سوخت فسيلي وارداتي دارند. اخيراً هزينه توليد برق در نواحي مذكور به 25 سنت به ازاء هر كيلووات ساعت بالغ شد كه متعاقب آن سياستگزاران انرژي بر آن شدند تا استراتژي پيشين خود را تغيير داده و توجه بيشتري به منابع انرژيهاي تجديد‌پذير كنند. يكي از انواع انرژي‌هاي تجديد‌پذير، انرژي زمين‌گرمايي است كه روسها تجربيات فراواني در خصوص بهره‌برداري از آن دارند. آنها تاكنون حدود 1000 حلقه چاه در زمينه اكتشاف و استخراج منابع زمين‌گرمايي حفر كرده‌اند كه رقم بسيار قابل توجهي است. منطقه كامچاتكا داراي ذخاير فراوان انرژي زمين‌گرمايي است كه با مطالعات اكتشافي صورت گرفته، پتانسيل آنها برآورد شده است. طبق محاسبات بعمل آمده، منابع زمين‌گرمايي مذكور قادر خواهند بود برق مورد نياز شبه جزيره كامچاتكا را با هزينه بسيار كمتري نسبت به سوختهاي فسيلي تامين كنند.

منطقه زمين‌گرمايي ماتنوسكي
اين منطقه در جنوب شبه‌جزيره كامچاتكا قرار دارد. در واقع اين منطقه زمين‌گرمايي بخشي از منطقه آتشفشاني كامچاتكاي جنوبي است كه در حدود 8 كيلومتري شمال كوه آتشفشاني ماتنوسكي واقع شده است. نزديك‌ترين منطقه مسكوني به آن شهر پتروپاولوسك – كامچاتسكي است كه 125 كيلومتر بامنطقه زمين‌گرمايي فاصله دارد. در زمستان دسترسي به منطقه زمين‌گرمايي مشكل است زيرا در اين ايام بدليل بارش سنگين برف صرفاً با انجام عمليات برق روبي مي‌توان از جاده‌ها عبور كرد. منطقه زمين‌گرمايي ماتنوسكي يكي از بزرگترين نواحي روي كره زمين است كه حجم زيادي از حرارت داخل زمين به سطح آن راه مي‌يابد. بر اساس مطالعات اكتشافي بعمل آمده مشخص شده است كه منابع زمين‌گرمايي مناطق كامچاتكا و جزاير كوريل مشتركاً قادر به توليد 2000 مگاوات برق هستند.
اين منطقه كه حدود 30 كيلومتر مربع وسعت دارد شامل آثار و شواهد حرارتي است كه در مجاورت آتشفشانهاي فعال وسيستمهاي زمين‌گرمايي حرارت بالا قرار دارند. در جنوب منطقه نيز كوه آتشفشان ماتنوسكي وجود دارد كه در مجاورت آن گازفشانهاي حرارت بالا و چشمه‌هاي آبداغ مشاهده مي‌شوند واز يال شمالي و دهانه آن نيز بخار خارج مي‌شود.
اين منطقه از نظر فعاليت آتشفشاني بسيار فعال است و در آن دو آتشفشان فعال وجود دارد: ماتنوسكي و گورلي. البته يك آتشفشان خاموش و فرسايش يافته نيز به نام ژيروفسكي نزديكي منطقه زمين‌گرمايي به چشم مي‌خورد. در اطراف دهانه آتشفشان ماتنوسكي فعاليت‌هاي شديد گازفشاني مشاهده مي‌شود. آخرين فعاليت كوه آتشفشاني ماتنوسكي در سال 2001 رخ داد. در آن هنگام ناگهان دهانه آتشفشان منفجر شد كه بر اثر آن خاكسترهاي آتشفشاني به هوا پرتاب شدند.
اكتشاف منطقه زمين‌گرمايي ماتنوسكي طي سالهاي 1978 تا 1990 انجام شده است. تاكنون بيش از 80 حلقه چاه كه عمق آنها بين 1000 تا 2500 متر است در منطقه‌اي به وسعت km225 حفر شده است.
با استفاده از نتايج عمليات حفاري، تا حدود زيادي حدوده مخزن ماتنوسكي مشخص شد. در حال حاضر در نظر است كه يك نيروگاه 120 مگاواتي در مركز منطقه زمين‌گرمايي احداث شود. ماتنوسكي از نوع آبداغ بالنده است. بدين معني كه سيال غالب در مخزن آبداغ است. طبق برآوردهاي بعمل آمده منبع زمين‌گرمايي ماتنوسكي توانايي توليد 300 مگاوات برق را دارد.
به طور كلي منابع زمين‌گرمايي منطقه كامچاتكا به دو دسته حرارت بالا و حرارت پايين تقسيم‌بندي مي‌شوند. منابع حرارت بالا (150 درجه سانتي‌گراد) داراي پتانسيلي معادل MWe1130 هستند. منابع حرارت پايين (150 > درجه سانتي‌گراد) داراي پتانسيل MWt 1345 براي يك دوره 100 ساله هستند. تاكنون طبق اكتشافات انجام شده بيش از 20 ميدان زمين‌گرمايي در منطقه كامچاتكا كشف شده است.
در بين همه ميدانهاي كشف شده ميدان زمين‌گرمايي ماتنوسكي ميداني شاخص به شمار مي‌رود. تاكنون تمامي مطالعات اكتشافي ضروري در اين ميدان انجام شده است و اكنون براي استفاده‌هاي مختلف (توليد برق و كاربردهاي صنعتي) كاملاً آماده است. حدود 30 درصد چاههاي حفر شده در ميدان ماتنوسكي،‌چاههاي توليدي هستند.
سيالهاي توليد شده از ميدان مذكور مخلوط بخار خشك و بخار مرطوب است كه درجه حرارت آن بيش از 240 درجه سانتي‌گراد بوده و آنتالپي آن معادل Kcal/kg 660 است. از نظر تركيب شيميايي، سيال خروجي از چاهها در زمره آبهاي كلريده، كلريده- سولفاته قرار مي‌گيرندكه آنيونهاي آنها سولفات و كلريد و مهمترين كاتيونهاي آنها سديم و كلسيم هستند. مهمترين گاز غيرقابل ميعان مخزن اسيد كربنيك (بيش از 70 درصد وزني) است. به علاوه در سولفيد هيدروژن، نتيروژن، اكسيژن،‌متان و هيدروژن نيز وجود دارد. ميزان H2S موجود در سيال مخزن به طور ميانگين حدود 10 درصد حجم كل گازهاي خروجي از چاهها است.

نيروگاه زمين‌گرمايي ماتنوسكي
در مرحله اول، يك نيروگاه 12 مگاواتي احداث شد. اين نيروگاه در حقيقت يك نيروگاه زمين‌گرمايي نمونه (پايلوت) از مجموعه‌اي از چند نيروگاه زمين‌گرمايي است كه در منطقه ماتنوسكي ساخته و راه‌اندازي خواهد شد. در هنگام احداث نيروگاه ماتنوسكي موارد زير موردتوجه قرار داشت:
• سيستم آماده ‌سازي بخار مدولار كه به صورت پيش ساخته بودو پس از مونتاژ مورد استفاده قرار گرفت.
• اغلب اجزاء نيروگاه (شامل توبوژنراتورها، قطعات الكتروتكنيكي، كنترل پانل اصلي و ...) در كارخانه ساخته شده و در محل نيروگاه به يكديگر متصل شدند.
• با استفاده از كندانسورهاي هوايي از تماس مستقيم سيال زمين‌گرمايي با محيط اطراف جلوگيري شد.
سيال دو فازي (مخلوط آبداغ وبخار) از طريق لوله‌ها در مخزن جمع‌آوري شده و پس از انجام عمل جدايش در دو مرحله به سمت سه واحد قدرت كه ظرفيت هر يك 4 مگاوات است، هدايت مي‌شود. شكل (5). بخار با فشار P0=0..8 Mpa و درجه حرارت 170 درجه سانتي‌گراد ودر حالتي كه كاملاً خشك است (ميزان رطوبت آن كمتر از 05/0 درصد است) وارد توربين مي‌شود. كيفيت بخار در ورودي توربين مشابه كيفيت آن در نيروگاههاي حرارتي فشار متوسط است. به منظور افزايش كارايي كاربرد انرژي زمين‌گرمايي، آبداغ (داراي درجه حرارت 170درجه سانتي‌گراد) بعد از جداكننده‌ها به سمت مخازن تبخير آني هدايت مي‌شود. دراين مخازن بخار داراي فشار 0.4 Mpa توليدمي‌شود. از اين بخار (حدود 10 تن بر ساعت) در اجكتورها جهت مكش و جدايش گازهاي غيرقابل ميعان و بيوژه گاز سولفيد هيدروژن (H2S) استفاده مي‌شود. گاز H2S خارج شده از كندانسور، وارد دستگاه جاذب 13 مي‌شود كه درآن گاز H2S در بخار چگالش يافته حل شده به سمت چاههاي تزريقي هدايت مي‌شود. همانگونه كه مشخص است گاز مذكور بدون هيچ ارتباطي با محيط اطراف مجدداً به درون مخزن زمين‌گرمايي تزريق مي شود. آب چگاليده خروجي از كندانسور به اندازه كافي خالص و تميز بوده صرفاً داراي مقدار كمي از املاح گوناگون به صورت محلول است. بنابراين چنانچه در طراحي سيكل توليد برق، درجه حرارت آب چگاليده حدود 50 درجه سانتي‌گراد در نظر گرفته شود،‌مي‌توان آنرا بدون مشكل رسوبگذاري در لوله‌ها و چاههاي تزريقي به درون چاهها تزريق كرد.
كنترل سه واحد قدرت توسط تابلوي كنترل اصلي انجام مي‌شود. 6 مدول كندانسور هوايي درارتفاع 6 متري از صفحه توربوژنراتورها واقع شده است. هر مدول كندانسور هوايي از 8 مجموعه بهم پيوسته از لوله‌هاي فولادي (ضد زنگ) كه داراي پوششي از جنس روي است تشكيل شده است. خود لوله‌ها نيز توسط صفحات آلومينيومي دندانه‌دار (كه ارتفاع هر دندانه cm5/1 است) پوشيده شده است.
سيستمهاي آماده‌سازي بخار يروگاه در كارخانه به صورت مدول و يكپارچه ساخته شده است. پس از آزمايش مدول دركارخانه آنها را توسط هواپيماهاي باري سنگين به كامچاتكا منتقل كردند. نهايتاً مدولها پس از نصب تحت شرايط واقعي با سيال زمين‌گرمايي مورد آزمايش قرار گرفتند. در مدول پمپ وچند سيستم مجزا وجود دارند شامل پمپ‌هاي سيستم تزريق، پمپ‌هاي يدكي و آتش‌نشاني و تابلوهاي كنترل الكتريكي. علاوه بر اين در هنگام بهره‌برداري، سيستم حفاظتي خاصي سبب جدايش رسوبات و املاح در توربين‌ها و كندانسورهاي هوايي مي‌شود.
توربين و ژنراتور روي يك شاسي واحد نصب شده‌اند كه شامل سيستم پمپ روغن روان‌كننده و مخزن مربوطه آن نيز مي شود. توربين مستقيماً (بدون دنده كاهنده) به ژنراتور متصل بوده فركانس گردش آن معادل 50 دور در ثانيه است. هر واحد توربوژنراتور به طور مجزا در يك مدول قرار دارد. شركت سازنده در طراحي و ساخت توربينها از تجربيات خود در ساخت توربينهاي صنعتي و توربينهاي كشتي كمك گرفته است.
توربينهاي مذكور داراي بخش‌هاي زير هستند:
• پايه‌هاي قابل انعطاف در بخش جلويي سازه نگهدارنده
• واحد تنظيم هيدروليكي در جلوي توربين
• يك ياتاقان نگهدارنده مقاوم همراه با پمپ روغن در بخش جلويي سازه نگهدارنده
توربين نيروگاه ماتنوسكي نسبت به توربينهاي صنعتي و كشتي‌ها دو تفاوت مهم دارد كه عبارت هستند از:
1- كنترل بخار در لوله ورودي بوسيله دمپردوراني پروانه‌اي انجام مي‌شود.
2- بخار ورودي به واحد قدرت از بالا وسقف واحد، وارد توربين مي‌شود.
3- همه 10 طبقه توربين داراي سيستم جداسازي رطوبت پيشرفته‌اي هستند.

مرحله اول توسعه نيروگاه
در حال حاضر مرحله اول توسعه نيروگاه ماتنوسكي با ظرفيت 50 (25×2) مگاوات بوسيله يك شركت روسي در حال انجام است. هزينه‌هاي اجراي مرحله اول توسعه نيروگاه را مشتركاً بانك اروپايي توسعه وبازسازي و چند شركت روسي تقبل كرده‌اند. مرحله اول توسعه نيروگاه شامل موارد زير مي‌شود.
ساختمان اصلي با امكانات مورد نياز جهت توربينها، تابلوي كنترل واحد قدرت، جداكننده‌ها، تجهيزات الكتروتكنيكي و يك مهمانسرا براي مهندسين ناظر در ساختگاه نيروگاه.
در ساختگاه نيروگاه،‌محلي براي پست‌ها و كارگاههاي تعمير و نگهداري تجهيزات در نظر گرفته شده است. از سوي ديگر طبق قراردادهاي منعقد شده براي حفاري وتعمير چاههاي زمين‌گرمايي منطقه، ميزان دبي و فشار بخار لازم براي مرحله دوم توسعه نيروگاه به ترتيب كمتر از t/h320 و 7 بار خواهد بود. اين حجم بخار نه تنها مرحله اول توسعه را پوشش مي‌دهد بلكه بخار لازم براي مرحله دوم را نيز تامين مي‌كند. البته اين فشار و دبي مربوط به بخار ورودي به جدا‌كننده‌هاي نيروگاه خواهد بود. سيستم‌هاي آماده ‌سازي بخار نيروگاه شامل جداكننده‌ها، صدا خفه‌كن و سايرتجهيزات هستند. اين سيستم ها بايد به نحوي عمل كنند كه رطوبت بخار خروجي از آنها بيش از 05/0 درصد نباشد.
آبداغ چگاليده همراه با آبداغ جدا شده از جداكننده‌ها قبل از تزريق مجدد از يك سيستم ذوب برق عبور مي‌كند و بدين ترتيب از حرارت آن جهت ذوب برف و يخ محيط نيروگاه استفاده مي‌شود.
يك شركت روسي خط انتقال kv220 را از نيروگاه ماتنوسكي تا پست آواچا 18 در شهر اليزوو به طول 70 كيلومتر احداث خواهد كرد. شركتي ديگر هم جاده‌اي را بين شهر پتروپاولوسك – كامچاتسكي ونيروگاه زمين‌گرمايي ماتنوسكي خواهد ساخت. در واقع از اين جاده جهت انتقال تجهيزات نيروگاهي شامل توربوژنراتورها وساير تجهيزات فني (كه وزن هر يك از آنها به 50 تن نيز مي‌رسد) به ساختگاه نيروگاه استفاده خواهد شد.

واحد چهارم نيروگاه همراه با سيكل تركيبي
در سال 1965، دانشمندان روسي توانستند سيكلي را ابداع كنند كه به كمك آن مي‌توان از آبداغ گرمتر از 80 درجه سانتي‌گراد نيز برق توليد كرد. به منظور طراحي و آزمايش تجهيزات سيكل تركيبي نيروگاه ماتنوسكي تحت شرايط طبيعي و واقعي (درجه حرارت كم محيط، بارش برف فراوان تا ارتفاع 12 متر، باد قوي و لرزه خيزي بالا) شركت ژئوترم كار روي واحد چهارم نيروگاه ماتنوسكي را آغاز كرد. در حال حاضر واحد چهارم سيكل تركيبي در حال نصب است. در واقع هدف از طراحي و اجراي واحد چهارم، بكارگيري سيال دو فازي اضافي است كه از چاههاي زمين‌گرمايي خارج شده و توسط سه واحد قدرت موجود استفاده نمي‌شود. در بالاترين بخش سيكل، يك توربين از نوع بدون كندانسور با ظرفيت 3 مگاوات نيز نصب خواهد شد.
سيال دو فازي از دو واحد جداكننده عبور كرده و بخار جدا شده به سمت توربين بخار هدايت مي‌شود. بخار مرطوب خروجي توربين، چگاليده شده وسپس در لوله‌هاي كندانسور – اواپراتور خنك مي‌شود.
فشار بخار خروجي از توربين حدود 03/0 تا 11/0 مگاپاسكال است. توربينها،‌ژنراتورها و تجهيزات تبادل حرارت روي يك صفحه كه 5 متر از سطح زمين ارتفاع دارد، مستقر شده‌اند. به منظور جلوگيري از ريزش برف سنگين زمستاني نيز تمامي تجهيزات در يك مرحله سرپوشيده قرار دارند. از سوي ديگر جهت ممانعت از جمع شدن برف و يخ‌زدگي سطوح تبادل حرارت روي صفحات كندانسور‌هاي هوايي، اين صفحات رو به بيرون شيب دارند.
فن‌ها و الكتروموتورها در معرض جريان هواي پيش گرم شده قرار دارند تا دچار شوك حرارتي نشوند. تجهيزات الكتروتكنيكي و ساير سيستمهاي كنترل خودكار در يك محفظه مخصوص قرار دارند كه داخل آن نيز توسط هواي گرم، گرم نگه داشته مي‌شود.
ظرفيت نهايي واحد قدرت 9 مگاوات خواهد بود. نيروگاه دو مداره با ظرفيت اسمي 8/6 مگاوات، طراحي و ساخته خواهد شد. در واقع اين نيروگاه يك مدل نمونه (پايلوت) از مجموعه‌اي از مدولهاي قدرت دو مداره خواهد بود. در آينده اين مدولهاي قدرت در واحدهاي سيكل‌ تركيبي مرحله دوم توسعه نيروگاه بكار گرفته خواهند شد. علاوه براين مدولهاي مذكور در احداث نيروگاههاي زمين‌گرمايي دو مداره جديد با ظرفيت 6 و 12 مگاوات نيز بكار خواهند رفت.
در حين طراحي، ساخت و آزمايش واحدهاي قدرت سيكل تركيبي چندين مشكل علمي و فني به شرح زير بوجود آمد:
- انتخاب سيال عامل بهينه (داراي نقطه جوش پايين)
- تعيين حداقل درجه حرارت آبداغ خروجي از سيستم براي جلوگيري از رسوب مواد سيليسي
- انتخاب روش بهينه براي خارج كردن گازهاي غيرقابل ميعان از كندانسور- اواپراتور
- در نظر گرفتن ملاحظات زيست‌محيطي براي حذف گاز H2S از محوطه نيروگاه
شرايط آب وهوايي منطقه ماتنوسكي بسيار استثنايي است زيرا از يك سو در نواحي شمالي كره زمين قرار داشته و از سوي ديگر در ارتفاع قابل توجهي از سطح دريا واقع شده است. ميانگين درجه حرارت ساليانه اين منطقه 5/1 درجه سانتي‌گراد است. درجه حرارت ميانگين آن در يك دوره هشت‌ماهه (از آبان تا خرداد) كمتر از 5 درجه سانتي‌گراد است. اين درجه حرارت كم هوا به مهندسان طراح سيكل قدرت اجازه مي‌دهد كه درجه حرارت چگاليده رادر كندانسور تا حدود 10 الي 20 درصد كاهش دهند كه اين موضوع خود سبب افزايش 20 الي 24 درصد قدرت خروجي از نيروگاه در مقايسه با نيروگاههاي زمين‌گرمايي كه در نواحي بسيار گرم يا معتدل قرار دارند، مي‌شود.
مزيت ديگر درجه حرارت كم آبداغ خروجي از كندانسور اين است كه بر اثر هر گونه كاهش فشار چاههاي توليدي، نقصان كمي در قدرت خروجي نيروگاه رخ مي‌دهد.
توليد برق در سيكل تبخير آني نيروگاه ماتنوسكي با مشكلاتي همراه است. به عنوان مثال درتوربينها به حجم نسبتاً زيادي بخار نياز است و ارتفاع پره‌هاي طبقات آخر توربين نيز زياد است. هر دو عامل مذكور سبب كاهش كارايي سيكل توليد برق مي‌شوند. از سوي ديگر حذف گازهاي غيرقابل ميعان از كندانسور تحت فشار آب اشباع مستلزم صرف انرژي زيادي است. بنابراين به منظور رفع مشكلات فوق، مهندسان، سيكل تركيبي را پيشنهاد كردند. در واقع اين سيكل، تركيبي از سيكل تبخير آني و سيكل دو مداره است. سيال عامل واحد قدرت داراي نقطه انجماد پايين بوده كاركرد خوب آنرا در فصل زمستان تضمين مي كند. بدين معني كه سيال فوق در هنگام توقف عملكرد نيروگاه يخ نمي‌زند.

واحدهاي سيكل تركيبي مرحله دوم توسعه نيروگاه
همزمان با برنامه توسعه كاربرد انرژي زمين‌‌گرمايي در منطقه كامچاتكا، مرحله دوم توسعه نيروگاه به ظرفيت 60 مگاوات نيز آغاز شده است. ساخت مرحله سوم نيروگاه با ظرفيت 100 مگاوات هم برنامه‌ريزي است.
دلايل زير سياستگزاران انرژي را بر آن داشت تا مراحل دوم و سوم توسعه نيروگاه را طراحي و برنامه‌ريزي كنند:
1- داشتن شناخت كافي از منبع زمين‌‌گرمايي ماتنوسكي
2- وجود جاده و خط انتقال برق در منطقه
3- تجربيات بدست آمده از عملكرد نيروگاه زمين‌گرمايي ماتنوسكي
4- وجود برق در محل ساختگاه نيروگاه جهت اجراي سريعتر طرحهاي توسعه‌اي
بر اساس مطالعات اوليه، مرحله دوم توسعه نيروگاه، شامل دو واحد قدرت از نوع سيكل تركيبي است كه كل مصرف بخار و آبداغ آن به ترتيب معادل 320 و 640 تن بر ساعت است.
در مرحله دوم توسعه نيروگاه، هر واحد قدرت شامل يك توربين بخار (از نوع بدون كندانسور) داراي ظرفيت 12 مگاوات وسه مدول سيكل دو مداره است كه ظرفيت هر يك از مدولها 6 مگاوات است. ظرفيت نهايي واحدهاي سيكل تركيبي حداقل 20 درصد بيش از واحدهاي تبخير آني مرحله اول بوده ودر نتيجه اقتصادي‌تر هستند.
در خاتمه اين نكته نيز شايان ذكر است كه اگر تمام انرژي‌ الكتريكي مورد نياز منطقه كامچاتكا از منابع زمين گرمايي تامين شود، ساليانه تقريباًً معادل 000/900 تن در مصرف سوختهاي فسيلي صرفه‌جويي خواهد شد.


برچسب‌ها: نيروگاه زمين گرمايي ماتنوسكي
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:45  توسط ابرام  | 
توليد و نيروگاه توليد و نيروگاه :
مطلب: سیکل ترکیبی چیست؟
ارسال شده در يكشنبه 27 خرداد ماه 1386 توسط whiteapple

برای پاسخ به پرسش مذکور در ابتدا تعریفی از انواع توربین ها و اصول کلی کار آنها ارائه می دهیم.
توربین ها اصو لا بر اساس عامل ایجاد کننده کار تقسیم بندی می گردند . اگر عامل فوق گاز باشد آن را بخاری اگر آب باشد آبی و چنانچه باد باشد توربین بادی گو یند. توجه داشته باشیم که منظور از گاز گاز ناشی از احتراق است. لذا نوع سوخت دخیل در آن که بر حسب مورد می تواند گازوئیل مازول یا گاز باشد در این تقسیم بندی ها اهمیت ندارد. (اگر چه در کشور ما سوخت گاز سوخت غالب این توربین هاست. )



هر توربین گاز v94.2 متشکل از دو محفظه احتراق است که در طر فین توربین نصب هستند و سوخت گاز یا گازو ئیل پس از ورود به آن همراه با عملکرد سیستم جرقه مشتعل شده و با هوایی که از سمت فیلتر های ورودی وارد کمپرسور شده و پس از انبساط از آن خارج می شود وارد ناحیه محفظه احتراق شده محترق می گردد و گازی با درجه حرارت 1050 در جه سانتیگراد تو لید می نماید.

گاز مذکور وارد توربین گاز شده و سبب گردش توربین و در نتیجه محور ژنراتور ده و تولید برق می کند. محصول خروجی از توربین گاز دودیست با درجه حرارت حدود 550 درجه سانتیگراد که به عنوان تلفات حرارتی از طریق دودکش وارد جو می شود و به ایت ترتیب توربین گاز در بهترین شرایط با بهره برداری حدود 33 درصد تولید انرژی می کند. به بیان دیگر 67 درصد دیگر به عنوان تلفات حرارتی محسوب و فاقد کارایی می باشد.

ایده سیکل ترکیبی در واقع بازیافت مجدد از بخش 67 درصد یاد شده است. به این ترتیب که در بخش خروجی اگزوز هر توربین گاز با نصب دریچه های کنترل شونده گاز داغ فوق را به قسمت دیگ بخار هدایت تا آب موجود در آن به بخار سوپر هیت(بخار خیلی داغ و خشک) با درجه حرارت حدود 530 درجه سانتیگراد تبدیل و به همراه بخار خروجی از بویلر دوم جهت استفاده در توربین بخار به کار گرفته شود.
به این ترتیب در بخش دیگ بخار چون از مشعل و سوخت جهت گرمایش صرفه جویی می شود راندمان در کل افزایش یافته و به رقمی معادل 55 در صد می رسد. (نزدیک به 25 درصد از 67 درصد تلفات فوق الذکر بازیافت و بدون نیاز به سوخت اضافی تبدیل به انرژی الکتریکی می شود. )

400272048.jpg

این بخار پس از انجام کار در توربین بخار افت درجه حرارت پیدا کرده و دمای آن به رقمی حدود 60 درجه سانتیگراد می رسد و در اینجا به منظور استفاده مجدد از آن بخار فوق توسط سیستم خنک کن ( در نیرو گاه کرمان به کمک فنر های پرقدرت) سرد و تبدیل به آب شده و جهت استفاده مجدد پس از انجام عملیات تصفیه بین راهی وارد تانک تغذیه می گردد تا دوباره وارد دیگ بخار گشته و تبدیل به بخار سوپر هیت شود.
این چرخه را سیکل ترکیبی گویند که نیرو گاه کرمان یکی از نیرو گاه های فوق الذکر در سطح کشور محسوب می شود.

آب مورد نیاز این نیرو گاه از طریق سه حلقه چاه حفر شده در دشت جو پار تامین و به کمک خط لوله به استخر آب خام نیرو گاه به ظرفیت 3000 متر مکعب وارد و ذخیره شده تا پس از انجام عملیات تصفیه مورد استفاده بویلر های نیرو گاه قرار گیرد.
ظرفیت آبدهی چاه های مذکور 80 لیتر در ثانیه است.

 http://8009.blogfa.com





برچسب‌ها: سیکل ترکیبی چیست
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:43  توسط ابرام  | 
توليد و نيروگاه توليد و نيروگاه :
مطلب: گاورنر هيدروليكي (Hydraulic governor)
ارسال شده در جمعه 24 آبان ماه 1387 توسط whiteapple
هر واحد نيروگاهي براي كنترل سرعت و قدرت توربين به يك دستگاه گاورنر (Governor) براي تنظيم جريان آب ورودي به توربين، مجهز مي‌گردد.

گاورنرها به 3 دسته تقسيم مي‌شوند:

-          گاورنر مكانيكي
-          گاورنر الكترومكانيكي
-          گاورنر الكترونيكي

در حال حاضر فقط از گاورنر الكترونيكي در نيروگاههاي جديد استفاده مي‌شود و گاورنرهاي مكانيكي و الكترومكانيكي را فقط در نيروگاههاي قديمي مي‌توان پيدا كرد.


گاورنرهاي جديد داراي دو قسمت الكترونيكي و هيدروليكي مي‎باشند.

 

1- قسمت الكترونيكي گاورنر

يك كنترل‎كننده الكترونيكي حلقه بسته (close loop) ، مجهز به PLC ، به‌صورت كاملا” دوتايي (Full redundant)، كنترل سيستم را بر عهده مي‌گيرد.

سيگنال‎هاي ورودي اين كنترل‎كننده معمولا" عبارتند از:

-          سيگنال آنالوگ سرعت توربين، از خروجي سنسورهاي سرعت توربين (mA20-4)

-          سيگنال آنالوگ نشان‎دهنده موقعيت ويكت گيت‌هاي توربين(mA20-4)

-          سيگنال آنالوگ نشان‎دهنده توان خروجي ژنراتور (mA20-4)

بر اســــاس سيگنـــــال‎هاي ورودي فــوق و پــردازش آن‌ها در كنتـرل‌كننده PLC، سيگنال خروجــي گـــاورنر الكتـــرونيكي (mA20-4) به شـــير راهنمـــا(Pilot valve)  اعمـــال شـــده و با عمــلكرد اين شيـر، فشـــار و دبــي لازم روغـــن براي حركــــت سـرووموتور و دريچه‎هـــاي هـــادي توربيـــن(wicket gates) از طريـق شيـــر كنتـــرل اصـــلي(main valve) گاورنر فراهم مي‎گردد.

كنتـــرل‎كننده فــوق معمولا" به صـورت دوتــايي بـــه عنــوان گاورنــر اصلي و گاورنر پشتيبان در تابلوي كنترل گاورنر قرار مي‌گيرند.

در صـــورت بروز اشكال در گاورنر اصلي(main) ، كنترل سيستم به صورت خودكار، به گاورنر پشتيبان (backup)  منتقل مي‎شود.

 

سيستم كنترل گاورنر داراي سه حالت عملكرد به شرح زير است:

-          حـــالت كنتــــرل ســـرعت با كنترل‎كننده PID (speed control)

-          حالت كنترل مقدار بازشدگي دريچه‎هاي هادي(wicket gate)  توربين با كنترل‎كننده تناسبي (‍P)(opening control)

-          حالت كنترل توان خروجي ژنراتور با كنترل‎كننده PID (Power control)

 

 

2- قسمت هيدروليكي گاورنر

قســـمت هيدروليكي گاورنر شامل تجهيزات زير مي‎باشد:

-          عمــل‎كننده‎هـــاي الكتروهـــيدروليكي براي تبديل سيگنال‎هاي الكتريكي به مقـــادير مكــانيكي متناظر

-          تقويت‎كننده هيدروليكي

-          واحد تأمين فشار روغن

از اين واحـــد به منظـــور تأميـــن فشـــار روغــــن بـــراي عمــــلكرد سرومــــوتورهاي تـــوربين و نهايتا” باز و بسته شدن ويكت گيت‌هاي توربين استفاده مي‎شود.

سيستم روغـن گـاورنر شامل مخــزن روغن، تانك فشار روغن/هوا(Air Oil Vessel) ، دو دستگاه پمـپ روغـــن گـــاورنر، شيرهاي سولونوئيدي، شير هيدروليكي، سيستم خنك‎كن روغن (شامل دو دستگاه پمپ، كولر و فيلتر دوتايي مربوطه)، تجهيزات كنترل و اندازه‎گيري، لوله‎كشي و غيره مي‎باشد.

برق سيســـتم كنتــــرل گـــاورنر از دو فيـــدر مجــزا،از سيستم DC نيروگاه تأمين مي‎شود




برچسب‌ها: گاورنر هيدروليكي, Hydraulic governor
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:42  توسط ابرام  | 
توليد و نيروگاه توليد و نيروگاه :
مقاله: دودكش خورشيدی - راهكاری جديد براي توليد برق از انرژی خورشيدی
ارسال شده در سه شنبه 29 خرداد ماه 1386 توسط whiteapple

اساساً اگر بخواهيد انرژيهاي تجديد‌پذير از كاربرد وسيعي برخوردار شوند بايد كه تكنولوژي‌هاي ارايه شده ساده و قابل اعتماد بوده و براي كشورهاي كمتر توسعه يافته نيز مشكلات فني به همراه نداشته باشد و بتوان از منابع محدود مواد خام آنها نيز استفاده كرد. در مرحله بعدي نيز بايد به آب زياد نياز نداشته باشد. در همينجا بايد گفت كه تكنولوژي دودكش داراي اين شرايط است. بررسيهاي اقتصادي نشان داده است كه اگر اين نيروگاهها در مقياس بزرگ (بزرگتر يا مساوي 100 مگاوات) ساخته شوند، قيمت برق توليدي آنها قابل مقايسه با برق نيروگاههاي متداول است. اين موضوع كافي است كه بتوان انرژي خورشيدي را در مقياسهاي بزرگ نيز به خدمت گرفت. بر اين اساس مي‌توان انتظار داشت كه دودكشهاي خورشيدي بتوانند در زمينه توليد برق براي مناطق پرآفتاب نقش مهمي را ايفا كنند.
بايد توجه داشت كه تكنولوژي دودكش خورشيدي در واقع از سه عنصر اصلي تشكيل شده است كه اولي جمع‌‌كننده هوا و عنصر بعدي برج يا همان دودكش و قسمت آخر نيز توربينهاي باد آن است و همه عناصر آن براي قرنها است كه بصورت شناخته شده درآمده‌اند و تركيب آنها نيز براي توليد برق در سال 1931 توسط گونتر مورد بحث قرار گرفته است.



 در سال 84-1983 نيز نتايج آزمايشات و بحثهاي نمونه‌اي از دودكش خورشيدي كه در منطقه مانزانارس در كشور اسپانيا ساخته شده بود، ارايه شد. در سال 1990 شلايش و همكاران در مورد قابل تعميم بودن نتايج بدست آمده از اين نمونه دودكش بحثي را ارايه كردند. در سال 1995 شلايش مجدداً اين بحث را مورد بازبيني قرار داد. در ادامه در سال 1997 كريتز طرحي را براي قرار دادن كيسه‌هاي پر از آب در زير سقف جمع‌آوري كننده حرارت ارايه كرد تا از اين طريق انرژي حرارتي ذخيره‌سازي شود. گانون و همكاران در سال 2000 يك تجزيه و تحليل براي سيكل ترموديناميكي ارايه كردند و بعلاوه در سال 2003 نيز مشخصات توربين را مورد تجزيه و تحليل قرار دادند. در همين سال روپريت و همكاران نتايج حاصل از محاسبات ديناميك سيالاتي و نيز طراحي توربين براي يك دوربين خورشيدي 200 مگاواتي را منتشر ساختند. در سال 2003 دوز سانتوز و همكاران تحليلهاي حرارتي و فني حاصل از محاسبات حل شده به كمك كامپيوتر را ارايه كردند.
در حال حاضر در استراليا طرح نيروگاه دودكش خورشيدي با ظرفيت 200 مگاوات در مرحله طراحي و اجرا است http://www.enviromission. Com.au. بايد گفت كه استراليا مكان مناسبي براي اين فناوري است چون شدت تابش خورشيد در اين كشور زياد است. در ثاني زمينهاي صاف و بدون پستي و بلندي در آن زياد است و ديگر اينكه تقاضا براي برق از رشد بالايي برخوردار است ونهايتاً اينكه دولت اين كشور خود را به افزايش استفاده از انرژيهاي تجديد‌پذير ملزم كرده است و از اين رو به 9500 گيگاوات ساعت برق در سال از منابع تجديد پذير جديد نياز دارد.

اصول كار:
هوا در زير يك سقف شفاف كه تشعشع خورشيدي را عبور مي‌دهد، گرم مي‌شود. بايد توجه داشت كه وجود اين سقف و زمين زير آن بعنوان يك كلكتور يا جمع‌كننده خورشيدي عمل مي‌كند. در وسط اين سقف شفاف يك دودكش يا برج عمودي وجود دارد كه هواي زيادي از پايين آن وارد مي‌شود. بايد محل اتصال سقف شفاف و اين برج بصورتي باشد كه منفذي نداشته باشد و اصطلاحاً «هوا بند» شده باشد. بر همگان روشن است كه هواي گرم چون سبكتر از هواي سرد است به سمت بالاي برج حركت مي‌كند. اين حركت باعث ايجاد مكش در پايين برج مي‌شود تا هواي گرم بيشتري را به درون بكشد و هواي سرد پيراموني به زير سقف شفاف وارد شود. براي اينكه بتوان اين فناوري را بصورت 24 ساعته مورد استفاده قرارداد مي‌توان از لوله‌ها يا كيسه‌هاي پرشده از آب در زير سقف استفاده كرد. اين موضوع بسيار ساده انجام مي‌شود يعني در طول روز آب حرارت را جذب كرده وگرم مي‌شود و در طول شب اين حرارت را آزاد مي‌كند. قابل ذكر است كه بايد اين لوله‌ها را فقط براي يكبار با آب پر كرده و به آب اضافي نيازي نيست. بنابراين اساس كار بدين صورت است كه تشعشع خورشيدي در اين برج باعث ايجاد يك مكش به سمت بالا مي‌شود كه انرژي حاصل از اين مكش توسط چند مرحله توربين تعبيه شده در برج به انرژي مكانيكي تبديل شده و سپس به برق تبديل مي‌شود.

توان خروجي:
به زبان ساده مي‌توان توان خروجي برجهاي خورشيدي را بصورت حاصل‌ضرب انرژي خورشيدي ورودي (Qsolar) در راندمان مربوط به جمع‌‌كننده، برج و توربين بيان كرد:
در ادامه سعي مي‌شود پارامترهاي قابل محاسبه مشخص شوند ودر اين راستا بايد گفت كه Qsolar را مي‌توان بصورت حاصلضرب تشعشع افقي (Gh) درمساحت كلكتور (Acoll) نوشت.
در داخل برج جريان گرمايي ناشي از كلكتور به انرژي سينتيك (بصورت كنوكسيون) و انرژي پتانسيل (افت فشار در توربين) تبديل مي‌شود. بنابراين متوجه مي‌شويم كه اختلاف دانسيته هوا كه ناشي از افزايش دما در كلكتور است، بعنوان يك نيروي محركه عمل مي‌كند. هواي سبكتر موجود در برج در قسمت تحتاني و در قسمت فوقاني برج به هواي اطراف متصل است و از اين رو باعث ايجاد يك حركت روبه بالا مي‌شود. در يك چنين حالتي يك اختلاف فشار بين قسمت پايين برج (خروجي كلكتور) و محيط اطراف ايجاد مي‌شود كه فرمول آن بصورت زير است:
بر اين اساس با افزايش ارتفاع برج، ΔPtot افزايش خواهد يافت.
البته اين اختلاف فشار را مي‌توان (با فرض قابل صرفنظر كردن اتلافهاي اصطكاكي) به اختلاف استاتيك و ديناميك تقسيم كرد:
قابل ذكر است كه اختلاف فشار استاتيك در توربين افت مي‌كند و اختلاف فشار ديناميك بيانگر انرژي سينتيك جريان هوا است.
مي‌توان بين توان موجود دراين جريان و اختلاف فشار كل و جريان حجمي هوا وقتي كه ΔPs=0، رابطه‌اي نوشت:
راندمان برج را بصورت زير بيان مي‌كنند:
در عمل افت فشار استاتيك وديناميك ناشي از توربين است. در حالتي كه توربين وجود نداشته باشد مي‌توان به حداكثر سرعت جريان دست يافت و تمام اختلاف فشار موجود به انرژي سينتيك تبديل مي‌شود:
بر اساس تخمين Boussinesq حداكثر سرعت قابل دسترسي براي جريان جابجايي آزاد بصورت زير است:
كه دراين فرمول ΔT همان افزايش دما بين محيط و خروجي كلكتور (ورودي دودكش) است. معادل زير بيانگر راندمان برج و پارامترهاي موثر در آن است:
بر اساس اين نمايش ساده شده در بين پارامترهاي دخيل در دودكش خورشيدي، مهمترين عامل در راندمان برج، ارتفاع آن است. مثلاً براي برجي به ارتفاع 1000 متر اختلاف بين محاسبات دقيق و محاسبه تقريبي ارايه شده، قابل صرفنظر كردن است.
با دقت در معادلات (1)، (2) و (3) مي‌توان دريافت كه توان خروجي يك دودكش خورشيدي متناسب باسطح كلكتور و ارتفاع برج است.
مشخص شد كه توان توليد برق يك دودكش خورشيدي متناسب با حجم حاصل از ارتفاع برج و سطح كلكتور است يعني مي‌توان با يك برج بلند و سطح كم و يا يك برج كوتاه با سطح وسيع به يك ميزان برق توليد كرد. البته اگر اتلاف اصطكاكي وارد معادلات شود ديگر موضوع فوق صادق نيست. با اين وجود تا زماني كه قطر كلكتور بيش از حد زياد نشود مي‌توان از قاعده سرانگشتي فوق استفاده كرد.

كلكتور:
هواي گرم مورد نياز براي دودكش خورشيدي توسط پديده گلخانه‌اي در يك محوطه‌اي كه با پلاستيك يا شيشه پوشانده شده و حدوداً چند متري از زمين فاصله دارد، ايجاد مي‌شود. البته با نزديك شدن به پايه برج، ارتفاع ناحيه پوشانده شده نيز افزايش مي‌يابد تا تغيير مسير حركت جريان هوا بصورت عمودي با كمترين اصطكاك انجام پذيرد. اين پوشش باعث مي‌شود كه امواج تشعشع خورشيد وارد شده و تشعشعهاي با طول موج بالا مجدداً از زمين گرم بازتاب كند. زمين زير اين سقف شيشه‌اي يا پلاستيكي، گرم شده و حرارت خود را به هوايي كه از بيرون وارد اين ناحيه شده است و به سمت برج حركت مي‌كند، پس مي‌دهد.

ذخيره‌سازي:
اگر به يك ظرفيت اضافي براي ذخيره‌سازي حرارت نياز باشد، مي‌توان از لوله‌هاي سياه رنگ كه با آب پر شده‌اند و بر روي زمين در داخل كلكتور قرار داده شده‌‌اند، بهره جست. اين لوله‌ها را بايد فقط يكبار با آب پر كرده و دو طرف آنها را بست و بنابراين تبخير نيز رخ نخواهد داد. حجم آب درون لوله‌ها بنحوي انتخاب مي‌شود كه بسته به توان خروجي نيروگاه لايه‌اي با ضخامت 20-5 سانتيمتري تشكيل شود.
در شب زماني‌كه هواي داخل كلكتور شروع به سرد شدن مي‌كند، آب داخل لوله‌ها نيز حرارت ذخيره شده در طول روز را آزاد مي‌كند. ذخيره حرارت به كمك آب بسيار موثرتر از ذخيره در خاك به تنهايي است چون همانطور كه مي‌دانيد انتقال حرارت بين لوله و آب بسيار بيشتر از انتقال حرارت بين سطح خاك و لايه‌هاي زيرين است و اين از آن بابت است كه ظرفيت حرارتي آب پنج برابر ظرفيت حرارتي خاك است.

برج:
برج به خودي خودنقش موتور حرارتي نيروگاه را بازي مي‌كند و همانند يك لوله تحت فشار است كه به دليل دارا بودن نسبت مناسب سطح به حجم از اتلاف اصطكاكي كمي برخوردار است. در اين برج سرعت مكش به سمت بالاي هوا تقريباً متناسب با افزايش دماي هوا (ΔT) در كلكتور و ارتفاع برج است. در يك دودكش خورشيدي چند مگاواتي، كلكتور باعث مي‌شود كه دماي هوا بين 35-30 درجه سانتيگراد افزايش يابد و اين به معني سرعتي معادل m/sec15 است كه باعث حركت شتابدار هوا نخواهد شد و بنابراين براي انجام عمليات تعمير و نگهداري مي‌توان براحتي وارد آن شد و ريسك سرعت بالاي هوا وجود ندارد.

توربين‌ها:
با بكارگيري توربينها، انرژي موجود در جريان هوا به انرژي مكانيكي دوراني تبديل مي‌شود. توربينهاي موجود در دودكش خورشيدي شبيه توربينهاي بادي نيستند و بيشتر شبيه توربينهاي نيروگاههاي برقابي هستند كه با استفاده از توربينهاي محفظه‌دار، فشار استاتيك را به انرژي دوراني تبديل مي‌كنند. سرعت هوا در قبل و بعد از توربين تقريباً يكسان است.. توان قابل حصول در اين سيستم متناسب با حاصلضرب جريان حجم هوا در واحد زمان و اختلاف فشار در توربين است. از نقطه نظر بهره‌وري بيشتر از انرژي، هدف سيستم كنترل توربين بحداكثر رساندن اين حاصلضرب در تمام شرايط عملياتي است.

مدل آزمايشي:
براي ساخت يك مدل ازمايشي، تحقيقات تئوريك مفصلي انجام شده كه آزمايشات تونل باد وسيعي را بهمراه داشت و نهايتاً در سال 1981 منجر به ساخت واحدي با توان توليد 50 كيلووات برق در منطقه مانزانارس (Manzanares) در 150 كيلومتري جنوب مادريد در كشور اسپانيا شد و اين واحد از كمك مالي وزارت تحقيق و فناوري آلمان برخوردار بود.
هدف از اين طرح تحقيقاتي، تطبيق، اندازه‌گيري محلي، مقايسه پارامترهاي تئوريك و عملي و بررسي تاثير اجزاء مختلف دودكش خورشيدي بر راندمان و نيز توان توليدي اين فناوري تحت شرايط واقعي و نيز شرايط خاص آب و هوايي بود.
پوشش سقف قسمت كلكتور نه تنها بايد شفاف يا حداقل نيمه شفاف باشد بلكه بايد محكم بوده و از قيمت قابل قبولي برخوردار باشد. براي اين پوشش نوعي از ورقه‌هاي پلاستيكي و نيز شيشه‌ مورد توجه قرار گرفتند تا مشخص شود در درازمدت كداميك از آنها بهتر بوده و صرفه اقتصادي دارد. بايد توجه داشت كه شيشه مي‌تواند ساليان سال در مقابل طوفان و باد مقاومت كرده وآسيب نبيند و در مقابل بارانهاي فصلي نيز نوعي خاصيت خود تميز كنندگي بروز مي‌دهد.
در عوض لايه‌هاي پلاستيكي را بايد درون يك قاب قرار داد و وسط آنها نيز اصطلاحاً به سمت زمين شكم مي‌دهد. هرچند هزينه اوليه سرمايه‌گذاري ورقه‌هاي پلاستيكي كمتر است ولي در مانزانارس با گذشت زمان اين لايه‌ها شكننده شدند و آسيب ديدند. البته با پيشرفت در ساخت لايه‌هاي مقاوم در برابر دما و اشعه ماوراء بنفش مي‌توان به استفاده از پلاستيكها نيز اميداور بود.
مدل ساخته شده در اسپانيا در سال 1982 تكميل گشت و هدف اصلي از ساخت آن نيز گردآوري اطلاعات بود. بين اواسط 1986 تا اوايل 1989 اين واحد بطور مرتب هر روز مورد استفاده قرار گرفت و برق توليدي آن نيز به شبكه برق سراسري متصل شد. طي اين دوره 32 ماهه اين واحد بصورت كاملاً اتوماتيك راهبري شد. در سال 1987 در اين منطقه حدود 3067 ساعت با شدت تابش w/m2 150 وجود داشته است.
يكي از مطالب قابل توجه در راهبري اين مدل آزمايشي آن بود كه اسپانيايي‌ها در زير قسمت كلكتور اقدام به كشاورزي كردند تا اين امكان را نيز در طرح خود مورد بررسي قرار دهند و اصطلاحاً از زمين بصورت بهينه استفاده كنند. نتيجه اين قسمت از تحقيق آن بود كه توانستند گياه مورد نظر خود را پرورش دهند و تاثير آن را بر رطوبت هواي زير سقف و ديگر پارامترهاي مربوطه مورد ارزيابي قرار دهند.
تمامي نتايج بدست آمده بيانگر آن بوده است كه اين فناوري از قابليت كافي جهت استفاده در مقياسهاي بزرگتر را دارا است. بر پايه اين نتايج يك سري تحقيقات توسط موسسات و دانشگاههاي مختلف انجام شد تا وضعيت آن را شبيه سازي و مدلسازي كند تا بتوان نتايج اين سيستم در مقياس بزرگتر را پيشگويي كرده و قابل بررسي كرد.

تحولات آينده:
همانطور كه در ابتداي مقاله اشاره شد در آينده نزديك قرار است يك نيروگاه دودكش خورشيدي با ظرفيت 200 مگاوات در استراليا ساخته شود كه ارتفاع برج آن 1000 متر خواهد بود. بر اساس اطلاعات بدست آمده كشور آفريقاي جنوبي نيز در نظر دارد با كمك سازمانهاي بين‌المللي و نيز نهادهاي سازمان ملل متحد يك نيروگاه با برجي به ارتفاع 1500 متر احداث كند تا از آن براي رفع كمبود برق خود استفاده كند. در اين ارتباط بايد متذكر شد كه دولت هند نيز براي اجراي اين طرح در ايالت گجرات اعلام آمادگي كرده است.
هر چند در ابتدا ساخت برجهاي مرتفع كاري سخت بنظر مي‌رسد ولي نبايد از نظر دور ساخت كه برج مرتفع شهر تورنتو كانادا در حال حاضر داراي 600 متر ارتفاع است و ژاپنيها در نظر دارند آسمانخراشهايي با ارتفاع 2000 متر در مناطقي بسازند كه امكان زمين لرزه آنها نيز زياد است و نهايتاً آنكه ساخت برج ميلاد در كشورمان ايران نيز تاييدي بر اين مدعاست كه امروزه ساخت يك چنين سازه‌هايي دور از دسترسي نيست و ضمناً ما در ساخت سازه‌ سدهاي آبي نشان داده‌ايم كه براحتي مي‌توانيم سازه‌هاي عظيم بتني را برپا سازيم.
جهت اطلاع بيشتر در جدول 2 اندازه‌هاي مختلف فناوري دودكش خورشيدي براي ظرفيتهاي مختلف توليد برق ذكر شده است.
نبايد از نظر دور داشت كه با افزايش قيمت سوختهاي فسيلي معادلات به نفع فناوريهاي مرتبط با انرژيهاي تجديد‌پذير تغيير خواهد كرد. در ثاني در كشورهايي كه دستمزد نيروي كار پايين است، هزينه توليد برق با اين روش كاهش خواهد يافت چون تقريباً نيمي از هزينه ساخت يك چنين نيروگاهي مربوط به هزينه ساخت كلكتور مي‌شود كه با كارگران ارزان و نسبتاً غيرماهر مي‌توان براحتي آن را ساخت.

نتيجه‌گيري:
با توجه به اجرايي شدن معاهده زيست‌محيطي كيوتو پس از پيوستن روسيه و عضويت ايران در اين معاهده، بنظر مي‌رسد كه بايد به دنبال راههايي جهت كاستن از ميزان انتشار گازهاي گلخانه‌اي بود.
يكي از بهترين روشها جهت حصول به اين هدف، استفاده از انرژيهاي تجديد‌پذير است و در اين راستا براي كشورهاي در حال توسعه ميتوان فناوري «دودكش خورشيدي» را معرفي كرد. اين معرفي از آن جهت است كه قسمت عمده كار با نيروي نسبتاً غيرماهر قابل انجام است و اين سيستم قادر است بدون نياز به تعمير و نگهداري خاص براي مدت مديدي برق توليد كند و مناسب براي كشورهايي است كه ميزان تابش خورشيد در آنها زياد است. بعلاوه نبايد رشد بالاي تقاضا براي برق در كشوري مانند ايران را نيز از ياد برد.
در ضمن مي‌توان اينگونه طرحها را با استفاده از اعتبارات تعيين شده در معاهده كيوتو كه اصطلاحاً CDM
(Clean Development Mechanism)
خوانده مي‌شوند و حتي اعتبارات ديگر سازمانهاي بين‌المللي پيگيري كرد چون بسياري از سازمانها و كشورها حاضرند جهت استفاده از نتايج و نيز توسعه اينگونه فناوريها،‌كمكهايي را به كشورهاي داوطلب اعطا كنند.





برچسب‌ها: دودكش خورشيدی, راهكاری جديد براي توليد برق از انرژی خورشيدی
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:42  توسط ابرام  | 
توليد و نيروگاه توليد و نيروگاه :
مطلب: ساختار توربین های بادی
ارسال شده در جمعه 6 شهريور ماه 1388 توسط whiteapple

انرژي باد نظير ساير منابع انرژي تجديد پذير، بطور گسترده ولي پراكنده در دسترس مي‌باشد. تابش نامساوي خورشيد در عرض‌هاي مختلف جغرافيايي به سطح ناهموار زمين باعث تغيير دما و فشار شده و در نتيجه باد ايجاد مي‌شود. به علاوه اتمسفر كره زمين به دليل چرخش، گرما را از مناطق گرمسيري به مناطق قطبي انتقال مي‌دهد كه باعث ايجاد باد مي‌شود. انرژي باد طبيعتي نوساني و متناوب داشته و وزش دائمي ندارد.از انرژي هاي بادي جهت توليد الكتريسيته و نيز پمپاژ آب از چاهها و رودخانه ها، آرد كردن غلات، كوبيدن گندم، گرمايش خانه و مواردي نظير اينها مي توان استفاده نمود. استفاده از انرژي بادي در توربين هاي بادي كه به منظور توليد الكتريسته بكار گرفته مي شوند از نوع توربين هاي سريع محور افقي مي باشند. هزينه ساخت يك توربين بادي با قطر مشخص، در صورت افزايش تعداد پره ها زياد مي شود.انرژي باد نظير ساير منابع انرژي تجديد پذير، بطور گسترده ولي پراكنده در دسترس مي‌باشد. تابش نامساوي خورشيد در عرض‌هاي مختلف جغرافيايي به سطح ناهموار زمين باعث تغيير دما و فشار شده و در نتيجه باد ايجاد مي‌شود. به علاوه اتمسفر كره زمين به دليل چرخش، گرما را از مناطق گرمسيري به مناطق قطبي انتقال مي‌دهد كه باعث ايجاد باد مي‌شود. انرژي باد طبيعتي نوساني و متناوب داشته و وزش دائمي ندارد. 




 

از انرژي هاي بادي جهت توليد الكتريسيته و نيز پمپاژ آبش از چاهها و رودخانه ها، آرد كردن غلات، كوبيدن گندم، گرمايش خانه و مواردي نظير اينها مي توان استفاده نمود. استفاده از انرژي بادي در توربين هاي بادي كه به منظور توليد الكتريسته بكار گرفته مي شوند از نوع توربين هاي سريع محور افقي مي باشند. هزينه ساخت يك توربين بادي با قطر مشخص، در صورت افزايش تعداد پره ها زياد مي شود.

 

 
 

توربينهاي بادي چگونه كار مي كنند ؟
 

توربين هاي بادي انرژي جنبشي باد را به توان مكانيكي تبديل مي نمايند و اين توان مكانيكي از طريق شفت به ژنراتور انتقال پيدا كرده و در نهايت انرژي الكتريكي توليد مي شود. توربين هاي بادي بر اساس يك اصل ساده كار مي كنند. انرژي باد دو يا سه پره اي را كه بدور روتور توربين بادي قرار گرفته اند را بچرخش در مي آورد. روتور به يك شفت مركزي متصل مي باشد كه با چرخش آن ژنراتور نيز به چرخش در آمده و الكتريسيته توليد مي شود.
 

توربين هاي بادي بر روي برج هاي بلندي نصب شده اند تا بيشترين انرژي ممكن را دريافت كنند بلندي اين برج ها به 30 تا 40 متر بالاتر از سطح زمين مي رسند. توربين هاي بادي در باد هايي با سرعت كم يا زياد و در طوفان ها كاملا مفيد مي باشند
همچنين مي توانيد براي درك بهتر چگونكي عملكرد يك توربين بادي به انيميشني كه به همين منظور تهيه شده توجه كنيد تا با چگونگي چرخش پره ها٬ شفت و انتقال نيروي مكانيكي به ژنراتور و در كل نحوه عملكرد يك توربين بادي آشنا شويد.

 

توربينهاي بادي مدرن به دو شاخه اصلي مي‌شوند :

1- توربينهاي با محور افقي (كه در شكل زير نمونه اي از اين نوع توربين ها را مشاهده مي كنيد)
2- توربينهاي با محور عمودي .

 

 

 

مي‌توان از توربينهاي بادي با كاركردهاي مستقل استفاده نمود، و يا مي‌توان آنها را به يك ” شبكه قدرت تسهيلاتي “ وصل كرد يا حتي مي‌توان با يك سيستم سلول خورشيدي يا فتوولتائيك تركيب كرد. عموماً از توربينهاي مستقل براي پمپاژ آب يا ارتباطات استفاده مي‌كنند ، هرچند كه در مناطق بادخيز مالكين خانه‌ها و كشاورزان نيز مي‌توانند از توربينها براي توليد برق استفاده نمايند مقياس كاربردي انرژي باد، معمولا ً‌تعداد زيادي توربين را نزديك به يكديگر مي‌سازند كه بدين ترتيب يك مزرعه بادگير را تشكيل مي‌دهند.

 

 
 

داخل توربين بادي به چه صورت مي باشد:

 
 

1- باد سنج (Anemometer): اين وسيله سرعت باد را اندازه گرفته و اطلاعات حاصل از آنرا به كنترل كننده ها انتقال مي دهد.

2- پره ها (Blades) : بيشتر توربين ها داراي دو يا سه پره مي باشند. وزش باد بر روي پره ها باعث بلند كردن و چرخش پره ها مي شود.

3- ترمز (Brake) : از اين وسيله براي توقف روتور در مواقع اضطراري استفاده مي شود. عمل ترمز كردن مي تواند بصورت مكانيكي ٬ الكتريكي يا هيدروليكي انجام گيرد.

4- كنترولر (Controller) : كنترولر ها وقتي كه سرعت باد به 8 تا 16 mph ميرسد ما شين را٬ راه اندازي مي كنند و وقتي سرعت از 65 mph بيشتر مي شود دستور خاموش شدن ماشين را مي دهند. اين عمل از آن جهت صورت ميگيرد كه توربين ها قادر نيستند زماني كه سرعت باد به 65 mph مي رسد حركت كنند زيرا ژنراتور به سرعت به حرارت بسيار بالايي خواهد رسيد.

5- گيربكس (Gear box) : چرخ دنده ها به شفت سرعت پايين متصل هستند و آنها از طرف ديگر همانطور كه در شكل مشخص شده به شفت با سرعت بالا متصل مي باشند و افزايش سرعت چرخش از 30 تا 60 rpm به سرعتي حدود 1200 تا 1500 rpm را ايجاد مي كنند. اين افزايش سرعت براي توليد برق توسط ژنراتور الزاميست. هزينه ساخت گيربكس ها بالاست درضمن گير بكس ها بسيار سنگين هستند. مهندسان در حال انجام تحقيقات گسترده اي مي باشند تا درايو هاي مستقيمي كشف نمايد و ژنراتورها را با سرعت كمتري به چرخش درآورند تا نيازي به گيربكس نداشته باشند.

6- ژنراتور (Generator) : كه وظيفه آن توليد برق متناوب مي باشد.

7- شفت با سرعت بالا (High-speed shaft) : كه وظيفه آن به حركت در اوردن ژنراتور مي باشد.

8- شفت با سرعت پايين (Low-speed shaft) : رتور حول اين محور چرخيده و سرعت چرخش آن 30 تا 60 دور در دقيقه مي باشد.

9- روتور (Rotor) : بال ها و هاب به روتور متصل هستند.

10- برج (Tower) : برج ها از فولاد هايي كه به شكل لوله درآمده اند ساخته مي شوند. توربين هايي كه بر روي برج هايي با ارتفاع بيشتر نصب شده اند انرژي بيشتري دريافت مي كنند.

11- جهت باد (Wind direction) : توربين هايي كه از اين فن آوري استفاده مي كنند در خلاف جهت باد نيز كار مي كنند در حالي كه توربين هاي معمولي فقط جهت وزش باد به پره هاي آن بايد از روبرو باشد.

12- باد نما (Wind vane) : وسيله اي است كه جهت وزش باد را اندازه گيري مي كند و كمك مي كند تا جهت توربين نسبت به باد در وضعيت مناسبي قرار داشته باشد.

13- درايو انحراف (Yaw drive) : وسيله ايست كه وضعيت توربين را هنگاميكه باد در خلاف جهت مي وزد كنترول مي كند و زماني استفاده مي شود كه قرار است روتور در مقابل وزش باد از روبرو قرار گيرد اما زماني كه باد در جهت توربين مي وزد نيازي به استفاده از اين وسيله نمي باشد.

14- موتور انحراف (Yaw motor) : براي به حركت در آوردن درايو انحراف مورد استفاده قرار مي گيرد.


برچسب‌ها: ساختار توربین های بادی
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:41  توسط ابرام  | 
توليد و نيروگاه توليد و نيروگاه :
مقاله: نیروگاه هسته ای
ارسال شده در دوشنبه 7 آذر ماه 1390 توسط whiteapple
طراحی یک رآکتور

در همه رآکتورها، قلب رآکتور که دمای بسیار زیادی دارد باید خنک شود. در یک نیروگاه هسته ای، سیستم خنک ساز به نوعی طراحی می*شود که از گرمای آزاد شده به بهترین شکل ممکن استفاده شود. در اغلب این سیستمها از آب استفاده می*شود. اما آب نوعی کند کننده هم محسوب می*شود و از این رو نمی تواند در رآکتورهای سریع مورد استفاده قرار گیرد. در رآکتورهای سریع از سدیم مذاب یا نمک های سدیم استفاده می*شود و دمای عملیاتی خنک ساز بالاتر است. در رآکتورهایی که برای تبدیل مورد طراحی شده اند، به راحتی گرمای آزاد شده را در محیط آزاد می*کنند. در یک نیروگاه هسته ای، رآکتور کند منبع آب را گرم می*کند و آن را به بخار تبدیل می*کند. بخار آب توربین بخار را به حرکت در می*آورد ، توربین نیز ژنراتور را می*چرخاند و به این ترتیب انرژی تولید می*شود. این آب و بخار آن در تماس مستقیم با راکتور هسته ای است و از این رو در معرض تابش های شدید رادیواکتیو قرار می*گیرند. برای پیشگیری از هر گونه خطر مرتبط با این آب رادیواکتیو، در برخی رآکتورها بخار تولید شده را به یک مبدل حرارتی ثانویه وارد می*کنند و از آن به عنوان یک منبع گرمایی در چرخه دومی از آب و بخار استفاده می*کنند. بدین ترتیب آب و بخار رادیواکتیو هیچ تماسی با توربین نخواهند داشت.




                                 نيروگاه هسته اي  )

انواع رآکتورهای گرمایی در در رآکتورهای گرمایی علاوه برکند کننده، سوخت هسته ای ( ایزوتوپ قابل شکافت القایی)، مخزن بخار و لوله های منتقل کننده آن، دیواره های حفاظتی و تجهیزات کنترل و مشاهده سیستم رآکتور نیز وجود دارند. البته بسته به این که این رآکتورها از کانالهای سوخت فشرده شده، مخزن بزرگ بخار یا خنک کننده گازی استفاده کنند، می*توان آنها را به سردسته تقسیم کرد. الف - کانالهای تحت فشار در رآکتورهای RBMK و CANDU استفاده می*شوند و می*توان آنها را در حال کارکردن رآکتور، سوخت رسانی کرد. ب - مخزن بخار پرفشار داغ، رایج ترین نوع رآکتور است و در اغلب نیروگاههای هسته ای و رآکتورهای دریایی ( کشتی، ناوهواپیمابر یا زیردریایی ) از آن استفاده می*شود. این مخزن می*تواند به عنوان لایه حفاظتی نیز عمل کند. ج - خنک سازی گازی: در این رآکتورها به جای آب، از یک سیال گازی شکل برای خنک کردن رآکتور استفاده می*شود. این گاز در یک چرخه گرمایی با منبع حرارتی راکتور قرار می*گیرد و معمولاً از هلیوم برای آن استفاده می*شود، هر چند که نیتروژن و دی اکسید کربن نیز کاربرد دارند. در برخی رآکتورهای جدید، رآکتور به قدری گرما تولید می*کند که گاز خنک کن می*تواند مستقیما یک توربین گازی را بچرخاند، در حالی که در طراحی های قدیمی تر گاز خنک کن را به یک مبدل حرارتی می*فرستادند تا در یک چرخه دیگر، آب را به بخار تبدیل کند و بخار داغ، یک توربین بخار را بگرداند.


بقیه اجزای نیروگاه هسته ای

غیر از رآکتور که منبع گرمایی است، تفاوت اندکی بین نیروگاه هسته ای و یک نیروگاه حرارتی تولید برق با سوخت فسیلی وجود دارد. مخزن بخار تحت فشار معمولا درون یک ساختمان بتونی تعبیه می*شود که این ساختمان به عنوان یک سد حفاظتی در برابر تابش رادیواکتیو عمل می*کند. این ساختمان هم درون یک مخزن بزرگتر فولادی قرار می*گیرد. هسته رآکتور و تجهیزات مرتبط با آن درون این مخزن فولادی قرار گرفته اند و کارکنان می*توانند راکتور را تخلیه یا سوخت رسانی کنند. وظیفه این مخزن فولادی، جلوگیری از نشت هر گونه گاز یا مایع رادیواکتیو از درون سیال است. در نهایت این مخزن فولادی هم به وسیله یک ساختمان بتونی خارجی محافظت می*شود. این ساختمان به قدری محکم است که در برابر اصابت یک هواپیمای جت مسافربری ( مشابه حادثه یازده سپتامبر ) هم تخریب نمی شود. وجود این ساختمان حفاظتی دوم برای جلوگیری از انتشار مواد رادیواکتیو در اثر هرگونه نشت از حفاظ اول ضروری است. در حادثه انفجار چرنوبیل، فقط یک ساختمان حفاظتی وجود داشت و همان موجب شد موادراکتیو در سطح اروپا پخش شود.


رآکتورهای هسته ای طبیعی

در طبیعت هم می*توان نشانه هایی از رآکتور هسته ای پیدا کرد، البته به شرطی که تمام عوامل مورد نیاز به طور طبیعی در کنار هم قرار گرفته باشند. تنها نمونه شناخته شده یک رآکتور هسته ای طبیعی دو میلیارد سال پیش در منطقه اوکلو در کشور گابون ( قاره آفریقا ) فعالیتش را آغاز کرده است. البته دیگر چنین رآکتورهایی روی زمین شکل نمی گیرند، زیرا واپاشی رادیواکتیو این مواد ( به خصوص U-235 ) در این زمان طولانی 5/4 میلیارد ساله ( سن زمین )، فراوانی U-235 را در منابع طبیعی این رآکتورها بسیار کاهش داده است، به طوری که مقدار آن به پایین تر از حد مورد نیاز آغاز یک واکنش زنجیره ای رسیده است. این رآکتورهای طبیعی زمانی شکل گرفتند که معادن غنی از اورانیوم به تدریج از آب زیرزمینی یا سطحی پر شدند. این آب به صورت کند کننده عمل کرد و واکنش های زنجیره ای شدیدی به وقوع پیوست. با افزایش دما، آب کند کننده بخار می*شد و رآکتور خاموش شد. پس از مدتی، این بخارها به مایع تبدیل می*شدند و دوباره رآکتور به راه می*افتاد. این سیستم خودکار و بسته، یک رآکتور را کنترل می*کرد و برای صدها هزار سال، این رآکتور را فعال نگاه می*داشت. مطالعه و بررسی این رآکتورهای هسته ای طبیعی بسیار ارزشمند است، زیرا می*تواند به تحلیل چگونگی حرکت مواد رادیواکتیو در پوسته زمین کمک کند. اگر زمین شناسان بتوانند را از این حرکت*ها را شناسایی کنند، می*توانند راه حل های جدیدی برای دفن زباله های هسته ای پیدا کنند تا روزی خدای ناکرده، این ضایعات خطرناک به منابع آب سطح زمین نشت نکنند و فاجعه ای بشری به بار نیاورند.


انواع رآکتورهای گرمایی

الف - کند سازی با آب سبک: a- رآکتور آب تحت فشار Pressurized Water Reactor(PWR) b- رآکتور آب جوشان Boiling Water Reactor(BWR) c- رآکتور D2G

ب- کند سازی با گرافیت: a- ماگنوس Magnox b- رآکتور پیشرفته با خنک کنندی گازی Advanced Gas-Coaled Reactor (AGR) c- RBMK d- PBMR

ج - کند کنندگی با آب سنگین: a - SGHWR b - CANDU


رآکتور آب تحت فشار، PWR

رآکتور PWR یکی از رایج ترین راکتورهای هسته ای است که از آب معمولی هم به عنوان کند ساز نوترونها و هم به عنوان خنک ساز استفاده می*کند. در یک PWR، مدار خنک اولیه از آب تحت فشار استفاده می*کند. آب تحت فشار، در دمایی بالاتر از آب معمولی به جوش می*آید، از این دوچرخه خنک ساز اولیه را به گونه ای طراحی می*کنند که آب با وجود آنکه دمایی بسیار بالا دارد، جوش نیاید و به بخار تبدیل نشود. این آب داغ و تحت فشار در یک مبدل حرارتی، گرما را به چرخه دوم منتقل میکند که یک نوع چرخه بخار است و از آب معمولی استفاده می*کند. دراین چرخه آب جوش می*آید و بخار داغ تشکیل می*شود، بخار داغ یک توربین بخار را می*چرخاند، توربین هم یک ژنراتور و در نهایت ژنراتور، انرژی الکتریکی تولید می*کند. PWR به دلیل دارابودن چرخه ثانویه با BWR تفاوت دارد. از گرمای تولیدی در PWR به عنوان سیستم گرم کننده درنواحی قطبی نیز استفاده شده است. این نوع رآکتور، رایج ترین نوع رآکتورهای هسته ای است و در حال حاضر، بیش از 230 عدد از آنها در نیروگاههای هسته ای تولید برق و صدها رآکتور دیگر برای تأمین انرژی تجهیزات دریایی مورد استفاده قرار می*گیرند.


خنک کننده

همان طور که می*دانید، برخورد نوترونها با سوخت هسته ای درون میله های سوخت، موجب شکافت هسته اتمها می*شود و این فرآیند هم به نوبه خود، گرما و نوترونهای بیشتری آزاد می*کند. اگر این حرارت آزاد شده منتقل نشود، ممکن است میله های سوخت ذوب شوند و ساختار کنترلی رآکتور از بین برود ( و البته خطرهای مرگ آوری که به دنبال آن روی می*دهند. ) در PWR، میله های سوخت به صورت یک دسته در ساختاری، ترسیمی قرار گرفته اند و آب از کف رآکتور به بالا جریان پیدا می*کند. آب از میان این میله های سوخت عبور می*کند و به شدت گرم می*شود، به طوری که به دمای 325 درجه سانتی گراد می*رسد. درمبدل حرارتی، این آب داغ موجب داغ شدن آب در چرخه دوم می*شود و بخاری با دمای 270 درجه سانتی گراد تولید می*کند تا توربین را بچرخاند.


کند کننده

نوترونهای حاصل از یک شکافت هسته ای بیش از آن حدی گرمند که بتوانند یک واکنش شکافت هسته ای را آغاز کنند. انرژی آنها را باید کاهش داد تا با محیط اطراف خود به تعادل گرمایی برسند. محیط اطراف نوترونها ( قلب رآکتور ) دمایی در حدود 450 درجه سانتی گراد دارد. در یک PWR، نوترونها در پی برخورد با مولکولهای آب خنک ساز، انرژی جنبشی خود را از دست می*دهند؛ به طوری که پس از 8 تا 10 برخورد ( البته به طور متوسط ) با محیط هم دما می*شوند. در این حالت، احتمال جذب نوترونها از سوی هسته U-235 بسیار زیاد است ودر صورت جذب، بالافاصله هسته U-236 جدید دچار شکافت می*شود. مکانیسم حساسی که هر رآکتور هسته ای را کنترل می*کند، سرعت آزاد سازی نوترونها در طول یک فرآیند شکافت است به طور متوسط از هر شکافت، دونوترون و مقدار زیادی انرژی آزاد می*شود. نوترونهای آزاد شده اگر با هسته U-235 دیگری برخورد کنند، شکافت دیگری را سبب می*شوند و در نهایت یک واکنش زنجیره ای روی می*دهد. اگر تمام این نوترونها در یک لحظه آزاد شوند، تعدادشان به قدری زیاد می*شود که باعث ذوب شدن راکتور خواهد شد. ( تعداد ذرات پر انرژی، دمای یک سیستم را تعیین می*کند. معادله بوتنرمن، این ارتباط را توصیف می*کند. ) خوشبختانه برخی از این نوترونها پس از یک بازه زمانی نه چندان کوتاه ( حدود یک دقیقه ) تولید می*شوند و سبب می*شوند دیگر عوامل کنترل کننده از این تاخیر زمانی استفاده کرده، اثر خود را داشته باشند. یکی از مزیت های استفاه از آب در PWR، این است که اثر کند سازی آب با افزایش دما کاهش می*یابد. در حالت عادی، آب در فشار 150 برابر فشار یک اتمسفر قرار دارد ( حدود 15 مگا پاسکال ) و در قلب رآکتور به دمای 325 درجه سانتی گراد می*رسد. درست است که آب با فشار پانزده مگا پاکسال در این دما جوش نمی آید، ولی به شدت از خاصیت کند کنندگی اش کاسته می*شود، بنابراین آهنگ واکنش شکافت هسته ای کاهش می*یابد، حرارت کمتری تولید می*شود و دما پایین می*آید. دما که کاهش یابد، توان رآکتور افزایش می*یابد و دما که افزایش یابد توان راکتور کاهش می*یابد؛ پس خود سیستم PWR دارای یک سیستم خود تعادلی در رآکتور است و تضمین می*کند توان رآکتور در کمترین میزان مورد نیاز برای تأمین گرمای سیستم بخار ثانویه است. در اغلب رآکتورهای PWR، توان رآکتور را در دوره فعالیت معمولی با تغییرات غلظت بورون ( در شکل اسید بوریک ) در چرخه خنک کننده اولیه کنترل اولیه کنترل می*کنند سرعت جریان خنک کننده اول در رآکتورهای PWR معمولی ثابت است. بورون یک جذب کننده قوی نوترون است و با افزایش یا کاهش غلظت آن، می*توان شدت فعالیت راکتور را کاهش یا افزایش داد. برای این کار، یک سیستم کنترلی پیچیده شامل پمپ های فشار بالا که آب را در فشار 15 مگا پاسکال از چرخه خارج می*کند، تجهیزات تغییر غلظت اسید بوریک و تزریق مجدد آب به چرخه خنک ساز مورد نیاز است. یکی از اشکالات راکتورهای شکافت، این است که حتی پس از توقف واکنش شکافت، هنوز هم واپاشی های رادیواکتیوی انجام می*شود و حرارت زیادی آزاد می*شود که می*تواند راکتور را ذوب کند. البته سیستم های حفاظتی و پشتیبانی متعددی برای جلوگیری از این واقعه وجود دارند، با این حال ممکن است در اثر پیچیدگی های این سیستم، برهمکنش های پیش بینی نشده یا خطاهای عملیاتی مرگ آفرینی در شرایط اضطراری روی دهند. در نهایت، هر رآکتور با یک حفاظ ساختمانی بتونی احاطه شده است که آخرین سد در برابر تشعشعات رادیواکتیو است.


رآکتور آب جوشان، BWR

در رآکتور آب جوشان، از آب سبک استفاده می*شود. آب سبک، آبی است که در آن فقط هیدروژن معمولی وجود دارد. ) BWR اختلاف زیادی با رآکتور آب تحت فشار ندارد، غیر از اینکه در BWR فقط یک چرخه خنک کننده وجود دارد و آب مستقیما در قلب راکتور به جوش می*آید. فشار آب در BWR کمتر از PWR است، به طوری که در بیشترین مقدار به 75 برابر فشار جو می*رسد ( 5/7 مگا پاسکال ) و بدین ترتیب آب در دمای 285 درجه سانتی گراد به جوش می*آید. رآکتور BWR به شکلی طراحی شده که بین 12 تا 15 درصد آب درون قلب رآکتور به شکل بخار در قسمت بالای آن قرار می*گیرد. بدین ترتیب عملکرد بخش بالایی و پایینی هسته رآکتور با هم تفاوت دارند. در بخش بالایی قلب رآکتور، کند سازی کمتری صورت می*گیرد و در نتیجه بخش بالایی کمتر است. در حالت کلی دو مکانیسم برای کنترل BWR وجود دارد: استفاده از میله های کنترل و تغییر جریان آب درون راکتور. الف - بالا بردن یا پایین آوردن میله های کنترل، روش معمولی کنترل توان رآکتور در حالت راه اندازی رآکتور تا رسیدن به 70 درصد حداکثر توان است. میله های کنترل حاوی مواد جذب کننده نوترون هستند؛ در نتیجه پایین آوردن آنها موجب افزایش جذب نوترون در میله ها، کاهش جذب نوترون در سوخت و درنهایت کاهش آهنگ شکافت هسته ای و پایین آمدن توان رآکتور می*شود. بالا بردن میله های سوخت دقیقاً نتیجه معکوس می*دهد. ب - تغییرات جریان آب درون رآکتور، زمانی برای کنترل رآکتور مورد استفاده قرار می*گیرد که راکتور بین 70 تا صد درصد توان خود کار می*کند. اگر جریان آب درون رآکتور افزایش یابد، حباب های بخار در حال جوش سریع تر از قلب راکتور خارج می*شوند و آب درون قلب رآکتور بیشتر می*شود. افزایش مقدار آب به معنی افزایش کندسازی نوترون و جذب بیشتر نوترونها از سوی سوخت است و این یعنی افزایش توان راکتور. با کاهش جریان آب درون رآکتور، حباب*ها بیشتر در رآکتور باقی می*مانند، سطح آب کاهش می*یابد و به دنبال آن کندسازی نوترونها و جذب نوترون هم کاهش می*یابد و در نهایت توان رآکتور کاهش می*یابد. بخار تولید شده در قلب رآکتور از شیرهای جدا کننده بخار و صفحات خشک کن ( برای جذب هر گونه قطرات آب داغ ) عبور می*کند و مستقیماً به سمت توربین های بخار که بخشی از مدار رآکتور محسوب می*شوند، می*رود. آب اطراف رآکتور همواره در معرض تابش و آلودگی رادیواکتیو است و از آنجا که توربین هم در تماس مستقیم با این آب است، باید پوشش حفاظتی داشته باشد. اغلب آلودگی های درون آب عمر کوتاهی دارند ( مانند N16 که بخش اعظم آلودگی های آب را تشکیل می*دهد و نیمه عمرش تنها 7 ثانیه است )، بنابراین مدت کوتاهی پس از خاموش شدن رآکتور می*توان به قسمت توربین وارد شد. در رآکتور BWR، افزایش نسبت بخار آب به آب مایع درون رآکتور موجب کاهش گرمای خروجی می*شود. با این حال، یک افزایش ناگهانی در فشار بخار، سبب بروز یک کاهش ناگهانی در نسبت بخار به آب مایع درون رآکتور می*شود که خود، سبب افزایش توان خروجی می*شود. این شرایط و دیگر حالت های خطرساز، موجب شده است از سیستم کنترلی اسید بوریک ( بورون ) نیز استفاده شود، بدین شکل که در سیستم پشتیبان خاموش کننده اضطراری، محلول اسید بوریک با غلظت بالا به چرخه خنک کننده تزریق می*شود. خوبی این سیستم این است که اسید اوریک، یک خورنده قوی است و معمولا در PWR سبب می*شود تلفات ناشی از خوردگی قابل توجه باشد. در بدترین شرایط اضطراری که تمام سیستم های امنیتی از کار افتاد، هر رآکتور به وسیله یک ساختمان حفاظتی از محیط اطراف جدا شده است. در یک رآکتور BWR جدی، حدود 800 دسته واحد سوخت قرار می*گیرد و در هر دسته بین 74 تا 100 میله سوخت قرار می*گیرد. این چنین حدود 140 تن اورانیوم در قلب رآکتور ذخیره می*شود.


• رآکتور D2G

رآکتور هسته ای D2G را می*توان در تمام ناوهای دریایی ایالات متحده می*توان پیدا کرد. D2G مخفف عبارت زیراست: رآکتور ناو جنگی D=Destroyer-sized reactor نس دوم 2=Second Geneation ساخت جنرال الکتریک G= General - Electric built بدین ترتیب، D2G را می*توان مخفف این عبارت دانست: رآکتور هسته ای نسل دوم ویژه ناوهای جنگی ساخت جنرال الکتریک. این رآکتور برای تولید حداکثر 150 مگا وات انرژی الکتریکی و عمر مفید 15 سال مصرف معمولی طراحی شده است. در این رآکتور، برای مخزن بخار دو رآکتور وجود دارد و طوری طراحی شده که بتوان هر دو اتاق توربین را با یک رآکتور به راه انداخت. اگر هر دو رآکتور فعال باشند، ناو به سرعت 32 گره می*رسد. اگر یک رآکتور فعال باشد و توربین*ها متصل به هم باشند، سرعت ناو به 25 تا 27 گره خواهد رسید و اگر فقط یک رآکتور فعال باشد ولی توربین*ها جدا باشند، سرعت فقط 15 گره خواهد بود.


برچسب‌ها: نیرو گاه هسته ای
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:40  توسط ابرام  | 
گوناگون از قدرت گوناگون از قدرت :
مقاله: فرايند ماشين كاري الكتريكي EDM
ارسال شده در سه شنبه 4 ارديبهشت ماه 1386 توسط whiteapple

افزايش گسترده نياز به فلزات سخت ، با استحكام زياد و مقاوم در مقابل گرما در مهندسي به نيازهاي خاصي در زمينه تكنولوژي و تكنيكهاي ماشين كاري انجاميد. بنابراين بسياري از روشها در فرايندهاي ماشين كاري پيشرفت كرد . ماشين كاري با صوت ،ماشين كاري اشعه الكتروني، ماشين كاري پلاسما وماشين كاري ليزري مثالهايي از اين فرايندهاي ماشين كاري هستند. يكي ديگر از اين فرايندهاي مدرن لايه برداري شيميائي است كه براي مخلوطي از تجمعي از فلزات نرم و آلياژهاي آلومينيوم بوده و براي صنعت هواپيمايي بكار گرفته ميشود.
ماشينهاي تخليه الکتريکي (EDM) بصورت فرايندهاي پرداخت فلزات رسانا ، توسط جرقه هاي الکتريکي مشخص مي شوند. در ابتدا براي از بين بردن براده هاي مته کاري، و همچنين سوراخ کردن ابزارهاي ظريف و گرانبها بکار گرفته شد. امروزه EDM براي ساخت حفره ها و قالبهاي هندسي و غير هندسي بسيار پيچيده بکار مي رود. مفهوم ماشين كاري الكتريكي ممكن است به يك گروهي از فرايندها كه جريان الكتريكي را براي برداشتن فلزات بكار ميگيرند اطلاق شود.



در فرايند ماشين كاري الكتريكي بر خلاف ماشين كاري  مكانيكي فلز ابزار مي تواند از فلز قطعه كار نرمتر باشد و براده برداري نيز هيچ ارتباطي به سختي مكانيكي قطعه كار ندارد.  هر چند که فلزات سخت کمي سخت تر از فلزات نرم براده برداري مي شوند.

فرايندهاي ماشين كاري الكتريكي به دو دسته تقسيم مي شوند. اولين آنها ماشينهاي تخليه الكتريكي هستند. در اينجا اثر خوردگي از يك توالي سريع از پالسهاي الكتريكي در از بين بردن فلز از روي قطعه كار بكار گرفته ميشود. فرايند دوم ، فرايندهاي الكتروشيميايي و فرسايش با الكتروليت هستند. فرايند ماشين كاري تخليه الكتريكي يا بعبارت ديگر ماشين كاري اسپارک بر روي اثر خوردگي جرقه الكتريكي بر روي هر دو الكترود پايه گذاري شده است.

 ياد داشتن اين نكته كه  اگر هر دوي قطعه كار و الكترود هم از يك جنس باشند، بيشترين سائيدگي در قطعه أي بوجود مي آيد كه روي الكترود منفی بسته شده باشد ، الزامي است. بنابراين براي بدست آوردن خوردگي ماكزيمم از قطعه كار ، در حاليكه الكترودمان سايش بسيار كمي داشته باشد، بايد قطعه كار را به پايه منفی و الكترود يا ابزار را به پايه مثبت وصل كنيم.

فرايند براده برداري توسط جرقه
قطعه كار در حمامي از دي الكتريك غرق ميشود. و اين دي الكتريك پنج سانتيمتر بالاتر از سطح قطعه كار را مي پوشاند ، اينكار از آتش گرفتن  دي الكتريك در اثر جرقه ها جلوگيري ميكند.

الكترود و قطعه كار به دو سر يک منبع ولتاژ DC با ولتاژي بالاتر از 50 ، 60 ولت وصل شده اند. دي الكتريك در چرخه اي توسط پمپ مي چرخد . فاصله هوايي براي جرقه زني در حدود 25 تا 100 ميكرومتر توسط سروموتور ثابت نگه داشته ميشود. زمانيكه منبع تغذيه روشن شد ، پس از انتخاب مقادير جريانها ، ولتاژها ،فاصله مجاز gap[1] ،زمانهاي [2]ontime ، off time[3] ، زمانهاي شستشو و … با استفاده از وروديهاي مختلف (مكانيكي با سلکتورها يا بصورت عددي و با استفاده از يك سيستم ميكروپروسسوري )، ولتاژ به دو سر الكترود  اعمال ميشود ، با اعمال ولتاژ در فاصله معيني از gap جرقه توليد ميشود ،سيال يونيزه شده و تخليه الكتريكي صورت ميگيرد ، بعلت حركت  سيال زير محل فعال ، سيال غير يونيزه اي خواهيم داشت بنابراين باز سيال جداساز خوبي خواهد بود و سيكل ادامه مي يابد …

سيال انتخاب شده بايد تا زمان وقوع شكست الكتريكي بعدي ، نارسانا باقي بماند . زمانيكه به ولتاژ دلخواه  رسيديم سيال بايد سريع بشكند (شكست الكتريكي ) و پس از عمل تخليه در زمان خاموشي پالس ( off time ) باز سريع غير يونيزه شده به حالت اول برگردد.

در اين روش توالي تندي از جرقه ها بدست مي آيد ( بين 500 تا 50000 جرقه در ثانيه) ، هر جرقه أي ، دماي محلّي نقطه جرقه ديده را به حرارت بسيار بالائي در حدود7000 تا  C ْ 12000 مي رساند اين جرقه حرارت بالا باعث ذوب اين نقطه از مكان جرقه ديده شده و ناحيه مذاب بسيار كوچكي را روي سطح قطعه كار بوجود مي آورد، در زمان Offtime دی الکتريک سرد به روی اين نقطه با حرارت بسار بالا می رسد و اختلاف دمای چند هزار درجه ای موجب انفجار نقطه ذوب شده می شود ، بديهي است که اغلب جرقه بين نقاطي از قطعه كار و الكترود كه به هم نزديک هستند اتفاق مي افتد و نقطه هاي داغي از قطعه كار خورده شده و از سطح قطعه كار كنده ميشوند اين خوردگيها توسط دي الكتريك از محل دور ميشوند . همچنين كه قطعه کار خورده ميشود الكترود توسط موتور سِروُيِ كنترل شده اي نزديك ميشود.كنترل موتور سِروُ براي فاصله هوائي مناسب وقابل تنظيم توسط نمونه برداري ازولتاژ بين قطعه كار و الكترود انجام خواهد گرفت.

فرايند تخليه پالسي :
الکترود به قطعه کار بسيار نزديک می شود و فرايند کامل يک تخليه الکتريکي به ترتيب زير به وقوع می پيوندد. Offtime

پديده تخليه الکتريکی از زمان اعمال پالس تا شروع جرقه

1.     ولتاژ بين الکترود و قطعه کار يک ميدان الکتريکی در فاصله هوائی يا GAP بوجود می آورد.

2.     در نتيجه اين ميدان ،ذرات هادی در وسط ناحيه ميدان که ميدان الکتريکی بسيار قوی است، متمرکز می شوند. و پلی را در وسط ميدان تشکيل ميدهند. ( بدليل نبود ذرات هادی معلق در آب مقطر خالص در ابتدای بکارگيری ماشين وايرکات براده برداری به کندی صورت ميگيرد چون کانال دير يونيزه ميشود.)

3.     در اين زمان الکترونها از قطب منفی به داخل کانال ايجاد شده حرکت می کنند، و با اِين ذرات برخورد می کنند. بنابراين يونهای مثبت و منفی از اين ذرات معلق بوجود می آيند. اين فرايند بصورت انفجاری کل ناحيه GAP  را در بر می گيرد.


پديده تخليه الکتريکی از شروع جرقه تا انتهای پالس

1.     يونهای مثبت به سمت قطب منفی حرکت ميکنند ، و يونهای منفی بسمت قطب مثبت. و جريان يونها بوجود می آيد.

2.     اين جريان الکتريکي به شدت افزايش يافته و در برخورد در آن نقطه گرماي شديدي بوجود مي آورد و در صورتيکه گرما موثر باشد، همان نقطه از قطعه کار ذوب مي شود. اين گرما مايع دي الکتريک را بخار کرده و فشاري را بين الکترود و قطعه کار بوجود مي آورد اين فشار بسيار کوچکتر از آني است که بتواند در قطعه کار يا ابزار حرکت ايجاد کند اما اين فشار در واحد سطح مقدار بسيار بزرگي است.

3.     پس از ذوب شدن آن نقطه، با ادامه اعمال ولتاژ و جريان، کانال يونيزه گشادتر مي شود و سطح نقطه ذوب بيشتر مي شود اما اين ولتاژ و جريان را تا آخر نمي توان ادامه داد چرا که با ادامه جريان، آن نقطه هر چه بيشتر داغتر مي شود و به کربنها فرصت کافي براي سوختن مي رسد و اين کربنها در اثر فشار حاصل و بدليل مرطوب بودن کانال يونيزه به هم مي چسبند و حال الکترونها به جاي حرکت از طريق کانال يونيزه از طريق اين توده کربن منتقل مي شوند و علاوه بر اينکه بر ذوب بيشتر کمک نمي کند بلکه عارضه بسيار بدي بنام ARC يا جوشکاري را پديد مي آورد.

 
پديده تخليه الکتريکی از در زمانofftime

1.     حال پالس خاموش مي شود.( off time) مايع سرد به سطح مذاب حرارت بالا مي رسد و مذاب بسيار سرد مي شود.


 اين سرد شدن شديد باعث انجماد نشده و مذاب را متلاشي مي کند که بصورت آتشفشاني فوران مي کند و از محل دور مي شود. اما همه مذاب متلاشي نمي شود و قسمتي از آن در اثر فشار گازهاي حاصل جابجا شده و لبه مي گيرد. اين لبه هاي بوجود آمده، نقاط موثر تخليه بعدي خواهند بود. در زمان خاموشي پالس، GAP دوباره ايزوله مي شود و براي پالس بعدي آماده مي شود.

دی الکتريک

در ابتدای کشف اسپارک در روسيه از هوا بعنوان دی الکتريک استفاده شد. بزودی کشف شد که مشتقات نفت مزايای زيادی نسبت به هوا دارند. استحکام آنها زياد است. و با استفاده از مشتقات نفت از گپ کوچکتری ميتوان استفاده کرد و کيفيت اسپارک کاری با آن بسيار مطلوب است. در اين نوع مواد فرکانس کار اسپارک ميتواند بيشتر گردد و ذرات برداشته شده براحتی توسط آن جابجا ميشوند.

وظايف دی الکتريک

·        جداسازی يکی از مهمترين فوائد دی الکتريک عايق سازی بين الکترود و قطعه کار است. دی الکتريک باعث باريک شدن پهنای کانال جرقه نيز ميشود که اين به نوبه خود باعث بالا رفتن کيفيت سطح اسپارک ميشود.

·        يونيزاسيون سيال انتخاب شده بايد تازمان وقوع شکست الکتريکي غير رسانا باقي بماند. زمانيکه ولتاژ فاصله هوائي به ولتاژ يونيزاسيون رسيد ، سيال بايد سريع بشکند ( شکست الکتريکي ) و پس از عمل تخليه باز سريع غير يونيزه گردد. گرماي نهان تبخير سيال بايد بزرگ باشد تا تنها يک قسمت کوچکي از دي الکتريک تبخير شود و کانال اسپارک سطح کوچکي را به خود اختصاص مي دهد. در نتيجه آن چگالی انرژی بالا ميرود و دانه بندي اسپارک ريزتر گردد.

·        خنک سازی دمای جرقه اسپارک در سطح الکترود و قطعه کار مقداری بين 8,000-12,000° C دارد اين گرمای بالا قطعه کار را سريع ذوب ميکند که دی الکتريک بايد هر دو سطح را خنک سازد. اگر الکترود خنک نگه داشته شود خوردگی آن نِيز کاهش مِی يابد.

·        جابجائی ذرات براده برداری شده

شرايط لازم دی الکتريک

بطور تئوريک همه مايعاتی که عايق باشند ميتوانند بعنوان دی الکتريک مورد استفاده قرار گيرند. يک دی الکتريک بايد شرايط زير را داشته باشد.

·        فرسايش: فرسايش زياد قطعه کار داشته باشد در حاليکه فرسايش الکترود توسط يونهای آن کم باشد. ( يونهای مثبت آن بسيار سنگين تر از يونهای منفی آن باشد)

·        تاثير بر سلامتی: تحريک پوستی نداشته باشد، سمی نباشد، دود توليد نکند و بوی بد نداشته باشد. هيدروکربنهای گروه پارافين بر پوست تاثير دارند و نبايد بکار برده شوند.  بر روی وان اسپارک يک سيستم تهويه بايد نصب شود مگر در مواردی که اسپارک فقط برای پرداخت بکار ميرود. 

·        نقطه اشتعال: دی الکتريک نبايد زود بخار شده و مشتعل شود. مايعات با درجه اشتعال پائين تر، گازهاي زيادي را توليد مي کنند که اين گازها سرعت ماشين کاري را پائين آورده و احتمال آتش گرفتگي را بالا مي برد.

·        چگالی: مواد با چگالی بالا نرخ براده برداری بالائی دارند. چگالی مواد معمولا در دمای 15 درجه سانتيگراد محاسبه می شوند. دی الکتريکهای مورد استفاده امروزی چگالی بين 0.750-0.820 دارند.

·        چسبندگی يا ويسکوزيته: ويسکوزيته، فاکتور بسيار مهمي است. روغن با ويسکوزيته بسيار بالا براي ماشين کاري خوب است. و براي اين نوع روغن چرخش مابين فاصله هوائي کوچک به سختي صورت مي گيرد. برعکس ، اين روغن سنگين براي سطوح خشن مناسب است .

·        هدايت الکتريکی: هيدروکربنهائی که برای مصارف صنعتی بکار گرفته ميشوند هدايتی در حدود 2x 10-14 ohmxcm-1 دارند.

·        ضريب دی الکتريک:برای محاسبه ضريب دی الکتريک ظرفيت يک خازن در دو حالت پر از دی الکتريک و خالی از دی الکتريک در يک حالت فرکانس بالا اندازه گيری می شود. ضريب دی الکتريک از تقسيم دو مقدار بدست آمده بدست می آيد. دی الکتريکی برای اسپارک مناسب است که ضريب دی الکتريکی بين دو تا دونيم داشته باشد.

·        ولتاژ از هم گسيختگی: مقدار ولتاژی که ميتواند يک لايه 5/2 (دو نيم) ميليمتری از دی الکتريک را بين دو الکترود کروی از هم بپاشد (عايق را به هادی تبديل کند) ولتاژ از هم گسيختگی يا طاقت جرقه گويند. دی الکتريک مناسب برای اسپارک بايد طاقت جرقه ای بين 50-60 kv داشته باشد.

·        تعليق ذرات:ذراتي که از قطعه کار يا الکترود برداشته ميشوند بخصوص کربن در آن ناحيه ايجاد ناخالصی ميکند. دی الکتريک بايد اين قطعات را از روی ناحيه کار دور کند. بهتر است مقدار کمی از اين ناخالصی ها برای براده برداری بهتر روی ناحيه کار باقی بمانند اما غلظت ناخالصی ها نبايد بالا باشد. افزايش غلظت ناخالصی ها موجب بروز arc ميشود. بعبارت ديگر ذرات ميِکرونی موجب سرعت براده برداری ميشوند و اضافه کردن مقداری ناخالصی به دی الکتريک خالص سرعت براده برداری آنرا بالا ميبرد.

·        رنگ و واشرهای ماشين را حل نکند.

·        عمر بالا , در دسترس بودن و در نهايت قيمت ديگر پارامترهای مهم اسپارک هستند.

در انتخاب روغن مناسب بعنوان دي الکتريک نکات زير بايد مورد توجه قرار گيرند:

1.     براي ماشينکاري کاربيدتنگستن استفاده از نفت سفيد مناسبتر است.

2.     براي ماشين کاري قطعات ريز با سطوح صاف ( مثل صنعت ساعت سازي ) نيز از نفت سفيد استفاده شود.

3.     براي ماشين کاري قطعات با اندازه هاي متوسط ( که h35  يا آنهائي که صافي سطح خوبي را لازم دارند ) از روغن با ويسکوزيته بين 6-12cts استفاده شود.

4.     براي ماشينکاري قطعات بزرگ ( با سطوح خشن  يا ch36 ) از روغن با ويسکوزيته بين 12 تا 20cts استفاده گردد.

 روغن مخصوص EDM

اين نوع از روغن ويسکوزيته پائين بوده و رنگ روشن دارد و همچنين براحتي فيلتر شده و براحتي جابجا مي شود. نقطه اشتغال بالائي نيز دارد از جمله خواص ديگر اين ماده ضد اکسيد اسيون بودن آنست که رسوب را کاهش مي دهد.کميابي و گران قيمت بودن و غير استاندارد بودن انواعي از آن از جمله مشکلات اين روغن يا دي الکتريک مخصوص است.

 

microcontronic.blogfa.com
mecatronicmachinery@gmail.com

برچسب‌ها: فرایند ماشین کاری الکتریکی EDM
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:39  توسط ابرام  | 
گوناگون از قدرت گوناگون از قدرت :
مقاله: بارهای هارمونیک
ارسال شده در چهارشنبه 2 خرداد ماه 1386 توسط whiteapple

مقدمه: هنگامي‎‎كه استفاده از مبدل‎هاي الكترونيك قدرت در اواخر دهه 1970 معمول گرديد، توجه بسياري از مهندسين شركت‎هاي برق درمورد توانايي پذيرش اعوجاج هارمونيكي توسط سيستم‎هاي قدرت را برانگيخت . پيش‎‎بيني‎هاي مأيوس‎‎كننده‎‎اي از سرنوشت سيستم‎‎هاي قدرت درصورت اجازه استفاده ازاين تجهيزات انجام گرفت. درحالي‎‎كه بعضي ازاين نگراني‎ها احتمالاً بيش از حد قلمداد گرديدند، ولي بررسي مفهوم كيفيت برق مديون اين افراد به‎دليل پيگيري آنها درمورد اين مسئله مي‎‎باشد.
بروز هارمونيك در سيستم‎هاي برق اولين پيامد عناصر غيرخطي در شبكه است. به‎‎‎خاطر گسترش فزاينده استفاده از عناصر غيرخطي در سيستم‎‎هاي برق، مانند راه‎‎اندازها (درايورهاي تنظيم سرعت) و مبدل‎‎هاي الكترونيكي قدرت، مقدار هارمونيك شكل موج جريان و ولتاژ به‎‎‎طور چشمگيري افزايش يافته است و بنابراين اهميت موضوع كاملاً مشخص است.



بررسي مسائل هارمونيك‎‎ها منجر به تحقيقاتي گرديد كه نتايج آن نقطه‎‎نظرات متعددي درمورد كيفيت برق بود. به‎‎نظر برخي از محققين، اعوجاج هارمونيكي هنوز مهمترين مسئلـه كيفيت برق مي‎‎باشد. مسائل هارمونيكي با بسياري از قوانين معمولي طراحي سيستم‎هاي قدرت و عملكرد آن تحت فركانس اصلي مغاير است. بنابراين مهندس برق با پديده‎‎هاي ناآشنايي روبرو مي‎‎شود كه نياز به ابزار پيچيده و تجهيزات پيشرفته براي حل مشكلات و تجزيه و تحليل آنها دارد. گرچه تحليل مسائل هارمونيكي مي‎‎تواند دشوار باشد، ولي خوشبختانه همة سيستم قدرت داراي مشكل هارمونيكي نيست و فقط درصد كمي از فيدرهاي مربوط به سيستم‎هاي توزيع تحت‎‎تأثير عوامل ناشي از هارمونيك‎‎ها قرار مي‎‎گيرند. مشتركين برق در صورت وجود هارمونيك‎ها مشكلات زيادتري از شركت‎هاي برق را تحمل مي‎كنند. مشتركين صنعتي كه از محركه‎‎هاي موتور با قابليت تنظيم سرعت، كوره‎‎هاي قوس الكتريكي، كوره‎‎هاي القايي، يكسوكننده‎‎ها ، اينورترها، دستگاه‎‎هاي جوش و نظاير آن استفاده مي‎‎كنند، نسبت به مسائل ناشي از اعوجاج هارمونيكي ضربه‎‎پذيرتر از بقية مشتركين مي‎باشند.

اعوجاج هارمونيكي يك پديده جديد در سيستم‎هاي قدرت به شمار نمي‎رود. نگراني ناشي از اعوجاج در بسياري از دوره‎ها درسيستم‎هاي قدرت الكتريكي جريان متناوب وجود داشته و دنبال شده است. جستجوي منابع و مطالب تكنيكي دهه‎هاي قبل نشان مي‎دهد كه مقالات مختلفي دررابطه با اين موضوع انتشار يافته است. اولين منابع هارمونيكي شناخته‎‎شده، ترانسفورماتورها بودند و اولين مشكل نيز در سيستم‎هاي تلفن پديد آمد. استفاده گروهي از لامپ‎هاي قوس الكتريك به‎‎‎دليل مؤلفه‎هاي هارمونيكي توجهات خاصي را برانگيخت ولي اين مسائل به اندازه اهميت مسئله مبدل‎هاي الكترونيك قدرت در سال‎هاي اخير نبوده است.

خوشبختانه در طي اين سال ها پژوهشگران متوجه شده اند كه اگر سيستم انتقال به نحو مناسبي طراحي گردد، به‎‎نحوي كه بتواند مقدار توان مورد نياز بارها را به راحتي تأمين نمايد، احتمال ايجاد مشكل ناشي از هارمونيك‎ها براي سيستم قدرت بسيار كم خواهدبود، گرچه اين هارمونيك‎ها مي‎توانند موجب مسائلي در سيستم‎هاي مخابراتي شوند. اغلب در سيستم‎هاي قدرت مشكلات زماني بروز مي‎كنند كه خازن‎هاي موجود در سيستم باعث ايجاد تشديد دريك فركانس هارمونيكي گردند. دراين شرايط اغتشاشات و اعوجاجات، بسيار بيش از مقادير معمول مي‎گردند. امكان ايجاد اين مشكلات در مورد مراكز كوچك مصرف وجود دارد ولي شرايط بدتر در سيستم‎هاي صنعتي به‎دليل درجه زيادي از تشديد رخ مي‎دهد.

علت ايجاد اعوجاج هارمونيكي
اعوجاج هارمونيكي در سيستم‎هاي قدرت ناشي از عناصر غيرخطي مي‎باشد. عنصر غيرخطي عنصري است كه جريان آن متناسب با ولتاژ اعمالي نمي‎باشد افزايش چند درصدي ولتاژ ممكن است باعث شود كه جريان دوبرابر شده و نيز موج جريان شكل ديگري به خود بگيرد. اين مورد ساده اي از منبع توليد اعوجاج در سيستم قدرت مي‎باشد.
 
هر شكل موج اعوجاجي پريوديك را مي‎توان به صورت جمع موج‎هاي سينوسي بيان نمود. يعني وقتي كه شكل موج از يك سيكل به سيكل ديگر تغيير نكند، اين موج را مي‎توان به صورت جمع امواج سينوسي خالص كه درآن فركانس هر موج سينوسي، مضرب صحيحي از فركانس اصلي موج اعوجاجي است نمايش داد. اين موج‎هاي سينوسي كه فركانس آن‎ها ضريب صحيحي از فركانس اصلي مي‎باشند، هارمونيك‎هاي مؤلفه اصلي گويند. جمع اين موج‎هاي سينوسي به سري فوريه معروف است اين مفهوم رياضي اولين بار توسط فوريه رياضيدان فرانسوي مورد توجه قرار گرفت.

مزاياي فني و اقتصادي كاهش هارمونيك‎‎ها
اگرچه بحث تفصيلي درمورد خسارات هارمونيك‎‎ها ، پيچيده است ولي مي‎توان در يك جمع‎‎بندي اجمالي مزاياي كاهش هارمونيك‎‎ها را به‎شرح زير بيان نمود :
1)كاهش تلفات تجهيزات الكتريكي و شبكه برق‎‎رساني
2)آزادسازي ظرفيت تجهيزات شبكه مانند موتورهاي الكتريكي و ترانسفورماتورها
3)افزايش طول عمر تجهيزات به‎دليل كاهش تلفات و كاهش درجه حرارت
4)كاهش احتمال رزونانس موازي و سري در شبكه
5)افزايش راندمان موتورهاي الكتريكي
6)كاهش خطاي عملكرد رله‎‎ها ، تجهيزات كنترلي و حفاطتي شبكه ناشي از تأثيرات هارمونيك‎‎ها
7)كاهش خطاي قرائت دستگاه‎‎هاي اندازه‎گيري و كنتورها و در نتيجه كاهش خطاي مبالغ دريافتي از مشتركين
خونسرد عملكرد بهتر تجهيزات شبكه و مشتركين از جمله ماشين‎‎هاي الكتريكي به‎دليل كاهش اثر گشتاورهاي مخالف به‎واسطه برخي از هارمونيك‎‎ها
9)بهبود رضايت مشتركين به‎دليل بهبود كيفيت توان

تجهيزات آسيب‎‎پذير
موتورهاي الكتريكي ازجمله وسايلي هستند كه درمعرض بيشترين اثر نامطلوب هارمونيك‎ها قراردارند، هارمونيك حاصل‎‎از ولتاژ تغذيه باعث تلفات بالاتر در موتورهاي الكتريكي شده كه باعث كاهش ظرفيت‎ نامي مي‎‎شود. كاهش عمر و فرسوده شدن عايق‎‎بندي موتور به‎‎‎خاطر افزايش دماي داخلي بالاتراز ميزان نامي، از ديگر اثرات نامطلوب هارمونيك‎ها در موتورهاي الكتريكي است.
سيستم عايق‎‎بندي آسيب‎‎پذيرترين قسمت يك موتور الكتريكي درمقابل افزايش دماي حاصل‎‎از هارمونيك است.تسريع در‎ فرسايش، خطا و مشكلات عايقي و كاهش عمر معمول‎‎ترين نشانه‎‎هاي مشاهده شده در سيستم‎هاي عايقيِ درمعرض اضافه حرارت، مي‎‎باشد.
 
منابع توليد هارمونيك
پيدايش عناصر نيمه هادي و المان‎‎هاي غيرخطي نظير ديود ، تريستور و ... و استفادة فراوان از آنها در شبكه‎‎هاي قدرت عامل جديدي براي ايجاد هارمونيك در سيستم‎هاي قدرت به‎وجود آورد. كاربرد اين عناصر را مي‎توان در تجهيزات و سيستم‎هاي قدرت زير ديد:
-         كوره‎هاي قوس الكتريكي و القايي
-         يكسوكننده‎‎ها و مبدل‎‎هاي الكترونيك قدرت
-         تجهيزات مورد استفاده در كنترل‎‎كننده‎هاي سرعت ماشين‎هاي الكتريكي ( VSD)
-         كاربرد SVC بعنوان ابزار مهمي دركنترل توان راكتيو
-         بارهاي غيرخطي شامل دستگاه‎‎هاي جوشكاري
-         جريان مغناطيسي ترانسفورماتور
از سوي ديگر عوامل زير را نيز مي‎توان به عنوان توليدكنندة هارمونيك در نظر گرفت:
-         توليد شكل موج غير سينوسي توسط ماشين‎هاي سنكرون ناشي از وجود شيارها و عدم توزيع يكنواخت سيم‎‎پيچي‎هاي استاتور
-         توزيع غير سينوسي فوران مغناطيسي در ماشين‎هاي سنكرون
همچنين صنايع زير را مي‎توان از جمله عوامل توليد هارمونيك در شبكه‎هاي الكتريكي محسوب نمود:
-    صنايع شامل مجتمع‎هاي شيميايي و پتروشيمي و نيز صنايع ذوب آلومينيم كه از يكسوكننده‎هاي پرقدرت براي توليد برق DC مورد نيـاز انجام فرآيندهاي شيميـائي و ذوب آلومينيـم استفـاده مي‎كنند. با توجـه به قـدرت بالا، اين يكسـوكننده‎ها هارمونيك قابل ملاحظه‎اي در شبكة قدرت به وجود مي‎آورند.
-    استفاده از سيستم‎هاي الكترونيك قدرت در سيستم حمل و نقل برقي مانند اتوبوس برقي و متروها باعث مي‎شود سطوح زيادي از هارمونيك به سيستم توزيع تزريق شود.
-    بارهاي غيرخطي مانند كوره‎هاي قوس الكتريكي كه در صنايع ذوب‎‎آهن استفاده مي‎شود از عوامل توليد هارمونيك در مقياس بزرگ مي‎باشند.

hidrosanat.blogfa.com





برچسب‌ها: بارهای هارمونیک
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:34  توسط ابرام  | 

گوناگون از قدرت گوناگون از قدرت :
مقاله: بررسي امكانپذيري استفاده از بوشينگهاي پليمری به جای سراميكی در ترانسفورماتور
ارسال شده در سه شنبه 29 خرداد ماه 1386 توسط whiteapple

براي مدت طولاني استفاده از مواد سراميكي به عنوان عايق در صنعت‌برق رايج بود ولي اشكالاتي كه بر اثر كاربرد اين مواد بوجود مي‌آمد محققان را بر آن داشت تا به فكر استفاده از موادي جايگزين برآيند. استفاده از عايق‌هاي پليمري يكي از انتخا‌ب‌هايي بودكه در اين راستا مطرح شد و با توسعه تكنولوژي پليمر و توليد پليمرهاي مهندسي با خواص مطلوب، توجه محققان بيشتر به اين سمت معطوف شد. استفاده از پليمر به عنوان عايق در صنعت‌برق نه تنها خواص الكتريكي مورد نياز را تامين مي‌كند بلكه نقاط ضعف سراميك را نيز برطرف مي‌كند.
در اين مقاله ضمن اشاره به معايب عايق‌هاي سراميكي كه در نتيجه سال‌ها استفاده از آنها درصنعت‌برق بدان پي‌برده شده است و طرح دلايل تمايل به جايگزيني آنها با عايق‌هاي پليمري در سال‌هاي اخير،‌نتايج امكان‌سنجي فني و اقتصادي صورت گرفته در خصوص جايگزيني بوشينگ‌هاي سراميكي ترانسفورماتورها با انواع پليمري آنها و تعيين و اولويت‌بندي جايگزين‌هاي مناسب براي اين كار با در نظر گرفتن شرايط كاربري و مسائل اقتصادي ارايه شده است.



يك فرآورده سراميكي، از گل كه مخلوطي از آب و خاك است ساخته شده، در هوا خشك و درحرارت سخت شده است.كلمه سراميك از كلمه يوناني Keramos كه خود ريشه سانسكريت دارد و به معني خاك رس پخته شده است، گرفته شده است. بنابراين چنانچه اين مفهوم از كلمه سراميك، مدنظر باشد مي‌‌توان معادل فارسي «رسينه» را براي آن پيشنهاد كرد.
عايق‌هاي چيني متداول‌ترين نوع عايق‌هاي الكتريكي هستند، چرا كه داراي مقاومت الكتريكي ونيز استحكام زيادي بوده و قيمت اوليه مناسبي دارند. به طور كلي اين مواد در فركانس‌هاي كم و در كليه ولتاژها (اعم از ولتاژ‌هاي پايين يا بالا) كاربرد دارند. براي مدتهاي طولاني، سراميك تنها ماده مورد استفاده براي كاربردهاي عايقي بوده است با اين حال اين ماده در عمل نارسايي‌هايي از جمله موارد زير را از خود نشان مي‌دهد:
- بسيار شكننده است
- اتصال قطعات فلزي به آن شكل است
- دقت ابعادي آن كم است كه اين امر باعث ايجاد مشكلات حادي در طراحي و شكل‌دهي قطعات سراميكي است.
بعد از سال 1945 و با ظهور مواد پليمري در بازارهاي تجاري،تمايل به استفاده از مواد پليمري براي ساخت عايق‌هاي الكتريكي افزايش يافت. علت اين امر توليد رزين اپوكسي با نام آرالديت بود كه باعث شد تا قطعات عايقي ارزان و كوچك با دقت ابعادي بالا وسهولت در فرآيند ساخت توليد شوند. به موازات ساخت پليمرهاي جديد، استفاده از انواع مختلف پليمر براي ساخت قطعات عايقي افزايش يافت به طوري كه در حال حاضر شركت‌هاي مختلفي در دنيا اقدام به ساخت بوشينگ و مقره‌هاي پليمري از انواع مختلف مي‌كنند.
البته در اينجا لازم به ذكر است كه عايق‌هاي سراميكي هنوز هم در مقايسه با عايق‌هاي پليمري مزيت‌هايي به شرح زير دارند:
1- از نظر قيمت ارزان‌تر از عايق‌هاي پليمري هستند.
2- روش توليد انبوه آن آسان است.
3- مواد اوليه مورد نياز جهت توليد عايق‌هاي سراميكي در داخل كشور به وفور يافت مي‌شود.
4- تجهيزات و ماشين‌آلات كارگاهي آن بسيار ارزان است.

شرح مقاله
گرچه عايق‌هاي سراميكي خواص الكتريكي مطلوبي دارند ولي نقاط ضعف آنها باعث شد تا عايق‌هاي ديگري جايگزين اين نوع عايق‌ها شوند. در ادامه به ذكر اين نقاط ضعف و مزاياي استفاده از عايق‌هاي پليمري ومقايسه بين اين دو نوع عايق پرداخته مي‌شود. همچنين نتايج حاصل از بررسي صورت گرفته جهت انتخاب بهترين نوع عايق پليمري از جنبه‌هاي فني و اقتصادي، جهت جايگزيني با بوشينگ‌هاي سراميكي ترانسفورماتورها ارايه خواهد شد.

معايب عايق‌هاي سراميكي
معايب مكانيكي
معايب مكانيكي عايق‌هاي سراميكي عبارتند از:
- پارگي عايق يا ستون عايق به علت نيروي قابل ملاحظه بيش از مقدار مجاز و قابل قبول. هنگامي كه نيروي وارد بر زنجير عايق از طرف هادي بطور قابل ملاحظه‌اي افزايش يابد، موجبات شكستگي زنجير عايق و انهدام آن را فراهم مي‌سازد.
- با توجه به اين كه عمدتاً عايق‌بندي در ايستگاه‌هاي توزيع و انتقال نيرو با عايق‌هاي سراميكي است و با توجه به تعداد زياد اين عايق‌ها در هر ايستگاه ونيز وزن زياد آنها، وزن ستون عايق‌ها افزايش مي‌يابد كه اين امر باعث افزايش حجم و وزن اسكلت فلزي و فونداسيون مربوطه مي‌شود.
- ضربه‌پذيري كم‌عايق. اين موضوع موجب مي‌شود كه در اثر كوچكترين ضربه- به جهت شكل خاص هندسي آن – توزيع تنش در همه نقاط عايق يكسان نباشد و با توجه به استحكام ناچيز سراميك در مقابل نيروهاي ديناميكي، موجب شكستن و يا ترك برداشتن عايق شود.
- با توجه به وزن بالاي ستون عايق‌هاي سراميكي، نصب آن بسيار مشكل است و نياز به جرثقيل دارد و به همين دليل زمان و هزينه مونتاژ و نصب آن بالا مي‌رود.
- با توجه به استحكام ناچيز عايق‌هاي سراميكي در موقع حمل و نقل، احتياط‌هاي لازم جهت نصب بايد بسيار وسيع و دقيق صورت گيرد تا ضربه‌اي به اين عايق‌ها وارد نشود. زيرا اين عايق‌ها ممكن است در اثر ضربه ترك بردارند و همان ترك رشد كرده، موجب ترك خوردگي كامل عايق شود.
- عايق‌هاي سراميكي داراي انعطاف‌پذيري‌ كمي هستند ولذا در مقابل نيروهاي افقي از جمله نيروي باد كه بر محور آن وارد مي‌شود داراي مقاومت كمي هستند و چون حالت انعطاف‌پذيري ندارند، در صورتي كه نيروي زيادي بر آنها وارد شود مي‌شكنند. با توجه به اين مطلب در مناطقي كه داراي طوفان‌هاي فصلي شديد هستند و يا زلزله‌خيز هستند امكان شكستن عايق‌ها وجود دارد.
- استحكام فشاري و چسبندگي عايق‌هاي سراميكي ناچيز است. به همين دليل گاهي گلويي مقره و يا آرماتور داخلي از بشقاب جدا مي‌شود كه اين امر نشان مي‌دهد استحكام فشاري و چسبندگي و فشردگي مواد و توزيع يكنواخت مواد در ساخت سراميك‌هاي با شكل هندسي ويژه امكان‌پذير نيست. البته گاهي اوقات با اصلاح قالب و قرارگيري درست آرماتور و فشردگي كامل مواد، اين مشكل تقريباً قابل حل است.

معايب حرارتي
در عايق‌هاي سراميكي، معايب حرارتي ذيل مشاهده مي‌شود:
- در ساختار لعابي كه روي عايق‌هاي سراميكي اعمال مي‌شود از چسب پلي‌وينيل استات و ديگر جسب‌هاي آلي استفاده مي‌شود. هنگامي كه اين لعاب در كوره قرار مي‌گيرد مواد فرار اين چسب‌ها با درجات فراريت مختلف در دماهاي مختلف و با سرعت‌هاي مختلف خارج مي‌شوند. به همين دليل در حين خروج اين مواد فرار، ترك‌هاي ريز كه با چشم براحتي قابل رويت نيستند در سطح عايق ايجاد مي‌شود كه اين امر بر روي خواص دي‌الكتريك عايق و تخليه جزيي و گاهاً جريان‌هاي سطحي و آلودگي سطحي تاثير بسزايي دارد. اين مشكل به هيچ شكلي قابل حل نيست.
- با توجه به اين كه دماي Tg اكثر چسب‌هاي آلي لعاب‌ها پايين است، لذا در دماهاي كمتر از صفر و يا مناطق سردسير ممكن است متناسب با نوع لعاب، ترك‌هاي ريز كه به مرور رشد مي‌كنند ايجاد شود كه اين ترك‌ها نيز مشكلاتي همچون بند بالا را بوجود مي‌آورند.
- تغييرات درجه حرارت محيط در طول سال و يا تغييرات درجه حرارت بين شب و روز در مناطق كويري و انقباض و انبساط عايق (با توجه به اين كه ضريب انبساط لعاب و بيسكويت زيرين لعاب يكسان نيست) موجب مي‌شود كه ابتدا ترك‌هاي متعدد در بدنه عايق مشاهده شود و گسترش تدريجي ترك‌ها بصورت طولي و عمقي موجب بروز تخليه جزيي مي‌شود. بروز تخليه جزيي در محل ترك‌ها و در سطح خارجي عايق، ترك‌ها را وسعت بخشيده، موجبات شكستگي عايق و برجستگي‌ها را فراهم ساخته و به قوس كامل منجر مي‌شود.

معايب الكتريكي
ايرادات الكتريكي كه در واقع به نوعي به استحكام و خواص مواد بكار رفته در لعاب و خاك چيني مربوط است عبارتند از:
- ايجاد ترك تحت تاثير جريان‌هاي ناشي از تخليه جوي و شدت ميدان قابل ملاحظه‌اي كه در قبال ولتاژهاي موجي تخليه جوي و بروز قوس از نوع قوس‌هاي برگشتي مشاهده مي‌شود. اين عارضه بطور عمده در ستون بوشينگ و يا زنجير مقره خطوط انتقال روي مي‌دهد كه البته اين ترك‌ها، به نوعي در آلودگي و جريان‌هاي سطحي تاثير بسزايي دارد.
- بروز تخليه جزيي در محل ترك‌هاي ظاهر شده در سطح خارجي عايق و گسترش تدريجي آنها. ادامه بروز تخليه جزيي موجب شكستگي تدريجي عايق وجدا شدن برجستگي‌هاي خارجي مي‌شود در اين صورت زنجير مقره تنها شامل گلويي خواهد بود. هرگونه ترك، مسير مناسب قوس جزيي را در سطح و يا در عمق مقره بين آرماتور داخلي و سطح خارجي يا هادي تحت ولتاژ بوجود مي‌آورد.

معايب خوردگي
يكي از ايرادات و مشكلات بزرگي كه در صنايع وجود دارد مشكل خوردگي است و اين ايراد به عنوان يكي از ايرادات مهم و اساسي درعايق‌هاي سراميكي نيز وجود دارد. خوردگي در سطح خارجي عايق سراميكي صنعتي به دو علت زير روي مي‌دهد:
• صدمه مكانيكي ناشي از ضربات مكانيكي و يا حرارت حاصل از تخليه جزيي در پي برقراري جريان سطحي. لازم به توضيح است كه بروز تخليه جزيي در سطح خارجي عايق و ايجاد خوردگي مكانيكي و ترك ناشي از حرارت طي مراحل زير صورت مي‌گيرد.:
- ايجاد حرارت موضعي در سطح خارجي عايق وبروز قوس‌هاي جزيي بطور چند ميلي‌متر. بروز اينگونه قوس‌ها موجب مي‌شود تا ترك و شيارهايي به عمق 1 تا 3 ميلي‌متر در سطح عايق ايجاد شود.
- با گذشت زمان و ادامه برقراري تخليه جزيي، جريان به تدريج به داخل عايق نفوذ مي‌كند.
- با قطع جريان و تخليه جزيي، لايه سطحي مجدداً رطوبت جذب كرده و با بروز قوس مجدد در شرايط مناسب اين پديده تكرار مي‌شود. بروز اين پديده به شرح فوق موجب انبساط و انقباض متوالي عايق گشته و ترك‌هاي مويي در سطح عايق ايجاد مي‌‌كند.
- با برقراري جريان سطحي و بروز قوس‌هاي موضعي ترك‌هاي ايجاد شده به تدريج به مناطق سرد گسترش مي‌يابند.
• خوردگي شيميايي. آلودگي صنعتي برحسب نوع خود مي‌تواند موجبات خوردگي در سطح عايق را فراهم سازد. به همين علت انتخاب نوع مناسب عايق همراه با حداقل لايه سطحي و شست‌وشوي مرتب از اهميت ويژه برخوردار است. هنگامي كه در آلودگي‌هايي كه در سطح عايق مي‌نشيند يون‌هايي مانند سديم، پتاسيم، ليتيم موجود باشند خوردگي شيميايي همزمان با برقراري جريان سطحي با سرعت قابل ملاحظه‌اي روي خواهد داد و هنگامي كه اين نوع خورندگي با تخليه جزيي همراه شود خورندگي به سرعت گسترش مي يابد.

معايب عايق‌هاي سراميكي از نظر آلودگي وشرايط محيطي
يكي از مهمترين ايراداتي كه بر عايق‌هاي سراميكي وارد است تاثير آلودگي‌هاي محيطي بر عملكرد اين نوع عايق‌ها است. زيرا در اثر آلودگي‌ها، فاكتورهاي اصلي عايق الكتريكي خدشه‌دار مي‌شود و تاثير بسزايي در خواص و ويژگي‌هاي عايقي اين مواد ايجاد مي‌كند. آلودگي‌هاي محيطي بر دو نوع است:
• آلودگي‌هاي طبيعي. آلودگي‌هاي محيط به صورت ذرات گرد و غبار، دوده و گازهاي شيميايي و تركيبات آنها بر سطح خارجي عايق رسوب مي‌كند و در طول زمان، لايه سطحي متشكل از ذرات با تركيبات مختلف را پديد مي‌آورد كه با گذشت زمان، اين لايه سطحي متشكل از ذرات در مجاورت رطوبت از هدايت ناچيزي برخوردار گشته و جريان تخليه را از طريق لايه و در سطح خارجي عايق بالغ بر چند ميلي‌آمپر برقرار مي‌سازد كه در صورت افزايش ضخامت لايه، جريان برقرار شده فزوني يافته و با تجاوز از مقدار مشخص، شرايط بروز قوس در سطح خارجي عايق را فراهم مي‌سازد. بدين ترتيب آلودگي‌هاي محيط و لايه سطحي ناشي از آن، ولتاژ دي‌الكتريك عايق را كاهش داده، بروز قوس در سطح خارجي را به ازاي ولتاژ اسمي سبب مي‌شود.
• آلودگي‌هاي صنعتي. اين نوع آلودگي در مناطق و نواحي صنعتي نظير كارخانجات شيميايي، رنگسازي، سيمان، ذوب فلزات و غيره مشاهده مي‌شود. در اين مراكز مواد شيميايي حاصل از كارخانجات صنعتي در فضا موجود بوده، در سطح عايق‌ها ظاهر مي‌شود. مقررات و پيش‌بيني‌هاي به عمل آمده به منظور كيفيت ايزولاسيون عايق‌ها و انتخاب مناسب آنها، متناسب با آلودگي‌هاي محيط، براي آلودگي‌هاي صنعتي و محيطي يكسان هستند. با اينهمه در مواردي كه ميزان آلودگي اعم از صنعتي ياطبيعي قابل ملاحظه باشد انجام بررسي‌ها و مطالعات دقيق به منظور انتخاب و تعيين نوع عايق مناسب صورت مي‌پذيرد.

مقاومت عايق‌‌هاي سراميكي در مقابل عوامل جوي و اشعه ماوراء بنفش
يكي از معايبي كه در مورد عايق‌هاي سراميكي وجود دارد آن است كه در مقابل نور، رطوبت، گازها و برخي مواد شيميايي ضعيف هستند. مثلاً‌در مقابل گازهاي فلوئور و كلر در مجاورت رطوبت كه توليد اسيدفلوريدريك و يا اسيد كلريدريك مي‌كند به شدت ضعيف هستند و خورده مي‌شوند. در مقابل اثرات مستقيم نور خورشيد و تشعشع ماوراء بنفش همراه با رطوبت و شرايط اكسيد‌كنندگي محيطي رنگ پريدگي،‌تخلخل، ترك خوردگي سطحي، سست‌شدن و شكنندگي ايجاد مي‌شود.
با توجه به موارد ذكر شده مي‌توان گفت كه اين عايق‌ها از دو نظر با اشكال اساسي روبرو هستند:
1- خواص فيزيكي و مكانيكي اين عايق‌ها ضعيف است.
2- خواص آلودگي اين عايق‌ها نامطلوب است

عايق‌هاي پليمري
بطور كلي دلايل اصلي كه موجب مي‌شود به جاي عايق‌هاي سراميكي از عايق‌هاي پليمري استفاده شود به شرح ذيل است:
1- خواص و ويژگي‌هاي مكانيكي عايق‌هاي سراميكي ضعيف است.
2- ميزان جذب رطوبت عايق‌هاي پليمري از عايق‌هاي سراميكي كمتر است.
3- ميزان جذب آلودگي و ايجاد جريان سطحي در عايق‌هاي سراميكي زيادتر است.
4- در ولتاژهاي بالا عايق‌هاي سراميكي مقاومت قوسي پاييني دارند.
5- ضريب دي‌الكتريك عايق‌هاي سراميكي كم است.
6- با توجه به اين كه عايق‌هاي چيني و يا شيشه‌اي به عنوان ايزولاسيون خارجي فاصله سطحي مناسبي ندارند به همين منظور جهت تامين فاصله سطحي كافي و كاهش ارتفاع عايق، از عايق‌هاي پليمري با اندازه ايده‌آل برجستگي‌ها استفاده مي‌شود.



مقايسه عايق‌هاي سراميكي وپليمري
• مقايسه از لحاظ فني: بطور خلاصه مي‌توان مزاياي عايق‌هاي پليمري را به صورت ذيل خلاصه كرد:
- مقاومت بالا در برابر انفجار بر اثر فشارهاي داخلي و يا عوامل خارجي همانند تخريب انساني.
- طول عمر بالاي 25 سال بدون افت رفتار عايقي
- عملكرد عالي در مناطق آلوده و عدم نياز به شست‌وشو
- مقاومت بالا نسبت به عوامل محيطي از قبيل اشعه UV، رطوبت و ...
- وزن كمتر (بين 10 تا 50 درصد وزن عايق‌هاي سراميكي) كه اين مساله باعث كاهش هزينه و ضايعات حمل و نقل مي‌شود.
- انعطاف‌پذيري كه سبب حذف ضايعات ناشي از شكستن عايق در مراحل توليد، حمل و نقل، نصب و بهره‌برداري مي‌شود.
- ايمني بالاتر در هنگام وقوع نقص الكتريكي
- مقاومت بالاتر نسبت به خرابكاري
- ايمني بيشتر در هنگام وقوع زلزله خصوصاً‌در عايق‌هاي مصرفي در ترانسفورماتورهاي قدرت
- عدم محدوديت در زواياي نصب
- قابليت دستيابي به فواصل خزشي بالا (به دليل خواص عايقي مطلوب) بدون افزايش قابل ملاحظه در وزن و ابعاد
- آب‌بندي موثرتر در محل اتصال عايق
- امكان افزايش فاصله سطحي در ارتفاع يكسان با عايق‌هاي سراميكي تا حدود 2 برابر، كه اين امر در مناطق با آلودگي بالا از اهميت بالايي برخوردار است.

• مقايسه از لحاظ اقتصادي: در مقايسه اقتصادي عايق‌هاي سراميكي با عايق‌هاي پليمري بايد به دو پارامتر توجه كرد:
1- هزينه اوليه عايق
2- هزينه عملياتي عايق

1- هزينه اوليه عايق: قيمت خريد عايق پليمري بيشتر از عايق سراميكي است كه ناشي از قيمت مواد اوليه مورد نياز است البته ميزان افزايش قيمت بر حسب نوع پليمر متغير است.
2- هزينه عملياتي عايق: يكي از موارد مهمي كه در بررسي فني و اقتصادي جايگزيني بايد مدنظر قرار گيرد مساله هزينه‌هاي عملياتي عايق‌ها است. هزينه‌هاي عملياتي عايق را مي‌توان به دو دسته كلي تقسيم كرد:
الف) هزينه‌هاي عملياتي قبل از نصب در محل بهره‌برداري
ب) هزينه‌هاي عملياتي بعد از نصب در محل بهره‌برداري

الف) هزينه‌هاي عملياتي قبل از نصب در محل بهره‌برداري: اين قسمت شامل كليه هزينه‌هاي قبل از نصب است. در ابتدا بايد هزينه‌هاي ساخت عايق را در نظر گرفت. عايق‌هاي سراميكي به دليل ساختارشان، در حين توليد ضايعات بيشتري را نسبت به عايق‌هاي پليمري ايجاد مي‌كنند (به عنوان مثال شكستن در كوره و تحت حرارت پخت) كه اين هزينه‌ها در انتها بر روي قيمت عايق تاثير مستقيم مي‌گذارند. همچنين عايق‌هاي سراميكي در حين حمل و نقل و نصب در محل مورد نظر دچار شكستگي مي‌شوند كه اين موضوع در مورد عايق‌هاي پليمري صادق نيست. به عبارت ديگر ضايعات عايق‌هاي سراميكي از ابتداي ساخت تا زمان نصب در محل بهره‌برداري بيشتر از عايق‌هاي پليمري است بنابراين هزينه بيشتري برمصرف‌كننده تحميل مي‌كند.
ضايعات عايق‌هاي سراميكي را مي‌توان به صورت زير عنوان كرد:
- در حين توليد عايق
- حمل از محل توليد به محل بهره‌برداري
- نصب عايق
- ضايعات ناشي از خرابكاري
- ضايعات ناشي از زلزله
طبق برآوردهاي انجام شده مجموع اين ضايعات به 10 تا 15 درصد بالغ مي‌شود. بديهي است هزينه ضايعات عايق‌ها تنها به جايگزيني آنها محدود نشده و وقفه‌هاي ايجاد شده در مراحل مختلف و نيز مشكلات حاصل از ناكارآمدي عايق تحت سرويس، هزينه‌هاي جانبي قابل ملاحظه‌اي را بر مصرف‌كنندگان تحميل مي‌كند.
ب) هزينه‌هاي عملياتي بعد از نصب در محل بهره‌برداري: اين هزينه‌ها شامل هزينه‌هاي شست‌وشوي عايق، هزينه‌هاي ناشي از شكسته‌شدن عايق و جايگزيني آن، هزينه‌هاي ناشي از ايجاد قوس الكتريكي (بر اثر آلودگي) و ... است.
عايق‌هاي سراميكي به دليل ساختارشان، احتياج به شست‌و شوي متناوب دارند. اين شستشو مخصوصاً در شرايط آب و هوايي با آلودگي بالا (مانند مناطق جنوبي) از اهميت خاصي برخوردار است. در صورت عدم توجه به اين موضوع، تشكيل قوس الكتريكي و صدمه ديدن عايق مي‌تواند هزينه‌هاي بيشتري را تحميل كند در حالي كه عايق‌هاي پليمري به دليل ويژگي‌هاي ساختاري‌شان احتياج كمتري به شست‌وشو دارند بنابراين هزينه شست‌وشوي آنها كمتر است. همچنين احتمال تشكيل قوس الكتريكي و صدمه‌ديدن عايق در اين حالت كمتر است.
با در نظر گرفتن ضايعات عايق‌هاي سراميكي كه رقمي در حدود 10 تا 15 درصد را تشكيل مي‌دهد اختلاف قيمت نهايي عايق‌هاي سراميكي و پليمري چندان تفاوتي با يكديگر نخواهد داشت. بعلاوه بررسي‌ها نشان مي‌دهد كه هزينه ساليانه شست‌وشوي عايق‌هاي سراميكي در مناطق آلوده در حدود 5 تا 10 درصد قيمت عايق است كه باجايگزيني اين عايق‌ها با عايق‌هاي پليمري اين هزينه‌ها حذف خواهند شد.
حذف عمليات شست‌وشوي دوره‌اي عايق‌ها در مناطق آلوده، از ديگر مزاياي اقتصادي عايق‌هاي پليمري است. در خصوص شبكه توزيع،‌ با توجه به پراكندگي و گستردگي مناطق نصب و تعداد اين عايق‌ها در مقايسه با شبكه فوق‌توزيع و قدرت، اين مزيت از اهميت بالاتري برخوردار خواهد بود. در مناطقي همچون بندرعباس، چابهار و بخش‌هايي از استان خوزستان، سيكل شست‌شو در اكثر ماههاي سال در دوره‌هاي 20 تا 25 روزه انجام مي‌گيرد كه در صورت استفاده از عايق‌هاي پليمري نياز به اين عمليات كمتر خواهد شد.
بنابراين بطور خلاصه مي‌توان گفت كه استفاده از عايق‌هاي پليمري علاوه بر كاهش هزينه‌، افزايش كارايي خطوط انتقال نيرو و كاهش صدمات ناشي از كاركرد نامناسب عايق‌هاي سراميكي را به دنبال خواهد داشت.

روش تحقيق
در اين تحقيق جايگزيني بوشينگ‌هاي سراميكي ترانسفورماتور با انواع پليمري آنها مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين كار ابتدا شرايط كاربري اين عايق‌ها تعيين شد و سپس با بررسي رزين‌ها و الاستومرهاي مختلف ومقايسه خواص فيزيكي، مكانيكي و ... آنها با شرايط كاربري عايق‌هاي سراميكي، تعدادي از اين پليمرها انتخاب و درنهايت فرمولاسيون‌هاي مناسب براي ساخت عايق‌هاي پليمري پيشنهاد شد. انتخاب اين فرمولاسيون‌ها به صورتي انجام شده كه خواص كاربري عايق‌هاي ساخته شده با كامپاند پليمري حداقل برابر با خواص كاربري عايق سراميكي باشد (كه البته در اكثر موارد خواص كاربري عايق‌هاي پليمري بالاتر از عايق سراميكي است).
مراحل انجام اين تحقيق را مي‌توان به صورت زير بيان كرد:
1- بررسي عايق‌هاي سراميكي و تعيين شرايط كاربري آنها (نظير خواص مكانيكي، الكتريكي، شيميايي و ...)
2- استفاده از شرايط كاربري تعيين شده به عنوان مرجعي در طراحي عايق‌هاي پليمري
3- بررسي پليمرهاي مختلف و مقايسه خواص آنها با شرايط كاربري تعيين شده و حذف مواردي كه قابليت ارايه شرايط كاربري مورد نظر را نداشتند. از اين ميان تعدادي از پليمرها نيز به دليل مسائل فني و اقتصادي حذف شدند (نظير كمياب بودن و يا خاص بودن پليمر مورد نظر).
4- انتخاب نهايي تعدادي از پليمرها و ارايه فرمولاسيون اوليه براي هر يك از آنها كه بر مبناي اين فرمولاسيون‌ها، مطالعات اوليه براي برآورد قيمت عايق نيز انجام شد. در انتخاب پليمرها، هدف تعيين انواعي از پليمرها بوده كه شرايط كاربري آنها حداقل برابر شرايط كاربري سراميك باشد تا بتوان از آن در جايگزين كردن بجاي عايق‌هاي سراميكي استفاده كرد.
با توجه به مطالعات انجام شده رزين‌هايي كه مي‌توان از آنها براي ساخت عايق‌ پليمري استفاده كرد عبارتند از:

1- رزين آكريليك:
نام تجاري معروف اين رزين، پلكسي گلاس،لاكيت و آكريليت است.
- مزايا: دامنه وسيع رنگهاي آنها، شفافيت مطلوب، به آهستگي مي‌سوزند و در نتيجه سوختن دود كمي ايجاد مي‌شود يا اين كه اصلاً دودي آزاد نمي‌شود، مقاومت عالي آنها در برابر شرايط جوي و اشعه ماوراي بنفش، سهولت فرآوري، خواص الكتريكي عالي، صلبيت با استحكام ضربه‌اي خوب، صيقلي بودن خوب، پايداري ابعادي عالي و انقباض كم در قالب‌گيري، افزايش سختي دوجهتي براثر فرم‌دادن كششي.
- معايب: مقاومت ضعيف در برابر حلال‌ها، امكان ترك خوردن بر اثر تنش، قابليت احتراق، محدوديت استفاده مداوم آنها در دماي بالا (0C93)، غيرقابل ارتجاع بودن.
آكريليك‌ها بصورت كوپليمرهاي مختلفي وجود دارند كه عبارتند از:
- كوپليمر آكريليك- استايرن- آكريلونيتريل (ASA)
- كوپليمر آكريلونيتريل- بوتادين- استايرن (ABS)
- كوپليمر آكريلونيتريل- پلي‌اتيلن كلردار- استايرن (ACS)

2- رزين اپوكسي
- مزايا: محدوده وسيع شرايط تثبيت از دماي اتاق تا 350 درجه فارنهايت، عدم تشكيل تركيبات فرار در طي تثبيت، چسبندگي عالي، قابليت تشكيل اتصال عرضي با تركيبات ديگر، مناسب براي همه روش‌هاي فرآوري گرماسخت‌ها.
- معايب: پايداري كم در برابر اكسيد شدن، حساس بودن بعضي از اين تركيبات در برابر رطوبت، پايداري حرارتي تا
450-350 درجه فارنهايت، گران بودن بسياري از انواع آنها.

3- فلوئورو پلاستيك‌ها (رزين پلي‌تترافلوتورو اتيلن (PTEE)
- مزايا: عدم آتشگيري، مقاومت خوب در برابر حلال‌ها ومواد شيميايي، مقاومت خوب در مقابل عوامل جوي، ضريب اصطكاك پايين، امكان بكارگيري در محدوده وسيعي از دماها، خواص الكتريكي بسيار خوب.
- معايب: عدم امكان استفاده از روش‌هاي معمولي در فرآيند آن، سمي بودن محصولات ناشي از تخريب حرارتي، داشتن خزش، نفوذ‌پذيري، نياز به دماي بالا هنگام فرايند، استحكام اندك، دانسته زياد، قيمت نسبتاً بالا.

4- رزين‌هاي فنوليك
- مزايا: قيمت نسبتاً كم، مناسب بودن براي استفاده تا دماي 250 درجه سانتيگراد، مقاومت عالي در مقابل حلال، سختي مناسب، تراكم‌‌پذيري خوب، استحكام زياد، قابليت خاموش‌شوندگي خودبخود، ويژگي‌هاي الكتريكي عالي.
- معايب: احتياج به پركننده براي قالب‌گيري، مقاومت كم در مقابل بازها و اكسيدكننده‌ها، آزاد شدن مواد فرار طي تثبيت (يك پليمر تراكمي)، تيره بودن رنگ (به دليل بدرنگ شدن در نتيجه اكسيداسيون).


5- رزين ‌پلي‌كربنات
- مزايا: ضربه‌پذيري بسيار خوب، مقاومت بسيار خوب در مقابل خزش، دارا بودن درجات متنوعي از شفافيت، قابليت كاربرد مداوم تادماي بيش از 120 درجه سانتيگراد، پايداري ابعادي بسيار خوب.
- معايب: عدم قابليت فرايند در دماي بالا، مقاومت ضعيف در مقابل قلياها، آسيب‌پذيري در مقابل حلال‌ها، نياز به تثبيت‌كننده ماوراي بنفش.

6- رزين‌ سيليكوني
الاستومرهايي كه مي‌توان از آنها براي ساخت عايق‌هاي پليمري استفاده كرد عبارتند از:

1- EPDM
- مزايا: مقاومت عالي در برابر گرما، اُزن و نور خورشيد، انعطاف‌پذيري خيلي خوب در دماهاي پايين، مقاومت خوب در برابر بازها، اسيدها و حلال‌هاي اكسيژن‌دار، مقاومت فوق‌العاده در برابر آب و بخار آب، پايداري عالي رنگ.
- معايب: مقاومت ضعيف در برابر روغن، بنزين و حلال‌هاي هيدروكربني، چسبندگي ضعيف به الياف وفلزات

2- سيليكون
- مزايا: مقاومت برجسته در برابر گرماي زياد، انعطاف پذيري عالي در دماهاي پايين، مانايي فشاري كم، عايق‌كنندگي الكتريكي خيلي خوب، مقاومت عالي در برابر شرايط جوي، ازن، نور خورشيد و اكسايش، پايداري و حفظ رنگ فوق‌العاده.
- معايب: مقاومت ضعيف در برابر سايش، پارگي و رشد بريدگي، استحكام كششي كم، مقاومت نامطلوب و پايين در برابر روغن، بنزين و حلال‌ها، مقاومت ضعيف در برابر بازها و اسيدها.

3- هيپالون
- مزايا: تاخيراندازي خوب در برابر اشتعال، مقاومت سايشي خوب، مقاومت فوق‌العاده در برابر شرايط جوي، ازن، نور خورشيد و اكسايش، مقاومت عالي در برابر بازها و اسيدها، پايداري و حفظ رنگ خيلي خوب، مقاومت متوسط در برابر روغن و بنزين.
- معايب: مقاومت ضعيف تا متوسط در برابر حلال‌هاي آروماتيك، انعطاف‌پذيري محدود در دماهاي پايين، جهندگي و مانايي فشاري متوسط.
درادامه الويت‌بندي پليمرهاي انتخابي بر اساس مزيت‌هاي فني و اقتصادي آنها ارايه شده است.

4- انتخاب عايق پليمري مناسب
با مقايسه شرايط كاربري مورد نظر براي اين عايق‌ها با مشخصات پليمرهاي پيشنهادي در بند قبل و نيز با در نظر گرفتن مسائل اقتصادي، مي‌توان انتخاب مناسبترين پليمر براي اين كاربرد را مطابق جدول 1 اولويت‌بندي كرد:

نتيجه‌گيري
استفاده از عايق‌هاي پليمري به جاي عايق‌هاي سراميكي گرچه هزينه‌هاي اوليه بيشتري را بر مصرف‌كننده تحميل مي‌كند ولي از آنجايي كه هزينه‌هاي عملياتي عايق‌هاي پليمري بسيار كمتر از عايق‌هاي سراميكي است در مجموع هزينه استفاده از عايق‌هاي پليمري را نسبت به عايق‌هاي سراميكي كاهش مي‌دهد. همچنين بايد توجه داشت كه استفاده از عايق‌هاي پليمري كاهش خطا را در شبكه‌هاي توزيع و انتقال به همراه خواهد داشت كه اين خود باعث كاهش بسيار در هزينه‌هاي مصرف‌كننده خواهد شد. در صورت جايگزيني بوشينگ‌هاي سراميكي ترانسفورماتورها با نوع پليمري، مناسبترين نوع پليمرها به ترتيب عبارتند از: پليمرهاي اپوكسي، لاستيك‌ سيليكوني، هيپالون، EPDM-NR، پلي كربنات، فلوئور كربن، اكريليك، فنوليك و سيليكون رزين.


برچسب‌ها: گوناگون از قدرت
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:33  توسط ابرام  | 
گوناگون از قدرت گوناگون از قدرت :
روشهاي جلوگيري از پديده گالوپينگ يا نوسانات جهشي هاديها در ژاپن
ارسال شده در جمعه 9 شهريور ماه 1386 توسط whiteapple

نوسانات گالوپينگ يا نوسانات جهشي هاديها در اثر وزش باد يا ريزش ناگهاني يخ و برف از روي هاديها يا هر دو عامل بوجود مي آيد. اين پديده در برخي موارد ممكن است  منجر به وقوع اتصال كوتاه بين فاز با سيم محافظ يا فاز با فاز در جايگذاري عمودي هاديها گردد و در نتيجه باعث از دست رفتن شبكه مي گردد. براي جامعه امروزي كه مجهز به سيستم هاي اطلاعاتي خبره مي باشد يك قطع لحظه اي قدرت نيز حتي مي تواند براي مختل كردن فعاليت ها كافي باشد.

دركشور ژاپن براي مقابله با اين پديده روشهايي بكار گرفته شده است كه در زير به دو مورد آن اشاره مي گردد.



 · فعاليت شركت برق توكيو :

در منطقهKanto  در ژاپن پديده گالوپينگ در هر زمستان چند بار بيشتر اتفاق نمي افتد اما همين هم باعث وارد آمدن خساراتي به برجهاي انتقال و سيستم برق در منطقه وسيعي ميگردد.
از طرف ديگر چون در خطوط واقعي شانس و امكان كمي براي مشاهده پديده گالوپينگ وجود دارد، منطقه  achika در استان ياماگاتا در ژاپن كه داراي شرايط وزش باد شديدي در طول سال مي باشد انتخاب گرديده و يك خط انتقال آزمايشي 500 كيلو ولت در سال 1994 در اين منطقه براي آزمايش ساخته شد. با استفاده از خط آزمايشي مذكور امكان مشاهده پديده گالوپينگ در خط آزمايشي و بررسي دقت شبيه سازي ها وهمچنين موثر بودن روشهاي مقابله با پديده بوجود آمده است. 
قبل از شروع و مشاهده آزمايشها بر روي خط آزمايشي، با استفاده از تونل باد شكل تجمع و انباشتگي برفها روي هاديها كه باعث ايجاد پديده گالوپينگ با دامنه بزرگ ميگردد بررسي و انتخاب مي گردد، سپس مدل و  نوع تجمع و انباشتگي تعيين مي گردد و به روش مصنوعي بر روي هاديهاي خط آزمايش مي گردد.

براي مدلهاي انباشتگي از نوع مثلثي ويا هلالي و با استفاده از بررسي هاي آزمايش همان نتايج ملاحظه گرديد كه از مطالعات تئوريكي مورد نظر بوده است.

همچنين در پديده گالوپينگ براي اينكه بتوان بررسي نمود كه آيا باد در شرايط خوبي براي آزمايش روشهاي مقابله با پديده است يا خير، امكان مشاهده اطلاعات مربوط به  باد مانند سرعت، جهت،شدت و مغشوش بودن وجود دارد.

تا كنون با اعمال سيستم وزني خارج از مركز و يا فاصله دهنده هاي شل براي هاديها، توانسته اند در چند مورد پديده گالوپينگ را ايجاد و مشاهده نمايند. نتايج بررسي ها نشان داده است كه روشهاي مقابله اعمال شده مؤثر بوده و توانسته اند از پيدايش پديده گالوپينگ جلوگيري نمايند.

·                       فعاليت شركت برق هوكايدو

شركت برق هوكايدو در حال  بررسي و مطالعه پديده  گالوپينگ جهت روشن ساختن مكانيزم آن و طراحي تجهيزاتي براي جلوگيري از اين پديده مي باشند.

دستاوردها
    1-       طراحي و ساخت يك جداساز هادي فازها از نوع غيرسراميكي : اين جداساز جديد از مواد غيرسراميكي ساخته شده است و وزن سبكي دارد و مانع از ايجاد اتصال كوتاه بين هاديهاي خطوط انتقال مي گردد.

    2-                بررسي پديده گالوپينگ در حالت هاي مختلف سيم كشي

آزمايش بر روي خطوط انتقال با دو هادي (باندل دوتايي) در حالت هاي مختلف سيم كشي انجام گرديد تا اختلاف پديده گالوپينگ در اين حالت ها مشخص گردد. در اين آزمايشها مشخص گرديد كه خطوط عمودي (Vertical Lines) تأثير به سزايي در جلوگيري از پديده گالوپينگ دارند ولي قابليت هاي كاري و نگهداري آن به عنوان مشكلاتي كه بايد حل گردند باقي مانده است.

برنامه ها
    1-       استفاده از يك سيستم شبيه ساز : سيستم شبيه سازي كه از روش المان محدود استفاده مي كند مي تواند مدلهاي مختلفي از خطوط انتقال را شبيه سازي نمايد. شركت هوكايدو با استفاده از اين سيستم مطالعات لازم را جهت بهبود قابليت اطمينان عملكرد جداسازها كه ممكن است به عنوان راه حل مسأله گالوپينگ باشد ادامه داد.

    2-       مطالعه بر روي خطوط نصب شده : براي اثبات تجهيزاتي كه بدون استفاده از جداساز فازها مانع از پديده گالوپينگ مي شوند، اين شركت علاوه بر انجام آزمايش بر روي روشهاي مختلف سيم كشي جهت جلوگيري از گالوپينگ مي خواهد آزمايشاتي را نيز بر روي روشهاي پشتيباني و نگهداري هاديهاي خطوط انجام دهد تا مؤثرترين روش جلوگيري از پديده گالوپينگ را بيابد.

 

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:30  توسط ابرام  | 
گوناگون از قدرت گوناگون از قدرت :
كنترل دور موتورهاي القايي سه فاز
ارسال شده در يكشنبه 24 شهريور ماه 1387 توسط whiteapple

امروزه در صنعت، ماشينهاي متفاوت و با سرعت هاي مختلف مورد استفاده قرار مي گيرد كه موارد قابل ذكر عبارتند از : ماشين برش فلزات ، چرثقيل الكتريكي ، ماشينهاي مربوط به حمل ونقل وانواع مختلف وسايل چاپ ، معدن ذغال سنگ و صنايع ديگر .براي مثال چرخاننده الكتريكي در ماشين برش فلزات ، سرعت سيستم مي بايد مطابق با نوع كار ، فلز و كيفيت نوع برش واندازه قطعه مورد نظر ، قابل تنظيم باشد . در كليه ماشين آلات ذكر شده ، چرخاننده بايد مجهز به كنترل سرعت باشد تا بتواند كميت توليد زياد ، شرايط كار مطلوب و كيفيت محصول خوب باشد . توسط كنترل سرعت مي توان سرعت چرخاننده را به ميزان مورد نياز جهت انجام مراحل كار تغيير داد . مفهوم كنترل سرعت يا تنظيم نبا يد شامل تغيير طبيعي در هنگام اخذ بار شود . تغيير سرعت مورد نياز در روي موتور چرخاننده و يا عنصر مرتبط به موتور چرخاننده انجام مي گيرد ، كه ممكن است اين عمل با دست توسط اپراتور و يا به طور اتوماتيك توسط وسايل كنترل انجام گيرد . امروزه تنظيم سرعت توسط مدار الكتريكي توسعه يافته و از نظر اقتصادي و نتايج حاصله بر كنترل مكانيكي ارجحيت دارد .موتورهاي آسنكرون سه فاز به خاطر امتيازات چشمگيرشان در صنايع كاربرد متنوعي دارند . از آن جمله در سيستمهاي محركه اي كه نياز به تغيير وتنظيم دور دارند بيشتر وبيشتر بكار گرفته مي شوند .



كنترل سرعت موتورآسنكرون با اعمال مقاومت در مدار رتور (تغييرات لغزش)


 


سرعت موتور اندوكسيوني را مي توان با قرار دادن مقاومت در مدار رتور كنترل نمود نرمي كنترل سرعت بستگي به تعداد مراحل مقاومت مورد استفاده دارد كنترل در جهت كاهشي از مقدار مبنا مي باشد .


به عنوان مقاومت متغيير مي توان از رئوستاي معمولي پتانسيومتر يا مقسم ولتاژ استفاده نمود اما امروزه ترجيحاً از مقاومت هاي الكترونيكي استفاده مي شود . با گذاشتن يك مقاومت اضافي در مدار رتور ماشين ، شكل منحني گشتاور- سرعت آن را تغيير داد . منحني هاي مشخصه گشتاور – سرعت حاصل شكل زير نشان داده شده است.


          اگر منحني گشتاور- سرعت بار به صورت نشان داده شده باشد تغيير مقاومت رتور باعث تغيير سرعت كار موتور مي شود . ولي گذاشتن مقاومت اضافي در مدار رتور يك موتور القايي بازده ماشين را به شدت كم مي كند . به خاطر مساله كاهش بازده اين روش كنترل سرعت تنها براي فواصل زماني كوتاه به كار مي رود .  جهت استفاده كامل از موتور ، تغيير سرعت مي بايددر كوپل ثابت انجام گيرد رنج كنترل ثابت ثابت نبوده و بستگي به مقدار بار دارد . با كاهش سرعت به طور قابل ملاحظه اي مشخصه ،سختي خود را از دست مي دهد حد كنترل سرعت 2:1 تا 3:1 مي باشد . مي بايد متذكر شد كه كنترل سرعت در اين روش مستلزم افت انرژي است افت ها در مدار رتور مستقيماً متناسب با لغزش است يعني :                               P1s=2.


كنترل سرعت موتور القايي با تغيير قطب :


 


اين روش برا ي موتورهاي رتور قفسي مناسب است ، زيرا در ماشين هاي رتور سيم پيچي كه براي تعداد قطب معيني سيم پيچي شده اند ، مشكلات اضافي پديد خواهد آورد.


سرعت سنكرون (سرعت زاويه اي ) يك موتور اندوكسيوني تابعي از فركانس منبع f  و تعداد جفت قطب ها p  سيم پيچي استاتور مي باشد .


                                                                               wO=


يا بر حسب r.p.m   خواهد بود :


                                                                                 no=


 


مشاهده مي گردد كه سرعت ممكن است با تغيير جفت قطب هاي سيم پيچي استاتور تغيير كند . در تغيير قطب هاي موتور سيم پيچي هر فاز متناوباً به دو قسمت مساوي تقسيم مي گردد و با كليدي مي توان سيم پيچ ها را سري يا موازي كرد كه تعداد جفت قطب ها نصف شده و در نتيجه سرعت 2 برابر سرعت سنكرون مي شود . اما در اين حالت نمي توان تغييرات پيوسته در سرعت ايجاد كرد .


با به كار گيري تنها يك سيم پيچ مي توان تعداد زوج قطب مختلف را تحقق بخشيد . اين روش اقتصادي تر بوده ، اما قسمتي از سيم پيچ زير فشار حرارتي بيشتري قرار مي گيرد     ( زيرا دائم زير ولتاژ خواهد بود ) .


اتصال دالاندر :


اتصال دالاندر يا سيم پيچ توزيع شده در استاتور ، حالت خاصي از كنترل دور موتور القايي با تغيير تعداد قطب هاي سيم بندي است كه در آن سيم پيچي هر فاز استاتور به دو نيم سيم پيچ تقسيم مي شود . در اثر تغيير اتصال نيم سيم پيچ هاي هر فاز از اتصال سري به موازي تعداد قطب ها نصف و سرعت دو برابر مي شود . به اين ترتيب فقط به كمك يك سيم پيچي مي توان دو سرعت مختلف را بدست آورد و در هر دو حالت تمام سيم پيچ ها وتمام شيارها فعال بوده و نسبت به موتور با سيم پيچ هاي مجزا از ظرفيت بيشتري برخوردار است . دو حالت اتصال موتور القايي نشان داده شده در شكل  مثلث – ستاره دوبل  ناميده مي شوند .


 


 


 


در اتصال سري دو نيم سيم پيچ ، اتصال موتور به صورت مثلث و در اتصال موازي دو نيم سيم پيچ ها ، اتصال موتور به صورت ستاره است كه باعث مي شود با دو برابر شدن سرعت ، قدرت موتور نيز تقريباً 1/5  برابر شود و گشتاور تقريباً ثابت باقي بماند . بنابراين از اتصال دالاندر براي محركهاي با گشتاور ثابت استفاده مي كنند .


تغيير سرعت از طريق تغيير قطبها به سه صورت زير انجام مي گيرد :


1- تغيير سرعت تحت گشتاور ثابت


 براي سرعت پايين اتصال مثلث بوده و براي سرعت بالا اتصال بصورت ستاره دوبل است . قدرت تحت سرعت بالا نسبت به قدرت تحت سرعت پايين افزايش يافته است ، افزايش سرعت با افزايش قدرت همراه بوده پس گشتاور ثابت است.


 


                                         


 


2- تغيير سرعت تحت قدرت ثابت


در هر دو اتصال سرعت زياد وسرعت كم توان خروجي موتور تقريباً ثابت است.


                                                 


 


3- تغيير سرعت تحت گشتاور و قدرت متغيير


گشتاور موتور مانند بارهاي پنكه اي با تغيير سرعت تغيير مي كند .


                                                 


                                


كنترل سرعت با تغيير قطب بر حسب فركانس منبع و تعداد جفت قطب ها سرعت ثابتي مي دهد . براي مثال براي موتور هاي 4 سرعته و با فركانس 50 هرتز سرعت هاي زير وجود دارد .


(1500/100/750/500 )   (3000/1500/750/500 )              


 


( 3000/1500/1000/500 )   ( 1000/750/500/375 )              


 


از سرعت هائي كه در بالا ذكر شد ديده مي شود رنج كنترل سرعت از 6:1  تا 8:1   است و افزايش اين رنج نيز غير عملي است . براي سرعت 375 r.p.m   لازم است موتوري با اندازه خيلي بزرگ طراحي شود .


كنترل سرعت با تغيير فركانس خط


اگر فركانس الكتريكي ولتاژ اعمال شده به استاتور يك موتور القايي تغيير كند ، آهنگ چرخش ميدانهاي مغناطيسي آن nsync    نيز متناسب با فركانس مي كند ، و نقطه بي باري منحني مشخصه گشتاور – سرعت نيز به همراه آن تغيير مي كند . سرعت سنكرون موتور در شرايط نامي را سرعت پايه مي نامند . با استفاده از فركانس متغيير مي توان سرعت موتور را در بالاتر يا پايين تر از سرعت پايه كنترل كرد . با اين كنترل مي توان سرعت موتور را در گستره اي از حدود 5 درصد سرعت پايه تا دو برابر سرعت پايه كنترل كرد. ولي اين نكته مهم است كه محدوديت هاي ولتاژ و گشتاور خاصي با فركانس در نظر گرفته شود ، تا عملكردي مطمئن به دست آيد . وقتي موتور با سرعتي پايين تر از سرعت پايه كار مي كند ، بايد ولتاژ پايانه اي اعمال شده به استاتور براي داشتن عملكرد مناسب كاهش يابد ولتاژ پايا نه اي اعمال شده به استاتور بايد با كاهش فركانس استاتور به طور خطي كم شود . اين فرايند را تنزل مي نامند اگر اين كار انجام نشود فولاد هسته موتور القايي اشباع شده ، جريانهاي مغناطيس شديدي در ماشين جريان مي يابد .


براي اينكه اين جريانهاي مغناطيس شديد به وجود نيايد، در مواردي كه فركانس از فركانس نامي موتور كمتر مي شود معمولاً ولتاژ استاتور را متناسب با فركانس كم مي كنند. هر گاه ولتاژ اعمال شده به يك موتور القايي در فركانسهاي زير سرعت پايه به طور خطي تغيير يابد ، شار موتور تقريبا ثابت مي ماند . بناباين گشتاور ماكزيممي كه موتور مي تواند تأمين كند نسبتاً بالا مي ماند . ولي ماكزيمم توان مجاز موتور بايد با كاهش فركانس به طور خطي كم شود تا از گرم شدن مدار استاتور جلوگيري شود . توان داده شده به موتور القايي سه فاز عبارت است از :


                                                                  


 


 


اگر ولتاژ VL  كم شود  ، توان ماكزيمم نيز بايد كم شود ، و گر نه جريان زيادي از موتور مي گذرد كه ميتواند باعث افزايش شديد گرماي موتور شود .


                                                             منحني مشخصه گشتاور –سرعت براي تمام فركانسها      


كنترل سرعت با تغيير ولتاژ خط


گشتاوري كه يك موتور القايي توليد مي كند با مربع ولتاژ اعمال شده به آن متناسب است. اگر مشخصات گشتاور- سرعت مطابق شكل زير باشد ، با تغيير ولتاژ خط مي توان سرعت موتور را در گستره محدودي كنترل كرد . اين روش كنترل سرعت گاهي اوقات در موتورهاي كوچك كرداننده پنكه ها به كار مي رود . اين تغيير ولتاژ پايانه استاتور مي تواند توسط اتو ترانسفورماتور با خروجي متغيير انجام گيرد . يكي ديگر از روشهاي تغيير ولتاژ استفاده از كنترل كننده هاي حالت جامد يا الكترونيكي است . اتو ترانسفورماتور به ماشين ولتاژ سينوسي اعمال مي كند ، اما كنترل كننده هاي حالت جامد ولتاژ غير سينوسي براي موتور فراهم مي نمايند .


كنترل سرعت توسط تغيير فركانس لغزش


در اين روش سرعت يك موتور القايي با تزريق كردن ولتاژي به مدار رتور تحت كنترل در مي آيد البته لازم است فركانس ولتاژ اعمال شده با فركانس لغزش يكسان باشد . وقتي ولتاژي اعمال مي كنيم كه در فاز مخالف نسبت به نيروي محركه الكتريكي رتور القا شده قرار دارد ، مقاومت رتور را افزايش مي دهد ، در صورتي كه وقتي ولتاژي اعمال مي كنيم كه هم فاز با نيروي محركه الكتريكي رتور القا شده مي باشد مقاومت آنرا كاهش مي دهد ( بطور متعادل ) لذا به وسيله تغيير دادن مقاومت رتور ، مي توان سرعت را كنترل كرد . چنين روشي از نوع كنترل سرعت را سيستم كرامر (Kramer)   مي نامند . كه در مورد موتورهاي بزرگ 5000 قوه اسبي يا بالاتر ار آن بكار مي رود.


 


مبدل فركانسي وارد – لئونارد  (ward – Leonard ) 


 شكل زير نشان دهنده مبدل فركانس وارد – لئونارد است مبدل فركانسي واقعي در قسمت سمت راست شكل ملاحظه مي شود ( رتور سيم پيچي ) . دو ماشين آسنكرون رتور قفسي ساير اجزاء تشكيل دهنده اين مدارند . بدين وسيله موازنه مطلوبي براي انرژي ماشين ها و شبكه موجود خواهد بود. امتياز اين مدار تغيير دوري پيوسته در محدوده وسيعي است .


              


 


                             


ماشيني كه خود مبدل فركانسي است ( موتور شراگ - ريشتر  (Schrage - richter)يا شربيوس (scherbius )  )


 


اين موتور در سال1912 توسط شراگ و ريشتر توسعه يافته و نام آنان را به خود گرفته است .اين موتور با تغذيه رتوري و نوع شنت است كه جاروبك متغيير كموتاتور سه فاز القايي است كه براي كنترل سرعت و هم بهبود ضريب قدرت قابليت تنظيم دارد .


در حقيقت اين موتور القايي حلقه هاي لغزان قابل تنظيم دارد . در اين موتور سه سيم پيچي وجود دارد دو تا از سيم پيچها در روتور و سومي در استاتور قرار گرفته اند مانند شكل زير


                                              


وضعيت سه سيم پيچي به شرح زير است :


1- سيم پيچ تحريك : اين سيم پيچ در قسمت پايين شيارهاي رتور قرار گرفته است و از طريق حلقه هاي لغزان و جاروبك ها با فركانس شبكه تغذيه مي شود اين سيم پيچ ها شار كاري در ماشين توليد مي كند .


2- سيم پيچي هدايت : اين سيم پيچ غالباً بنام سيم پيچ جبرانگر يا سيم پيچ سوم خوانده مي شود اين سيم پيچ نيز در بالاي روتور جا داده مي شود و مشابه سيم بندي آرميچرهاي ماشين هاي dc  به كموتاتور متصل مي شود .


3- سيم پيچي استاتور : اين سيم پيچي در شيارهاي استاتور قرار مي گيرد ولي انتهاي سيم پيچي هر فاز به يك جفت زغال وصل مي شود كه بر روي كموتاتور قرار داده مي شوند اين ذغالها بر روي دو قطعه مجزاي نگهدارنده جاروبك قرار گرفته اند كه براي چرخش در دو جهت مخالف هم طراحي شده اند .


 


مدار كاسكاد  :


شكل زير مدار كاسكاد يك موتور آسنكرون روتور سيم پيچي و يك موتور جريان دائم تحريك مستقل را نشان مي دهد . موتور جريان داتم توسط مبدل استاتيكي ( يكسو ساز ) از طريق شبكه تحريك مي گردد . اما تغذيه مدار آرميچر از طريق رتور موتور آسنكرون رتور سيم پيچي عملي مي شود . براي اين منظور جريان متناوب توسط يكسو سازي به جريان مستقيم تبديل گرديده و توسط مقاومتي به مدار آرميچر منتهي مي شود . در اينجا مقاومت جهت كوپلاژ دو ماشين بوده و ضمن كار اتصال كوتاه مي گردد . بدين ترتيب از رتور موتور آسنكرون رتور سيم پيچي شده استفاده مي شود . ماشين جريان داتو در مقايسه با ماشين آسنكرون كوچك مي باشد ، زيرا UA=UR   است . دو ماشين مضافاً كوپلاژ مكانيكي هستند .خوبي مدار كاسكاد در آنست كه از قابليت تنظيم دور نسبتاً آسان ماشين جريان دائم جهت تنظيم دور ماشين آسنكرون استفاده مي شود . علاوه بر آن توان الكتريكي رتور موتور آسنكرون به شكل انرژي مكانيكي روي محور مشترك بر گردانده مي شود .


                    


 


 


 


محرك هاي تنظيم پذير سرعت  (Adjustable Speed Drive)


 


در اين بخش كاربر نيمه هادي هاي قدرت در سيستمهاي كنترل سرعت از نوع ايستا يا استاتيكي هستند . بايد دانست كه تركيب سيستمهاي الكترونيك قدرت (مانند كنترل كننده هاي ولتاژ ) و متوتورهاي الكتريكي همراه با مكانيسم كنترل آنها را محركهاي تنظيم پذير سرعت مي نامند كه ما به اختصار آنرا ASD مي ناميم . در حقيقت اين محرك ها قابل تنظيم بوده و براي كنترل سرعت يا كنترل دور موتورهاي الكتريكي مورد استفاده قرار مي گيرند .


محركهاي تنظيم پذير سرعت (ASD) براي كنترل سرعت موتورهاي القائي از نقطه نظر كاربرد به سه دسته تقسيم مي شوند:


1- ASD از نوع ولتاژ متغيير و فركانس ثابت


در اينگونه سيستمها دامنه ولتاژ اعمالي به استاتور كنترل مي شود . براي اين مقصود از كنترل كننده ولتاژ در سر راه موتور استفاده شده است . اين نوع محرك ها در سطوح قدرت متوسط و پايين مورد استفاده قرار مي گيرند . براي مثال مي توان از بادبزن هاي نسبتاً بزرگ يا پمپ ها نام برد . در اين روش ولتاژ استاتور را مي توان بين صفر و ولتاژ اسمي در محدوده زاويه آتش بين صفر تا 120 درجه تنظيم و كنترل نمود . اين سيستم بسيار ساده بوده و براي موتورهاي القائي قفس سنجابي كلاس D با لغزش نسبتاً بالا( 10 تا 15 درصد ) مقرون به صرفه است . عملكرد اين محركها زياد جالب توجه نيست .


 


2- ASD از نوع ولتاژ و فركانس متغيير


اگر منبع تغذيه استاتور از نوع فركانس متغيير انتخاب شود ، عملكرد محرك هاي تنظيم پذير سرعت (ASD) بهبود مي يابد . بايد دانست كه شار در فاصله هوايي متورهاي القائي با ولتاژ اعمالي به استاتور متناسب بوده وبا فركانس منبع تغذيه نسبت عكس دارد . بنابراين اگر فركانس را كم كنيم تا كنترل سرعت در زير سرعت سنكرون امكان پذير گردد و ولتاژ را معادل ولتاژ اسمي ثابت نگه داريم ، در اين صورت شار فاصله هوايي زياد مي شود . براي جلوگيري از بوقوع پيوستن اشباع بخاطر افزايش شار ، ASD از نوع فركانس متغيير بايد از نوع ولتاژ متغيير نيز باشد تا بتوان شار فاصله هوايي را در حد قابل قبولي نگه داشت ، معمولا به اين سيستم كنترل ، سيستم كنترل V/F ثابت نيز گفته مي شود . يعني اگر فركانس را كم كرديم بايد ولتاژ را طوري كم كنيم كه شار در فاصله هوايي در حد اسمي خود باقي بماند . از اين سيستم براي كنترل سرعت موتورهاي قفس سنجابي كلاسهاي A، B ،C، D استفاده مي شود .   


 


3-ASD كه بر اساس بازيافت توان لغزشي كار مي كند


در اين سيستمها با استفاده از مدارهاي نيمه هادي قدرت كه به پايانه رتور وصل مي شوند ، بازيافت توان( يا توان برگشتي) در فركانس لغزشي به خط تغذيه موتور منتقل مي گردد . بايد دانست فركانس لغزشي از حاصلضرب فركانس منبع و لغزش موتور بدست مي آيد. بطور كلي در اين طرح بر روي مدار رتور كنترل خواهيم داشت . در اينجا متذكر مي شويم كه ASD از نوع فركانس متغيير بر دو نوع است :


الف : طرح هاي حاوي ارتباط DC (جريان مستقيم)


ب : سيكلو كنورتورها


در طرح هاي حاوي ارتباط DC منبع تغذيه AC توسط يكسوساز ، يكسو شده و سپس توسط اينورتر مجدداً به منبع AC دست مي يابيم . اينورتر ها بر دو نوع اند :


1= اينورترهاي تغذيه ولتاژ (اينورترهاي ولتاژ )


2= اينورترهاي تغذيه جريان ( اينورترهاي جريان )


در اينورترهاي ولتاژ ، متغيير تحت كنترل همان ولتاژ و فركانس اعمالي به استاتور است . در اينورترهاي جريان بر دامنه جريان وفركانس استاتور كنترل داريم . اينورترهاي ولتاژ بر دو نوع اند :


1=اينورترهاي با موج مربعي


2= اينورترهاي با مدولاسيون عرض يا پهناي پالس (PWM) .


 


 


 


كنترل دور موتور القائي سه فاز توسط اينورتر منبع جريان


1- تركيب اساسي مبدلها


سرعت يك موتور القائي توسط سرعت سنكرون ولغزش رتور تعيين مي گردد . سرعت سنكرون بستگي به فركانس تغذيه دارد و لغزش را مي توان با تنظيم ولتاژ و جريان اعمالي به موتور تغيير داد . به طور كلي روشهاي كنترل دور موتورهاي القائي را مي توان بصورت زير تقسيم بندي نمود :


            1-  ولتاژ متغيير ، فركانس ثابت                      2- ولتاژ وفركانس متغيير


           3-  جريان و فركانس متغيير                           4- تنظيم قدرت لغزشي


 به منظور ايجاد ولتاژ و فركانس متغيير مطابق شكل (1-a)  از مبدلهاي ولتاژ استفاده مي گردد كه توسط يك منبع ولتاژ dc  توليد شكل موج مستطيلي ولتاژ در سمت ac  مي نمايند كه دامنه آن مستقل از بار بوده و به همين دليل اينورتر هاي منبع ولتاژ نام دارند . براي ايجاد جريان وفركانس متغيير مطابق شكل (1-b)   از مبدلهاي جريان استفاده مي گردد كه توسط يك منبع جريان dc   توليد شكل موج مستطيلي جريان در سمت ac   مي نمايند ، كه دامنه آن مستقل از بار بوده و بنابراين اينورترهاي منبع جريان نام دارند . منبع جريان كنترل شده در ورودي اينورتر توسط يكسو ساز تريستوري ايجاد مي گردد كه با كنترل جريان توسط حلقه فيدبك جريان وسلف بزرگ صافي در خروجي آن ويژگيهاي يك منبع جريان را پيدا مي كند . مبدل موجود در سمت موتور جريان مستقيم را تبديل به جريان سه فاز با فركانس قابل تنظيم مي نمايد . سلف بزرگ موجود در حلقه   dc سبب صاف نمودن جريان مي گردد . سيستم رانش اينورتر منبع جريان مناسب براي عملكرد در حالت تك موتوره مي باشد و داراي قابليت بازگشت انرژي به شبكه  ac  ميباشد . جريان اينورتر توسط حلقه فيدبك جريان كنترل شده و اضافه جريانهاي گذرا توسط تنظيم كننده جريان و سلف صافي حذف مي گردند و بدين وسيله مجموعه داراي قابليت استحكام و اطمينان مناسب براي كاربردهاي صنعتي مي گردد سلف بزرگ سري صافي نرخ افزايش جريان خطا را در هنگام كموتاسيون نا موفق در اينورتر و يا اتصال كوتاه در ترمينالهاي خروجي محدود مي نمايد با حذف سيگنالهاي فرمان گيت تريستورهاي يكسو ساز مي توان بدون از بين رفتن فيوزها و آسيب رسيدن به اينورتر ، تنها با از دست دادن لحظه اي گشتاور خطا را از بين برد .


 


2- مدار قدرت اينورتر منبع جريان


به منظور ايجاد منبع جريان متغيير  dc  سيگنال بيانگر جريان تنظيم شده با جريان واقعي مقايسه شده ، خطاي حاصل تقويت و برا ي كنترل زاويه آتش تريستورهاي يكسو ساز استفاده مي گردد تا جريان مورد نياز در خروجي ايجاد گردد . شكل (2-a)   اينورتر پل سه فاز ASCI   را نشان مي دهد كه يك موتور القائي با اتصال ستاره را تغذيه مي نمايد . تريستورهاي TH1  الي TH6   به ترتيب روشن شدن شماره گذاري شده اند و هر يك به اندازه يك سوم پريود خروجي هدايت ميكنند . روشن نمودن يك تريستور سبب قطع تريستور هادي فاز مجاور مي گردد . دو بانك خازي كه بصورت مثلث ، متصل مي باشند انرژي مورد نياز براي كموتاسيون ذخيره كرده و ديودهاي D1   الي D6 خازنها را از بار ايزوله مي نمايند . ترتيب هدايت تريستورهاي اينورتر به گونه اي است كه جريانهاي DC تنظيم شده از دو تريستور يكي متصل به خط مثبت وديگري متصل به خط منفي تغذيه عبور مي نمايد . در هر نيم سيكل به مدت 60o هر دو تريستور واقع بر يك بازو قطع بوده بنابراين جريان خط برابر صفر مي باشد . مزيت عمده اينورتر منبع جريان سادگي مدار لازم براي كموتاسيون تريستورها مي باشد . مدار كموتاسيون تنها شامل خازنها و ديودها بوده و به دليل حذف سلفهاي كموتاسيون ، فركانس عملكرد افزايش يافته نويز صوتي كاهش مي يابد . خازن كموتاسيون به گونه اي طراحي مي شود كه ولتاژ معكوس اعمالي بر تريستور ها محدود گردد تا باعث ايجاد زمان خاموشي لازم گردد. به همين دليل زمان خاموشي در دسترس به اندازه كافي زياد مي باشد تا بتوان از تريستور هاي غير سريع يكسوسازي استفاده نمود، كه اين امر اينورتر منبع جريان را در قدرت هاي متوسط به بالا بسيار اقتصادي مي سازد . سيكل كموتاسيون را مي توان به چهار پريود زماني تقسيم نمود:


شكل (2-a) شرايط اينورتر را قبل از آتش شدن TH1در فاصله زماني 1 نشان مي دهد .فرض براين است كه TH1 و TH2 هادي بوده و مطابق شكل جريان خروجي يكسوساز كنترل شده از طريق TH1،D1، فاز A موتور ، فازC موتور ، D2 ، TH2 ، جاري مي گردد . خازن هاي C1 ،C3 ،C5 به ترتيب به اندازه V0، 0 ، -V0شارژ شده اند در فاصله زماني2 با آتش شدن TH3 ، TH1 توسط C1 در باياس معكوس قرار گرفته و خاموش مي گردد .جريان مطابق شكل (2-b) در مسير TH3، بانك خازني متشكل از C1 موازي با تركيب سري C3 ،C5 و D1 جاري ميگردد و به صورت خطي بانك خازني راشارژ مي نمايد . TH1  تا زماني كه ولتاژ خازن C1تغيير پلاريته دهد در باياس معكوس قرار دارد. ديود  D3نيز در باياس معكوس بوده و جريانهاي فاز موتور داراي مقادير مشابه حالت قبل مي باشد . در فاصله زماني 3 با هدايت ديود D3 مسير جريان مطابق شكل(2-c) مي باشد. جريان مدار LC منتجه ، جريان فاز A را به صفر كشانده و جريان فاز B  را از صفر به Id افزايش مي دهد ، سپس D1 قطع شده و سيكل كموتاسيون تكميل مي گردد . در فاصله زماني 4 جريان منبع از طريق تريستور هاي TH2 و TH3 مطابق شكل (2-d) فازهاي B   و C متور را تغذيه مي نمايد . اين شرايط تا لحظه فرمان TH4 به منظور انجام كموتاسيون بعدي حفظ مي گردد . به دليل اينكه D3 تنها ديد هادي در نيمه بالا مي باشد خازن هاي بالايي تاكموتاسيون بعدي ولتاژ خود را ثابت نگه مي دارند . شكل (3) شكل موج ولتاژ خازن كموتاسيون C1 را همزمان با ولتاژ دو سر تريستور نمايش مي دهد.                                                                                                


                                                                                                                                                                                


3- عملكرد موتو القائي تغذيه شده توسط منبع جريان


هنگامي كه اينورتر منبع جريان يك بار الكتريكي را تغذيه مي نمايد ، شكل موج ولتاژ توسط پاسخ بار به جريان اعمالي تعيين مي گردد . رابطه ولتاژ- جريان يك سلف به صورت V=L di / dt بوده كه در آن di/dt نرخ تغييرات جريان مي باشد . بنابراين شكل موجهاي ايده ال جريان در عمل انكار پذير نيستند زيرا تغيير پله اي لحظه اي جريان سبب ايجاد پرش ولتاژ با دامنه نا محدود خواهد گرديد . در مدارات عملي نرخ تغييرات جريان براي محدود نمودن حداكثر ولتاژ در حد تحمل تريستورها محدود مي گردد . مدت زمان كموتاسيون كه در طول آن جريان بار از يك فاز به فاز ديگر منتقل مي گردد بايستي به حد كافي طولاني باشد تا نرخ تغييرات جريان در حد قابل قبولي كاهش يابد اين محدوديت در مورد اينورترهاي منبع ولتاژ مطرح نمي گردد چرا كه در اين مورد ديودهاي فيدبك مسيري را براي جريان بار القائي ايجاد مي نمايند كه باعث شارژ خازن حلقه dc گشته ، از قطع ناگهاني جريان بار جلوگيري كرده و ولتاژ خروجي اينورتر را محدود مي نمايند . اما در مورد اينورتر منبع جريان به دليل عدم وجود ديودهاي فيدبك ، مسيري براي جريان معكوس وجود نداشته و مدت زمان كموتاسيون را مي توان به قيمت افزايش ضربه هاي ولتاژ اعمالي بر ادوات نيمه هادي قدرت اينورتر كاهش داد .

شكل (4) شكل موج جريان خط و شكل (5) شكل موج ولتاژ خط را براي مدار طراحي شده نشان مي دهد . در مورد موتورهاي القائي ، شكل موج ولتاژ توسط امپدانس معادل بازاء مؤلفه هاي اصلي و هارمونيهاي جريان خروجي اينورتر تعيين ميگردد مطابق شكل  (6) ،جريان مستطيل شكل خط از امپدانس استاتور عبور كرده و بين شاخه مغناطيس كننده وشاخه رتور مدار معادل تقسيم مي گردد . امپدانس بالاي شاخه مغناطيس كننده از عبور مؤلفه هاي هارمونيكي جريان خط جلوگيري كرده در نتيجه جريان مغناطيس كننده داراي شكل موج سينوسي با فركانس اصلي خواهد بود . با صرفنظر از اعوجاج كم توليد شده توسط امپدانس Zs   ولتاژ ترمينال موتور به صورت سينوسي بههمراه پرشهاي ولتاژي مي باشد كه در ابتدا و انتهاي شكل موج جريان بر روي آن سوار مي گردند . تريستورها و ديودهاي اينورتر بايستي در برابر اين پرش هاي ناگهاني ولتاژ حفاظت شوند . دامنه جريان توسط يكسوساز كنترل شده تعيين و ولتاژ متوسط ورودي اينورتر با ميزان توان مورد نياز موتور تغيير مي كند بگونه اي كه با صرفنظر از تلفات ،توان ورودي اينورتر با توان خروجي آن برابر است . در حالت بي باري موتور حلقه dc تقريباً صفر بوده در حال كه در بار كامل ولتاژ حلقه dc داراي حداكثر مقدار خواهد بود ، بر خلاف اينورتر منبع ولتاژ ورودي ثابت بوده و جريان حلقه dc

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:30  توسط ابرام  | 
گوناگون از قدرت گوناگون از قدرت :
مطلب: کوره هاي القايي
ارسال شده در سه شنبه 30 مهر ماه 1387 توسط whiteapple

   کوره هاي القايي در مقايسه با کوره هاي سوخت فسيلي داراي مزاياي فراواني از جمله دقت بيشتر ، تميزي و تلفات گرمايي کمتر و ... است . همچنين در کوره هايي که در آنها از روشهاي ديگر ، غير القاء استفاده مي شود ، اندازه کوره بسيار بزرگ بوده و در زمان راه اندازي و خاموش کردن آنها طولاني است . عبور جريان از يک سيم پيچ و استفاده از ميدان مغناطيسي براي ايجاد جريان در هسته سيم پيچ ، اساس کار کوره هاي القايي را تشکيل مي دهد . در اين کوره ها از حرارت ايجاد شده توسط تلفات فوکو و هيسترزيس براي ذوب فلزات يا هرگونه عمليات حرارتي استفاده مي شود



    کوره هاي القايي در مقايسه با کوره هاي سوخت فسيلي داراي مزاياي فراواني از جمله دقت بيشتر ، تميزي و تلفات گرمايي کمتر و ... است . همچنين در کوره هايي که در آنها از روشهاي ديگر ، غير القاء استفاده مي شود ، اندازه کوره بسيار بزرگ بوده و در زمان راه اندازي و خاموش کردن آنها طولاني است . عبور جريان از يک سيم پيچ و استفاده از ميدان مغناطيسي براي ايجاد جريان در هسته سيم پيچ ، اساس کار کوره هاي القايي را تشکيل مي دهد . در اين کوره ها از حرارت ايجاد شده توسط تلفات فوکو و هيسترزيس براي ذوب فلزات يا هرگونه عمليات حرارتي استفاده مي شود .

    نخستين کوره القايي که مورد بهره برداري قرار گرفت از شبکه اصلي قدرت تغذيه ميشد و هيچگونه تبديل فرکانسي صورت نمي گرفت . با توجه به اينکه افزايش فرکانس تغذيه کوره موجب کاهش ابعاد آن و بالا رفتن توان (تلفات) مي شود ، براي رسيدن به اين هدف ، در ابتدا منابع تغذيه موتور ژنراتوري مورد استفاده واقع گرديد . هر چند با اين منابع مي توان فرکانس را تا حدودي بالا برد ، ولي محدوديت فرکانس و عدم قابليت تغيير آن و در نهايت عدم تطبيق سيستم تغذيه با کوره ، دو عيب اساسي اين سيستمها به شمار ميرفت . با توجه به اين معايب ورود عناصر نيمه هادي به حيطه صنعت موجب گرديد منابع تغذيه استاتيک جايگزين منابع قبلي شوند .

    در سال 1831 ميلادي مايکل فارادي (Faraday) با ارائه اين مطلب که اگر از سيم پيچ اوليه اي جريان متغيري عبور کند ، در سيم پيچ ثانويه مجاورش نيز جريان القاء ميشود ، تئوري گرمايش القايي را بنا نهاد . علت اصلي اين پديده القاء ، تغييرات شار در مدار بسته ثانويه است که از جريان متناوب اوليه ناشي ميشود . نزديک به يکصد سال اين اصل در موتورها، ژنراتورها ، ترانسفورماتور ها ، وسايل ارتباط راديويي و ... بکار گرفته مي شد و هر اثر گرمايي در مدارهاي مغناطيسي به عنوان يک عنصر نا مطلوب شناخته مي شد . در راستاي مقابله با اثرات حرارتي در مدارهاي مغناطيسي و الکتريکي از سوي مهندسين گامهاي موثري برداشته شد . آنها توانستند با مورق نمودن هستهِ مغناطيسي موتورها و ترانسفورماتورها ، جريان فوکو(Eddy Current) را که عامل تلفات حرارتي بود مينيمم نمايند .

    به دنبال آزمايشات فارادي ، قوانين متعددي پيشنهاد شد . قوانين لنز (Lenz) و نيومن (Neuman) نشان دادند که جريان القاء‌ شده با شار القايي مخالفت کرده و به طور مستقيم با فرکتنس متناسب مي باشد . فوکو (Focault) در سال 1863 در مقاله اي تحت عنوان "القاء جريان در هسته" (The Induction Of Current in Cores) که توسط هويسايد (Heviside) منتشر گرديد نظريه اي راجع به جريان فوکو ارائه داد و در رابطه با انتقال انرژي از يک کويل به يک هسته توپر بحث نمود . علاوه بر افراد فوق ، تامسون (Thomson) نيز در ارائه نظريه گرمايش از طريق القاء سهم بسزايي داشت .

    در اواخر قرن نوزدهم استفاده از تلفات فوکو و هيسترزيس به عنوان منبع گرمايش القائي از طرف مهندسين مطرح شد . همچنين در اوايل قرن اخير در کشورهاي فرانسه ، سوئد و ايتاليا بر اساس استفاده از خازنهاي جبران کننده توان راکتيو پيشنهاداتي براي کوره هاي القايي بدون هسته ارائه شد . در اين پيشنهادات بيشتر ذوب فلزات در فرکانسهاي مياني مورد نظر بود .

    دکتر نورث روپ (Northrup) ايده کوره با فرکانس مياني را براي موارد صنعتي گسترش داد . در روزهاي نخستين ، بر اثر نبود امکانات از جمله خازنهاي با ظرفيت کافي و قابل اطمينان ، توسعه و پيشرفت متوقف شد . بعدها در سال 1927 کمپاني کوره هاي الکتريکي (Electrical Furnace CO. [EFCO.]) نخستين کوره الکتريکي با فرکانس مياني را در شفيلد انگلستان و به منظور آهنگري و گرمادهي موضعي فلزات جهت اتصال به يکديگر ، نصب کرد . بعد از اين ، تعداد و اندازه اين کوره ها رو به افزايش گذاشته است . لازم به ذکر است که مزيتهاي ديگر کوره هاي القايي همچون دقت زياد براي گرم کردن تا عمق مورد نظر و حرارت دادن نواحي سطحي در طي پيشرفتهاي بعدي ( در سالهاي جنگ جهاني دوم ) بيشتر آشکار شد . در گرمايش القايي عدم نياز به منبع خارجي گرم کننده ، تلفات گرمايي کمتر شده و تميزي شرايط کار تامين ميگردد . در اين روش همچنين نيازي به تماس فيزيکي بار و کويل نبوده و علاوه بر اين چگالي توان بالا در مدت زمان گرمايش کم به آساني قابل دسترس مي باشد .

    در ابتدا کوره هاي القايي مستقيماً از شبکه قدرت تغذيه مي شدند که بنوبه خود گام موفقي در استفاده از توان الکتريکي جهت عمليات حرارتي بحساب ميآمد .

    از آنجائيکه تلفات فوکو و هيسترزيس با فرکانس نسبت مستقيم دارند و اينکه ابعاد کويل کوره با بالا رفتن فرکانس کاهش مي يابد ، مهندسين به فکر تغذيه کوره در فرکانسهاي بالاتر از فرکانس شبکه قدرت افتادند . اولين قدم در اين راه استفاده از فرکانسهاي دو برابر و سه برابر که از هارمونيکهاي دوم و سوم بدست مي آمدند ، بود .

 اين هارمونيکها بر خلاف طبيعت مخرب خود در اين نوع کاربرد سودمند تشخيص داده شدند . پائين بودن راندمان در استفاده از هارمونيکهاي فوق موجب گرديد طراحان روش ديگري را مورد استفاده قرار دهند در اين مرحله سيستم موتورـژنراتور توسعه يافت که با استفاده از اين سيستم توانستند فرکانس تغذيه را تا صدها هرتز افزايش دهند . در کوره هاي القايي افزايش فرکانس باعث کاهش عمق نفوذ جريان القايي ميگردد لذا در عمليات حرارتي سطحي که سختکاري سطح فلز ، مورد نظر مي باشد از کوره هاي القايي با فرکانس بالا استفاده مي شود . با ورود عناصر نيمه هادي مانند تريستورها ، ترانزيستورها و موسفت ها به حيطه صنعت محدوديت فرکانس و عدم تغيير آن ، در تغذيه کوره ها مرتفع شد .

 
   از لحاظ سيستم قدرت ميتوان سيستمهاي القايي را به چهار دسته اساسي تقسيم نمود :

 الف ) سيستمهاي منبع (Supply Systems)
 در اين سيستمها که فرکانس کار آنها بين 50 تا 60 هرتز و 150 تا 540 هرتز مي باشد احتياجي به تبديل فرکانس نيست و با توجه به فرکانس کار ،‌ عمق نفوذ جريان زياد بوده و حدود 10 تا 100 ميليمتر مي باشد . همچنين مقدار توان لازم تا حدود چندين صد مگا وات نيز ميرسد .

 ب ) سيستمهاي موتورـژنراتور (Motor-Generator Systems) 
فرکانس اين سيستمها از 500 هرتز تا 10 کيلو هرتز مي باشد . در اين سيستمها تبديل فرکانس لازم بوده و اين عمل بوسيله ژنراتورهاي کوپل شده با موتورهاي القايي صورت مي پذيرد . همچنين در اين سيستمها توان به وسيله ماشينهاي 500 کيلو وات تامين ميگردد و براي بدست آوردن توانهاي بالاتر ،‌ از سري کردن ماشينها استفاده ميشود . عمق نفوذ در اين سيستمها به خاطر بالاتر بودن فرکانس نسبت به سيستمها منبع ، کمتر بوده و در حدود 1 تا 10 ميليمتر است .

 ج ) سيستمهاي مبدل نيمه هادي (Solid-State Converter Systems) 
در اين سيستمها فرکانس در محدوده HZ 500 تا KHZ‌ 100 بوده و تبديل فرکانس به طرق گوناگوني صورت ميپذيرد . در اين سيستمها از سوئيچهاي نيمه هادي استفاده ميشود و توان مبدل بستگي به نوع کاربرد آن تا حدود MW 2 ميتواند برسد .

 د ) سيستمهاي فرکانس راديويي (Radio-Frequency System)
فرکانس کار در اين سيستم در محدوده KHZ 100 تا MHZ 10 مي باشد . از اين سيستمها براي عمق نفوذ جريان بسيار سطحي، در حدود 1/0 تا 2 ميليمتر استفاده مي گردد و در آن از روش گرمايي متمرکز با سرعت توليد بالا استفاده ميگردد




+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:29  توسط ابرام  | 
گوناگون از قدرت گوناگون از قدرت :
آزمون كابل هاي الكتريكي در شرايط آتش
ارسال شده در يكشنبه 25 اسفند ماه 1387 توسط whiteapple

زماني كه كابل هاي ساخته شده با مواد ترموپلاستيك در معرض آتش سوزي قرار گيرند، صدمات قابل توجهي به افراد و تجهيزات وارد مي شود. در صورتي كه نصب كابل با مهارت انجام پذيرد، عملكرد مناسب آن تضمين شده و باعث آتش سوزي نخواهدشد. از طرف ديگر آتش گرفتن كابل و انتشار شعله در طول كابل مي تواند به عواملي چون نوع كابل، روش نصب، جنس مواد عايق و روكش به كار رفته، بستگي داشته باشد. در صورت وسعت يافتن آتش و افزايش دماي شعله، ديگر نمي توان عملكرد صحيح كابل و ملحقات الكتريكي آن را در شرايط اتصال كوتاه تضمين نمود.هنگام بروز آتش سوزي در مكان هاي عمومي، بكارگيري و استفاده از روشنايي اضطراري، آسانسورها، تهويه و ... از درجه اهميت بالايي برخوردار مي باشند.  استانداردهاي ذيل جهت آزمون مقاومت سيم ها و كابل ها دربرابر شعله در دسترس مي باشند:
IEC  60331- 11 : تجهيزات تست ـ اعمال آتش به تنهايي در دماي شعله حداقل 750 درجه سانتيگراد.
IEC  60331- 21 : روش ها و الزامات ـ كابل هاي با ولتاژ تا وخود 0.6/1 كيلو ولت
IEC  60331- 22 : روش ها و الزامات ـ كابل هاي با ولتاژ تا وخود 0.6/1 كيلو ولت
IEC  60331- 23 : روش ها و الزامات ـ كابل هاي انتقال اطلاعات الكتريكي
IEC  60331- 25 : روش ها و الزامات ـ كابل هاي فيبرنوري



آزمون كابل هاي الكتريكي در شرايط آتش*

Circuit - Integrity
 ترجمه: بهرام شمس ـ فريا گلسرخي

(IEC - 60331 )بخش اول زماني كه كابل هاي ساخته شده با مواد ترموپلاستيك در معرض آتش سوزي قرار گيرند، صدمات قابل توجهي به افراد و تجهيزات وارد مي شود. در صورتي كه نصب كابل با مهارت انجام پذيرد، عملكرد مناسب آن تضمين شده و باعث آتش سوزي نخواهدشد. از طرف ديگر آتش گرفتن كابل و انتشار شعله در طول كابل مي تواند به عواملي چون نوع كابل، روش نصب، جنس مواد عايق و روكش به كار رفته، بستگي داشته باشد. در صورت وسعت يافتن آتش و افزايش دماي شعله، ديگر نمي توان عملكرد صحيح كابل و ملحقات الكتريكي آن را در شرايط اتصال كوتاه تضمين نمود.هنگام بروز آتش سوزي در مكان هاي عمومي، بكارگيري و استفاده از روشنايي اضطراري، آسانسورها، تهويه و ... از درجه اهميت بالايي برخوردار مي باشند.  استانداردهاي ذيل جهت آزمون مقاومت سيم ها و كابل ها دربرابر شعله در دسترس مي باشند:

IEC  60331- 11 : تجهيزات تست ـ اعمال آتش به تنهايي در دماي شعله حداقل 750 درجه سانتيگراد.
IEC  60331- 21 : روش ها و الزامات ـ كابل هاي با ولتاژ تا وخود 0.6/1 كيلو ولت
IEC  60331- 22 : روش ها و الزامات ـ كابل هاي با ولتاژ تا وخود 0.6/1 كيلو ولت
IEC  60331- 23 : روش ها و الزامات ـ كابل هاي انتقال اطلاعات الكتريكي
IEC  60331- 25 : روش ها و الزامات ـ كابل هاي فيبرنوري

* منبع:      KERPEN
نكات كلي درباره ويژگي هاي ساختاري كابل هاي مقاوم در برابر آتش با ولتاژ تاوخود 0.6/1 كيلو ولت:جهت اطمينان از مقاوم بودن كابل در برابر آتش و عملكرد صحيح آن، لازم است هادي با ماده اي عايق گردد كه بتواند همزمان، قادر به تحمل درجه حرارت شعله آتش بوده و در عين حال خواص عايقي خود را حفظ نمايد. استفاده از نوار ميكا و يا هر غلاف ديگري كه بتواند نقش محافظ را در برابر آتش و در خلال سوختن ايفا نمايد، به دور عايق معدني (كابل هايي با عايق معدني)، توصيه مي گردد. درصورتي كه از نوارهاي ميكا براي ايجاد مقاومت در برابر آتش استفاده  شود، بايد از يك عايق الكتريكي اضافه نيز بر روي       هادي هايي كه با نوار ميكا محصور شده اند، بهره گيري شود.لايه عايق دوم به دو منظور استفاده مي شود، نخست در نقش عايق الكتريكي و سپس جهت حفاظت نوارهاي ميكا در صورت صدمات مكانيكي. وجود اسيدهاي  هدايت كننده، استفاده از مواد عايق بدون هالوژن را الزامي مي نمايد، چراكه در هنگام تست شعله، اسيد موجود از نوارهاي ميكا عبور كرده، باعث هدايت جريان بين هادي ها شده و به اتصال كوتاه منجر مي گردد. روكش نهايي1 (در مورد كابل هاي غيرمسلح) و يا روكش جدا كننده 2 ( در مورد كابل هاي مسلح)، كه مستقيما" بر روي سيم هاي عايق شده به كار مي رود نيز بايد بدون هالوژن باشد.
(در مباحث آينده به جزئيات ساختاري كابل هاي مقاوم در برابر آتش در قالب 3 دسته پرداخته خواهدشد).     

1-   Sheathing

2-   Bedding
21-IEC  60331 (1. Edition   1994 - 04)آزمون مقاوم بودن سيم و كابل عايق در شرايط آتشروش ها و الزامات ــ كابل هاي با ولتاژ تا وخود 0.6/1 كيلوولت يك نمونه 1200 ميليمتري از كابل را انتخاب نموده و به اندازه 100 ميليمتر از روكش يا پوشش خارجي آن را از هر طرف جدا مي نماييم. دوسر كابل را در دو انتها جهت         اتصال هاي الكتريكي آماده كرده و سر سيم ها را به اندازه كافي از يكديگر                     جدا مي كنيم تا از اتصال هادي ها به يكديگر جلوگيري به عمل آيد. كابل به صورت افقي در دستگاه تست قرار گرفته و در دو انتها توسط گيره هايي نگهداشته مي شوند. بايد  توجه نمود كه گيره ها در قسمت داراي روكش قرارگيرند. طول منبع حرارتي 500 ميليمتر است و از نوع مشعل هاي تخت انتخاب مي گردد؛ زيرا اين مشعل ها يك رديف از    شعله هاي نزديك به هم و يكنواخت را توليد مي نمايند. براي ايجاد شعله حجم گــاز ورودي 0.25) l/min± (5 و حجم هواي ورودي  5) l/min ± (80  مي باشد تاجايي كه ترموكوپل ها دمايي معادل 750 درجه سانتيگراد را نشان دهد. محل استقرار ترموكوپل ها بايد به گونه اي باشد كه اولا" موازي مشعل بوده، 70 ميليمتر بالاي آن و 45 ميليمتر دور از آن قرار گرفته و ثانيا" سر ترموكوپل در داخل شعله قرار گيرد.نمونه مورد نظر بايد به گونه اي قرار گيرد كه شعله هاي مشعل با سطح پائيني آن در تماس باشد. ولتاژ از طريق خروجي يك ترانس كه در سرراه هر فاز آن يك فيوز 2 آمپري نصب شده است به هادي هاي كابل اعمال مي گردد. هنگام تست، نول مدار و كليه قسمت هاي فلزي تجهيزات تست از جمله نگهدارنده ها بايد به زمين متصل شوند.پس از برقراري اتصالات الكتريكي، برق دستگاه را روشن مي كنيم. ولتاژ خروجي ترانس بايد به گونه اي تنظيم گردد كه ولتاژ اعمال شده ميان هادي ها معادل ولتاژ نامي كابل باشد. طول زمان آزمون 90 دقيقه و اعمال ولتاژ به صورت پيوسته خواهد بود. در حين آزمون بايد شعله هاي آتش در برابر جريان هوا محافظت گردند.پس از گذشت 90 دقيقه، آتش را خاموش كرده و كابل به مدت 15 دقيقه ديگر همچنان تحت ولتاژ باقي مي ماند؛ در نتيجه كل زمان آزمون، مدت زمان اعمال آتش و 15 دقيقه زمان مربوط به خنك شدن را شامل مي شود. پس از طي مراحل فوق، هادي بايد مورد آزمون پيوستگي قرار گيرد.در كل، آزمون مقاوم بودن در برابر آتش در صورتي موفقيت آميز است كه در كل مدت زمان آزمون هيچ گونه قطعي در فيوز رخ نداده (به عبارت ديگر هيچ گونه اتصالي ميان هادي ها روي ندهد) و هادي نيز از لحاظ آزمون پيوستگي تاييد گردد.




+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:28  توسط ابرام  | 
گوناگون از قدرت گوناگون از قدرت :
مطلب: مقره
ارسال شده در دوشنبه 7 ارديبهشت ماه 1388 توسط whiteapple
مقدمه: یکی از اجزاء مهم شبکه های فشار قوی ، مقره ها می باشد که بر حسب ولتاژ مورد استفاده و شرایط محیطی از نظر آلودگی و رطوبت ، شکل خاصی به خود می گیرند. وظایف مقره ها در شبکه ها را می توان به صورت زیر بیان نمود :1. تحمل وزن هادی های خطوط انتقال و توزیع برای نگهداری سیم های هوایی روی پایه ها و دکل ها در بدترین شرایط (یعنی موقعی که ضخامت یخ و برف تشکیل شده روی سیم ها در حداکثر مقدار باشد) را داشته باشد و اصولاً باید بتوانند بیشترین نیروهای مکانیکی وارد شده بر ان ها را تحمل کنند.2. عایق بندی هادی ها و زمین و بین هادی ها با یکدیگر به عهده مقره است. یعنی مقره ها باید از استقامت الکتریکی کافی برخوردار باشند تا بتوانند بین فازهای شبکه و دکل ها که متصل به زمین هستند ایزولاسیون کافی برای تحمل ولتاژ فازها را داشته باشند. استقامت الکتریکی آن ها باید در حدی باشد کهدر بدترین شرایط (یعنی در حضور رطوبت ، باران ، آلودگی و بروز صاعقه با ولتاژ بالا) دچار شکست کامی الکتریکی نشوند.


بنابراین مقره ها باید دارای خصوصیات زیر باشند :1. استقامت الکتریکی بالا. 2. استقامت مکانیکی بالا.3. عاری از ناخالصی و حفره های داخلی.4. استقامت در برابر تغییرات درجه حرارت و عدم تغییر شکل در اثر تغییر دما (با توجه به ضریب انبساط حرارتی که بایستی کم باشد).5. ضریب اطمینان بالا.6. ضریب تلفات عایقی کم.7. در برابر نفوذ آب و آلودگی ها مقاوم باشد. جنس مقره ها جنس مقره ها معمولاً از چینی یا شیشه است. مقره های چینی از سه ماده مختلف تشکیل شده است :1. کائولین یا خاک چینی AL2O3-2SIO2-2H2O به مقدار 40 تا 50 درصد.2. سیلیکات آلومینیوم (فلداسپات) K2O-AL2O3-6SIO2 به مقدار 25 تا 30 درصد.3. خاک کوارتز SIO2 به مقدار حداکثر 25 درصد.این سه نوع با ترتیب برای بالا بردن استقامت حرارتی ، الکتریکی و مکانیکی به کار می روند. به عبارت دیگر خواص الکتریکی ، مکانیکی و حرارتی چینی بستگی به درصد فراوانی این سه جزء دارد. هر چه فلداسپات بیشتر باشد استقامت الکتریکی آن زیادتر می شود و هر چه مقدار کوارتز بیشتر شود ، استقامت مکانیکی آن بیشتر شده و با افزایش کائولین ، استقامت حرارتی آن بیشتر می شود.برای تهیه چینی ، مواد فوق را با کمی آب خالص مخلوط می کنند تا به صورت گل و خمیر در آید. سپس این گل را در قالب های معینی شکل داده و در کوره حرارت می دهند تا پخته شود و رطوبت آن نیز گرفته شود. البته قبل از قالب گیری ، درصد رطوبت گل را پایین می آورند و تحت خلاء ان را پرس می کنند ، پس از ریخته شدن آن را سرد می کنند. ولی سرد کردن آن به طور ناگهانی انجام نمی شود و با ملایم این کار صورت می گیرد. تا ترکی در آن ایجاد نشود. پس از این مرحله یک لایه لعاب شیشه ای بر روی آن می ریزند تا سطح آن کاملاً خالی از وجود حباب ها و ترک های مویین گردد. لعاب شیشه ای علاوه بر افزایش استقامت مکانیکی مقره قدرت چسبندگی گرد و غبار و نفوذ گرد و غبار و رطوبت را کاهش می دهد. همچنین باعث ایجاد یک سطح کاملاً صاف می شود که باعث افزایش مقاومت سطحی عایق می شود.درجه حرارت پختن در کوره نیز در تعیین استقامت الکتریکی و مکانیکی مقره چینی مؤثر است که هر چه در درجه حرارت بالاتری قرار داده شود ، حبابهای هوا در آن کمتر به وجود می آیند و استقامت الکتریکی آن زیاد می شود اما در عوض عایق خیلی ترد و شکننده می شود و هرچه درجه حرارت پختن در کوره کمتر شود استقامت مکانیکی آن بیشتر می شود و هر چه درجه حرارت پختن در کوره کمتر می شود ، استقامت مکانیکی آن بیشتر می شود ، ولی حفره های بیشتری در آن باقی می ماند و استقامت الکتریکی آن بیشتر می شود ولی حفره های بیشتری در آن باقی می ماند و استقامت الکتریکی آن کاهش می یابد. معمولاً درجه حرارت پخت در کوره را بین 1200 تا 1500 درجه نگه م دارند. در نتیجه ، استقامت الکتریکی چینی بین 120 (kv/cm) تا 280 (kv/cm) می باشد. همچنین استقامت مکانیکی چینی در برابر نیروی فشاری 690 (MNt/m2) (در مقاطع بزرگتر 275 (MNt/m2) ) و در برابر نیروی کششی 48 (MNt/m2) (در مقاطع بزرگتر 20 (MNt/m2)) و در برابر نیروی خمشی 95 (MNt/m2) می باشد. از خواص بسیار مهم چینی می توان آسان شکل گرفتن آن ها و استقامت در برابر مواد شیمیایی و تغییرات جوی را نام برد.شیشهمعمولاً شیشه را در درجه حرارت هی بالا با مخلوطی از مواد مختلف از جمله آهک و پودر کوارتز ذوب می نمایند و سپس به طور ناگهانی آن را سرد نموده و قالب ریزی می کنند. این عمل ((Toughening) باعث سفت شدن شیشه می شود). بدین ترتیب مقره شیشه ای با استقامت مکانیکی خیلی زیاد بدست می آید که در مقابل لب پریدگی از چینی مقاوم تر است و استقامت مکانیکیفشاری آن 5/1 برابر چینی است و استقامت مکانیکی آن در برابر نیروهای خمشی اندک ، کمتر از چینی است.همچنین استقامت الکتریکی آن هم خیلی بیشتر از عایق های چینی است (بین 500 تا 1000 کیلو ولت بر سانتی متر).مزیت دیگر شیشه این است که ضریب انبساط حرارتی آن کوچک است و در نتیجه تغییر شکل نسبی آن در اثر تغییر درجه حرارت ، خیلی کم است. همچنین در مقره های شیشه ای ، قبل از بروز ترک ، کاملاً خرد می شوند و لذا از روی زمین به راحتی می توان مقره معیوب را تشخیص داد. بر خلاف مقره های چینی ، در واقع ساخت مقره های شیشه ای ، معمولاً حفره در آن به وجود نمی آید و اگر ترک یا حفره ای هم باشد به راحتی قابل مشاهده است. به علاوه به علت عبور نور خورشید از آن در اثر شاف بودن ، مقاومت آن در برابر نور خورشید بیشتر است . اما معایب شیشه آن است که :1. اولاً رطوبت به راحتی در سطح آن تقطیر می شود.2. به علت تغییر شکل نسبی داخلی پس از سرد شدن ، نمی توان مقره های بزرگی از آن ها ساخت.3. گرد و خاک را بیشتر به خود جذب می کند. شکست الکتریکی در مقره ها دو نوع شکست در مقره ها ممکن است رخ دهد :1. سوراخ شدن مقره ( شکست الکتریکی داخل بدنه مقره) :این شکست بستگی به جنس مقره ، ضخامت بدنه مقره و ناخالصی های آن دارد که غالباً اتفاق نمی افتد ؛ مگر در هنگام صاعقه های بسیار خطرناک و امواج سیار روی خط چین رخ می دهد. ضخامت بدنه مقره را طوری طراحی می کنند که برای ولتاژهای ضربه صاعقه ای و امواج سیار ناشی از سویچینگ سوراخ نشود.2. جرقه سطحی مقره :به علت اینکه سح مقره ها با هوا در ارتباط است و با توجه به اینکه استقامت الکتریکی هوا خیلی کمتر از مقره ها است لذا قبل از سوراخ شدن ، در روی سطح مقره ها جرقه زده می شود. معمولاً اگر بر روی سطح مقره ها گرد و غبار و رطوبت و آلودگی بنشیند به سطح آن رسانا می شود و یک جریان نشتی روی سطح مقره بین هادی و پایه فلزی آن بر قرار می گردد و باعث پایین آمدن ارزش عایقی سطح مقره می شود. لذا اولاً سطح عایق ها را طویل می سازندتا مسیر جریان نشتی طولانی تر شود و ارزش عایقی سطحی زیاد از دست نرود. دیگر آن که سسطح عایق را به صورت چتری می سازند تا باران از آن ریخته شده و ابعاد مقره نیز بزرگ نشود و بالاخره جای خشک هم داشته باشد. شیب چترها باید طوری باشد که روی سطوح هم پتانسیل یعنی عمود بر خطوط میدان بین هادی و میله قرار گیرند. زیرا اگر بین دو نقطه ای که دارای اختلاف پتانسیل باشند ، سطح رسانای ناشی از گرد و غبار تشکیل می شود ، جریان زیادتری جاری شده و جرقه سطحی زودتر زده می شود. انواع مقره ها بر حسب کاربرد این نوع وسیله ، مقره ها را به سه دسته تقسیم می کنند :1. مقره های خطوط هوایی : برای عایق کردن هادی ها نسبت به پایه (دکل) و نسبت به یکدیگر و نگهداری هادی ها بر روی پایه ها از این نوع مقره استفاده می شود.2. مقره های اتکایی : برای عایق کاری باس بارها در پست ها و تابلوها نسبت به زمین و نگهداری آن ها از این نوع مقره ها استفاده می شود.3. مقره های عبوری یا بوشینگ ها : از این نوع مقره ها برای عبور باس بارها از دیواره ها یا ورود به تجهیزات استفاده می شود. همچنین برای ایزوله کردن خطوط یا باس بارها نسبت دیوارها یا بدنه تجهیزات هم به کار می رود.اکنون به توضیح تک تک این نوع مقره ها خواهیم پرداخت . البته درصد بسیار زیادی از مقره های مورد استفاده از نوع مقره های خطوط هوایی می باشد.انواع مقره های خطوط هواییالف) مقره های سوزنی (میخی) :از این مقره ها برای نگهداری خطوط توزیع 11 و 20 و 33 کیلو ولت استفاده می شود که بیشتر به صورت یکپارچه ساخته می شوند و معمولاً به شکل ناقوس کلیسا هستند و هادی خط روی شیار بالایی مقره قرار می گیرد و توسط یک سیستم به مقره محکم می شود. مقره توسط یک پیچ فولادی که در داخل مقره محکم شده است به بازوی دکل بسته می شود. اطراف پیچ فولادی را با فلز نرم مانند سرب یا سیمان پر می کنند تا چینی مقره با فولاد سخت در تماس نباشد و در اثر گشتاور خمشی شکسته نشود.چترهای روی مقره هم به خاطر ایجاد مسیر طولانی و همچنین ایجاد نقاط خشک در هنگام بارندگی و هم لغزان بودن سطح مقره برای باقی نماندن باران بر روی سطح مقره ایجاد می شود. به عبارت دیگر در حالت مرطوب بودن مقره ، فاصله جرقه برابر مجموع کوتاهترین فاصله از لبه یک چتر به نزدیکترین نقطه روی چتر پایینی به اضافه فاصله از لبه چتر پایینی تا پایه فلزی مقره می باشد. همچنین در حالت خشک بودن مقره کوتاهترین فاصله از هادی تا پایه فلزی مقره است. به این منظور ، ضریب اطمینان مقره را به صورت زیر تعریف می کنند.ولتاژ لازم برای جرقه سطحی = ضریب اطمینان مقره ولتاژ نامی نقره در شبکه های 20 کیلو ولت ، ضریب اطمینان هوای خشک مقره های میخی برابر 6 و برای هوای مرطوب به مقدار 4 است. همچنین در شبکه های 11 KV این ضریب در هوای خشک برابر 2/8 و برای هوای مرطوب به مقدار 5 است.ب) مقره های آویزان (در مقره های خطوط هوایی) : در ولتاژهای بالاتر از 50 کیلو ولت که در سیستم های انتقال و فوق توزیع استفاده می شود ، استفاده از مقره های سوزنی به علت نیاز به ضخامت زیادتر و پیچیده تر شدن ساختمان مقره ها و گرانتر شدن و غیر اقتصادی بودن آن ها امکان پذیر نیست. لذا در ولتاژهای بالا از مقره های آویزان می شود و هادی خط به وسیله کلمپ فلزی به پایین ترین مقره بشقابی زنجیره متصل می گردد.هر مقره بشقابی از یک دیک بشقاب از جنس چینی یا شیشه تشکیل شده است که در قسمت بالایی آن ،یک کلاهک چدنی گالوانیزه توسط سیمان مخصوصی به نام Alumina (که مقاومت الکتریکی بالا و از استقامت مکانیکی و چسبندگی بالایی برخوردار است) به شیشه یا چینی متصل شده است و در قیمت پایین مقره نیز یک پین (pin) فولادی گالوانیزه که آن هم به وسیله سیمان مخصوص Alumina به مقره متصل شده است. همچنین مسیر زیر بشقاب ها به صورت چین دار است تا طول مسیر جریان نشتی افزایش یابد. پین فولادی هر مقره در داخل حفره کلاهک مقره پایینی قرار گرفته و با زدن گیره اطمینان ( اشپیل Split-Pin ). حفره : کلاهک از سوراخ ریز مقابل آن اتصال پین و کلاهک محکم می شود. دو مقره ضمن اتصال محکم به مقره در محل اتصال به صورت لولایی حرکت آزادانه هم دارند. قطر بشقاب های این نوع مقره ها معمولاً بین 150 تا 360 میلیمتر و یا بیشتر می باشد . استقامت مکانیکی آن ها هم معمولاً بین 40 تا 300 کیلو نیوتن می باشد.مزایای استفاده از مقره های بشقابی را می توان به صورت زیر بیان نمود :1. چون هر واحد مقره بشقابی برای یک ولتاژ نامی پایینی (در حدود 11 کیلو ولت) طراحی می شود. متناسب با ولتاژ خط می توان به تعداد دلخواه از این بشقاب ها را به هم متصل نمود تا یک زنجیره آن بتواند ولتاژ خط را تحمل کند (قابلیت انتخاب تعداد بشقاب ها).2. اگر هر کدام از بشقاب های یک زنجیره مقره آویزان ، معیوب یا صدمه ببیند فقط لازم است همان یک بشقاب عوض شود و نیازی به تعویض کل زنجیره نیست (اقتصادی بودن مقره).3. چون زنجیره مقره به کراس آرم خط آویزان است و می تواند به صورت آزادانه حرکت نماید ، حداقل فشار مکانیکی بر مقره های آویزان وارد می شود (تنش های مکانیکی کمتری به مقره وارد می شود).4. اگر به دلیلی بخواهند ولتاژ نامی خط را افزایش دهند به راحتی می توان با اضافه نمودن چند تا بشقاب ، قدرت عایقی مناسب را به دست آورد و نیازی به تعویض زنجیره مقره نیست (قابلیت انعطاف در افزایش ولتاژ خط).5. چونهادی خط به زنجیره آویزان می گردد و پایین تر از بازوی کراس آرم (صلیبی) دکل خط انتقال قرار می گیرد در نتیجه هنگام برخورد صاعقه به خط ، صاعقه ابتدا به بازوی کراس آرم خط برخورد می نماید تا حدود زیادی از خط حفاظت می شود (حفاظت خط در برابر صاعقه به وسیله بازوی کراس آرم دکل انجام می شود).6. اگر بار مکانیکی خط زیاد باشد مثلاً : در اسپن های بلند ، هنگام عبور خطوط انتقال از روی رودخانه ها ، دره ها ، اتوبان ها می توان از زنجیره های دوبل یا بیشتر استفاده نمود (قابلیت استفاده از زنجیره های دوبل یا بیشتر). ب) مقره های سنتی : مقره های کششی در جاهایی که نیروی کشش افقی زیادی به مقره وارد می شود استفاده می گردد. از این مقره ها در پایه های ابتدا و انتهایی خطوط انتقال ، توزیع و در پایه هایی که در مسیر خط از حالت مستقیم خارج شده و یا نسبت به افق ، زاویه پیدا می کنند ، استفاده می شوند. مقره های مذکور همان مقره های بشقابی هستند که به صورت افقی نسب می شوند و باید بیوری کششی خط را در پایه ها تحمل نمایند و چون نیروی زیادتری را باید تحمل کنند فقط استقامت مکانیکی آن ها نسبت به مقره های آویزان بیشتر است. د) مقره های مهار : در خطوط توزیع برای پایه هایی که در ابتدا و انتهای خط قرار می گیرند و یا برای پایه هایی قرار گرفته در زاویه برای خنثی کردن نیروی کششی که از یک طرف به پایه وارد می شود از سیم مهار استفاده می شود. این سیم مهار از یک طرف به رأس تیر محکم می شود و از طرف دیگر به وسیله مهار و صفحه مهار در داخل زمین محکم می شود.برای ایمنی و حفاظت بیشتر که احتمالاً سیم مهار در بالا از طریق میلگرد تیر برق دار گردید ، سیم مهار در نزدیکی زمین برقدار نشود ، در وسط سیم مهار از مقره مهار استفاده می شود و سیم های مهار از دو طرف به مقره مهار متصل می شود. این مقره به گونه ای است که اگر شکسته شود ، سیم مهار رها نمی شود و البته بایستی تحمل نیروی کششی سیم مهار را داشته باشند. ﻫ )مقره های استوانه ای : این مقره ها به صورت یک زنجیره استوانه ای و به صورت یکپارچه از جنس چینی یا اخیراً از مواد ترکیبی (که استقامت مکانیکی بسیار بالایی داشته و آب بر روی سطح آن ها پخش نمی شود و برای مناطق صحرایی مناسب هستند) ساخته می شوند و به دو طرف انتهایی آن ها دو کلاهک فلزی با سیمان مخصوص اتصال داده شده است. قطر استوانه عایق متناسب با قطر مکانیکی نیاز انتخاب می شود. از این مقره بعضاً در خطوط انتقال استفاده می شود. این مقره ها در مقایسه مقره های آویزان بشقابی از وزن بسیار کمتری برخوردارند (وزن مقره های اویزان دریک زنجیره بیشتر به خاطر وزن کلاهک های فلزی آن است) و لذا از نظر اقتصادی ارزان تر هستند. ولی نقطه ضعف اصلی آن ها امکان خراب شدن کامل مقره در اثر یک قوس الکتریکی یا ضربه مکانیکی بیرونی بر آن است. در صورتی که در مقره های بشقابی تمام زنجیره از بین نمی رود. در زنجیره های بشقابی اگر یک مقره دچار ترک شود تا مدت زیادی بقیه آن ها می توانند ولتاژ خط را تحمل کنند و همچنین بار مکانیکی خط را تحمل نمایند.در ولتاژهای بالا می توان دو یا سه مقره استوانه ای را به هم متصل نمود. نوع ساخته شده از مواد ترکیبی (Composite Material) این نوع مقره ها دارای خاصیت آب گریزی بوده و آب و آلودگی بر روی سطح مقره پخش نمی شود ، بلکه این آلودگی و رطوبت در یک نقطه روی سطح باقی می ماند و چون تمام سطح مرطوب نمی شود ، می توان مسیر خزشی آن را کوتاه نمود. جریان نشتی این نوع مقره ها خیلی کم است و در مناطق با آلودگی زیاد روی سطح آن ها جرقه زده نمی شود و نیازی به تمیز کردن هم ندارند. این مقره ها ضمن داشتن استقامت مکانیکی بالا از وزن بسیار کمی نیز برخوردارند.مقره های مخصوصبرای مناطق با شرایط آب و هوایی بسیار بد مانند مناطقی که آلودگی صنعتی یا آلودگی آب و هوایی بیش از حد معمول وجود دارد یا مناطقی که مه زیاد وجود دارد یا مناطقی که صاعقه های خطرناک با شیب زیاد وجود دارد ، از مقره های استاندارد معمولی نمی توان استفاده نمود و باید از مقره های با طراحی خاص برای آن مناطق استفاده نمود و باید از مقره های با طراحی خاص برای ان مناطق استفاده نمود. در این نوع مقره ها معمولاً از بشقاب های گودتر استفاده می کنند و داخل بشقاب گود ، چترهای بلندتری به آن داده می شود. در نتیجه فاصله خزش مقره افزایش می یابد و جریان نشتی آن به دلیل طولانی تر شدن مسیر و بزرگ شدن مقاومت سطحی کاهش یافته و دیرتر جرقه سطحی زده می شود (به خاطر آلودگی و رطوبت). همچنین سطح مقره را پر شیب می سازند تا در اثر باران سطح آن به راحتی تمیزتر شود. ز) مقره چرخی : از این مقره ها در خطوط فشار ضعیف 400 ولت استفاده می شود. این مقره ها توسط تسمه فلزی U شکل به نام اتریه و پین واشپیل به پایه های خطوط توزیع هوایی بسته می شوند و سیم هوایی شبکه بر روی شیار چرخی مانند مقره قرار می گیرد و از آن به عنوان مقره کششی نیز استفاده می شود و در دو نوع یک شیاری و دو شیاری استفاده می شود.مقره های اتکایی این مقره ها برای نگهداشتن شین های فشار قوی و دیگر تجهیزات به کار برده می شوند. این مقره ها به شکل استوانه ای چینی توپر یا توخالی ساخته می شوند که برای تأسیساتی که مقره باید نیروی مکانیکی بیشتری را تحمل کند از نوع توخالی آن استفاده می شود. زیرا نوع توپر آن فقط با یک قطر معین و محدودی قابل ساخت است ولی برای افزایش استقامت الکتریکی نوع توخالی آن سوراخ داخل مقره ها به صورت افقی یا عمودی نصب می شوند. مقره های عبوری (بوشینگ ها) برای سرهای خروجی و ورودی دستگاه های فشار قوی ، برای جلوگیری از ایجاد جرقه بین ولتاژ آن خط عبوری و بدنه دستگاه به کار می روند (مثل بوشینگ ترانس ها). این مقره ها به صورت لایه های استوانه ای به کار می روند و نسبت به محیط مورد استفاده ، شکل مقره های عبوری متفاوت است. ساده ترین آن ها استوانه های درهم است. فضای داخل این استوانه های مابقی ، معمولاً توسطگازها یا مایع های عایق پر می شود. در ترانسفورماتورها ، بوشینگ ها حاوی روغن هستند. ارتفاع آن ها برحسب میزان ولتاژ و ارتفاع از زمین متفاوت است. به منظور جلوگیری از ازدیاد حرارت در بوشینگ ها از فیبرهای عایقی در سر بوشینگ ها استفاده می شود زیرا فیبر هدایت حرارتی بهتری نسبت به چنین دارد. آزمایش مقره های خطوط هوایی به طور کلی سه دسته آزمایش بر روی مقره ها انجام می گیرد :1. Type Test : که فقط روی سه عدد مقره انجام می گیرد و صرفاً به خاطر بررسی مشخصات الکتریکی یک مقره است که اساساً بستگی به شکل مقره و جنس و ابعاد آن به طور کلی به طراحی مقره بستگی دارد. این آزمایش ها را فقط یک بار برای تأیید صحت طراحی مقره ها و مقایسه نتایج حاصل با مقادیر تعیین شده توسط استانداردها انجام می دهند. به این آزمایش ها ، آزمایش های تخلیه یا آزمایش های جرقه نیز می گویند (Flashover Test).2. Sample Test (آزمایش های نمونه) : این آزمایش ها بر روی تعدادی از مقره ها که به صورت کاملاً اتفاقی انتخاب می شوند ، انجام می گیرد و به منظور بررسی مشخصات مقره و کیفیت موارد مورد استفاده در آن ها است و در حقیقت معیاری برای پذیرش کیفیت مقره های تولیدی یک تولید کننده است.3. Routine Test (آزمایش های سری) : این آزمایش ها بر روی تک تک تمام مقره های تولید شده در خط تولید شده در خط انجام می گیرد و به منظور خارج شدن مقره هایی که احتمالاً در جریان ساختن آن اشکالی به وجود آمده می باشد. بدین طریق مقره های کاملاً معیوب از خط تولید خارج می شوند. Type Test بر طبق استاندارد بین المللی IECگروه اول آزمایش ها شامل آزمایش های زیر است :1. آزمایش استقامت در برابر ولتاژ ضربه ای ، صاعقه در هوای خشک : این آزمایش در دو حالت انجام می شود :الف) با موج ضربه ای مقاوم : برای هر مقره ای حداکثر دامنه موج ضربه ای استاندارد (که برای امواج صاعقه مدل می شود) باعث ایجاد جرقه بر روی سطح مقره نمی شود را استاندارد مشخص کرده است. البته مقادیر برای شرایط جوی استاندارد داده می شود. حالا اگر شرایط آزمایش از نظر فشار و درجه حرارت و میزان رطوبت متفاوت با شرایط استاندارد باشد ، باید مقادیر فوق را تصحیح نمود. در این آزمایش 15 بار موج ضربه ای استاندارد 1.2/50 μsec به مقره به دفعات متوالی اعمال می شود. فاصله زمانی بین هر بار باید به اندازه کافی باشد تا اثر قبلی از بین رود. دامنه موج ضربه ای همان مقدار مشخص شده در استانداردها با ضریب تصحیح مربوطه است. اگر این آزمایش در هیچ دفعه ای جرقه سطحی روی مقره زده نشود یا تعداد دفعات جرقه سطحی کمتر از 2 بار باشد و سطح مقره ها آسیب کلی نبیند. این آزمایش جواب مثبت داده است. البته اثر جزئی جرقه روی سطح مقره (مثل خش انداختن) مجاز است.ب) با موج ضربه ای با احتمال 50 % جرقه سطحی : دامنه موج ضربه ای استاندارد که با احتمال 50% بر روی سطح مقره جرقه زده می شود در استانداردها مشخص شده است. حالا برای یک مقره مورد آزمایش ، یک موج ضربه ای استاندارد با دامنه Vk نزدیک به سطح تقریبی دامنه ولتاژ جرقه 50% انتخاب می شود. همچنین یک دامنه متغیر ولتاژ ΔV که تقریباً 3% از ولتاژ V است ، انتخاب می گردد. حالا یک موج ضربه ای استاندارد با دامنه VK به مقره اعمال می شود. اگر این موج سبب بروز جرقه سطحی روی مقره نگردید ، دامنه موج ضربه ای بعدی باید Vk + ΔV انتخاب شود که اگر حدود 30 بار و چون ممکن است Vk اولیه خیلی کوچک یا خیلی بزرگ انتخاب شده باشد ، 1 تا 9 آزمایش اول را 30 بار محسوب نمی کنند. اگر هر ولتاژ UV در این آزمایش nV بار تکرار شده باشد ، ولتاژ جرقه سطحی 50% از رابطه زیر بدست می آید :∑nVUV 30مقره به شرطی این قسمت را جواب می دهد که 50%U بدست آمده از رابطه بالا برای آن از 04/1 برابر ولتاژ جرقه مقاوم آن کمتر نباشد و مقره ها در اثر جرقه ای سطحی روی آن ها آسیب کلی نبیند.2. آزمایش استقامت در برابر ولتاژ ضربه ای سوئچینگ در هوای مرطوب :موج ضربه ای برای مدل کردن سوئچینگ ، یک موج ضربه ای 250/2500μsec است که با موج ضربه ای صاعقه متفاوت است و زمان رسیدن به یک مقدار یک و نیم موج پشت آن خیلی بیشتر از موج ضربه ای صاعقه می باشد. در این حالت مقره تحت آزمایش ، زیر بارش یک باران مصنوعی قرار می گیرد. شدت بارش باران باید حداقل بین 1 میلیمتر بر دقیقه تا 2 میلیمتر بر دقیقه باشد و به صورت مورب با زاویه °45 بارش نماید. درجه حرارت محیط هم بین c°15- تا c°15 باشد و مقاومت مخصوص آن در c°20 باید – m Ω 15±100 باشد.مقره باید به مدت 15 دقیقه قبل از شروع تست تحت بارش این باران قرار گیرد ، البته این زمان می تواند کمتر هم باشد ، مخصوصاً زمانی که تست های متوالی انجام می گیرد. در این جا نیز این آزمایش در دو حالت مختلف می تواند انجام بگیرد :الف) با موج ضربه ای با احتمال 50% جرقه سطحی : طریقه آزمایش مانند حالت هوای خشک است (با موج ضربه ای صاعقه) ولی دامنه موج ضربه ای 50% بدست آمده از رابطه نباید کمتر از 085/1 برابر دامنه موج ضربه ای مقاوم تعیین شده در استاندارد برای موج ضربه ای مقاوم تعیین شده در استاندارد مربوط به شرایط جوی استاندارد است که برای شرایط آزمایشگاهی باید در ضرایب تصحیحی ، اصلاح شود.ب) با موج ضربه ای مقاوم : این آزمایش نیز با دامنه موج ضربه ای مقاوم تعیین شده در استاندارد برای 15 بار تکرار می شود و اگر تعداد دفعاتی که جرقه سطحی روی مقره زده می شود بیشتر از 2 بار نباشد این ازمایش جواب مثبت داده است. در این آزمایش نیز نباید سطح مقره ها آسیب کلی ببیند (اثرهای جزئی روی سطح مقره قابل پذیش است).3. آزمایش استقامت در برابر ولتاژ با فرکانس صنعتی در هوای مرطوب Wet Power – Freuency Testدراین لحظه مقره نیز تحت آزمایش در یک شرایط باران مصنوعیمانند حالت قبل قرار می گیرد. متناسب با شرایط جوی زمان آزمایش از نظر فشار و درجه حرارت ، مقدار ولتاژ قابل استفاده مقره را بر اساس مقدار تعیین شده آن در استانداردها بدست می آوریم (با استفاده از ضرایب تصحیح). سپس یک ولتاژ در حدود 75% ولتاژ فوق را به مقره اعمال می کنیم و سپس به تدریج و به آرامی با یک شیب در حدود 2% ولتاژ فوق بر ثانیه ، ولتاژ را افزایش می دهیم تا به مقدار 100% فوق برسد. سپس این ولتاژ را در حدو یک دقیقه بر روی مقره نگه می داریم. طی این آزمایش هیچ گونه جرقه سطحی یا سوراخ شدن مقره نباید اتفاق بیفتد. دراین آزمایش می توان افزایش ولتاژ را هنوز ادامه دهیم تا جرقه سطحی حاصل شود. این آزمایش را 5 بار تکرار می کنیم و مقدار متوسط ولتاژهای جرقه سطحی را به عنوان ولتاژ جرقه هوای مرطوب در ولتاژ سینوسی با فرکانس های صنعتی تعیین کنیم. فرکانس موج سینوسی باید بین 15kv تا 100kv باشد.هر واحد مقره ، نام تولید کننده و سال تولید آن نوشته می شود. همچنین حداکثر قدرت مکانیکی مقره نیز بر روی آن نوشته می شود. مثلاً U300 مقره 300 کیلونیوتنی است. شرایط استاندارد به صورت T = 20°c وP = 760mmHy رطوبت 119 water/m3 = است. قبل از پرداختن به آزمایش هایی که بر روی مقره های نمونه انجام می گیرد ، ساختمان مقره ها را بیان می کنیم ، که به دو دسته تقسیم می شوند :1. نوع A : مقره هایی که طول یا ضخامت کوتاهترین مسیر موجود در داخل آن ها برای سوراخ شدن داخل بدنه مقره حداقل برابر با نصف طول کوتاهترین مسیر جرقه در هوای روی سطح مقره است.2. نوع B : مقره هایی که ضخامت داخل آن ها برای مسیر سوراخ شدن مقره کمتر از نصف طول کوتاهترین مسیر جرقه بر روی سطح مقره در هوا است.آزمایش های روی مقره های نمونه طبق استاندارد (Sample Test) IEC  برای یک محموله ای از مقره های یک نوع با مشخصات یکسان از همه نظر که به وسیله خریدار از تولید کننده مقره خریداری می شود. تعدادی مقره به صورت کاملاً اتفاقی و تصادفی از بین محموله آماده انتخاب می شود و تعدادی آزمایش روی نمونه های انتخابی انجام می شود. در صورتی که نتایج آزمایش ها مثبت باشند ، کیفیت محصول آن ها از طرف خریدار تأیید می شود. تعداد نمونه های انتخابی بر اساس استاندارد IEC به صورت زیر است:با فرض P تعداد مقره های انتخابی به عنوان نمونه و N تعداد کل مقره ها باشد ، آنگاه :1) اگر N < 500 باشد ، P با توافق طرفین تعیین می شود.2) اگر 500 < N < 2000 باشد P = 4 + (1/5N ÷ 1000) است.3) اگر N > 20000 باشد ، P = 14 + (0/75N ÷ 1000) است. آزمایش هایی که بر روی مقره های نمونه انتخاب شده انجام می گیرند ، عبارتند از :1- بررسی سیستم قفل و بست.2- کنترل مقدار وزن مقره ها و ابعاد قسمت های مختلف آن ها.3- آزمایش سیکل حرارتی.4- آزمایش حداکثر تحمل بار الکترومکانیکی (فقط روی مقره های شیشه ای).5- آزمایش حداکثر تحمل بار مکانیکی.6- آزمایش شوک حرارتی (فقط برای مقره های شیشه ای).7- آزمایش تحمل ولتاژ در برابر سوراخ شدن (فقط برای مقره های نوع B).8- آزمایش تخلخل (وجود حفره) (فقط برای مقره های چینی).9- آزمایش میزان گالوانیزه بودن قسمت های فلزی مقره. مقره های نمونه انتخاب شده را طبق استاندارد IEC به دو گروه تقسیم می کنند : گره اول شامل دو سوم تعداد مقره های انتخاب شده و گروه دوم شامل یک سوم تعداد مقره های انتخاب شده است. بر اساس نوع A یا B مقره ها و نوع بشقابی یا اتکایی ، آزمایش های نمونه فوق تعدادی بر روی گروه اول و تعدادی بر روی هر دو گروه انجام می شود.   مقره هایی که بر روی آن ها آزمایش های نمونه صورت می گیرد نباید در سرویس از آن ها استفاده شود.شرح آزمایش 1- بررسی سیستم قفل و بست : در این جا چند آزمایش مختلف برای اطمینان از مکانیزم قفل و بست انجام می گیرد :الف) با اتصال بشقاب ها به همدیگر و تشکیل یک یا چند زنجیره ، خرکت های افقی شبیه به حرکت هایی که در حالت سرویس ممکن است پیدا شود به آن ها داده می شود که اتصال زنجیره ها باید باز شود.ب) اشپیل (Split – Pin) تمام بشقاب ها در موقعیت قفل قرار داده می شود و به وسیله یک دستگاه که نیروی کششی وارد می کنند بار کششی برای حرکت کردن اشپیل هر بشقاب اعمال می شود. برای هر بشقاب این عمل 3 بار تکرار می شود. مقدار این نیرو طبق استاندارد ، بین 50 تا 500 نیوتن بایستی اعمال شود.ج) هشپیل هر مقره یا نیروی کششی حداکثر یعنی 500N کشیده می شود (به وسیله دستگاه کشنده). اشپیل ها در اثر این نیرو نباید از محل قفل به طور کامل خارج شوند.2- کنترل ابعاد مقره (Verification Of Dimensions) :این کنترل ابعاد عبارتند از :الف) اندازه گیری وزن مقره های نمونه و متوسط گیری به عنوان وزن مقره.ب) اندازه گیری قطر خارجی مقره از بالاترین تا پایین ترین نقطه.ج) اندازه گیری ارتفاع مقره از بالاترین تا پایین ترین نقطه.د) اندازه گیری فاصله خزشی مقره ( Creep Age Distance ).ﻫ) کنترل قطر حفره کلاهک و قطر پین فلزی مقره با اشل های استاندارد (اشل هایی که باید داخل حفره بروند یا از قطر پین بگذرند و اشل هایی که نباید بگذرند).3- آزمایش سیکل حرارتی ( Temperature Cycle Test )در این آزمایش یک مخزن آب سرد و یک مخزن آب گرم تهیه می شود. درجه حرارت مخزن آب گرم باید 70°c بیشتر از درجه حرارت مخزن آب سرد باشد و به وسیله یک سیستم اتوماتیک ، درجه حرارت مخزن ها ثابت نگه داشته شوند. مقره های نمونه به مدت T دقیقه در مخزن آب گرم قرار داده می شوند.Aمقره نوع T = 15 + 0/7 m , m = kgجرم مقره بر حسبBمقره نوع T = 15 minبعد از طی زمان فوق ، سریعاً بدون هیچ تأخیری (حداکثر تأخیر 30 ثانیه) و برای مدت زمان T دقیقه نیز در مخزن آب سرد غوطه ور می شوند. این سیکل گرما و سرما 3 بار تکرار می شود. برای مقره های اتکایی به جاب مخزن آب سرد ، باید آن را بعد از خارج کردن از مخزن آب گرم (برای مدت 15 دقیقه در مخزن آب گرم قرار گرفته است) به مدت 15 دقیقه در معرض باران مصنوعی با شدت 3 میلیمتر بر دقیقه قرار می دهیم و این سیکل را 3 بار تکرار می کنیم.شرط پذیرش این آزمایش این است که در پایان هیچ یک از مقره های نمونه ترک خوردگی پیدا نکرده باشند.4- آزمایش تحمل بار الکترومکانیکی ( Electromechanical Failing Load Test) در این آزمایش همزمان با اعمال ولتاژ با فرکانس صنعتی به مقره یک بار مکانیکی کششی نیز به مقره اعمال می شود تا اگر تخلیه الکتریکی داخلی در اثر تخلیه های داخل مقره اتفاق می افتد ، در اثر نیروی کششی اعمال شده به صورت عیب مکانیکی (مثلاً ترک خوردن مقره) مشخص می شود. ولتاژ اعمالی به مقره همان ولتاژ مقاوم با فرکانس صنعتی در هوای مرطوب است. چون در مقره های شیشه ای تخلیه های موضعی داخل مقره کاملاً پیدا است ، لذا این آزمایش برای مقره های شیشه ای انجام نمی شود.5- آزمایش تحمل حداکثر بار مکانیکی ( Mechanical Failing Load Test )در این آزمایش مقره نمونه ، تک تک و به نوبت در داخل دستگاه مخصوص اعمال نیروی کششی قرارگرفته و نیروی کششی اعمالی به آن ها از صفر به طور سریع به مقدار 75% حداکثر تحمل بار مکانیکی نامی مقره افزایش داده می شود. سپس به آرامی در یک مدت زمان معین بین 15 تا 45 ثانیه بار کششی اعمالی را به 100% حداکثر بار مکانیکی می رسانیم. شدت این افزایش به مقدار 35% حداکثر بار مکانیکی نامی در هر دقیقه می باشد.

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:27  توسط ابرام  | 
گوناگون از قدرت گوناگون از قدرت :
توصيه‌هاي ايمني براي مقابله با برق‌گرفتگي
ارسال شده در چهارشنبه 20 خرداد ماه 1388 توسط whiteapple
توصيه هاي ايمني براي مقابله با برق گرفتگي
1. در تعميرات لوازم برقي از افراد مجاز استفاده نماييد
2. پريزهاي برق را با در پوش ايمني محافظت نماييد تا بچه ها آسيب نبينند
3. با دست مرطوب و خيس به اجزاء برق مثل پريز  كليد دست نزنيد
4. در موقع آتش سوزي لوازم الكتريكي مثل كامپيوتر سعي شود يك كپسول 2 كيلو گرمي دي اكسيد كربن در منزل باشد و هميشه بخاطر داشته باشيد در اطفاء حريق لوازم برقي اول قطع و سپس اقدام به اطفاء حريق شود ومناسب ترين وسيله كپسول گاز منواكسيد كربن مي باشد
5. هميشه از لوازم برقي خانه در زمان هاي مختص بازديد و وضعيت روكش سيم ها  دو شاخه را بازديد و رفع نقص نماييد
6. در موقع استفاده تجهيزات سيار  سيم هاي سخت و ارتباط هاي سيم را بطور زياد مراقبت نماييد  از دو شاخه و رابط هاي نو و مادگير براي افزايش طول استفاده نماييد  در ضمن خطر زدگي سيم و ضربات مكانيكي را نيز در نظر داشته باشيد
7. در موقع خارج كردن سيم وسيله برقي هميشه دو شاخه مربوطه را از پريز جدا كنيد و هيچ وقت سيم را نكشيد چون خطر جدا شدن اتصال و خطرات بعدي وجود دارد


8. وسايلي مثل تلويزيون بدليل خطر و وسايلي كه با آب ارتباط دارند مثل سماور برقي  كولر  ماشين لباسشويي
9. در شوفاژ خانه به دليل سيم كشي هاي غير اصولي كه امكان دارد در كف زمين احداث شده باشد و بدليل وضعيت مرطوب و لوله  آب   هميشه در تعميرات خطر برق گرفتگي براي افراد وجود دارد مراقبت کامل نماييد
10. از سه شاخه براي دستگاههاي پر مصرف استفاده نكنيد خطر گرم شدن محل اتصال و مسايل آتش سوزي وجد دارد
11. در مواقعي كه احتمال انتشار گاز در آشپزخانه است از قطع و وصل كليد خودداري نماييد
12. ابزاري مثل دريل خطرات متعددي دارد مثل وضعيت چرخشي در صورت درگيرشدن با شال گردن يا امثالهم و حتي موي سر و حادثه جدي ايجاد نماييد  در ضمن خطر ديگر مته كردن است كه امكان دارد در مسير سيم برق باشد  مشكل بعدي شكسته شدن نوك مته است كه بر اثر عدم مهارت و استفاده صحيح از مته بخصوص شكسته مي شود
13. در موقع تعويض لامپ سوخته بعلت استفاده از نردبان يا صندلي نا مناسب و احتمال  وجود برق هميشه خطر سقوط وجود دارد اين مسئله را جدي بگيريد
14. در مواقع آتش سوزي توجه نماييد آسانسور وسيله مناسبي جهت جابجايي نيست
15. در موقع استفاده از وسائل الكتريكي گرما ساز بخاري هميشه خطر داغ شدن دو شاخه   وسايل مجاور بخاري را در نظر داشته باشيد
16. داشتن ترمينال جعبه تقسيم لوازم مجهز به چندين كليد مينياتور مناسب در محل آشپزخانه كار مناسبي است كه در صورت اتصال فورا قطع شده امكان تغييرات لوازم برقي در حالت برق را مهيا مي سازد

ايمني در مورد تعمييرات و احداث بناي ساختمان
1-  در موقع حفاري و گود برداري بخصوص در قسمتهاي پياده رو مراقبت نماييد كه كابلهاي زير زميني آسيب نبينند
2-جهت كارهاي ساختماني كه احتياج به برق دارد مراقبت نماييد   عوامل ساختماني به تجهيزات برق استفاده غير مجاز و دستكاري نكنند چون در هر صورت شما به عنوان كارفرما در مقابل افراد و اداره مسئول هستيد
3- مسئله حريم سيمهاي برق را جدي بگيريد   چون حوادث منجر به فوت و قطع عضو   بسياري بر اثر اين بي توجهي   اتفاق افتاده است  قبل از زدن داربست و مواردي كه ايجاد خطر دارد حتما با اداره برق منطقه هماهنگ باشيد
4- در عمليات ساختماني مراقبت نماييد كه اشياء فلزي از طبقات به سيم هاي برق برخورد نكند  همچنين اشياو فلزي از بالا و پايين پرتاب نكنيددر حريم سيم هاي برق
5- در زير خطوط فشار قوي اقدام به احداث بنا نكنيد  خطر سرطان بچه ها را تهديد خواهد كرد

ايمني در مورد لوازم اندازه گيري (كنتور)
1- محل كنتور از آسيب هاي مكانيكي و رطوبت حفظ شود
2- فيوزهاي كنتور نبايد دستكاري و اگر نوع فيوز فشنگي است در موقع قطع از سيم با قطر بيشتر يا لوازم ديگري استفاده شود
3- دقت نماييد وقتي فيوز پاي كنتور را قطع مي كنيد   آيا با فازمتر در پريز آزمايش مي شود  فاز متر روشن نمي شود
4- هرگونه دستكاري كنتور و باز كردن پلمپ كنتور تخلف محسوب مي شود
5- محل نصب كنتور برق و كنتور گاز بايستي از يكديگر فاصله مناسب داشته باشند
6- اگر در پايه فيوز بر اثر حرارت داغ و ايجاد جرقه نمود   فورا با احتياط فيوز را باز كرده و به اداره حوادث منطقه جهت اصلاح اطلاع دهيد در اين گونه مواقع معمولا فيوز برداشته و موقتا برق يكسره شده و بايستي در وقت اداري به منطقه مراجعه تا بطور اساسي مشكل اصلاح شود
7- جهت كارهاي جوشكاري به دليل ايجاد نوسان ولتاژ برق از كنتور برق استفاده ننماييد
8- در مواقع ساخت و ساز كه احتياج به تغيير محل كنتور مي باشد  قبل از اقدام به تخريب منطقه برق مراجعه و درخواست جابجائي انشعاب بدهيد
9- با دست مرطوب و خيس به فيوز پاي كنتور دست نزنيد
10- در موقع نظافت در پاركينگ مراقبت نماييد تا آب به تجهيزات برقي و كنتور پاشيده نشود
11- اگر ولتاژ برق شديدا كم شدفورا پريز لوازم برقي را خارج و به منطقه برق خود اطلاع دهيد
12- اگر در قطع برق اقدام به گرفتن برق اضطراري از موتور هاي بنزيني يا گازوييلي مي كنيد، شديدا مراقبت نماييدتا برق اضطراري به شبكه وارد نشود تمامي تمهيدات لازم را در نظر بگيريد
13- بعد از قطع برق و وصل مجدد اگر پريزهاي برق را خارج كرده ايد   كليد هاي آن قطع و به تدريج وارد مدار نماييد
14- در صورتيكه بر اثر نقصي در برق به وسايل الكتريكي شما آسيبي برسد، مراتب را كتبا و شفاهي به منطقه برق اطلاع دهيد  خاطر نشان گردد تعميرات باري توسط مراكز مجاز و كاملا فاكتورها دقيق و در صورت امكان علت عيب ذكر شود  البته كارشناسان اداره برق موضوع را بررسي و در صورت  محق بودن مشترك طبق مقررات انجام مي شود
15- در مواقع طوفان و رعد و برق بهتر است لوازم برقي حساس مثل تلويزيون   يخچال، كامپيوتر را خاموش و از پريز جدا نماييد
16- فيوز پاي كنتور را نبايد افزايش آمپر داد
17- نمراتور كنتور را مراقبت نماييد كه بي حركت نباشد و مراتب را در اين صورت به برق منطقه خود اطلاع دهيد
حريم شبکه 20 كيلو ولت و فشار ضعيف
حريم الکتريکي سيم هاي برق فشار ضعيف از ساختمان و اسکلتها 30/1 متر است و در جاييکه فاصله کافي نيست در مورد فشار ضعيف از سيم روپوش دار استفاده مي شود
حريم الکتريکي سيم هاي برق 20 كيلو ولت از ساختمان و اسکلتها 3 متر است که در داخل شهر ها با 30درصد تخفيف حداقل 10/2متر مي باشد




ايمني در برابر برق
توصيه هاي ايمني
- از دست زدن به بدنه فلزي تاسيسات برقي نظير تابلوهاي برق، پايه هاي فلزي، تسمه هاي متصل به بدنه پايه ها وسيمهاي مهار، جدا خودداري نمائيد.
- صعود از پايه هاي برق خطر سقوط و همچنين برق گرفتگي دارد. به هيچ عنوان مبادرت به صعود از پايه هاي برق ننمائيد.
- از پرتاب اشياء فلزي روي سيمهاي شبكه توسط كودكان جلوگيري نمائيد.
- در صورتيكه درب تابلوهاي برق به هر دليل باز باشد مراتب را به اداره برق اطلاع دهيد و از دست زدن به تجهيزات داخل تابلوهاي برق اكيدا خودداري فرمائيد.
- در صورتيكه سيمهاي شبكه برق بدليل پارگي روي زمين افتاده باشد، ضمن جلوگيري از نزديك شدن افراد به محل و دست زدن به سيم برق، مراتب را سريعا به اداره برق اطلاع دهيد.
- از نصب آنتن با ارتفاع زياد در نزديك شبكه برق بخصوص خطوط 20 كيلوولت خودداري فرمائيد، زيرا در اثر طوفان و يا هر حادثه ديگر روي سيم باعث سوختن تلويزيون و بروز آتش سوزي و برق گرفتگي در منزل خواهد شد.
- از پرتاب سنگ و شكستن مقره هاي شبكه هاي برق و لامپهاي روشنايي معابر توسط كودكان و ساير افراد جلوگيري نمائيد.
- در صورت عدم اطلاع از تعمير و تعويض وسايل برقي حتما به افراد مطلع و اهل فن مراجعه نمائيد.
- وسايل برقي را دور از دسترس كودكان قرار داده و از نصب پريز در ارتفاع پائين خودداري فرمائيد.
- از دستكاري كنتور و كليدهاي مينياتوري استانداردي كه توسط مامورين برق پلمپ ميگردد، خودداري نمائيد.
- هنگام شستشوي ديوارها مراقب باشيد كليدها و پريزها خيس نشوند، زيرا خطر برق گرفتگي وجود دارد. همچنين با دست خيس و پاي برهنه هيچگاه به لوازم برقي دست نزنيد.
- عبور سيم برق و سيم زنگ از لابلاي درب فلزي منزل موجب مي شود كه در صورت لخت شدن سيم، درب برقدار شده و باعث برق گرفتگي گردد.




نحوه استفاده صحيح از برق
- استفاده غير مجاز از برق علاوه بر پرداخت جرايم، خطرات جاني و مالي به دنبال خواهد داشت.
- در صورت بروز اتصالي و ايجاد جرقه در فاصله بين كنتور و شبكه برق فورا فيوز يا كليد مينياتوري را قطع نموده و مراتب را به اتفاقات برق در منطقه خود گزارش نمائيد.
- شماره تلفن اتفاقات برق در منطقه خود را هميشه به خاطر داشته باشيد.
- از بستن وسايل مختلف به تيرهاي برق جدا خودداري نمائيد.
- فيوزها تنها وسيله حفاظتي منزل شما هستند، از دستكاري آنها خودداري نمائيد.
- نصب رله هاي حفاظتي شما را از داشتن فيوز بي نياز نمي سازد.
- از بكار گيري ترانسهاي جوشكاري در منزل خودداري فرمائيد، زيرا ضمن صدمه ديدن كنتور و پرداخت هزينه باعث ايجاد نوسانات برق و آسيب رساندن به لوازم برقي خواهد شد. خواهشمند است در صورت مشاهده به اتفاقات برق اطلاع دهيد.
- از بكار گيري لوازم برقي پرمصرف مانند اتو، بخاري برقي، جاروبرقي، لباسشويي و غيره در پيك بار شبكه (ساعات اوليه شب ) خودداري نمائيد، زيرا در اين ساعات بيشترين كاهش ولتاژ در شبكه به چشم مي خورد كه از جمله عوامل عمده كم شدن عمر دستگاههاي برقي كه با موتور كار مي كنند، مي باشد.
- قبل از اينكه وسايل برقي را به برق وصل نمائيد دوشاخه و سيم ارتباطي آن را از نظر سالم بودن كنترل نموده، ابتدا كليد آن را در حالت قطع قرار داده سپس وسيله را به برق متصل نمائيد.
- هنگام قطع برق دوشاخه وسايل برقي نظير يخچال و فريزر را از پريز خارج نموده و موقع وصل مجدد برق پس از حداقل 4 دقيقه اين وسايل را به برق متصل نمائيد..

اقدامات اوليه هنگام برق گرفتگي
در موقع برق گرفتگي ياري دهنده ضمن خونسردي بايد بي درنگ اقدامات
ذيل را انجام دهد، زيرا در نجات مصدوم ثانيه ها نيز ارزش دارند:
- در اولين فرصت جريان برق را از نزديكترين راه قطع نمائيد.
- اگر امكان قطع جريان برق به راحتي امكانپذير نمي باشد با استفاده از يك قطعه چوب خشك، پارچه خشك، پلاستيك، روزنامه چندبار تا شده، پوشيدن كفش لاستيكي بدون ميخ و يا ساير اشياء عايق در مقابل جريان برق در زير پا، مصدوم را از تماس با برق جدا نمود.
- ياري دهنده در هيچ شرايطي بدون عايق كردن خود نبايد بدن شخص برق گرفته را لمس نمايد، زيرا بي ترديد خود نيز دچار عارضه برق گرفتگي خواهد شد.
بعد از جدا نمودن شخص از جريان برق فورا به مركز اورژانس اطلاع دهيد. از افرادي كه در محل حادثه حضور دارند براي خبر كردن پزشك و آوردن آمبولانس كمك گرفته شود.
- در صورت قطع تنفس و يا ايست قلبي تا رسيدن مامورين امداد با استفاده از تنفس مصنوعي و ماساژ قلبي كمكهاي اوليه را به منظور شروع تنفس انجام دهيد.











1  در معابر عمومي به علايم هشدار دهنده كه روي تابلو هاي برق و تابلو هاي سيار كه كارگران نصب كرده اند توجه و مراقبت نماييد
2- از دستكاري به جعبه هاي انشعاب و باز كردن درب آنها و ساير تجهيزات برقي مثل تابلو هاي برق   پايه هاي فلزي روشنايي   دريچه ترمينال آنها و امثالهم خودداري نماييد
3- در صورتيكه حفاري جهت كابل برق احداث شده و يا كارگران مشغول به كار هستند مراقبت نماييد تا خطري متوجه شما نباشد  ضمنا مسير حفاري كه تا چند روز پر نمي شود به منطقه برق خود اطلاع دهيد
4- در صورت مشاهده هر گونه اتفاق غير منتظره در رابطه با تجهيزات برقي مثل تير شكستگي   آتش سوزي در تجهيزات برقي   سيم پارگي و  مراتب را فورا به اداره حوادث منطقه خود اطلاع دهيد
5- در هواي باراني و مرطوب   تنه درختان و تيرهاي برق بخصوص تيرهاي فلزي را لمس نكنيد
6- از بچه مراقبت نماييد كه به دريچه باز شده پايه هاي روشنايي فلزي نزديك و دستكاري نكنند
7- در جاهاييكه تيرهاي سيماني برق روي هم انباشته شده و خطر لغزش تيرها وجود دارد   بچه ها را محافظت نماييد
8- سيم هاي لخت كه از روي تيرهاي برق به سطح پايين يا زمين افتاده هرگز دست نزنيد
9- مراقبت نماييد   اشياء فلزي مثل آنتن تلويزيون به سيم هاي برق نزديك نشود
10- اشياء فلزي را در ساختمان يا معابر به سيم هاي برق نزديك نكنيد
11- ماشين خود را مقابل بست هاي زميني پارك نكنيد
12- در صورتيكه اختلالي در برق منزل داريد   هرگز تجهيزات برقي بيرون مثل جعبه انشعاب ها را باز و اقدام به تعميير نكنيد و هرگز از تعميرات الكتريكي نخواهيد اين كار را نكنيد
13- ماشين هاي مخصوص مثل جرثقيل و كاميون و كمپرسي در موقع عبور يا مانور به شبكه برق نزديك و ايجاد خطر شود بايستي اين مورد را توجه نماييد
14- در رانندگي دقت نماييد بخصوص در شبها كه وسيله خودرو به تجهيزات برقي اصابت نكند
15- لوله هاي فلزي محافظ كابل جعبه انشعاب و ساير متعلقات را هرگز دست نزنيد
16- چراغ هاي خاموش روشنايي را در اسرع وقت به نگهباني منطقه اطلاع دهيد
17- از شبكه هاي برق اقدام به گرفتن برق غير مجاز نكنيد و ساير تخلفات مشاهده شده را به نگهباني منطقه اطلاع دهيد
18- اگر افرادي در ارتباط با برق مراجعه نماييد كارت شناسايي در خواست و مراقبت نماييد كه افراد مشكوك نباشند
19- در موقع نصب يا جمع آوري تير برق و ترانس برق كه جرثقيل و كارگران مشغول به كار هستند، خطر باز شدن زنجير و ساير خطرات وجود دارد شديدا محوطه خطر را در نظر داشته باشيد
20- ممكن است بر اثر بي احتياطي كارگران برق در لحظاتي درب ورودي تجهيزات برقي باز باشد  مراقبت نماييدكه بچه ها و بزرگترها داخل پست نشوند و تجهيزات برقي را دست نزنند
21- در پشت بام ها مراقبت نماييد در هنگام برف روبي يا ساير موارد مواد به روي سيم هاي برق ريخته نشود ضمن اينكه در رطوبت، پارو و مواد عايق نيز هادي شده و خطر برق گرفتگي و حادثه وجود دارد
22- تير هاي چوبي كه آغشته به مواد سمي هستند  اگر تراشه آن در دست بچه ها بعلت مختلف فرو رود خطرات عفونت دارد  مراقبت نماييد
23- درختاني كه درگير با شبكه هستند بخصوص درختان ميوه مثل توت   براي بچه ها و جوانان كه بالاي درخت رفته اند در مواقعي امكان خطر دارد   مراقب باشيد
24- هرگز روي تير هاي برق و يا درب پست ها و ساير تابلو ها   اعلانات نصب نكنيد اين مسئله بسيار خطرناك است بخصوص نصب آگهي ها روي تير هاي برق كه خطر برق گرفتگي وجود دارد تا بحال چندين حادثه منجر به فوت در اين قبيل موارد مشاهده شده است
25-  كارگران در معابر براي اتصال كابل هاي زمين از قير مذاب استفاده مي نمايند  خطرات قير مذاب بسيار جدي است  به بچه ها و جوانان احتياط با برخورد به اين موارد را ياد آوري كنيد

دستورات ايمني و حفاظت برقكاران
1-  برقكاران موظفند هنگام كار تمام اشياء فلزي از قبيل ساعت  انگشتر  گردنبند و  را از خود دور نمايند
2- در گروههاي دو نفره  انجام كار همزمان در ارتفاع و يا روي تابلو براي بيش از يكنفرممنوع مي باشد و فرد دوم بايد مراقب بر چگونگي اجراي صحيح كار باشد
3-  قطع و وصل مدار بصورت غير استاندارد و به هرگونه روش شخصي ممنوع مي باشد
4-  در مدت زمان انجام كار گروه تعميرات روي تجهيزات الكتريكي  بايستي وسيله نقليه گروه در محل كار آماده باشد
5- در محيط كار بايد نوربه حد كافي موجود باشد
6- در شرايط جوي غير عادي رعد و برق انجام كار روي خطوط برقدار ممنوع است
7- هر گونه تغيير در لوازم ايمني استاندارد شده ممنوع مي باشد
8- در صورت نياز به كار نفر دوم روي يك پايه  صعود و فرود تا استقرار نفر اول ممنوع است
9- در صورتيكه شبكه به طريقي احداث شده باشد كه انجام كار بصورت برقدار ميسر نباشد لازم است قبل از هر گونه عمليات روي شبكه مورد نظر فرم قطع و وصل مدار دريافت گردد
10- افراد اجرايي بايستي از لوازم ايمني و ابزار كار سالم استفاده نمايند
11- هنگام كار حضور سرپرست گروه در محل كار الزامي است
12- افراد گروه اجرايي موظف مي باشند ضمن استفاده از لوازم ايمني و ابزار كار موارد زير را رعايت نمايند الف   تميز و سالم نگهداشتن لوازم ايمني و ابزار كار افراد مي بايستي لوازم ايمني و ابزار كار را سالم و تميز نگهداشته و از بكار بردن لوازم ايمني و ابزار كار معيوب خودداري نمايند 
ب   حمل و كاربرد صحيح لوازم افراد مي بايستي لوازم و ابزار كار را بطور صحيح بكار گرفته و در حمل آن رعايت احتياط را بعمل آورده و از انداختن آنها به اطراف خود داري نمايند
13- در صورت استفاده از خودرو   موتورسيكلت ماشين آلات و ماشين آلات سنگين   رعايت مقررات ايمني و خاص آن الزامي است
در صورت استفاده از موتور سيكلت بايستي از كلاه ايمني استفاده شود
خودرو اتفاقات بايد مجهز به بي سيم  آژير   چراغ گردان  پرژكتور  كپسول اطفاء حريق  فلاشر و كمربند ايمني باشد
در صورت استفاده از نردبان مقررات ايمني و خاص مربوطه الزامي است
در صورت نياز به نردبان با ارتفاع بيش از سه متر ضمن مهار نمودن نردبان به پايه و بصورت عمودي نفر دوم همكاريهاي لازم را به عمل آورد
مجريان موظف مي باشند قبل از اجراي كار و بعد از آن موضوع قطع و وصل نمودن برق مدار را به اطلاع مشتركين برسانند
چنانچه وضعيت شبكه به طريقي باشد كه براي افراد اجرايي اهالي و يا تاسيسات خطر آفرين باشد بايستي شبكه بلافاصله از نزديكترين محل قطع گردد
   برقكار گروه اتفاقات هنگام عزيمت به ماموريت حق رانندگي خودرو اتفاقات را ندارد
  در صورت كار با شبكه بي برق   پس از جدا نمودن شبكه از منبع تغذيه و قطع كليد راه انداز معابر و آزمايشات بي برقي مدار بايستي طرفين محل كار اتصال زمين گردد
   آزمايش الكتريكي بمنظور حصول اطمينان از بي برق بودن مدار با استفاده از ولت سنج ضمن رعايت فاصله مجاز
   بستن دستگاه اتصال زمين موقت در طرفين محل كار و در معرض ديد مجري بطريقي كه تا پايان كار نيازي به جابجايي آن نباشد
تخليه الكتريكي مدار
قبل از وصل نمودن برق مدار اطمينان حاصل شود كه مدار سالم و افراد مشغول كار نمي باشند
كارگران نبايد از سيم مهار  ميخ ها تسمه ها  سيم ها و امثال آن كه ممكن است استحكام كافي نداشته باشد آويزان شوند
دستكش عايق لاستيكي را بدون روكش چرمي نبايد بكار برد
قبل از نصب يا برچيدن هادي يا كابل نيرويي كه بعدا به تيرها و يا تاسيسات مشابه وارد خواهد شد بايد مورد نظر قرار گيرد و اقدام لازم جهت جلوگيري از انهدام اجزاء يا اشيا حامل نيرو به عمل آيد
طنابهايي كه در نزديكي خطوط برقدار مورد استفاده قرار مي گيرند بايد از جنس غير هادي باشند














چنانچه در زمينه برق تخصص نداريد با رعايت نكات ايمني فقط كارهاي ساده اي از قبيل تعويض لامپ هاي معمولي را انجام دهيد و به كارهاي مهمتر كه نياز به تخصص دارد اقدام نماييد
  در محيط مرطوب مانند حمام از وسايل برقي نظير بخاري برقي  سشوار  ريش تراش و ماشين لباسشويي استفاده نكنيد
  به فرزندانتان بياموزيد كه سيم هاي شبكه عمومي برق بدون روكش و فاقد حالت عايق بوده و لذا از نزديك شدن به آنها خودداري نمايند
  حريم برق را رعايت و از سقوط هر نوع ميله فلزي مانند آنتن تلويزيون بر روي شبكه هاي عمومي برق جلوگيري فرماييد
هنگام قطع برق از انجام هر اقدامي ابتدا چند لحظه صبر كنيد اگر در بررسي اوليه متوجه شديد كه قطع برق تنها مربوط به منزل و يا محل كار شما نبوده و بقيه همسايگان نيز دچار مشكل خاموشي شده اند   بنابراين در چنين حالتي با پرهيز از هرگونه دستكاري كنتور و يا تاسيسات برق رساني بلافاصله مراتب را از طريق تلفن هاي مندرج در روي قبوض برق  مصرفي به واحد حوادث برق منطقه مربوطه اطلاع دهيد  در صورتي كه قطع برق فقط مربوط به منزل و يا محل كار شما باشد در آن صورت با احتياط كامل نسبت به بررسي كليد و فيوز نصب شده در زير كنتور اقدام نماييد  اگر قطع برق به علت سوختگي فيوز و يا در اثر عملكرد كليد باشد توصيه مي شود قبل از وصل مجدد كليد و يا فيوز ارتباط كليه وسايل برقي متصل به سيستم داخلي را از طريق قطع كليد وسيله مربوطه و يا كشيدن دو شاخه آن از پريز از سيستم داخلي جدا نموده و سپس نسبت به وصل كليد و يا فيوز قبل از كنتور اقدام نماييد  فراموش نشود پس از برقراري مجدد جريان برق نسبت به وصل آن دسته از لوازم برقي كه كاركرد آنها مورد نياز مي باشد اقدام گردد در صورتي كه پس از بررسي كليد ويا فيوز نصب شده در جوار كنتور مشاهده گرديد كه كليد و يا فيوز سالم است و در حالت وصل مي باشد   اين نشانگر آن است كه قطع برق مربوط به انشعاب قبل از كنتور بوده و در اين مورد هم با پرهيز از هر گونه دستكاري كنتور و يا انشعابات قبل از كنتور مراتب را از طريق همان تلفن هاي مندرج بر روي قبض به واحد حوادث منطقه برق مربوطه اطلاع دهيد اين واحد به طور 24 ساعته و حتي در ايام تعطيل آماده رفع خاموشي از شبكه هاي برق رساني مي باشد  در صورتي كه از تماس با تلفن هاي فوق نتيجه اي حاصل نشد در آن صورت مي توانيد براي پي گيري   مراتب را با دفتر ارتباط مردمي  تلفن هاي 4 8066291  در ميان بگذاريد  اين تلفن ها در مورد پي گيري ساير مشكلات لاينحل مانده مشتركين با منطقه برق هم مي تواند مورد استفاده قرار بگيرد








خطرات برق در خانه
آيا مي توانيد يك روز بدون استفاده از برق زندگي كنيد؟
حتي تصور زندگي بدون برق مشكل است برق يكي از نعمات خداست كه با همت و زحمت كاركنان مجموعه صنعت برق توليد و توزيع مي شود و در اختيار مصرف كنندگان قرار ميگيريد.
استفاده از برق بايد با رعايت نكات ايمني همراه باشد و بايد افراد خانواده با خطرات برق و روش صحيح استفاده از برق آشنا باشند.
خطرات استفاده غيراصولي از برق عبارتنداز:
برق گرفتگي،سوختگي،آتش سوزي و صدمات ناشي از پرتاب شدن

برق گرفتگي چيست؟
قرار گرفتن دو نقطه از بدن در مسير جريان برق موجب عبور جريان از بدن مي شود و با توجه به شدت و مدت عبور جريان برق گرفتگي بوجود ميآيد و ممكن است عواقب مختلفي نظير مرگ ناشي از ايست قلبي- سوختگي داخلي- سوختگي خارجي بدنبال داشته باشد. بعد از برق گرفتگي ممكن است كليه ها از كار بيفتد يا دست ها بدليل سوختگي داخلي قطع شوند و يا بعلت پرتاب شدن(بعلت لرزش ناشي از برق گرفتگي)استخوانها دچار شكستگي گردند.

چگونه برق گرفتگي بوجود ميآيد
تمامي سطح زمين- ديوارها- كف اتاقها در تمامي طبقات بعنوان يك نقطه از سيستم برق محسوب مي شود و اگر نقطه اي از بدن موجود زنده از يك طرف به زمين يا ديوارها وصل باشد و از طرف ديگر به سيم برق (فاز يا نول)يا بدنه فلزي دستگاه برقي (يخچال - كولر- چرخ گوشت)تماس داشته باشد جريان برق از بدن عبور مي كند.بنابراين براي جلوگيري از برق گرفتگي بايستي اولاً از تماس مستقيم با سيمهاي برق (فازيا نول).با تماس غير مستقيم (بدنه فلزي دستگاههاي برقي كه ممكن است اتصال داخلي داشته باشند)جلوگيري كنيم و ثانياً اينكه هر وقت با وسايل برقي تماس داشته باشيم(درب يخچال- بدنه-كولر- چرخ گوشت و..) سعي كنيم از تماس دست يا پا به ديوار يا كف اتاق يا بدنه فلزي كابينت ها خودداري كنيم.
رعايت موارد ذيل از برق گرفتگي جلوگيري مي كند
1- سيستم وسايل برقي بايد كاملاً سالم باشنداگر طول سيم يا دو نقطه انتهايي كه به دو شاخه يا مادگي وصل شده دچار بريدگي شده باشد استفاده از آن سيم بسيار خطرناك مي باشد.
2- هنگام وصل كردن سيم دستگاه برقي اول انتهاي سيم(مادگي)كه به دستگاه وصل مي شود در محل خود نصب گردد و بعد از آن دو شاخه به پريز برق وصل شود.
3- هنگام وصل نمودن دو شاخه به پريز بدنه سخت دو شاخه را با دو انگشت بگيريد و از تماس كف دست با سيم خودداري كنيد.
4- هنگام بيرون كشيدن دو شاخه از پريز اول دستگاه را خاموش كنيد ثانياً دو انگشت دست چپ را در دو طرف پريز قرار دهيد و با دو انگشت دست ديگر قسمت سخت دو شاخه را بگيريد و از پريز برق جدا كنيد (از كشيدن سيم جداً خودداري كنيد)
5- هنگام باز كردن درب يخچال و يا استفاده از لوازم برقي در آشپزخانه حتماً دمپايي لاستيكي بپوشيد و از تماس همزمان هر دو دست بوسيله برقي و ديوارها خودداري كنيد.
6- هنگام شستشوي كف آشپزخانه كليه وسايل برقي را از برق جدا كنيد و سعي كنيد از پاشيده شدن آب به روي وسايل برقي خودداري شود و تازماني كه كاملاً كف آشپزخانه خشك نشده از وصل مجدد وسيله برقي به برق خودداري كنيد.
7- براي شستن ديوارهاي آشپزخانه از پاشيدن آب خودداري كنيد فقط با دستمال خيس روي ديوار بكشيد و در نزديكي پريزها و كليدها دستمال بايد مرطوب باشد.
8- براي تعويض لامپها ابتدا كليد را روي حالت خاموش قراردهيد و با استفاده از چهارپايه سالم و مناسب به نحوي كه با استقرار روي آن دستها كاملاً آزاد باشد با يك دست قسمت عايق سر پيچ (هلدر)را نگه داريد و با دست ديگر لامپ را باز كنيد و يا لامپ را نصب كنيد.
9- اگر سيم هاي شبكه برق كه در كوچه و خيابانها روي پايه ها نصب شده اند پاره شده و روي زمين افتاده از دست زدن به آنها خودداري كنيد و موضوع را به اتفاقات برق اطلاع دهيد.
10-اگر سيم هاي شبكه نزديك دريچه يا پشت بام باشد و امكان دسترسي به آنها وجود دارد از دست زدن به آنها خودداري كنيد و به اتفاقات برق اطلاع دهيد.

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:26  توسط ابرام  | 
گوناگون از قدرت گوناگون از قدرت :
مطلب: آشنایی با تعاریف و تجهیزات مورد استفاده در برق قدرت
ارسال شده در جمعه 29 خرداد ماه 1388 توسط whiteapple
CT
چون جریان خطوط زیاد می باشد و نمی توان مستقیما آن را اندازه گرفت با استفاده ازاین دستگاه از جریان نمونه برداری میکنند.این دستگاه به صورت سری در مدار قرار می گیرد.همچنین برای ایزوله شدن شبکه های فشار قوی از سیتم های اندازه گیری و حفاظت از این وسیله استفاده می شود.
CVT
به موازات برقگير اين دستگاه نصب مي گردد و علت استفاده آن براي سد كننده فركانس 50 هرتز براي سيستم مخابراتي و اندازه گيري ولتاژ و محافظت براي رله ها مورد استفاده قرار مي گيرد و فرق آن باPT اين است كه پي تي فقط براي اندازه گيري و حفاظت مورد استفاده قرار مي گيرد.
PLC
روشی است که سیگنال های مخابراتی را از یک پست یا نیروگاه توسط خطوط فشار قوی ارسال کرده و در پست یا نیروگاه دیگر دریافت می کنند.


PT
چون ولتاژ خطوط زیاد می باشد و نمی توان مستقیما آن را اندازه گرفت با استفاده ازاین دستگاه از ولتاژ نمونه برداری میکنند.این دستگاه به صورت موازی در مدار قرار می گیرد.همچنین برای حفاظتی که نیاز به نمونه ولتاژ مانند رله های ولتاژی مانند رله های اندر ولتاژ یا آور ولتاژ و رله دیستانس دارد استفاده می شود.
REF رله
این رله مشابه رله دیفرانسیل می باشد و برای اتصالیهای فاز با زمین در داخل ترانس به کار می رود و به طور جداگانه در دو طرف ترانس نصب می شود.
SF6 كليد
كليدي كه در آن براي خاموش كردن جرقه ناشي از قطع و وصل از گاز خاموش كننده ای استفاده مي شود كه آن گاز SF6
ناميده مي شود.
V.A
برای نشان دادن قدرت ترانس از واحد ولت آمپر استفاده می شود.(توان ظاهري)
V.A.R
واحد اندازه گیری توان راکتیو می باشد.

استراکچر
استراکچر پایه های فلزی که نگهدارنده تجهیزات در پست می باشند.
آلارم
به محض عملکرد رله یا به وجود آمدن شرایط غیر عادی در مدار این دستگاه با به صدا در آوردن آژیر اپراتور را از وجود شرایط غیر عادی مطلع می کند.
آمپر
واحد اندازه گیری جریان آمپر می باشد.
آمپرمتر
برای اندازه گیری جریان از آمپرمتر استفاده می شود که این دستگاه به صورت سری در مدار قرار می گیرد.
اونت ركوردر
دستگاهي است كه وقايع وحادثه هارادر پستها ثبت مي كند.
اينكامينگ
ورودي ترانس مي باشد.(خروجي اصلي ترانس كه كليه فيدرهاي خروجي از آن تغذيه مي شوند).
اینتر لاک
برای جلوگیری ازمانور اشتباه معمولا بین سکسیونرها و بریکر چفت و بست مکانیکی یا الکتریکی قرار می گیرد.كه از آن به عنوان اينترلاك نام برده مي شود.
اینورتر
این دستگاه ولتاژ مستقیم را به متناوب تبدیل می کند. مورد استفاده آن برای مصارف اضطراری و پر اهمیت در پست می باشد.
باطری
به مجموعه ای از سلول ها که در آنها فعل و انفعالات الکترو شیمیایی قابل رفت و برگشت صورت می گیرد باطری می گویند که هر سلول متشکل از صفحات مثبت و منفی و ماده ای بنام الکترولیت که محلول از 8 قسمت آب و 3قسمت اسید سولفوریک غلیظ می باشد.
باطری خانه
محل قرار گرفتن باطري در پست را باطريخانه گويند.

برقگیر
به منظور حفاظت از شبكه در مقابل اضافه ولتاژها وتخليه آنها به زمين از برق گير استفاده مي شود .اضافه ولتاژهائي كه در شبكه ايجاد مي شوند يا ناشي از عوامل خارجي بوده نظير ساعقه ويا ناشي از اختلالات داخلي سيستم نظير– قطع ناگهان بار-. سوئيچينگ- اتصال كوتاه،عدم تنظيم ريگلاتوري ولتاژ وغيره
.برقگیر در ابتدای پست وطرفين ترانس و در شبکه توزیع در ابتدای خط و در مسیر خط نصب می شود.
بریکر
کلید قدرتی است که در موقع لزوم جريان عادي شبكه ودر موقع خطا جريان اتصال كوتاه وجريان زمين را سريع قطع نمايد این کلید قطع جریان را در یک فضای عایق انجام می دهد بنابراین این کلید میتواند در زیر بار قطع کند.
كپسول اطفاء حريق
كپسول هايي كه در پست نصب گرديده و در داخل آن مواد خاموش كننده آتش مانند پودر و گاز مي باشد و براي خاموش كردن انواع آتش از آن استفاده مي شود.
بی سیم

بی سیم دستگاهی که برای ارتباطات صوتی استفاده می شود.
پارالل کردن ترانس یا ژنراتور
یعنی موازی کردن دو ترانس فورماتور یا دو ژنراتور با هم که هدف از پارالل کردن بالا بردن ضریب اطمینان شبکه و تعدیل بار بین خطوط و ترانس ها وژنراتورها و استفاده مناسب از قدرت و ظرفیت تجهیزات می باشد.
پست
محلی که در آنجا تبدیل ولتاژ انجام گرفته یا کلید زنی صورت می پذیرد.
پلاک ترانس
پلاکی است که بر روی ترانس نصب می شود و اطلاعاتی را در مورد ترانس از قبیل ضریب قدرت سیم بندی ترانس سال ساخت کشور سازنده ولتاژ وجریان نامی و...را نشان می دهد.
تپ چنجر
وسیله ای است که با تغییر دادن سبب تغییر ولتاژ خروجی ترانس می گردد.این وسیله بیشتر در طرف فشار قوی ترانس نصب می شود.
ترانس مصرف داخلی
برای مصرف داخلی پست(،روشنایی،شارژر،تغذیه رله ها وتجهیزات ارتباطات راه دوراز اين ترانس) استفاده مي شود.
ترانس نولساز
به منظور ایجاد نقطه نول مصنوعی و در طرف مثلث ترانس ها و حفاظت ثانویه ترانس از ترانس نولساز استفاده می شود.
ترانسفورماتور
وسیله ای است که انرژی الکتریکی توسط القاء متقابل تبديل مي كنند و می تواند ولتاژ کم را به زیاد و بالعکس تبدیل نماید.
ترمومتر
برای اندازه گیری درجه حرارت از این دستگاه استفاده می شود
تست پلاك
ترمينال هايي است كه در مواقع تست و تنظيم رله ها مورد استفاده قرار مي گيرد تا نيازي به قطع بريكر نباشد.
استیک
وسیله عایقی است برای باز یا بستن فیوز کتد یا گراند سیار از آن استفاده می شود.
خازن
جهت بالا بردن ولتاژ،جهت جبران بار راکتیو كه در پستهاي فوق توضيع استفاده ميگردد.
خط انتقال
جهت انتقال جریان برق،جهت تبادل اطلاعات و جهت تبادل پیام با نصب سیستم PLC
ديسپاچينگ
مركز كنترل پستهاي انتقال و نيروگاهها ميباشد.(ثبت وقايع ايستگاهها،فرمان قطع و وصل ،روئيت مقادير (جريان و ولتاژو...)).از وظائف آنهاست
دیزلخانه
جهت تامين مصرف داخلي پست در زماني كه پست بي برق شده باشد
دیفکت
در صورت به وجود آمدن اشكالي در تجهيزات جهت رفع عيب آن اين برگ تكميل و به گروه تعميرات ارجاع داده مي شودتا رسيدگي گرددو رفع عيب شود.
رادیاتور ترانس
مخزنی است که در آن آب یا روغن در حال گردش وجود دارد که در اثر گردش دررادياتورآب يا روغن خنک شده و باعث خنك شدن ترانس مي شود.
راکتور
به منظور کاهش ولتاژ شبکه در مواقع افزایش ولتاژ شبکه(غیر عادی شدن ولتاژ) از راکتورها که جذب کننده بار راکتیو هستند استفاده می گردد.( جهت کاهش ولتاژ).
رله استند بای
وقتی که یک اتصال زمین بر روی فیدرهای خروجی باقیمانده و حفاظت فیدرهای مذکور عمل نکند این رله به عنوان پشتیبان حفاظت ها عمل کرده وفرمان قطع را به طرف اولیه و ثانویه ترانس داده و باعث خارج شدن ترانس
می شود.
رله بوخهلتس
این رله بین مخزن ترانس و کنسرواتور نصب می گردد.در اتصالی های شدید داخلي ترانس گازهای زیاد همراه با جهش روغن ایجاد شده که فشار حاصله در رله بوخهلتس باعث عملکرد رله و تریپ ترانس می شود.
رله تانک پروتکشن
برای حفاظت ترانس در مقابل اتصالی با بدنه از آن استفاده می شود.
رله جریان زمین
رله اي است که مانند رله جریان زیاد عمل می کند و اتصالیهای فاز به زمین را تشخیص داده و عمل می کند.
رله جریان زیاد
وقتی که جریان ورودی رله از ستینگ آن بالاتر رود این دستگاه بدون تاخیر فرمان لازم را صادر می کند.
رله جهتی
از جنس رله های توانی می باشند که بر اساس زاویه بین بردارهای ولتاژ وجریان عمل می کند.مانند رله جریان توان که برای جلوگیری کردن از موتوری شدن ژنراتور به کار می رود.
رله حفاظتی
دستگاهی که به طور خودکار جهت تشخیص خطا در شبکه، حس کردن خطا،نشان دادن خطا وفرمان جدا کردن بخش معیوب بکار می رود.
رله دیستانس
از لحاظ هر پست هر نقطه از شبکه دارای یک امپدلنس می باشد.که با به وجود آمدن خطا جای این نقاط در صفحه جابجا می شود باشناسایی جابجایی این نقاط می توان به خطا پی برد وآن را شناسایی کرد.این رله معمولا دارای سه ناحیه عملکرد می باشدو بر روي خطوط انتقال نصب ميگردد و نقطه اتصالي بوجود آمده بر روي خط را مشخص مي نمايد
رله دیفرانسیل
با نمونه برداری از جریانهای دو طرف ناحیه حفاظت شده و مقایسه آن با یک مقدار مشخص شده می تواند خطا را شناسایی و فرمان لازم را صادر کند.
رله ريكلوزر
اين رله بر روي خطوط نصب ميگردد تا درهنگام قطع در صورتي كه علت قطع گذرا و لحظه اي بوده بعد از مدت زمان تعريف شده روي آن فرمان وصل را به صورت اتوماتيك صادرنمايد.
رله فشار شكن
در صورتيكه فشارروغن يا گاز از حد تعريف شده بيشتر شود اين رله باعث تخليه اضافه فشار مي شود.
رله های توانی
این رله ها بر اساس توان عمل می کنند به عنوان مثال رله هایی که جهت توان را اندازه گیری می کنندیا رله هایی که توان اکتیو و راکتیو را اندازه گیری می کند.
رله کمبود ولتاژ
این رله هنگامی عمل می کند که ولتاژاز مقدار نامی پایین تر بیاید.معمولا آن را روی 80% مقدار نامی تنظیم می کنند.
سكسيونرسر خط
جهت باز كردن خط از پست در صورتي كه جريان از روي خط برداشته شده باشد و بريكر در ايستگاه مربوطه قطع باشد.
سکسیونر
کلید قدرتی است که برای قطع و وصل ولتاژبه کار می رود این کلید نمی تواند جریان برق را در زیر بار قطع کند.
سکسیونر ارت

به منظور ایمنی افرادی که روی خط انتقال و تجهیزات پست کار می کنند و همچنین تخلیه بارهای باقی مانده روی خطوط در ابتدای خطوط وپست های فشار قوی از سکسیونر ارت استفاده می شود.
سکسیونر بای پاس
سکسیونری است كه برای ارتباط بین دو باس بار از آن استفاده می کنند.
سیستم خنک کنندگی ترانس
جهت کاهش درجه حرارت ترانس ها و افزایش بازدهی و راندمان ترانسها از سیستم خنک کنندگی مختلفی بسته به قدرت و نوع ترانسها به کارگرفته می شود
سیلیکاژل
جهت جلو گيري از نفوظ رطوبت به ترانس ها از سنگ سیلیکاژل استفاده می شود در حالت عادی رنگ آن آبی می باشد و در صورت تغییر رنگ آن باید تعویض گردد.
شین یا باس بار
تمام سیم ها و کابل های یک نیروگاه یا ایستگاه که ولتاژ مساوی دارند با یک شمش یا باسبار در هر فاز به هم متصل می شوند و سپس با تبدیل ولتاژتوسط ترانسفورماتور به ولتاژدیگر تبدیل و به باسبارهای دیگر منتقل می شود.
صفحات هم پتانسيل
شبكه هاي آهني هستندكه زير پاي اپراتورها در بعضي نقاط مانند زير سكسيونرها و بريكرها براي از بين بردن ولتاژ تماس مورد استفاده قرار مي گيرد.
صفحه آلارم
صفحه ای است که دارای چراغهایی در هر خانه است که در آن عملکر رله ها و تجهیزات حفاظتی نشان داده می شود و به محض عمل کردن رله چراغ مربوط به آن رله در صفحه آلارم روشن می شود.
ضريب قدرت
ضريب قدرت يا كسينوس في ،كسينوس زاويه بين بردار توان اكتيو و توان ظاهري مي باشد.
فاز متر
وسیله است که دارای لامپ مخصوص می باشد و با تماس با خطوط انتقال با روشن یا خاموش شدن این لامپ می توان به برقدار یا بی برق بودن خط پی برد.
فالت رکوردر
دستگاهی است که برای ثپت کردن خطاهای به وجود آمده ازآن استفاده می شود.اين دستگاه خطا ها را به صورت نموداري ثبت مي كند.
فایر باکس
شامل یک جعبه می باشد جهت اتفا حريق که در داخل آن یک قرقره بزرگ و یک سر لوله با تعداد معینی لوله نواری در اندازه 20 متری وجود دارد این جعبه به صورت عمودی یا افقی نصب می شود.و بهترین فاصله برای نصب ان در داخل از کف تقریبا 70 سانتی متر است.
فرم اجازه کار
مسئول ايستگاه با روئيت فرم درخواست انجام كار كه به تاييد گروه تعميرات ،بهره برداري،ديسپاچينگ رسيده باشد فرم اجازه كار صادر مي نمايد و مشخص كننده محل هاي قطع تجهيزات همراه با حصار كشي و قفل تجهيزات خاموش شده تحويل گروه تعميرات مي نمايد.
فرم درخواست انجام کار
اين فرم داراي سه قسمت 1-درخواست گروه تعميرات 2-تاييد بهره برداري3-تاييد ديسپاچينگ مي باشد كه در تاريخ مشخص شده و مدت زمان انجام كار و مشخص شدن تجهيزاتي كه قطع شوند مي باشد و توسط گروه تعميرات به ايستگاه آورده مي شود.
فرکاس متر
برای اندازه گیری فرکانس شبکه از فرکانس متر استفاده می شود.این دستگاه به صورت موازی در مدار نصب می شود واحد فرکانس هرتز می باشد.
فرکانس
تعداد سیکل های صورت گرفته را در مدت زمان یک ثانیه فرکانس گویند. واحد فرکانس هرتز می باشد
فن
وسیله ای است که با انرژِی الکتریکی هوا را به سمت ترانس می دمد تا ترانس خنک شود.
فن ترانس

وسیله ای است که جهت خنک کردن سیم پیچ ترانس ازآن استفاده می شود و به دو صورت اتوماتیک و دستی در مدار قرار می گیرد.
قدرت نامی ترانس
قدرت اسمی ترانس مساوی حاصل ضرب جریان ثانویه اسمی و ولتاژ ثانویه اسمي می باشد. مقادیر استاندارد قدرت اسمي عبارتند از 2.5-5-10-15-30
كارت حفاظت دستگاه
كارتي كه براي حفظ دستگاه از آسيب بيشتر وپايداري شبكه برق و جلوگيري از صدمات جنبي مورد استفاده قرار مي گيرد.كاربرد آن در زماني است كه مسئول ايستگاه وضعيت نا مطلوبي را مشاهده كند،براي جلوگيري از صدمات بيشتر اين كارت صادر مي شود و بر روي كليد قطع و وصل تجهيز قرار مي گيرد.
كارت حفاظت شخصي
كارتي كه براي صدور آن عمليات بي برق شدن و جداسازي صورت مي گيرد،درنتيجه اين عمليات محيط كار ايمن مي شود.مورد كاربرد آن زماني است كه گروههاي تعميراتي تصميم به تعمير بخشي از سيستم را مي گيرندبا تكميل كارت با هماهنگي امورهاي ذيزبط بدون انرژي برق گرديده و با حصاركشي تحويل گروه متقاضي مي گردد.
گراند سیار
در مواقعی مانند کار گروه تعمیرات بر روی خطوط بعد از بی برق کردن خط ها
،جهت اطمینان از بی برق بودن خط و تخلیه بار های الکتریکی احتمالی به زمین از گراند سیار استفاده می کنند.
گروه برداری
اتصالات مختلف برای ترانس وجود دارد که به 4 گروه عمده تقسیم می شود ، که طرف فشار قوی ترانس با حرف بزرگ ،طرف فشار ضعيف با حرف كوچك و عدد نشان داده شده كه در عدد 30 ضرب مي شود و حاصل ضرب بدست آمده نشان دهنده زاويه اختلاف فاز بين ولتاژهاي طرف اوليه و ثانويه ترانس مي باشد.
گیج روغن
برای نشان دادن سطح روغن ترانس از این دستگاه که بر روی ترانس نصب است استفاده می شود.
لاین تراپ
این دستگاه سیم پیچ قطوری است که با یک خازن موازی شده است و در داخل سیم پیچ استوانه شکل قرار دارد و با آن موازی است و چون خازن با سیم پیچ موازی می باشد فقط در یک فرکانس خاص بنام فرکانس تشدید جریان مینیمم می شود.اگر مقدار سلف و خازن را طوری انتخاب کنیم که فرکانس تشدید روی فرکانس کاربر بیفتد، آنوقت سیگنال های مخابراتی چون جریان خیلی کم می شود نمی تواند وارد پست شودولی برق فشار قوی (50 هرتز) چون جریانش خیلی بالا است وارد پست می شود.
مقره
برای اتصال هادی های خطوط انتقال به دکل های که دارای ولتاژ زیادی نسبت به بدنه دکل و نسبت به یکدیگر می باشند از وسایل مجزا کننده استفاده می شود.که این وسایل عمدتا به صورت مقره استفاده می شود.
میتر
دستگاهی است که برای اندازه گیری ولتاژ،جریان،بار اکتیو،راکتیو ،فرکانس و....استفاده می شود.
نسبت تبديل
كميت الكتريكي كه براي تبديل ولتاژ يا جريان به مقادير كمتر يا بيشتر مورد نظر مورد استفاده قرار مي گيرد.
نمراتور برقگیر
سنجش تعداد عملکرد برق گیر را نشان می دهد که به منظور تخمین باقی مانده عمر برقگیر و تعیین محل عبور خط از نظر تعداد دفعات رعد و برق و اضافه ولتاژها از آن استفاده می شود.
هرتز
واحد اندازه گیری فرکانس هرتز می باشد
وات
واحد اندازه گیری توان اکتیو می باشد.
وات متر
برای اندازه گیری توان حقیقی یا اکتیو از وات متر استفاده می شود.وات متر یک سیم پیچ جریان که به طور سری در مدار قرار می گیرئ و در یک سیم پیچ ولتاژ که به صورت موازی در مدار قرار می گیرد، می باشد.
ولت
واحد اندازه گیری ولتاژ می باشد

ولت متر
برای اندازه گیری ولتاژ ، باید ولت متر را به صورت موازی با آن قرار داده، در صورتی که بخواهیم ولتاژ شبکه را در تابلو اندازه گیری کنیم بایستی دو سر ولت متر را در شبکه فشار ضعیف به شین های مورد نظر و در مورد شبکه های فشار قوی از طریق ثانویه ترانس ولتاژها به ولت متر اتصال دارد.
ولتاژ یا جریان نامی
حداكثر ولتاژ يا جرياني است كه در حالت كار نرمال سيستم به شبكه اعمال شده و تجهيزات مي توانند به طور دائم آن را تحمل نمايند.
کابل
هر نوع هادی که بتواند جریان برق را از داخل خود عبور داده و توسط مداری از محیط اطراف خود عایق شده باشد بطوریکه ولتاژ روی سطح عایق نسبت به زمین برابر صفرو سطح سیم یا هادی نسبت به زمین دارای ولتاژ فازی باشد کابل نامیده می شود.
کارت احتیاط
كارتي است كه براي صدور آن عمليات بي برق شدن وجداسازي صورت نمي گيرد،در نتيجه هيچ حفاظتي را تضمين نمي كند.كاربرد آن در شرايطي است كه گروههاي يي در كنار خطوط گرم مي خواهند مشغول به كار شوند اين كارت توسط متقاضي از ايستگاه درخواست مي شود و مفهوم آن اينست كه اگر حين كار گروه در طول خط،كليد خط در ايستگاه قطع شد كليد خط در ايستگاه بدون هماهنگي با متقاضي صدور كارت نبايد وصل گردد.
کارت فرم ضمانتنامه
كارتي كه براي صدور آن عمليات بي برق شدن و جداسازي صورت مي گيرد،درنتيجه اين عمليات محيط كار ايمن و تضمين مي شود.كاربرد اين كارت زماني است كه گروههاي تعميراتي تصميم به تعميربخشي از سيستم را مي گيرند. بعد از تكميل كارت اين بخش با هماهنگي امورهاي ذيربط و بدون انرژي نمودن قسمت هاي الكتريكي و غير فعال نمودن قسمت هاي مكانيكي و با حصار كشي و قفل به تجهيزات تحويل گروه متقاضي مي شود.
کسینوس فی متر
در نیروگاه ها و کارخانجات بزرگ باید ضریب قدرت مدار تحت کنترل باشد که برای اندازه گیری آن از کسینوس فی متر استفاده می شود.این دستگاه دارای دو سیم پیچ متحرک و یک سیم پیچ ثابت می باشد.سیم پیچ ثابت سر راه جریان و سیم پیچ های متحرک به صورت موازی در مدار قرار می گیرند.
کمپرسور
برای فشرده شدن هوا و ذخیره شدن در یک تانک مورد استفاده قرار میگیرد تا با صدور فرمان به میله متحرک کلید منتقل شود و باعث قطع و وصل کلید های نوع خلا شود.
کنتاکتور
کلید های الکترو مغناطیسی هستند که مهمترین جزء مدارهای فرمان می باشند که تشکیل شده از یک مغناطیس الکتریکی که یک قسمت از هسته آن متحرک بوده و توسط فنری از قسمت ثابت جدا نگه داشته می شود و یک سری کنتاکت عایق شده از یکدیگر به آن متصل می باشند و با آن حرکت می کنند.
کنتور
برای اندازه گیری انرژی اکتیو و راکتیو از کنتورها استفاده می شود.اتصال کنتورها در شبکه فشار ضعیف به صورت مستقیم و در شبکه های ولتاژ بالا از طریق ترانس های ولتاژ وجریان انجام می گیرد.
کنورتور
این دستگاه ولتاژمتناوب را به مستقیم تیدیل می کند.مورد استفاده آن برای یکسو سازها و شارژر می باشد.
کوپلینگ
کلید قدرتی است که برای ارتباط دو باس سکشن از آن استفاده می شود.
TCS رله
رله نظارت كننده برعملكرد قطع و وصل بوبين مي باشد.
نقشه تك خطي
نقشه تك خطي نقشه تك خطي تجهيزات كل ايستگاه مي باشد.كه شماره ديسپاچينگي آن با موقعيت نصب آن در نقشه مشخص شده است.
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:25  توسط ابرام  | 
گوناگون از قدرت گوناگون از قدرت :
مطلب: مقره هاي سيليكون رابر
ارسال شده در جمعه 5 تير ماه 1388 توسط whiteapple
مقره هاي سيليكون رابر چيست و چه مزايايي دارد؟مقره‌هاي سيليكون رابر از جمله ابزارها و تجهيزاتي هستند كه كاربردهاي مناسبي را در شبكه توزيع كشور دارند.
در مقاله علمي زير كه به وسيله رضا امامي تهيه شده و ويژگيهاي مقره‌هاي سيليكون رابر و امتيازات آن مطرح شده است. تا چندي قبل مقره‌هاي كامپوزيت به خاطر نشكن‌بودن جايگزين مقره‌هاي نسل قبل از خود شد، اما رفته رفته در حين بهره‌برداري خواص مختلفي از خود نشان داد كه باعث شد بازار تقاضا مقره‌هاي سيليكون رابر افزايش چشمگيري پيدا كند. سيليكون به خاطر خاصيت منحصر به فرد Hydrophobic خود قابليتهاي بهتري را در شرايط مختلفي از خود نشان مي‌هد. پوشش سيليكون در مقايسه با انواع ديگر مقره‌هاي كامپوزيتي مورد استفاده بيشتري قرار گرفته است. خاصيت Hydrophobic از تشكيل يك نوار آب بر روي سطح سيليكون جلوگيري مي‌كند و آب بر روي آن به صورت قطره قطره باقي مي‌ماند. به همين دليل مقاومت سطحي آن كاهش پيدا نمي‌كند و احتمال ايجاد آرك در اين نوع مقره‌ها به حداقل مي‌رسد.
پيوند قوي مولكولي سيليكون باعث مي‌شود كه اگر لايه‌اي از آلودگي يا غبار بر روي سطح آن بنشيند مولكولهاي سيليكون به سمت بالا حركت كرده و لايه زايد را دربربگيرند به خاطر همين طرح خارجي پوشش همواره سيليكوني است به اين عمل خاصيت بازيافت (RECOVERY) مي‌گويند.


با توجه به نكات بالا بهترين انتخاب براي مناطق با آلودگيهاي مختلف و زياد و يا غبارآلود استفاده از پوششهاي سيليكوني است.
استفاده از مقره‌هاي سيليكوني باعث كم شدن هزينه شست‌وشو
و نگهداري مي‌شود.
برتري ديگر مقره‌هاي سيليكوني نسبت به ساير مقره‌هاي كامپوزيت مقاومت بسيار خوب در برابر اشعه ماوراء بنفش خورشيد است كه باعث شده عمر مفيد پوششهاي سيليكوني در مقايسه با ساير پوششها طولاني‌تر باشد.
قابل انعطاف‌بودن مقره‌هاي سيليكوني از شكستگي و پارگي آنها و آسيب‌پذير بودن در برابر ضربات مكانيكي جلوگيري مي‌كند.
يكي ديگر از ويژگيهاي اين نوع مقره‌ها وزن بسيار كم آنها در مقايسه با ساير مقره‌ها است كه اين مساله باعث مي‌شود كه مقدار و وزن دكلها به همين نسبت كم شود كه در كل باعث صرفه‌جويي در هزينه‌ها مي‌شود.
وزن كم مقره‌هاي سيليكوني باعث كم شدن هزينه حمل و نقل و آسان شدن آن مي‌شود. مقره‌هاي سيليكون رابر توليدي از نوع يكپارچه و بدون درز بوده كه اين تكنيك در حال حاضر پيشرفته‌ترين روشن ساخت مقره‌ها در دنيا است.
توليدكنندگان با بكارگيري متخصصان مختلف و استفاده از ابزارهاي مورد نياز و آزمايشهاي لازم طي چندين سال به دانش فني ساخت اين نوع مقره‌ها دست يافته‌اند.

اجزاي تشكيل دهنده مقره‌هاي سيليكون رابر
اجزاي تشكيل دهنده مقره‌هاي سيليكون رابر شامل موارد زير است:
1- مواد بكار رفته در اينگونه مقره‌ها از نوع كراسلينگ شده الكتريكي مطابق با استاندارد IEC1109-92 بدون هيچگونه فيلتر و افزودني اضافي است.
2- ميله‌هاي عايق از جنس فايبرگلاس (اپوكسي تقويت شده با الياف فيبر شيشه) و نوع ECR (مخصوص كاربرد الكتريكي و مقاوم در برابر اسيد) و از سازندگان معتبر و براساس استاندارد IEC1109 تهيه مي‌شود.
3- فيتينگهاي دو سر مقره براســاس استــانــدارد IEC 120 با بهترين كيفيت ساخته مي‌شود. فيتينگهاي مورد استفاده در مقره‌ها به صورت تانگ- اووال است كه اين نوع فيتينگها باعث كم شدن يراق‌آلات خط و در نتيجه باعث كاهش هزينه‌ها مي‌شود. اما برحسب درخواست مشتري ساير فيتينگها نيز مورد استفاده قرار خواهد گرفت. در ضمن تمامي مقره‌ها در مراحل ساخت مورد آزمايش روتين قرار مي‌گيرند. اين آزمايشها، شامل مواردي نظير آزمايشهاي مكانيكي و الكتريكي هستند.

توليد مقره‌هاي سيليكوني به روش قالب‌ريزي يكپارچه
براي توليد مقره‌هاي سيليكوني به روش قالب‌ريزي يكپارچه موارد زير را بايد مورد توجه قرار داد:
الف- استفاده از حلقه‌هاي پلاستيكي جهت قرار دادن ميله در مركز قالب ضروري است و اين ضرورت عوارض زير را دربر دارد:
1- به منظور حفاظت ميله مقره در مقابل ميدان الكتريكي كه باعث خوردگي و سوراخ شدن (puncher) ميله خواهد شد بايد ضخامت لايه سيليكوني بر روي ميله مقره حداقل
3 ميليمتر باشد. بديهي است در اطراف حلقه‌هاي لاستيكي مذكور ضخامت لايه سيليكوني كمتر از سه ميليمتر بوده و در نتيجه ميله در محل حلقه‌هاي اضافي داراي ضعف خواهد بود. بدين معني كه در اين نقطه خوردگي و سوراخ شدن (Puncher) خواهيم داشت.
2- جنس (مواد) حلقه‌هاي پلاستيكي در مقايسه با سيليكون رابر و اپوكسي رزين از طرح عايقي متفاوتي برخوردار است كه اين اختلاف
سطح باعث پلاريزاسيون بر روي
سطح مي‌شود كه اين خود باعث ايجاد گرماي الكتريكي موضعي شده
و در نتيجه تخليه ناقص
(Partial discharge) انجام‌مي‌گيرد و در نهايت باعث پوسيدگي در محل قرار گرفتن حلقه‌ها خواهد شد.
ب- وجود درزها و رگه‌هائي (Seams) در طول مقره كه با ميدان الكتريكي موازي است خط قالب و ريخته‌گري بر روي سطح مقره حاوي مواد اضافه‌اي است كه از محل بين دو قسمت قالب بيرون زده است. اين مواد اضافي بايد به دقت پاك شود تا از آسيب بدنه جلوگيري شد.
خط قالب به طور خفيف موج‌دار است كه سبب نامتجانسي و بدفرمي ميدان الكتريكي مي‌شود. اين امر موجب افزايش ميزان آلودگي و در نتيجه افزايش تخليه (discharge) در طول خط قالب خواهد شد كه در نهايت موجب فرسايش و زوال ماده و شكنندگي محيط اطراف خط قالب خواهد شد.
براي اينكه سيليكون رابر در شرايطي كه استفاده مي‌شود از عملكرد بهتري برخوردار باشد از بتونه (fillers) اضافي استفاده مي‌شود.
با افزودن آلومينيوم تري‌هيدرات (ATH)، ميزان مقاومت در برابر فرسايش افزوده خواهد شد. ميزان صحيح استفاده از بتونه (fillers) نقش بسيار مهمي در بالابردن عملكرد درست و صحيح مواد دارد. چنانچه ميزان ATH بيش از حد لازم باشد موجب شكنندگي سطح بشقاب (Shed) خواهد شد. (براي مثال زمانيكه بخواهد بيش از 90 درجه خم شود). يكي از نشانه‌ها و اثرات استفاده زياد ATH، سفيدشدن خط خميدگي درطول سطح بشقاب (shed) است.
ج- موضوع مهم بعدي درمورد مقره‌هاي كامپوزيت، طراحي اتصال بين مواد پلي مريك و فيتينگ‌هاي انتهائي است. بدنه (hausing) بايد دربرابرقوسهاي جزئي (partial arcs) كه بيشتر و ترجيحاً در محل اتصال بين بدنه (hausing) و فلز فيتينگ انتهائي صورت مي‌گيرد، محافظت شود.
طراحهاي فيتينگ انتهائي و تركيب آن با وضعيت اولين بشقاب (Shed) هم چنين پركردن حفره بين قسمتهاي فلزي و بدنه از عواملي هستند كه بر روي طول عمر مقره‌هاي كامپوزيت تاثير خواهند داشت.

پركردن حفره بين بدنه و فيتينگ
براي پركردن حفره بين بدنه (hausing) و فيتينگ ازمواد مختلفي استفاده مي‌شود. سه ماده متفاوت (فلز، سيليكون رابر، تركيب اپوكسي رزين و فايبر گلاس)
با سه ظرفيت گرمائي متفاوت با يكديگر در محلي كه پيوند سه گانه (triple junction) ناميده مي‌شود در تماس هستند. در زمان استفاده از مقره، با افزايش و كاهش دما اين مواد به ترتيب و با سرعتهاي متفاوت منقبض و يا منبسط خواهندشد.
نحوه Sealing بايد بگونه‌اي باشد كه خاصيت تطابق با اين حالتها را (انقباض- انبساط) داشته باشد بدون اينكه بر روي سطح فشار مكانيكي وارد آيد.
چنانچه بدنه در تماس مستقيم با قسمت فلزي باشد، وجود فشار مكانيكي بر روي سطح امري اجتناب‌ناپذير است. تحقيقات بر روي اين مقره‌ها نشان داده است كه پس از چند سال استفاده، سيليكون رابر از فيتينگ جدا شده و آب از طريق حفره‌ها به ميليه FRP نفوذ كرده و به ناحيه فشرده شده و متراكم آسيب رسانده است. در نتيجه ميله از فيتينگ جدا شده و موجب قطع خط مي‌شود.
به منظور جلوگيري از آنچه ذكر شد بايد از سيليكون رابر با خاصيت الاستيكي كه از خاصيت چسبندگي
(به فلز، سيليكون و ميله FRP) خوبي برخوردار باشد استفاده كرد و در برابر آب 100درصد چگال‌تر باشد.
خواص مكانيكي مواد بكاررفته در فيتينگ‌ها و نوع اتصال آن به ميله از اهميت بالائي برخوردار است.
يكي از مواردي كه بايد به آن
اشاره شود اين است كه استفاده از cast iron futtings در مقايسه با forged steel fittings يك عامل منفي و نامساعد محسوب شود. با استفاده از روشهاي تحليلي موجود وجود حفره هوائي در داخل مواد تقريباً امري غيرممكن است چون در شرايط عادي استفاده، وجود حفره‌هاي هوائي باعث ايجاد تركهاي فرسايشي مي‌شوند.



موضوعات مرتبط

ماشينهاي الكتريكيگوناگون از قدرتانتقال و توزيعتوليد و نيروگاهتاسيسات الكتريكيحفاظت و رله

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:24  توسط ابرام  | 
ماشينهاي الكتريكي ماشينهاي الكتريكي :
مقاله: ژنراتورهای اشعه ایکس(X-ray Generator)
ارسال شده در يكشنبه 27 اسفند ماه 1385 توسط WhiteApple
انرژی فوتون های اشعه ایکس تولید شده تابع 1- انرژی جنبشی الکترون ها، 2- اختلاف پتانسیل دو سر تیوپ است. ابتدا ولتاژی حدود kv  150 – 40 به دو قطب تیوپ اشعه ایکس اعمال می شود. الکترون هایی که توسط فیلامان تولید شده اند دراین اختلاف پتانسیل به سمت قطب آند شتاب می گیرند و پس از برخورد به هدف به فوتون هایx – ray تبدیل می شوند. اختلاف پتانسیل در سر تیوپ، موجب افزایش انرژی جنبشی الکترون ها و تولید فوتون های پر انرژی تر می گردد. هر چه ضخامت عضو بیشتر باشد، فوتون های پر انرژی تری لازم است. برای به راه اندازی تیوپ و در تولید اشعه ایکس، از ژنراتور استفاده می شود.
- وظایف ژنراتور:
1- تأمین اختلاف پتانسیل دو سر تیوپ اشعه ایکس.
2- ملتهب کردن فیلامان برای تولید الکترون.
3- کنترل اختلاف پتانسیل دو سر تیوپ.
ولتاژ مورد استفاده در ژنراتورهای اشعه ایکس از نوع ولتاژ متناوب است.
دو نوع ولتاژ متناوب داریم: 1- تکفاز و 2- سه فاز.

- نحوة تولید برق تکفاز:
مبنای کار، قانون القای الکترومغناطیسی است. در نتیجه گردش یک سیم پیچ درون میدان مغناطیسی ثابت با القای ولتاژ در سیم پیچ لازم است.
- نحوه تولید برق سه فاز:
در مولدهای سه فاز، سه سیم پیچ به طور همزمان درون میدان مغناطیسی می چرخند. هر سیم پیچ با اختلاف زاویه ˚120 نسبت به بقیه قرارگرفته است. به علت متفاوت بودن موقعیت سیم پیچ ها، مقدار ولتاژ تولیدی در هر سیم پیچ در یک زمان مشخص متفاوت است.
• ترانسفورماتورها:
وسیله افزایش یا کاهش ولتاژ نسبت به مقدار مبنا هستند و بر دو نوعند:


- ترانسفورماتور افزاینده (step up Transformer).
- ترانسفورماتور کاهنده (step down Transformer).

- اجزای ترانسفورماتور:
1- هسته فلزی.
2- دو سری سیم پیچ که بر روی هسته فلزی پیچیده می شوند.
سیم پیچ متصل به ولتاژ ورودی سیم پیچ اولیه و سیم پیچی که ولتاژ تغییریافته از آن خارج شده سیم پیچ ثانویه نام دارد. سیم پیچ ها نسبت به هم عایق بندی شده است. تشکیل میدان مغناطیسی موجب القای مجدد جریان در سیم پیچ های ثانویه و هسته فلزی می شود. برای آنکه در سیم پیچ ثانویه جریانی القا شود، بایستی ولتاژ ورودی متناوب(AC) باشد. ولتاژ متناوب، ‌میدان مغناطیسی متناوبی را در هسته ایجادکرده و شار در واحد زمان تغییرمی کند. بر مبنای قانون القای فارادی،‌ تغییر در شار مغناطیسی موجب القاء جریان جدید در سیم پیچ ثانویه می گردد.


- انواع ترانسفورماتورها (بر حسب شکل هسته و نحوه پیچیده شدن سیم پیچها)
1- ترانسفورماتور با هستةclose – core: این هسته ها به صورت یک مربع بسته ساخته شده اند که هر سیم پیچ جداگانه بر روی یک طرف هسته پیچیده می شود.
2- اتوترانسفورماتور: هستة آنها به صورت میله ای بوده و معمولاً یک سیم پیچ برروی آنها پیچیده می شود.  از این ترانسفورماتورها در مدار اشعه ایکس استفاده می شود.
3- ترانسفورماتور با هستة shell – type: هسته این ترانسفورماتور به صورت دو حلقه چسبیده به هم می باشد و سیم پیچ های اولیه و ثانویه بر روی هم روی ستون وسط پیچیده می شوند. از این نوع نیز در مدارهای اشعه ایکس استفاده می شود.


- مدار ژنراتور اشعه ایکس از دو قسمت تشکیل شده است:
1-  مدار ژنراتور اشعه ایکس.
2- تیوپ اشعه ایکس.
- مدار ژنراتور اشعه ایکس بر حسب مقدار ولتاژ عبوری دارای دو قسمت است:
1- مدار اولیه(Control console): ولتاژ عبوری از مداراولیه در محدوده ولتاژهای معمولی یا فشار ضعیف است. پانل کنترل به عنوان قسمتی از مدار اولیه است.
2-  مدار ثانویه(فشار قویHigh – Voltage): ولتاژ در محدوده ولتاژهای فشار قوی می باشد.• مدار سادة ژنراتور اشعه ایکس:

o مدار اولیه: فشار ضعیف است و دارای ولتاژ حدود V240 تا 415 می باشد.
- اجزای مدار اولیه:
فیوزها، کلید اصلی، قطع کننده های مدار، اتوترانسفورماتور، جبران کنندة ولتاژ اصلی، کنترل kv، کلید کنتاکتور اولیه، اندازه گیر kv، سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور فشارقوی، مدار زمان سنج، مدار گرم کنندة فیلامنت، مدارات جبران کننده.
o مدار ثانویه: فشار قوی است و ولتاژ بیشتر از kvp 75 دارد.
-  اجزای مدار ثانویه:
سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور فشار قوی، یکسوکننده های فشارقوی، تیوپ اشعة ایکس، سیم پیچ ثانویه، ترانسفورماتور گرم کننده فیلامنت.
• اتو ترانسفورماتور:
از سیم ضخیمی که به صورت یک سیم پیچ به دور هستة آهنی پیچیده شده تشکیل شده است. تغییرات جریان متناوب در سیم پیچ 100 بار در ثانیه است و میدان مغناطیسی نیز به صورت انبساط و تراکم 100 بار در ثانیه تغییر می کند. در نتیجه ولتاژی به حلقة سیم پیچ و هستة آهنی القا می شود. با لایه لایه کردن هسته می توان از ایجاد جریان های گردابی جلوگیری کرد. با تراکم میدان، ولتاژی به هر حلقة سیم پیچ و در جهت عکس القا می شود.
= ولتاژ اعمالی (ورودی)/ ولتاژ به دست آمده (خروجی)
تعداد حلقه ها که در ولتاژ اعمالی وجود دارند/ تعداد حلقه هایی که ولتاژ خروجی از آنها گرفته ایم
• جبران کننده ولتاژ:
با ثابت نگه داشتن ولتاژ القایی به هر حلقة سیم پیچ اتوترانسفورماتور اثر تغییرات ولتاژ ورودی را جبران می کند. این عمل با تغییر تعداد حلقه هایی که به آنها ولتاژ اصلی القا شده، صورت می پذیرد. در جبران سازی اتوماتیک تغییرات ولتاژ باعث گردش چرخ دنده ای توسط یک میله محوری می شود تا حلقه های بیشتر یا کمتری از سیم پیچ به منبع برق وصل شود.
• کنترل kv:
با اعمال ولتاژ مناسب به سیم پیچ اولیه، از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور فشار قوی، می توان هر kv دلخواهی را به دست آورد. این کار برای انتخاب ولتاژ مناسبِ حرکت کنترل چرخان که تعداد مناسبی از حلقه های اتوترانسفورماتور را در سیم پیچ اولیه انتخاب می کند، لازم است. مقدار kv مورد نظر بوسیله عقربه روی صفحه مدرج (scale) یا صفحة دیجیتالی نشان داده می شود.
• ترانسفورماتور فشار قوی:
از یک سیم پیچ اولیه و یک سیم پیچ ثانویه تشکیل شده است و وظیفة آن تأمین ولتاژهای بالا (تا kvp 150) برای تولید اشعة ایکس در تیوپ است. در اینجا میدان مغناطیسی از برقراری جریان در سیم پیچ اولیه به وجودآمده و توسط هستة فلزی متمرکز می شود.
o تنظیم ترانسفورماتور:
افت ولتاژی در ترانسفورماتور به وجود می آید که ناشی از تولید گرما در سیم پیچ ها و کاهش ولتاژ خروجی از سیم پیچ ثانویه یا ولتاژ دو سر تیوپ اشعه ایکس می باشد. اگر سیم پیچ ثانویه مدار باز و یا بی بار باشد افت ولتاژ نداریم. اما در حالت بار کامل افت ولتاژ حداکثر خواهد بود. تفاوت ولتاژ پیک ثانویه در شرایط بی باری و بار کامل تنظیم ذاتی ولتاژ نامیده می شود. وقتی جریان ولتاژ افزایش یابد باید ولتاژ اعمال شده به دو سر تیوپ اشعة ایکس کاهش یابد.

o ظرفیت ترانسفورماتور:
در واقع ظرفیت حداکثر، کیلوولت-آمپری (KVA) است که به طور ایمن از سیم پیچ ثانویه می توان گرفت. مثلاً در فلوروسکوپی از جریان کم با ولتاژ بالا استفاده می شود، ولی در پرتونگاری تشخیصی در مدت بسیار کوتاه از جریان زیاد با ولتاژ بالا استفاده می شود.
-  مواردی که ظرفیت ترانسفورماتور فشار قوی در دستگاه های رادیوگرافی تشخیصی دربر می گیرد:
1. حداکثر ولتاژی (kvp) که ترانسفورماتور می تواند با ایمنی کامل در شرایط بی بار تحویل دهد.
2. حداکثر جریانی که بیش از یک ثانیه در زمان سرد بودن می تواند عبور دهد که به نام بار لحظه ای یا منقطع نامیده می شود و در اکسپوژرهای تشخیصی به کار می رود.
3. حداکثر جریان ایمنی که بی وقفه می تواند جریان یابد و به نام بار پیوسته موسوم است که در فلوروسکوپی

یا رادیوتراپی استفاده می شود.
4. تنظیم ذاتی ولتاژ وقتی حداکثر جریان با بار(loading) ناپیوسته برقرار می شود. این حد نباید از 15% حداکثر kvp در شرایط بی بار بیشتر باشد.
5. تنظیم ذاتی ولتاژ در حداکثر بار پیوسته که مقدار آن نباید از 5% حداکثر kvp در شرایط بی بار بیشتر باشد.
6. درصد مجاز بار اضافی(over load).
7. اطلاعات تکنیکی بیشتر در خصوص علایق بندی، حداکثر افزایش مجاز درجه حرارت در شرایط معین و غیره.
o جبران افت ولتاژ در کابل تغذیه کننده:
بدیهی است تمام انرژیی که در مدار ثانویه استفاده می¬شود، بایستی توسط مدار اولیه تأمین شود. در مدار ایده¬آل که افت انرژی وجود ندارد، توان ثانویه درست برابر توان اولیه است نه بیش از آن. زمانی که توان ثانویه با افزودن kv  و یا mA افزایش می یابد، می بایست جریان مدار اولیه نیز افزایش یابد. این کار موجب افزایش افت توان (به صورت گرما) در کابل های تغذیه کننده می شود. مقاومت کابل تأمین کننده نباید از مقدار مشخصی بیشتر باشد. افت ولتاژ در کابل برابر حاصل ضرب شدت جریان در مقاومت R) × (I می باشد. زمانی که لازم است توان ثانویه افزایش یابد، بایستی مقدار جریان اولیه نیز افزایش یابد. مقدار مقاومت Z  و نسبت سیم پیچ های x و y  عواملی هستند که به طور اتوماتیک اتلاف توان در کابل ها را جبران کرده و توان صحیح در اولیه و در نتیجه ثانویه ثابت نگه داشته می شوند.

• مدارات فشار قوی تشخیصی:
- مدار خود یکسوکننده (یک پالسی):
یکی از اجزاء مدار ثانویه است. چنین مداری اغلب با تیوب اشعه ایکس با آند  ثابت استفاده می شود که این تیوپ به عنوان یکسوکننده نیز عمل می کند.
- تیوپ اشعه ایکس با آند ساکن:
در بعضی دستگاه های متحرک، اغلب دستگاه های دندانی و دستگاه های پرتابل استفاده می شود. این تیوپ از حباب شیشه ای که محتوی کاتد و آند است و محفظه ای فلزی مملو از روغن که تیوپ در آن است تشکیل شده.

 تیوپ شیشه ای:
حباب خلاء شیشه ای است که از شیشة مخصوص و محکم ساخته شده است و شامل: 1-  فیلامنت سیمی (از جنس تنگستن)، 2- متمرکزکننده از جنس مولیبدنیوم یا فولاد، 3- آند مسی که روی آن هدفی از جنس تنگستن است، می باشد.
 محفظة تیوپ:
از جنس فولاد بوده که مملو از روغن است و حباب شیشه ای را دربرمی گیرد. این محفظه محلی برای اتصال کابل های فشار قوی داشته و دارای پایه ای است که تیوپ را نگه می دارد.
تمام پرتوهایی که از هدف منتشر می شوند به جز پرتوی که از طریق پنجره رادیولوسنت خارج  می شود، توسط لایه سربی که به صورت آستری محفظة تیوپ را پوشانیده، به شدت جذب می شوند. روغن داخل محفظه گرم و منبسط می شود. داخل محفظه وسیله ای بادکنکی است که فضای اضافی بوجود می آورد تا در زمان انبساط فضای لازم را ایجاد کند. وظیفة روغن ایجاد عایق الکتریکی و نیز انتقال گرما از آند به محفظه است. برای انتقال جریان از ترانسفورماتور فشار قوی به تیوپ اشعه ایکس از کابل های فشار قوی استفاده  می شود. در این دستگاه تیوپ اشعه ایکس ضمن تولید اشعه ایکس به عنوان یکسوکننده نیز عمل می کند. مزیت این دستگاه نسبت به دستگاه های مجهز به یکسو کننده تمام موج عبارت است از سادگی، کوچکی، قابلیت مانور، ارزان بودن و... و عیب آن محدودیت در درجة حرارت است.
گرمای ایجاد شده در هدف تیوپ اشعه ایکس بر حسب واحد گرمایی ( H.V) به این صورت محاسبه می شود:
  (زمان بر حسب ثانیه) T × (میانگین) mA × KVp = واحد گرمایی در ثانیه
در استفاده از دستگاه خود یکسوکننده، زمان اکسپوژر طولانی تر و مقدار mA کمتر خواهد بود. عیب دیگر این دستگاه پائین بودن کارآیی تیوپ و ضرورت افزایش عایق بندی است که این مشکلات توسط کاهنده ولتاژ معکوس کاهش می یابد.
- کاهنده ولتاژ معکوس:
بوسیله کاهنده ولتاژ معکوس، ولتاژ معکوس ثانویه را تقریباً به اندازه ولتاژ مثبت می توان کاهش داد. اجزای این وسیله عبارتند از لامپ دیود گازی (یا دیود خشک) و یک مقاومت درست شده که به طور سری به مدار اولیه وصل می شود.
- یکسوکننده تمام موج(دو پالس):
با استفاده مناسب از یکسوکننده ها در مدار ثانویه، جریان طی نیم سیکل در همان جهت نیم سیکل مثبت، از تیوپ اشعه ایکس می گذرد. بدین خاطر می توان گفت همیشه هدف تیوپ  اشعه ایکس مثبت و فیلامنت همیشه منفی خواهد بود. در هر لحظه فقط دو یکسوکننده در مدار قرار می¬گیرد و در هر نیم سیکل جریان نقطه دریک جهت از تیوپ اشعه ایکس عبور می کند.
- مدار پتانسیل ثابت تک فاز جهت switching ثانویه:
اجزای این مدار علاوه بر مدار قرارداری چهار لامپی(valve)، شامل دو خازن و دو لامپ خلاء تریود فشار قوی می باشد. لامپ تریود همان طوری که از نامش پیداست حباب شیشه ای خلاء است که شامل سه الکترود یعنی یک آند، یک کاتد و یک شبکه (grid) می باشد.
 آماده سازی اکسپوژر:
با فشار دکمة آماده سازی اکسپوژر فیلامنت های تیوپ اشعه ایکس و لامپ ها (valve) گرم شوند. آند شروع به چرخش می کند و کنتاکتور مدار اولیه برای بر قراری انرژی به ترانسفورماتور فشار قوی بسته می شود.
 تولید اکسپوژر:
با فشار کامل دکمه، اکسپوژر آغاز می شود. ولتاژ مثبت به گرید لامپ های تریود اعمال شده و بار منفی گرید خنثی میگردد. سپس جریان از لامپ ها و تیوپ اشعه ایکس عبور می کند. اعمال ولتاژ مثبت پس از زمان مشخص شده با تایمر متوقف گشته و با دادن ولتاژ منفی به گریدها، عبور جریان متوقف می شود.
 طرز کار مدار ثانویه:
در لحظه شروع اکسپوژر مقدار ولتاژ یکسوشده ترانسفورماتور صفر است. زیرا خازنها هنوز تخلیه نشده اند. درنتیجه تخلیه آنها توسط لامپهای تریود و تیوپ شروع می شود و ضمن تخلیه، ولتاژ آنها کاسته شده و کم کم با ولتاژ یکسوشده ترانسفورماتور فشار قوی برابر می گردد. ولتاژ ترانسفورماتور فشار قوی تا مقدار پیک افزایش یافته سپس خازنها مجدداً شارژ می شوند. ولتاژ خروجی ترانسفورماتور که شروع به کاهش می کند خازنها تخلیه شان شروع می شود و باز ولتاژها برابر می شوند سپس ولتاژ ترانسفورماتور خود به حداکثر رسیده و خازنها تخلیه می شوند و سپس با اعمال مجدد بار منفی به گرید لامپها، اکسپوژر خاتمه می یابد. در پایان ولتاژ خروجی ترانسفورماتور صفر است و خازنها تا حدی تخلیه شده اند.
 کنترل kv (با استفاده از تریودهای فشارقوی):
اختلاف پتانسیل (kv) دو سر تیوپ اشعه ایکس را با تغییر ولتاژ اعمالی به گرید لامپهای تریودی می توان تنظیم کرد. لامپ تریودی را که دارای امپدانس است درنظر می گیریم که مقدارش با بار گرید تغییر می کند. در عمل از اتوترانسفورماتوری استفاده می شود که بتواند کیلوولتاژی بیشتر از حد لازم تولیدکند. پس برای کاهش ولتاژ از لامپ تریودی استفاده می شود.
- مدار سه فاز شش پالس (با شش یکسوکننده):
ژنراتورهای تک فاز به سیم فاز خنثی کننده یا دو سیم فاز برق شهر وصل می شوند ولی ژنراتور سه فاز به سه سیم فاز وصل می شود.
مدار اولیه شامل سه اتوترانسفورماتور، سه سر متصل کننده (کنتاکتور) اولیه، سه سیم پیچ اولیه ترنسفورماتور فشار قوی و... می باشد. طرز کار مدار به صورت زیر است:
جریان فقط در یک جهت از تیوپ اشعه ایکس عبور می کند. جریان از یک یکسوکننده عبورکرده و از یک یکسوکننده دیگر باز می گردد و همیشه جهت جریان در تیوپ از فیلامنت به آند است. نحوه کار مشابه مدار پتانسیل چهار لامپی است، اما منبع برق قوی تری دارد. از تیوپ اشعه ایکس مجهز به کنترل گرید هم به عنوان مولد اشعه ایکس و هم به عنوان سوئیچ ثانویه مدار استفاده می شود که این نوع تیوپ تکرار اکسپوژرهای سریع را که برای سینه فلورگرافی ضروری است تأمین می کند.
• مزایای مدار سه فاز نسبت به مدار تک فاز در زمان اکسپوژر معین:
1- اشعه ایکس بیشتر
2- اشعه ایکس با متوسط طول موج کوتاه تر
• مزایای رادیوگرافیکِ ژنراتورهای اشعه ایکس سه فاز نسبت به تک فاز:
1- تولید پرتو نرم کمتر و کاهش دوز پوست بیمار.
2- تولید اشعه ایکس بیشتردر mA و kvp مشابه.
3- کاهش زمان اکسپوژر.
4- به¬دست آمدن ظرفیت تیوب (tube rating) در زمان اکسپوژر کوتاه.
5- افزایش عمر تیوپ اشعه ایکس به دلیل تحمل حرارتی آن.
- مدار 12 پالس (با 12 یکسوکننده):
با وجود آنکه ولتاژ موجی شکل حاصل از مدار سه فاز در مقایسه با تک فاز نوسان کمتری دارد، در مدار 12 پالس نوسان کمتر است و ولتاژ همواره مقدار ثابتی دارد.
- مدار گرم کننده فیلامنت تیوب اشعه ایکس:
ولتاژ این مدار با انتخاب تعداد مناسب حلقه های اتوترانسفورماتور به دست می آید. نوسان های طولانی مدت توسط جبران کننده، جبران می شود. ولی برای جبران نوسان های لحظه ای از ثابت کننده های استاتیک یا ثابت کننده الکترونیک استفاده می شود.
 ثابت کننده استاتیک:
فاقد قسمت متحرک است. از یک ترانسفورماتور و یک خازن تشکیل شده که اتصال آنها به گونه ای است که اثرات القایی و خازنی در یک فرکانس معین، ولتاژ خروجی ثابتی خواهد بود.
 ثابت کننده الکترونیکی:
از ترانسداکتور استفاده می شود. (ترانسداکتور، القاکننده ای است که امپدانس آن توسط سیم پیچ جداگانه d.c تغییر پیدا می کند)
- جبران کننده بار الکتریکی فضایی: اثرات بار الکتریکی فضایی را جبران می کند.
* بار الکتریکی فضایی: تجمع الکترون ها در اطراف فیلامنت و مقدار آن زمانی که به دو سرتیوب کیلوولتی اعمال نشود حداکثر است. درصورتی که ولتاژ آند بسیار کمتر از آن باشد که جریان اشباع تولیدکند، الکترون ها در اطراف فیلامنت باقی می ماند.
برای بازگرداندن جریان به مقدار اولیه اش (که توسط بار فضایی کاهش یافته) می توان جریان گرمایی فیلامنت را افزایش داد. تغییر جریان فیلامنت بوسیله جبران کننده بار فضایی بوجود می آید.
- کنترل میلی آمپر:
از تعدادی مقاومت تشکیل شده که به دلخواه می توان به هر کدام ولتاژ فیلامنت تیوپ را اعمال و  mA  مورد نظر را تولید کرد.
- مقاومت متغیر یا تریمر (Trimmer resistance): مقاومت متغیری است که برای تغییر مقادیر mA به کار می رود. هرگاه تمام مقادیر میلی آمپر از مقدار مورد نظر کمتر باشد، می توان مقاومت تریمر را کاهش داد تا مقادیر mAs به مقدار اولیه شان بازگردد.
- ترانسفورماتور کاهنده فیلامنت:
شامل دو سیم پیچ اولیه و دو ثانویه می باشد یکی برای فوکوس بزرگ  و یکی برای فوکوس کوچک می باشد. ولتاژ تغذیه کننده فیلامنت را می توان به هر دو سیم پیچ اولیه اعمال کرد. تنظیم سوئیچینگ مدار به نحوی است که در یک زمان فقط می توان به یک سیم پیچ اولیه انرژی داد.
- سوئیچینگ اکسپوژر (مدار اولیه):
با فشار دکمه اکسپوژر، مدار تایمر فعال می شود که سیم پیچ آهنربایی را فعال کرده و موجب بسته شدن کلید مدار اولیه می شود. جریانی که در این حال از مدارات اولیه و ثانویه می گذرد در هدف تیوپ،‌ اشعه ایکس تولید می کند. در انتهای مدت زمانی که توسط مدار تایمر تعیین می گردد انرژی سولنویید آهن ربا قطع شده و کلید مدار اولیه باز می شود و اکسپوژر خاتمه می یابد. سوئیچ مدار اولیه ممکن است مکانیکی (الکترومغناطیسی) و یا الکترونیکی باشد.
 سوئیچ کنتاکتور مکانیکی (الکترومغناطیسی)
1- اجزای ثابت شامل:
الف– سولنوئید که سیم پیچی آن با مدار تایمر به صورت موازی است.
ب– هسته که هنگام عبور جریان از سولنویید مغناطیسی می شود.
ج– تعدادی اتصالات مسی.
2- اجزای متحرک شامل:
الف– اتصالات مسی.
ب–  قطعه مغزی بزرگ که در هنگام عبور جریان از سولنویید به سمت هسته آن کشیده می شود.
• ترانسفورماتورهای سه فاز:
برای اینکه بتوانیم ولتاژ تقریباً c 1 در تیوب اشعه ایکس تولید کنیم از ژنراتورهای ولتاژ بالای سه فاز استفاده می کنیم که سه سیم پیچ در طرف اولیه و سه سیم پیچ در طرف ثانویه خود به صورت ستاره یا مثلث دارند، که با توجه به نحوه سیم بندی به سه نوع زیر تقسیم بندی می شود:
الف) شش پالس، شش یکسوکننده.
ب) شش پالس، دوازده یکسوکننده.
ج) دوازده پالس.

www.barghkar.blogfa.com

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:12  توسط ابرام  | 
شينهاي الكتريكي :
مقاله: كاتاليسها و نقش آنها در حذف نقش مولفه صفر جريان در حفاظت ديفرانسيل ترانسفورماتور
ارسال شده در يكشنبه 5 فروردين ماه 1386 توسط whiteapple
شكل‌گيري‌ نظامهاي‌ اطلاعاتي‌ كارآمد از وجوه‌ مشخصه‌ انقلاب‌ علمي‌ - فني‌ در جوامع‌پيشرفته‌ امروزي‌ است‌. با اين‌ حال‌ دانش‌ جديد را به‌ هيچ‌ وجه‌ نمي‌توان‌ به‌ انبوه‌ اطلاعات‌گردآوري‌ شده‌ در اشكال‌ متنوع‌ آن‌ يعني‌ كتاب‌، نشريات‌ و سامانه‌هاي‌ نوين‌ اطلاعاتي‌ ازقبيل‌ اينترنت‌ يا كتب‌ الكترونيكي‌، كاهش‌ داد. در حقيقت‌ دانش‌، تنها به‌ موضوع‌ خاصي‌محدود نمي‌شود بلكه‌ شكلهاي‌ متنوع‌ تفكر موجود نيز در گسترش‌ آن‌ موثر است‌ به‌نحوي‌كه‌ شناخت‌، نمي‌تواند بدون‌ تفكر سازنده‌ تنها بازتاب‌ ساده‌ واقعيت‌ در شعور آدمي‌باشد.اين‌ تفكر سازنده‌، آفريننده‌ اشكال‌ مختلف‌ فرايند شناخت‌ است‌. بنابراين‌ نحوه‌ صحيح‌ برخورد با منابع‌ اطلاعاتي‌ خارجي‌، بي‌شك‌ برخورد نقادانه‌ با هدف‌ باز توليداطلاعات‌، نزد افراد است‌.
حجم‌ عظيم‌ اطلاعاتي‌ كه‌ امروزه‌ به‌ دليل‌ انقلاب‌ اطلاعاتي‌ با ابعاد جهاني‌ آن‌ در اختيارما قرار گرفته‌، تنها در چارچوب‌ روشهاي‌ صحيح‌ علمي‌ قابل‌ استفاده‌ است‌. تلقي‌ اين‌مجموعه‌ اطلاعات‌ به‌ مثابه‌ گنجينه‌ فنا نشدني‌ از بسته‌هاي‌ اطلاعاتي‌ كاملا درست‌،برخوردي‌ كاملا ساده‌ انديشانه‌ با فرايند انتقال‌ علم‌ و فن‌ آوري‌ است‌.بر اين‌ اساس‌ در اين‌ نوشتار به‌ نقد و بررسي‌ يكي‌ از موارد مطرح‌ تحت‌ نام‌ نقش‌ مؤلفه‌ صفر جريان‌ در حفاظت‌ديفرانسيل‌ ترانس‌ خواهيم‌ پرداخت‌.

پايداري‌ حفاظت‌ ديفرانسيل‌ ترانس‌ قدرت‌
حفاظت‌ ديفرانسيل‌ ترانس‌ قدرت‌ در رديف‌حفاظتهاي‌ كاملا انتخابي‌ و سريع‌، يكي‌ ازكارآمدترين‌ حفاظتهاي‌ الكتريكي‌ مرسوم‌ درسيستمهاي‌ كنترل‌ و حفاظت‌ شبكه‌هاي‌الكتريكي‌ است‌.
به‌دليل‌ اهميت‌ اين‌ نوع‌ حفاظت‌، تقريباتمام‌ كتابها و منابع‌ تخصصي‌، فصلي‌ را به‌اين‌ موضوع‌ اختصاص‌ مي‌دهند، با اين‌ حال ‌كمتر منبعي‌ را مي‌توان‌ يافت‌ كه‌ به‌ تمام‌مسائل‌ فني‌ مرتبط با موضوع‌ پرداخته‌ باشد. حتي‌ گاهي‌ پيش‌ مي‌آيد كه‌ مطلب‌ يك‌ منبع‌معتبر، حاوي‌ يك‌ لغزش‌ غير قابل‌چشم‌پوشي‌ در اين‌ زمينه‌ باشد. براي‌ روشن‌شدن‌ مطلب‌ به‌طور خلاصه‌ به‌ اين‌ موضوع‌خواهيم‌ پرداخت‌.
هر جا سخن‌ از حفاظت‌ موضعي‌ است‌،خودبه‌خود بحث‌ پايداري‌ در قبال‌ خطاهاي ‌خارج‌ از ناحيه‌، مطرح‌ مي‌شود به‌نحوي‌ كه‌سمت‌ و سوي‌ انتخاب‌ تجهيزات‌، فن‌آوري‌ساخت‌ قطعات‌، همچنين‌ طرحهاي‌ حفاظتي‌ مورد استفاده‌، عملا تحت‌ الشعاع‌ آن‌ قرار مي‌گيرد.
از آن‌جا كه‌ ترانس‌ قدرت‌، يك‌ مبدل‌الكترومغناطيسي‌ با امكان‌ تبادل‌ انرژي‌ دراشكال‌ مختلف‌ الكتريكي‌ و مغناطيسي‌است‌ گاهي‌ بعضي‌ از مولفه‌هاي‌ الكتريكي‌ درانتقال‌ از يك‌ سو به‌ سوي‌ ديگر ترانس‌، تغيير شكل‌ مي‌دهند. براي‌ مثال‌ در ترانسهاي‌حاوي‌ اتصالات‌ مثلث‌، مولفه‌ صفر جريان‌الكتريكي‌ در سمت‌ ستاره‌ به‌ واسطه‌ ميدان‌مغناطيسي‌ هسته‌، قابل‌ انتقال‌ به‌ سمت‌ ديگرنيست‌. در واقع‌ مولفه‌ صفر شار مغناطيسي ‌حاصل‌ از اين‌ جريان‌ توسط جريانهاي‌گردشي‌ كه‌ عمدتا در مسير سيم‌ پيچي‌ مثلث‌جاري‌ مي‌شود قبل‌ از آن‌كه‌ موفق‌ به‌ ايجاد نيروي‌ محركه‌ الكتريكي‌ لازم‌ در ثانويه‌ شود،خنثي‌ مي‌شود. به‌ اين‌ ترتيب‌ با وجود تعادل‌الكترومغناطيسي‌ در طرفين‌ ترانس‌، تعادل‌جرياني‌ بين‌ اوليه‌ و ثانويه‌، برقرار نخواهدشد. اين‌ امر مي‌تواند سبب‌ عملكرد ناخواسته‌ حفاظت‌ ديفرانسيل‌ ترانس‌ شود،زيرا اين‌ حفاظت‌ قادر به‌ تشخيص‌ تعادل‌الكترومغناطيسي‌ در طرفين‌ ترانس‌ نيست‌.
راه‌ حل‌ مرسوم‌ براي‌ رفع‌ اين‌ مشكل‌،استفاده‌ از فيلترهاي‌ مولفه‌ صفر و به ‌طوركلي‌، حذف‌ مولفه‌ صفر جريان‌ ازسيستم‌ حفاظتي‌ است‌. هرچند اين‌ عمل‌سبب‌ كاهش‌ حساسيت‌ سيستم‌ در قبال‌خطاهاي‌ فاز زمين‌ داخل‌ ناحيه‌ حفاظت‌مي‌شود، اما مولفه‌هاي‌ مثبت‌ و منفي‌ جريان‌خطا كه‌ همچنان‌ طي‌ خطاهاي‌ فاز به‌ زمين‌،حضوري‌ موثر دارند، مي‌توانند عملكردصحيح‌ رله‌ را تضمين‌ كنند. طرح‌ پيشنهادي‌در شكل‌ نشان‌ داده‌ شده‌ است‌.
آنچه‌ موضوع‌ اصلي‌ بحث‌ در اين‌نوشتاراست‌ نقش‌ نقاط الف‌ و ب‌ در طرح‌ارايه‌ شده‌ و اختلاف‌ پتانسيل‌ ظاهر شده‌ بين‌آنهاست‌. تصور كنيد حالتي‌ را كه‌ سيستم‌بدون‌ بهره‌گيري‌ از فيلتر مولفه‌ صفر، مورداستفاده‌ قرار مي‌گيرد. در اين‌ حالت‌ چنانچه‌>نقاط الف‌< و ب‌ به‌ يكديگر متصل‌ نباشند، مولفه‌ صفر جريان‌ در ثانويه‌ ترانسهاي‌ جريان‌نمي‌تواند مسيري‌ از عنصر عمل‌ كننده‌ رله‌ بيابد، بنابراين‌ ظاهرا رله‌، عملكرد ناخواسته ‌نخواهد داشت‌. اما فقدان‌ اين‌ اتصال‌ به‌ معني‌ظهور امپدانس‌ صفر قابل‌ توجه‌ در ثانويه‌ترانسهاي‌ جريان‌ است‌ كه‌ مي‌تواند سبب‌اشباع‌ و به‌ تبع‌ آن‌ ظهور اضافه‌ ولتاژهاي‌مخرب‌ در ثانويه‌ ترانسهاي‌ جريان‌ شود.
به‌ اين‌ ترتيب‌ وجود اين‌ اتصال‌،ضروري‌ به‌نظر مي‌رسد. ولي‌ آيا با وجود سيم‌ پيچي‌ متعادل‌ كننده‌ كه‌ نقش‌ فيلتر صفردر ثانويه‌ را دارد، وجود چنين‌ اتصالي‌ضروري‌ است‌؟
واقعيت‌ آن‌ است‌ كه‌ وقتي‌ بناي‌ حفاظت‌بر حذف‌ مولفه‌ صفر جريان‌ است‌، چنين‌اتصالي‌ ضروري‌ نيست‌، زيرا اين‌ اتصال‌عملا نقش‌ مفيدي‌ ايفا نمي‌كند. همان‌طوركه‌گفته‌ شد خطاهاي‌ فاز به‌ زمين‌ داخل‌ ناحيه‌ حفاظت‌، توسط مولفه‌ صفر جريان‌ اتصال‌كوتاه‌، آشكار نمي‌شوند بلكه‌ به‌وسيله‌مولفه‌هاي‌ ديگر جريان‌ خطا، سنجيده‌مي‌شوند.
با اين‌ حال‌ وجود اين‌ اتصال‌ در شرايطوجود فيلتر صفر، خالي‌ از اشكال‌ نيست‌. زيرا در رله‌هاي‌ ديفرانسيل‌ مورد استفاده‌ درحفاظت‌ ترانس‌ از خانواده‌ رله‌هاي‌ديفرانسيل‌ موسوم‌ به‌ امپدانس‌ كم‌LowImpedance هستند. در اين‌ نوع‌رله‌ها وجود عنصرهاي‌ پايدار ساز در ساختمان‌ رله‌Bias امكان‌ استفاده‌ از عنصرعمل‌ كننده‌ با امپدانس‌ بسيار كم‌ براي‌ به ‌حداكثر رساندن‌ حساسيت‌ رله‌ روي‌جريانهاي‌ نشتي‌ داخل‌ ترانس‌ قدرت‌ راعملي‌ مي‌كند.
امپدانس‌ كم‌ عنصر عمل‌ كننده‌ رله‌ دررقابت‌ مولفه‌ صفر فيلتر كه‌ دو شاخه‌ موازي‌را تشكيل‌ مي‌دهند، مي‌تواند سبب‌ جذب‌بخشي‌ از جريان‌ مولفه‌ صفر ناشي‌ از اتصال‌كوتاههاي‌ فاز زمين‌ خارج‌ از منطقه‌ حفاظت‌ شود و عملكرد ناخواسته‌ رله‌ را به‌ دنبال‌داشته‌ باشد. بنابراين‌ در شرايط استفاده‌ ازفيلتر مولفه‌ صفر، اتصال‌ نقاط الف‌ و ب سبب‌ تضعيف‌ پايداري‌ سيستم‌ در قبال‌خطاهاي‌ خارجي‌ خواهد شد. اين‌ همان‌نكته‌اي‌ است‌ كه‌ در بعضي‌ دستورالعمل‌هابه‌عنوان‌ خودداري‌ از زمين‌ كردن‌ نقطه‌ صفر رله‌ به‌ آن‌ اشاره‌ مي‌شود. زيرا عمل‌ زمين‌كردن ‌نقطه‌ صفر ترانسهاي‌ جريان‌ اصلي‌ به‌دلايل‌حفاظتي‌ از ضروريات‌ است‌ و اين‌ زمين‌دوگانه‌ عملا سبب‌ اتصال‌ نقاط مورد اشاره‌ به‌يكديگر مي‌شود.
نتيجه‌:
هوشياري‌ و نگاه‌ نقادانه‌، شرط لازم‌براي‌ استفاده‌ از دستاوردهاي‌ علمي‌ - فني‌ديگران‌ است‌.

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:11  توسط ابرام  | 
ماشينهاي الكتريكي ماشينهاي الكتريكي :
مقاله: ژنراتورهاي الكتريكي اصلاح شده داراي بازده و قابليت اعتماد بيشتري هستند
ارسال شده در يكشنبه 5 فروردين ماه 1386 توسط whiteapple
ژنراتورهاي‌ توربيني‌ در بيش‌ از 100 سال‌ پيش‌ كه‌ براي‌ اولين‌ بار وارد عرصه‌ كاري‌شدند با هوا خنك‌ مي‌شدند. با اين‌ حال‌ همچنان‌ كه‌ خروجي‌ واحد ژنراتور افزايش‌ پيدا كردنياز به‌ خنك‌كنندگي‌ موثر افزايش‌ يافت‌. اين‌ نياز منجر به‌ تكميل‌ ژنراتورهايي‌ شد كه‌ باهيدروژن‌ و آب‌، خنك‌ مي‌شدند. هدايت‌ حرارتي‌ هيدروژن‌، هفت‌ برابر هوا بوده‌ و با همان‌فشار مطلق‌، چگالي‌ آن‌ يك‌ دهم‌ هواست‌.
پيش‌ از انتخاب‌ نوع‌ سيستم‌خنك‌كنندگي‌ مورد استفاده‌ براي‌ ژنراتور، دوموضوع‌ عمده‌ وجود دارد كه‌ عبارتند از:اندازه‌ مگاولت‌ آمپر ژنراتور و يك‌ سايت‌ هوابا كيفيت‌ خوب‌. با وجود اين‌ كه‌خنك‌كنندگي‌ با هوا نوعا براي‌ واحدهاي‌كوچكتر استفاده‌ مي‌شود هم‌ اكنون‌ اصلاح‌فن‌آوريهاي‌ جديد به‌ هوا اين‌ امكان‌ رامي‌دهد تا براي‌ ژنراتورهايي‌ كه‌ حداكثر30مگاولت‌ آمپر ظرفيت‌ دارند مورد استفاده‌قرار گيرد. شكل‌ (1) سيستمهاي‌ هوا،هيدروژن‌، خنك‌كنندگي‌ هيدروژني‌ داخلي‌ وسيستم‌ خنك‌كنندگي‌ هيدروژن‌ و آب‌ را كه‌توسط شركتهاي‌ زيمنس‌ و وستينگهاوس‌براي‌ اندازه‌هاي‌ مختلف‌ ژنراتورها انجام‌شده‌ است‌ مقايسه‌ مي‌كند.
ژنراتورهاي‌ الكتريكي‌، حجم‌ زيادي‌ ازهوا را مصرف‌ مي‌كنند. در جايي‌ كه‌ كيفيت‌هوا مساله‌ ساز نيست‌ ژنراتورها با سيستم‌خنك‌كنندگي‌ هواي‌ باز كه‌ بازده‌ بالايي‌ از نظرفيلتراسيون‌ و آب‌ بندي‌ محوري‌ تحت‌ فشاردارند بهترين‌ انتخاب‌ و همچنين‌ داراي‌حداقل‌ هزينه‌ است‌.

سايتهاي‌ نيروگاه‌ قدرت‌ كه‌ داراي‌ ذرات‌ريز و سولفور قابل‌ ملاحظه‌ هستند بايدژنراتورهايي‌ را كه‌ خنك‌كنندگي‌ آنها با آب‌ وهواي‌ محبوس‌ انجام‌ مي‌شود مورد بررسي‌قرار دهند. اين‌ ژنراتورها چنانچه‌ داراي ‌سيستم‌ خنك‌ كنندگي‌ با آب‌ و آب‌ بندي‌محوري‌ تحت‌ فشار با فيلترهاي‌ هواي‌جبراني‌ باشند از نظر فيزيكي‌ بزرگتر هستند.ژنراتورهايي‌ كه‌ خنك‌كنندگي‌ آنها با آب‌ وهواي‌ محبوس‌ صورت‌ مي‌گيرد ازژنراتورهايي‌ كه‌ خنك‌كنندگي‌ آنها با هواي‌ بازانجام‌ مي‌شود گران‌تر بوده‌ و بازده‌ كمتري‌ نيزدارند.
با اين‌ همه‌ در حالي‌ كه‌ ذرات‌ ريز، يك‌موضوع‌ قابل‌ بررسي‌ است‌ و وقتي‌ كه‌مساله‌اي‌ از نظر ذخيره‌سازي‌ هيدروژن‌ درنيروگاه‌ وجود ندارد عموما ژنراتورهايي‌ كه‌ باهيدروژن‌ خنك‌ مي‌شوند انتخاب‌ مناسبي‌ به‌نظر مي‌رسد. با وجود آن‌ كه‌ اين‌ نوع‌ ازژنراتور گرانترين‌ نوع‌ است‌ ولي‌ بالاترين‌بازده‌ را دارد.

سيستمهاي‌ خنك‌ كنندگي‌
طراحي‌ واحدهايي‌ كه‌ با هيدروژن‌خنك‌ مي‌شوند در مقايسه‌ با ژنراتورهايي‌ كه‌با هوا خنك‌ مي‌شوند پيچيده‌تر است‌.سيستمهايي‌ كه‌ با هيدروژن‌ خنك‌ مي‌شوندبه‌ محفظه‌اي‌ كه‌ در مقابل‌ فشار مقاوم‌ باشد ونيز به‌ آب‌ بندي‌ خاص‌ و يك‌ دستگاه‌ تهويه‌گازي‌ نياز دارند. علاوه‌ بر آن‌ سيستمهايي‌ كه‌با هيدروژن‌ خنك‌ مي‌شوند قبل‌ از آن‌ كه‌براي‌ تعمير و نگهداري‌ از سرويس‌ خارج‌شوند بايد با دي‌ اكسيد كربن‌ پاكسازي‌ شوند. همچنين‌ قبل‌ از آن‌ كه‌ مجددٹ از هيدروژن‌ پرشوند و به‌ سرويس‌ بازگردند لازم‌ است‌ بادي‌اكسيد كربن‌ پاكسازي‌ شوند. با وجود آن‌كه‌ ژنراتورهايي‌ كه‌ با هوا خنك‌ مي‌شوند ازنظر فيزيكي‌ بزرگتر از ژنراتورهايي‌ هستند كه‌با هيدروژن‌ خنك‌ مي‌شوند، با اندازه‌ يكسان ‌داراي‌ هزينه‌ اوليه‌ كمتري‌ هستند. به‌ علاوه‌تعمير آنها ساده‌تر و با هزينه‌ كمتر است‌.ژنراتورهاي‌ بزرگي‌ كه‌ با هوا خنك‌ شده‌ ومتعلق‌ به‌ شركت‌ آلستوم‌ هستند عمومٹمجهز به‌ سيستم‌ خنك‌كنندگي‌ آب‌ - هواي ‌محبوس‌ (TEWAC) هستند. در سيستم‌خنك‌كنندگي‌ آب‌ - هوا، ژنراتور به‌ وسيله‌هوا خنك‌ مي‌شود. هواي‌ گرم‌ پس‌ از آن‌ كه‌در خنك‌كن‌هاي‌ آب‌ - هوا سرد شد مجددٹوارد سيكل‌ مي‌شود. در اين‌ واحدهاهاديهاي‌ سيم‌پيچ‌ ميدان‌ روتور تو خالي‌ بوده‌و به‌ صورت‌ محوري‌ خنك‌ مي‌شوند. برخلاف‌ بخش‌ فعال‌ ژنراتورهاي‌ قديمي‌ كه‌ باهوا خنك‌ مي‌شوند، سيم‌پيچهاي‌ ميدان‌جديدتر در هر ماشين‌ داراي‌ دو بخش‌خنك‌كن‌ است‌. در بخش‌ اول‌ جريان‌ هوا اززير استوانه‌ انتهايي‌ مي‌گذرد و قبل‌ از خروج‌به‌ داخل‌ هادي‌ تو خالي‌ جريان‌ پيدا مي‌كند.جريان‌ هواي‌ خنك‌ كن‌ براي‌ بخش‌ دوم‌ ازطريق‌ يك‌ شيار فرعي‌ كه‌ در زير سيم‌ پيچ‌تعبيه‌ شده‌ است‌ صورت‌ مي‌گيرد.
هسته‌ استاتور كه‌ به‌ شكل‌ محوري‌ به‌اتاقهايي‌ تقسيم‌ شده‌ است‌ هواي‌ خنك‌ كننده‌براي‌ استاتور را فراهم‌ مي‌آورد. اين‌ كار باجريان‌ متناوب‌ هوا به‌ داخل‌ و به‌ بيرون‌اتاقكهاي‌ تهويه‌ انجام‌ مي‌شود.
توليدكنندگان‌ با اضافه‌ كردن‌ اتاقكهاي‌تهويه‌ بيشتر نسبت‌ به‌ ماشينهاي‌ ژنراتور كوتاهتر قديمي‌ توانسته‌اند ميزان‌خنك‌كنندگي‌ ژنراتور را بهينه‌ كنند. طبق‌گزارش‌ آلستوم‌، بهينه‌ سازي‌ خنك‌كنندگي‌ واين‌ واقعيت‌ كه‌ هم‌ اكنون‌ خروجيهاي‌بيشتري‌ براي‌ هواي‌ خنك‌ كن‌ روتور وجوددارد توزيع‌ دما در سيم‌پيچ‌ استاتور و هسته‌را يكنواخت‌ كرده‌ است‌.

شكستن‌ مانع‌ 300 كيلوولت‌ آمپري‌
انجام‌ اصلاحات‌، طي‌ چند سال‌ اخير برروي‌ طراحي‌ ژنراتورهايي‌ كه‌ با هوا خنك‌مي‌شوند سبب‌ شده‌ است‌ كه‌ واحدهايي‌توليد شود كه‌ تا چند سال‌ گذشته‌ فقط باژنراتورهايي‌ كه‌ با هيدروژن‌ خنك‌ مي‌شوند امكان‌پذير بود. درطول‌ چهار دهه‌ گذشته‌ظرفيت‌ ژنراتورهايي‌ كه‌ با هوا خنك‌مي‌شوند از 90 مگاولت‌ آمپر به‌ بيش‌ از 300مگاولت‌ آمپر افزايش‌ يافته‌ است‌.
يكي‌ از توليدكنندگان‌ (آلستوم‌) خروجي‌ژنراتورهايي‌ كه‌ با هوا خنك‌ مي‌شوند را تا33 درصد افزايش‌ داده‌ است‌. اين‌ كار باافزايش‌ قطر روتور و طول‌ فعال‌ آن‌ به‌ ميزان‌10 درصد اجرا شده‌ است‌. افزايش‌ خطي‌ژنراتور نيز حجم‌ Slot (يكي‌ از شيارهاي‌نگهدارنده‌ رسانا در سطح‌ روتور يا استاتوريك‌ ماشين‌ گردنده‌ الكتريكي‌) را بزرگتر كرده‌و در نتيجه‌ سيم‌پيچهاي‌ بيشتري‌ قابل‌ اضافه‌كردن‌ بود.
متاسفانه‌ وقتي‌ قطر روتور افزايش‌ داده‌مي‌شود اتلاف‌ سيم‌پيچ‌ نيز افزايش‌ مي‌يابد.بخش‌ قابل‌ توجهي‌ از اتلاف‌ سيم‌ پيچي‌ناشي‌ از اصطكاك‌ سطح‌ است‌.
ژنراتورها ديگري‌ كه‌ توسط آلستوم‌تكميل‌ شده‌ يك‌ ماشين‌ 50 هرتز 500مگاولت‌ آمپري‌ است‌. اين‌ ماشين‌ يك‌پيشرفت‌ عمده‌ در فن‌ آوري‌ ژنراتورهايي‌ كه‌با هوا خنك‌ مي‌شوند بوده‌ و خنك‌كنندگي‌آن‌ به‌ شكل‌ معكوس‌ امكان‌پذير شد. درخنك‌كنندگي‌ معكوس‌، فنها در بالا دست‌كولر قرار مي‌گيرند و به‌ اين‌ ترتيب‌ بخش‌فعال‌ ژنراتور به‌ طور مستقيم‌ و بدون ‌هيچ‌گونه‌ پيش‌ گرمايشي‌ از هوايي‌ كه‌ ازكولرها مي‌آيد بهره‌مند مي‌شود. هوايي‌ كه‌ به‌طور مستقيم‌ از فنها تامين‌ شده‌ است‌همچنان‌ كه‌ از درون‌ فن‌ عبور مي‌كند،پيش‌گرم‌ مي‌شود.
هوا در پايين‌ دست‌ كولرها در ابتدا ازيك‌ ناحيه‌ مخلوط عبور مي‌كند كه‌ توزيع ‌همگني‌ از هواي‌ سرد را به‌ ورودي‌ ژنراتورمي‌رساند. حتي‌ اگر يك‌ كولر، خارج‌ ازسرويس‌ باشد اين‌ نوع‌ از خنك‌كنندگي‌ به‌ژنراتور اين‌ امكان‌ را مي‌دهد كه‌ با75 درصداز خروجي‌ اسمي‌ خود كار كند.
محفظه‌ ژنراتور 500 مگاولت‌ آمپرآلستوم‌ كه‌ با هوا خنك‌ مي‌شود كاملاجوشكاري‌ شده‌ و داراي‌ ياتاقانهايي‌ است‌ كه‌بر روي‌ محفظه‌اي‌ نصب‌ شده‌ و از يك‌سيستم‌ خنك‌كننده‌ بسته‌ استفاده‌ مي‌كند.ابتكار طراحي‌ عمده‌ ديگر آن‌ است‌ كه‌ژنراتور با راه‌ آهن‌ قابل‌ حمل‌ونقل‌ است‌.

بررسي‌ اصلاحات‌
در حالي‌ كه‌ بيش‌ از 20 سال‌ از كار اغلب‌نيروگاههاي‌ قدرت‌ ايالات‌متحده‌ مي‌گذرد متخصصان‌ نيروگاههاي‌ توليد برق‌ در جست‌و جوي‌ راههايي‌ بوده‌اند تا قابليت‌ اعتماد ودر دسترس‌ بودن‌ ژنراتورهاي‌ قديمي‌ رابهبود بخشند. غير از جايگزيني‌ ژنراتورها،برخي‌ از ژنراتورهاي‌ قديمي‌تر را معمولا مي‌توان‌ با سيم‌ پيچي‌ مجدد استاتورها ونوكردن‌ exciter (ژنراتور كمكي‌ كوچكي‌ كه‌جريان‌ ميداني‌ لازم‌ را براي‌ ژنراتوري‌ باجريان‌ متناوب‌ فراهم‌ مي‌كند) اصلاح‌ كرد.
دبليوجي‌ مور مدير مهندسي‌ كويل‌برق‌ ملي‌ در كلمبوس‌ اوهايو مي‌گويد كه‌ درهنگام‌ اصلاح‌ و بازسازي‌ ژنراتورهاي‌الكتريكي‌، يكي‌ از اولين‌ مراحل‌، آن‌ است‌ كه‌شرايط فورجينگ‌ روتور ارزيابي‌ شود.
در غير از مواردي‌ كه‌ مسائل‌ جدي‌ بروز كندجايگزين‌ كردن‌ روتور، لازم‌ نيست‌. هرگونه‌تركي‌ كه‌ در سوراخها پيدا شود عموما ازفركانس‌ پايين‌ و ناشي‌ از تنشهاي‌ چرخشي‌در اثناي‌ شروع‌ بكار و توقف‌ واحد است‌.
با اين‌ همه‌ چنين‌ تركهايي‌ را نبايد ناديده‌گرفت‌ چرا كه‌ مي‌توانند منجر به‌ گسيختگي‌كاتاستروفيك‌ روتور شوند. به‌ گفته‌ >مور<قبل‌ از بازگرداندن‌ يك‌ روتور قديمي‌تر به‌سرويس‌ بايد سوراخها به‌ طور كامل‌ بازرسي‌شوند تا شرايط كيفي‌ آنها براي‌ كاركرددرازمدت‌ تاييد شود.
علاوه‌ بر بازرسي‌ چشمي‌ سوراخ‌،آزمايشهاي‌ مغناطيسي‌ و ماوراي‌ بنفش‌UT)) نيز بايد اجرا شود. هرگونه‌ مسأله‌سطحي‌ را مي‌توان‌ با سنگ‌ زدن‌ سوراخ‌،اصلاح‌ كرد. با اين‌ حال‌، تركهاي‌ عميق‌تر بايدبا سوراخ‌ كردن‌ برداشته‌ شوند.
محلهاي‌ دندانه‌ دار روتور مي‌تواند درشعاعهاي‌ ماهيچه‌اي‌ بالاي‌ دندانه‌، ايجادترك‌ كند. اين‌ سوراخها را مي‌توان‌ با بازرسي‌چشمي‌، آزمايش‌ با جريان‌ گردابي‌ (آزمايش‌غير تخريبي‌ كه‌ در آن‌ تغيير امپدانس‌ يك‌كويل‌ آزمايش‌ كه‌ به‌ نزديك‌ نمونه‌ هادي‌آورده‌ شده‌ است‌ جريانهاي‌ گردابي‌ ايجادشده‌ به‌ وسيله‌ كويل‌ را از خود نشان‌ مي‌دهدو در نتيجه‌ برخي‌ از خواص‌ يا معايب‌ نمونه‌را آشكار مي‌كند)، نافذ رنگي‌ (مايعي‌ داراي‌رنگ‌ كه‌ براي‌ تشخيص‌ تركها يا ساير معايب‌سطحي‌ مواد غير مغناطيسي‌ بكار مي‌رود) ويا با آزمايش‌ ذرات‌ مغناطيسي‌ مرطوب‌،آشكار كرد. با اين‌ همه‌ >مور< مي‌گويد: >هيچ‌گزارشي‌ از وقفه‌ اجباري‌ ناشي‌ از تركهاي‌دندانه‌دار، ثبت‌ نشده‌ است‌. تركهاي‌ كوچك‌را مي‌توان‌ با بزرگ‌ كردن‌ شعاع‌ ماهيچه‌،برداشت‌ به‌ طور ي‌ كه‌ در عين‌ حال‌ تركهاي‌بزرگتر نياز به‌ برداشتن‌ بالاي‌ دندانه‌ها وسپس‌ بازسازي‌ يك‌ حلقه‌ حايل‌ طولاني‌تردارند<.
هنگامي‌ كه‌ رطوبت‌، وجود داشته‌ باشد حلقه‌هاي‌ حايل‌ غير مغناطيسي‌ از جنس‌5Cr 18Mn نسبت‌ به‌ تنش‌ ترك‌ خوردگي‌تاثير پذيرند و در اثناي‌ هر گونه‌ اصلاح‌ژنراتور بايد تعويض‌ شوند. معمولا اين‌ نوع‌حلقه‌ها با حلقه‌هايي‌ از جنس‌18 Cr 18Mn تعويض‌ مي‌شوند. طبق‌گزارش‌ G.E. فولاد ضد زنگ‌ غير مغناطيسي‌18-18 نسبت‌ به‌ تنش‌ ترك‌ خوردگي‌ مقاوم‌است‌.
ترك‌ خوردگي‌ شيار فنري‌ شبه‌ بست‌(نوعي‌ فنر كه‌ به‌ عنوان‌ بست‌ استفاده‌مي‌شود) به‌ وسيله‌ نيروهاي‌ متناوب‌ حلقه‌حايل‌ مخروطي‌ در حال‌ كشش‌ بالاي‌دندانه‌ها ايجاد مي‌شود (شكل‌ 2). با اين‌وجود >مور< مي‌گويد: اين‌ تركها به‌ سادگي‌ بايك‌ آزمايش‌ نفوذ پذيري‌ فلورسنت‌ مغناطيسي‌ مرطوب‌، آشكار مي‌شوند. مشابه‌ترك‌ خوردگي‌ دندانه‌ روتور، تركهاي‌ درون‌شيار فنر شبه‌ بست‌ را مي‌توان‌ با بزرگ‌ كردن‌شعاع‌، اصلاح‌ كرد.

سيم‌ پيچها و عايق‌ بندي‌
سيم‌ پيچهاي‌ مسي‌ روتور، عمرنامحدودي‌ دارند ولي‌ وقتي‌ كه‌ يك‌ روتورتحت‌ تاثير گرماي‌ بيش‌ از حد قرار گيرد،مس‌، نرم‌ مي‌شود. اگر مس‌ بيش‌ از حد نرم‌شده‌ باشد، آزمايش‌، سختي‌ آن‌ را تعيين‌خواهد كرد. >مور< مي‌گويد: بازرسي‌ چشمي‌بايد هرگونه‌ اعوجاج‌ اضافي‌ را مشخص‌ كند.
ترك‌ خوردگي‌ درپيچهاي‌ مسي‌ روتور درروتورهايي‌ كه‌ روي‌ حلقه‌هاي‌ حايل‌ آن‌محور كوتاهي‌ نصب‌ شده‌ باشد عادي‌ است‌.
اين‌ ترك‌ خوردگيها را مي‌توان‌ با يك‌ آزمايش‌نافذ رنگي‌ بررسي‌ كرد. سيم‌ پيچهاي‌ مسي‌باز پخت‌ شده‌ با مقاومت‌ كم‌ كه‌ در واحدهاي ‌قديمي‌ نصب‌ شده‌اند بايد با نوعي‌ مس‌ بامقاومت‌ بيشتر جابه‌جا شوند. طبق‌ گفته‌>مور< اين‌ ماده‌ (مس‌ با مقاومت‌ بيشتر)نسبت‌ به‌ تغيير شكل‌، مقاوم‌ است‌. متاسفانه‌يك‌ سيم‌ پيچ‌ باز پيچيده‌ شده‌ جديد مسي‌ ازمسهاي‌ قديمي‌ كه‌ مجددا استفاده‌ شده‌ باشدگرانتر است‌.
اصلاحاتي‌ كه‌ در عايق‌ بندي‌ و صفحات‌لغزش‌ از جنس‌ ماده‌اي‌ با ضريب‌ اصطكاك‌ كم‌ انجام‌ شده‌ است‌ اعوجاج‌ سيم‌پيچهاي‌روتور را به‌ حداقل‌ رسانده‌ و كاركردژنراتورها را اصلاح‌ كرده‌ است‌ برخلاف‌سيم‌پيچهاي‌ روتوري‌ كه‌ به‌ صورت‌ اقتصادي‌مجددا پيچيده‌ شده‌ باشند عموما با سيم‌پيچهاي‌ استاتور جايگزين‌ مي‌شوند. باپيشرفتهايي‌ كه‌ هم‌ اكنون‌ در سيستمهاي‌عايق‌ بندي‌ انجام‌ شده‌، عايق‌بندي‌ كمتري‌مورد نياز است‌.
كاربرد ژنراتورهاي‌ الكتريكي‌ دراثردرجه‌ حرارت‌ حداكثر مجاز رساناهاي‌ مسي‌در سيم‌ پيچهاي‌ استاتور و نيز دراثر انتقال‌حرارت‌ در درون‌ عايق‌بندي‌، محدود شده‌است‌. با اين‌ وجود كاركرد ژنراتور در درجه‌ حرارتهاي‌ بالاتر براي‌ مس‌هاي‌ هادي‌ درهنگامي‌ امكان‌پذير است‌ كه‌ كلاس‌ حرارتي‌بالاتري‌ براي‌ ماده‌ عايق‌ بندي‌، استفاده‌ شده‌باشد. واضح‌ است‌ كه‌ با كاركرد ژنراتور دردرجه‌ حرارتهاي‌ بالاتر، خروجي‌ ژنراتور افزايش‌ پيدا مي‌كند. هم‌ اكنون‌ براي‌ كاركردژنراتور در درجه‌ حرارتهاي‌ بالاتر، موادجديدي‌ وجود دارد. به‌ دليل‌ اين‌ كه‌عايق‌بندي‌ جديد، مقاومت‌ حرارتي‌ كمتري‌دارد انتقال‌ حرارت‌ ميله‌هاي‌ استاتور، بهبودپيدا كرده‌ و خروجي‌ ژنراتور افزايش‌ مي‌يابد.
با وجود آن‌ كه‌ براي‌ ژنراتورهاي‌ بزرگترهنوز هم‌ روش‌ خنك‌ كنندگي‌ به‌ وسيله‌هيدروژن‌ مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرداصلاحات‌ اخير در سيستمهاي‌ خنك‌كنندگي‌با هوا و همچنين‌ عايق‌ بندي‌ به‌ روش‌ خنك‌كنندگي‌ با هوا اجازه‌ داده‌ است‌ تا باسيستمهاي‌ خنك‌كنندگي‌ به‌ وسيله‌ هيدروژن‌براي‌ ژنراتورهايي‌ كه‌ حداكثر ظرفيت‌ آنها500 مگاولت‌آمپر است‌ رقابت‌ كنند. طبق‌نظر سازندگان‌، استفاده‌ از ژنراتورهايي‌ كه‌ باهوا خنك‌ مي‌شوند و ظرفيتشان‌ بيش‌ از50مگاولت‌ آمپر باشد موضوعي‌ است‌ كه‌فقط زمان‌، آن‌ را حل‌ خواهد كرد.

برگردان‌: فريدون‌ تازه‌زاده‌

منبع‌:
Power Engineering/ July 2001

ماهنامه صنعت برق

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:11  توسط ابرام  | 
ماشينهاي الكتريكي ماشينهاي الكتريكي :
مقاله: پيك سايي و كاهش مصرف انرژي الكتريكي با استفاده روتورها
ارسال شده در يكشنبه 5 فروردين ماه 1386 توسط whiteapple
الكتروموتورها از جمله‌ مهمترين‌ مصرف‌ كنندگان‌ انرژي‌ الكتريكي‌ در بخش‌هاي‌صنعتي‌، كشاورزي‌، خانگي‌، تجاري‌ و عمومي‌ بوده‌ و بطور متوسط در حدود 40 تا 50 درصد از برق‌ توليدي‌ كشور را مصرف‌ مي‌كنند. در ميان‌ اين‌ تجهيزات‌ موتورهاي‌ كوچك‌ ومتوسط (0/25 تا 150 اسب‌ بخار) عمدتاپ ازنوع‌ القايي‌ با روتور قفس‌ سنجبي‌ بوده‌ و اين‌بخش‌ از الكتروموتورها در حدود 60 تا 70 در صد از گل‌ مصرف‌ برق‌ الكتروموتورها را به‌خوداختصاص‌ مي‌دهند. باز دهي‌ عملي‌ اين‌ الكترو موتورهاي‌ كوچك‌ ومتوسط در شرايطبهره‌ برداري‌ سالانه‌ در حدود 50 تا 90 درصد است‌ و به‌ طور ميانگين‌ در حدود 25 تا 35در صد از انرژي‌ الكتريكي‌ مصرفي‌ در آنها تلف‌ مي‌شود كه‌ با توجه‌ به‌ اين‌ امر، پتانسيل‌فراواني‌ براي‌ كاهش‌ تلفات‌ اين‌ الكتروموتورها در كشور پيش‌ بيني‌ مي‌شود. در اين‌نوشتار يكي‌ از فن‌ آوريهاي‌ جديد و متناسب‌ با شرايط كشور براي‌ كاهش‌ تلفات‌ اين‌ دسته‌از تجهيزات‌ الكتريكي‌ بيان‌ شده‌ و مزاياي‌ آن‌ با توجه‌ به‌ امكانات‌ و پتانسيل‌هاي‌ بالقوه‌موجود، ارزيابي‌ مي‌شود .

الكترو موترها گروهي‌ از تجهيزات‌الكتريكي‌ هستند كه‌ بر اساس‌ روابط بين‌جريانهاي‌ الكتريكي‌ و ميدانهاي‌ مغناطيسي‌،باعث‌ تبديل‌انرژي‌ الكتريكي‌ به‌ انرژي‌مكانيكي‌ مي‌شوند. در حين‌ اين‌ عمل‌ (تبديل‌انرژي‌ الكتريكي‌ به‌ مكانيكي‌) مقداري‌ ازانرژي‌ تلف‌ مي‌شود. با توجه‌ به‌ اين‌ امر كيفيت‌ساخت‌ اين‌ تجهيزات‌ براي‌ دسترسي‌ به‌حداكثر بازدهي‌ اقتصادي‌ از اهميت‌ فراواني‌ برخوردار بوده‌ و در نتيجه‌ سازندگان‌ اين‌تجهيزات‌ مي‌توانند نقش‌ بسيار مهمي‌ دركاهش‌ مصرف‌ و تلفات‌ انرژي‌ الكتريكي‌داشته‌ باشند. مهمترين‌ عوامل‌ ايجاد تلفات‌ درموتورهاي‌ الكتريكي‌ عبارتند از :

ة عبور جريان‌ الكتريكي‌ در سيم‌ پيچ‌هاي‌استاتور و روتور و مقاومت‌ الكتريكي‌ اين‌هاديها
ة مغناطيس‌ شدن‌ متوالي‌ هسته‌ موتور ونيزجريانهاي‌ گردابي‌ ايجادي‌ درآن‌
ة تلفات‌ ناشي‌ از اصطكاك‌هاي‌ مكانيكي‌
ة اثرات‌ پارازيتي‌ (تلفات‌ اضافي‌ )
باتوجه‌ به‌ اين‌ كه‌ هرساله‌ مقادير فراواني‌از انرژي‌ الكتريكي‌ به‌ دليل‌ عدم‌ بازدهي‌مناسب‌ الكتروموتورها به‌ صورت‌ تلفات‌ به‌هدر مي‌رود بنابراين‌ در بسياري‌ از كشورهاكوشش‌هاي‌ فراواني‌ در جهت‌ بهبود بازدهي‌ وعملكرد اين‌ تجهيزات‌ بعمل‌ آمده‌ وسعي‌ شده‌است‌ تا در نظر گرفتن‌ امكانات‌ بالــــقوه‌ و
فن‌ آوريهاي‌ موجود ونيز قيمت‌ مواد اوليه‌ وهزينه‌هاي‌ تحميلي‌، مناسب‌ترين‌ گزينه‌هابراي‌ بهبود كارايي‌ موتورها بكار گرفته‌ شود.اين‌ روند بخصوص‌ هنگامي‌ مشخص‌ترمي‌شود كه‌ بدانيم‌ امروزه‌ در بسياري‌ ازكشورهاي‌ پيشرفته‌ يا درحال‌ توسعه‌، رعايت‌استانداردهاي‌ حداقل‌ مقادير مجاز بازدهي‌الكتروموتورها به‌ صورت‌ اجباري‌ در آمده‌ است‌و محدوده‌هايي‌ كه‌ اين‌ استانداردها پيشنهادكرده‌اند بگونه‌اي‌ است‌ كه‌ در بسياري‌ ازحالات‌ تنها با صرف‌ هزينه‌هاي‌ بالا و استفاده‌از فن‌ آوريهاي‌ جديد، دسترسي‌ به‌ آنها ميسراست‌ .
دركشور ما نيز با وجود اين‌ كه‌ بازدهي‌ اكثرالكتروموتورهاي‌ مورد استفاده‌ (ساخت‌ داخل‌يا وارداتي‌) حتي‌ از مقادير استاندارد ازايه‌ شده‌در دهه‌ 70 ميلادي‌ نيز پايين‌تر است‌، اما تاكنون‌ اقدامات‌ حدي‌ در زمينه‌ بهبود كارايي‌اين‌ تجهيزات‌ بعمل‌ نيامده‌ است‌. (شكل‌(2)روند افزايش‌ بازدهي‌ الكتروموتورهاي‌ باقدرت‌ 20 اسب‌ بخار (15 كيلووات‌) را از دهه‌70 ميلادي‌ تاكنون‌ نشان‌ مي‌دهد. همان‌ گونه‌كه‌ در اين‌ شكل‌ ديده‌ مي‌شود در اواسط دهه‌70 ميلادي‌، بازده‌ چنين‌ اكتروموتورهايي‌ درحدود 87تا 88 در صد بوده‌ است‌ كه‌ متاسفانه‌در حال‌ حاضر اين‌ مقدار براي‌ موتورهاي‌ مورداستفاده‌ در كشور به‌ حدود 85 تا86 در صدمحدود مي‌شود اين‌ در حالي‌ است‌ كه‌الكتروموتورهاي‌ هم‌ قدرت‌ استاندارد امروزي‌در دنيا باز در حدود 89 تا90 درصدبازدهي‌دارند سه‌ تاپنج‌ در صد بازدهي‌ بيشتر نسبت‌به‌ موتورهاي‌ مورداستفاده‌ در كشور)
در اينجا لازم‌ است‌ تا براي‌ پي‌ بردن‌ به‌اهميت‌ واقعي‌ بهبود بازدهي‌ الكتروموتورهاتوجه‌ بيشتري‌ به‌ اين‌ اطلاعات‌ معطوف‌ شودبه‌ عنوان‌ مثال‌ كافي‌ است‌ پتانسيل‌ كاهش‌اوج‌ بار شبكه‌ سراسري‌ را در نظر داشته‌ باشيم‌.همان‌ گونه‌ كه‌ بيان‌ شد بازدهي‌ متوسطالكتروموتورهاي‌ مورد استفاده‌ در كشور درحدود سه‌ تا پنج‌ در صد از الكتروموتورهاي‌استاندارد امروزي‌ در دنيا كمتر است‌. بادانستن‌ اوج‌ بار شبكه‌ سراسري‌ در سال‌ جاري‌يا سال‌ آينده‌ 27 هزارمگاوات‌ است‌ ودر حدود30 تا 35 درصد از اين‌ اوج‌ بار، براي‌ به‌ حركت‌در آوردن‌ الكتروموتورهاي‌ القايي‌ (و يادستگاههايي‌ كه‌ از اين‌ تجهيزات‌ استفاده‌مي‌كنند) استفاده‌ خواهد شد، افزايش‌ بازدهي‌الكتروموتورهاي‌ كشور تاحد استانداردمي‌تواند نياز اوج‌ بار شبكه‌ را در حدود 400 تا500 مگاوات‌ (معادل‌ با توان‌ توليدي‌ 20315عدد توربين‌ گازي‌ GE فريم‌ 5) كاهش‌ دهد.با توجه‌ به‌ اين‌ شرايط، امروزه‌ در كشورهاي‌پيشرفته‌، سعي‌ مي‌شود تا حدود مجاز بازدهي‌الكتروموتورها حتي‌ از مقادير استاندارد نيزفراتر رفته‌ و در برخي‌ كشورها نظير آمريكا،كانادا، استرالياو... رعايت‌ اين‌ حدود براي‌الكتروموتورهاي‌ مورد استفاده‌ در آن‌ كشورهااجباري‌ شده‌ است‌، اگر چه‌ سازندگان‌الكتروموتورهاي‌ موجود در آنجا مي‌توانندموتورهاي‌ با بازدهي‌ كمتر را صرفٹبراي‌صادرات‌ نيز توليد كنند. لازم‌ به‌ ذكر است‌ كه‌هرچند به‌ نظر مي‌رسد كه‌ بهبود بيشتر دربازدهي‌ الكتروموتورها با توجه‌ به‌ پيشرفتهاي‌روز افزون‌ در زمينه‌ مواد و طراحي‌ اين‌تجهيزات‌ مي‌تواند ادامه‌ يابد، اما اين‌ حالتهادر در اكثر موارد تنها از طريق‌ مواد وفن‌آوريهاي‌ بسيار گران‌ (نظير استفاده‌ ازورقهاي‌ الكتريكي‌ آمورف‌ يا ابر رساناها)ممكن‌ مي‌شود كه‌ بسيار هزينه‌ بر بوده‌ و درحال‌ حاضر چندان‌ استقبالي‌ از آنها بعمل‌نمي‌آيد .

روشهاي‌ بهبود بازدهي‌ الكتروموتورها
شكل‌ (3) نمايي‌ از اجزاي‌ مختلف‌ يك‌الكتروموتور القايي‌ را نشان‌ مي‌دهد. اين‌الكتروموتور از دو قسمت‌ اصلي‌ استاتور(قسمت‌ ساكن‌) و روتور (قسمت‌ متحرك‌)تشكيل‌ شده‌ است‌ كه‌ هر يك‌ از آنها شامل‌يك‌ جزء الكتريكي‌ (هاديها) و يك‌ جزءمغناطيسي‌ (هسته‌ها) است‌ با در نظر گرفتن‌اين‌ ساختار و دانستن‌ سهم‌ هريك‌ ازموءلفه‌هاي‌ تلفات‌ انرژي‌ در اين‌ تجهيزات‌بهبود بازدهي‌ الكتروموتورها از چند طريق‌امكان‌پذير خواهد بود ولي‌ در هر حال‌مهمترين‌ اقدامات‌ براي‌ بهبود باز دهي‌الكتروموتورها را مي‌توان‌ در كاهش‌ تلفات‌هسته‌ يا تلفات‌ هاديهايانها خلاصه‌ كرد.
متاسفانه‌ بسياري‌ از فن‌ آوريهاي‌ شناخته‌شده‌ براي‌ بهبود بازدهي‌ انرژي‌ درالكتروموتورها باعث‌ افزايش‌ ابعاد آنها خواهدشد و اين‌ افزايش‌ ابعادي‌ بيشتر شامل‌ ازديادطول‌ آنهاست‌ به‌ عنوان‌ مثال‌ يكي‌ ازروشهاي‌شناخته‌ شده‌ براي‌ كاهش‌ تلفات‌ هسته‌ درموتورهاي‌ الكتريكي‌، افزايش‌ طول‌ هسته‌آنهاست‌ كه‌ اين‌ حالت‌ ار يك‌ طرف‌ مستلزم‌تغييرات‌ فراوان‌ در خط توليد اين‌ نوع‌ موتورهابوده‌ و باعث‌ ناهمخواني‌ وعدم‌ انصباق‌ موتورساخته‌ شده‌ با ساير تجهيزات‌ متصل‌ به‌ آن‌مي‌شود و از طرف‌ ديگر با توجه‌ به‌ مصرف‌بيشتر مواد اوليه‌ (هسته‌ و هادي‌)، قيمت‌موتورها افزايش‌ زيادي‌ خواهد يافت‌. افزايش‌سطح‌ مقطع‌ هسته‌ موتورها نيز كم‌ و بيش‌مشكلاتي‌ مشابه‌ با موارد فوق‌ داشته‌ و براي‌بسياري‌ از توليد كنندگان‌ داخلي‌، چندان‌جاذبه‌اي‌ ندارد. در مورد افزايش‌ سطح‌ مقطع‌هاديهاي‌ الكتروموتورها نيز اين‌ حالت‌مستلزم‌ تغييرات‌ وسيع‌ در قالبهاي‌ ساخت‌هسته‌ و در نتيجه‌ تغيير طراحي‌الكتوموتورست‌ كه‌ به‌ نوبه‌ خود هزينه‌هاي‌توليد را به‌ طور چشمگيري‌ افزايش‌ با توجه‌ به‌اين‌ موارد و در نظر داشتن‌ مشكلات‌ ناشي‌ ازتغيير طراحي‌ و يا تغيير ابعاد الكتروموتورها،مناسب‌ترين‌، گزينه‌ها براي‌ بهبود بازدهي‌الكتروموتورهاي‌ داخلي‌، تغيير مواد مورداستفاده‌ در ساخت‌ آنهاست‌ .
مهم‌ترين‌ مواد مورد استفاده‌ در ساخت‌هسته‌ الكتروموتورها را ورقهاي‌ فولادالكتريكي‌ كم‌ كربن‌ (Motor Lamination)ويا فولادهاي‌ سيليكوني‌ با دانه‌هاي‌ غير جهت‌دار(Non- Oriented Silicon)تشكيل‌مي‌دهند. اينگونه‌ ورقها كه‌ با ضخامت‌هاي‌متفاوت‌/8./3-.ميلي‌ متر) وبا مقادير مختلف‌عناصر آلياژي‌ (منگنز،آلومينيوم‌ و سيليسيم‌)توليد مي‌شوند داراي‌ خواص‌ مغناطيسي‌متفاوت‌ و نيز قيمت‌هاي‌ بسيار گسترده‌هستند. مهمترين‌ خواص‌ مغناطيسي‌ موردنظر در حين‌ انتخاب‌ اين‌گونه‌ ورقهابراي‌ساخت‌ هسته‌ الكتروموتورها شامل‌ نفوذپذيري‌ مغناطيسي‌، تلفات‌ توان‌ و القاي‌ اشباع‌در آنهاست‌ كه‌ با تغيير ميزان‌ عناصر الياژي‌ ويا ضخامت‌ ورقها، اين‌ خواص‌ را ميتوان‌بدست‌ آورد. براي‌ كاهش‌ تلفات‌ توان‌ و انرژي‌درهسته‌ استاتور الكتروموتورهاي‌ القايي‌،مي‌توان‌ با استفاده‌ از ورقهاي‌ فولاد الكتريكي‌با مقادير بالاتر سيليسيم‌ و يا انتخاب‌ ورقهاي‌با ضخامت‌ كمتر، بازدهي‌ آنهارا تا مناسبي‌افزايش‌ داد اما اين‌ حالت‌ مي‌تواند از يك‌طرف‌ ساير خواص‌ هسته‌ را تحت‌ تاثير قراردهد و از طرف‌ ديگر افزايش‌ قيمت‌ وهزينه‌هاي‌ توليد را در پي‌ خواهد داشت‌ چراكه‌ با انتخاب‌ ورقهاي‌ نازكتر و با مقادير بيشترعناصر آلياژي‌، اولاپ هزينه‌ خريد اين‌ ورقهابيشتر شده‌ و در ثاني‌ عوامل‌ مربوط به‌ برش‌ وپانچ‌ و هسته‌ چيني‌ نيز هزينه‌هاي‌ توليد را به‌مراتب‌ بالاتر خواهد برد. در هر حال‌ اين‌ تغييرمواد هسته‌ براي‌ كاهش‌ تلفات‌ الكتروموتورهامي‌تواند بدون‌ تغيير فروان‌ در طراحي‌ اين‌تجهيزات‌ به‌ عنوان‌ يك‌ روش‌ مناسب‌، مطرح‌باشد هرچند كه‌ درحال‌ حاضر با توجه‌ به‌ عدم‌توانايي‌ ساخت‌ داخل‌ ورقهاي‌ فولاد سيليسيم‌دار در كشور ،هزينه‌هاي‌ ارزي‌ تهيه‌ مواد اوليه‌و ساخت‌ چنين‌ الكتروموتورهايي‌ تا حدي‌ بالاخواهد بود.
روش‌ مناسب‌ ديگر براي‌ كاهش‌ تلفات‌الكتروموتورها بدون‌ نياز به‌ تغيير طراحي‌ وياابعاد آنها، استفاده‌ از هادي‌هاي‌ مسي‌ به‌ جاي‌آلومينيوم‌ در آنها ست‌.باتوجه‌ به‌ آنكه‌ هدايت‌الكتريكي‌ مس‌ تقربياپ 60 درصد بيشتر ازهدايت‌ الكتريكي‌ آلومينيوم‌ است‌، در بيشترحالتها براي‌ ساخت‌ هاديهاي‌ استاتورالكتروموتورها از مسن‌ استفاده‌ مي‌شود. درساخت‌ هاديهاي‌ روتورالكتروموتورها نيز اگرچه‌ براي‌ الكتروموتورهاي‌ بزرگ‌ (باتوان‌بيشتر از 250 كيلو وات‌) معمولاپاز مسن‌الكتريكي‌ كار شده‌ و شكل‌ داده‌ شده‌ استفاده‌مي‌شود، اما روش‌ ساخت‌ روتور چنين‌الكتروموتورهايي‌ ريخته‌ گري‌ نبوده‌ و بنابراين‌بسيار زمان‌ گران‌ و هزينه‌بر هستند هرچند كه‌با توجه‌ به‌ تعداد نسبتاپ كم‌ ساخت‌ چنين‌الكتروموتورهايي‌، استفاده‌ از چينن‌ روشي‌چندان‌ نامطلوب‌ در نظر گرفته‌ نمي‌ شود.درمورد الكتروموتورهاي‌ القايي‌ كوچك‌ و متوسطكه‌ سالانه‌ تعداد بسيار زيادي‌ از آنها توليدمي‌شود، تنها روش‌ اقتصادي‌ براي‌ ساخت‌روتور آنها، ريخته‌ گري‌ دايكاست‌ (تحت‌فشار) فلز هادي‌ اطراف‌ هسته‌ و ايجاد يك‌ساختار يكپارچه‌ از روتور است‌. شكل‌ (4)نمونه‌اي‌ از روتورهاي‌ توليدي‌ به‌ اين‌ روش‌ رانشان‌ مي‌دهد كه‌ هاديهاي‌ قفس‌ سنجابي‌اين‌ روتور نيز پس‌ از جداسازي‌ قسمت‌هاي‌آهني‌ (از طريق‌ حل‌ سازي‌ در اسيد) بخوبي‌نمايان‌ است‌ .
اگر چه‌ از زمانهاي‌ گذشته‌ نيز مشخص‌بوده‌ است‌ كه‌ بكار بردن‌ هاديهاي‌ مسي‌ درساخت‌ روتور الكتروموتورهاي‌ القايي‌ قف‌س‌سنجابي‌ مي‌تواند باعث‌ بهبود بازدهي‌ آنهاشود اما به‌ دليل‌ مشكلات‌ موجود بر سر راه‌ريخته‌ گري‌ دايكاست‌ مس‌ و سهولت‌ بيشتراين‌ فرايند براي‌ هاديهاي‌ آلومينومي‌، با درنظر گرفتن‌ مسائل‌ اقتصادي‌، ريخته‌ گري‌دايكاست‌ آلومينيوم‌ به‌ عنوان‌ روش‌ مناسب‌تربراي‌ ساخت‌ اين‌ روتورها مورد استفاده‌قرارمي‌ گيرد. اين‌ حالت‌ باعث‌ شد كه‌ تاچندين‌ سال‌ گذشته‌ تقريباپ روتور تمامي‌الكتروموتورهاي‌ القايي‌ قفس‌ سنجابي‌كوچك‌ و متوسط از طريق‌ ريخته‌ گري‌دايكاست‌ آلومينيوم‌ توليد شود و متاسفانه‌استفاده‌ از هاديهاي‌ مسي‌ تنها در اجزامي‌استاتور چنين‌ الكتروموتورهايي‌ خلاصه‌ شودو با اين‌ حال‌ از حدود دهه‌ 70 ميلادي‌ باافزايش‌ قسمت‌ انرژي‌ الكتريكي‌ تلاشهايي‌شد تا ساخت‌ روتورهاي‌ مسي‌ دايكاست‌ شده‌به‌ صورت‌ اقتصادي‌تر صورت‌ گرفته‌ و عوامل‌كنترل‌ كننده‌ اين‌ فرايند، بيشتر شناسايي‌ شود.اين‌ روند به‌ خصوص‌ از اواخر دهه‌ 90ميلادي‌،گسترش‌ فراواني‌ يافت‌ و با انجام‌ مطالعات‌ وتحقيقات‌ كاربردي‌، مهمترين‌ روشهاوفن‌آوريهاي‌ مناسب‌ واقتصادي‌ براي‌ ساخت‌چنين‌ روتورهايي‌، شناسايي‌ شد به‌ گونه‌اي‌ كه‌امروزه‌ توليد انبوه‌ چنين‌ الكتروموتورهايي‌ درتعدادي‌ از كارخانه‌هاي‌ بزرگ‌ سازنده‌الكتروموتورها آغاز شده‌ واستقبال‌ بسيارزيادي‌ از اين‌ محصولات‌ بعمل‌ آمده‌ است‌ .
نكته‌ بسيار مهم‌ در مورد چنين‌الكتروموتورهايي‌ آن‌ است‌ كه‌ بدون‌ هيچ‌ گونه‌تغيير طراحي‌ و يا تغيير ابعادي‌ الكتروموتور،تلفات‌ آنها تا حدود زيادي‌ كاهش‌ مي‌يابد واين‌ حالت‌ مخصوصاپ براي‌ سازندگاني‌ نظيرتوليد كنندگان‌ ايراني‌، بسيار مناسب‌ خواهدبود، بخصوص‌ آن‌ كه‌ توجه‌ داشته‌ باشيم‌ كه‌ درزمينه‌ مواد اوليه‌ مورد نياز، ايران‌ در حال‌ حاضرپنجمين‌ كشور توليد كننده‌ مسن‌ محسوب‌مي‌شود (رتبه‌ دوم‌ به‌ لحاظ دارا بودن‌ معادن‌مسن‌ دنيا) در حالي‌ كه‌ جايگاه‌ مناسبي‌ درزمينه‌ توليد آلومينيوم‌ نداشته‌ و لذا اين‌جايگزيني‌، هزينه‌ ارزي‌ اضافي‌ را تحميل‌نخواهد كرد، ضمن‌ آنكه‌ مي‌تواند نياز به‌واردات‌ آلومينيوم‌ را نيز كاهش‌ دهد. بنابراين‌به‌ نظر مي‌رسد كه‌ با توجهبه‌ شرايط كنوني‌كشور، فن‌آوري‌ مناسب‌ترين‌ گزينه‌اي‌ است‌كه‌ بدون‌ افزايش‌ هزينه‌هاي‌ ارزي‌ و يا بدون‌نياز به‌ ن‌ آوريهاي‌ گران‌ قيمت‌ (نظير استفاده‌از ابر رساناها و يا ورق‌هاي‌ الكتريكي‌ آمورف‌يا پرسيليسم‌) مي‌تواند باعث‌ كاهش‌ قابل‌ملاحظه‌ در تلفات‌ برق‌ و انرژي‌الكتروموتورهاي‌ داخلي‌ شود .

مزاياي‌ روتورهاي‌ مسي‌ دايكاست‌ شده‌
مهم‌ترين‌ مزيت‌ استفاداه‌ از روتورهاي‌ مسي‌دايكاست‌ شده‌ در الكتروموتورهاي‌ القايي‌،كاهش‌ فراواني‌ در تلفات‌ توان‌ (انرژي‌) و بهبودبازدهي‌ اين‌ نوع‌ الكتروموتورهاست‌.جدول‌ (1)
خلاصه‌اي‌ از نتايج‌ حاصل‌ شده‌ از مقايسه‌بازدهي‌ و تلفات‌ الكتروموتورهاي‌ القايي‌قفس‌ سنجابي‌ با روتورهاي‌ مسي‌ و ياآلومينيومي‌ دايكاست‌ شده‌ را نشاه‌ مي‌دهد .


جدول‌

همانگونه‌ كه‌ از جدول‌ (1) مشاهده‌مي‌شود استفاده‌ از روتوراي‌ مسي‌ دايكاست‌شده‌ به‌ جاي‌ آلومينيوم‌ در الكتروموتورهاي‌استاندارد (ستونهاي‌ 3و4)، باعث‌ افزايش‌بازدهي‌ آنها در حدود چهارتاهفت‌ در صد و نيزكاهش‌ تلفات‌ اين‌ نوع‌ الكتروموتورها در حدود30 تا 35 در صد، مي‌شود. در صورتي‌ كه‌ اين‌حالت‌ در كشور محقق‌ شود، با در نظر داشتن‌مصرف‌ برق‌ كشور در سال‌ آينده‌ در حدود120ميليارد كيلو وات‌ ساعت‌ و لحاظ كردن‌ 30تا 35 در صد از اين‌ مصرف‌ برق‌ درالكتروموتورهاي‌ القايي‌ كوچك‌ و متوسط، درصورتي‌ كه‌ بازدهي‌ آنها در حدود 5 تا 6 در صدافزايش‌ يابد، پتانسيل‌ موجود براي‌ صرفه‌جويي‌ سالانه‌ انرژي‌ الكتريكي‌ مصرفي‌ درحدود 2/5تا سه‌ ميليارد كيلووات‌ ساعت‌ (به‌ارزش‌ تقريبي‌ 60 تا 70 ميليارد تومان‌) خواهدبود. همچنين‌ با توجه‌ به‌ اوج‌ بار شبكه‌سراسري‌ (در حدود 27000 مگاوات‌) و مصرف‌برق‌ اين‌ الكتروموتورها (در حدود 30تا 35درصد) از اين‌ اوج‌ بار، پتانسيل‌ پيك‌ سايي‌شبكه‌ با استفاده‌ از اين‌ فن‌ آوري‌ در حدود500خواهد بود. علاوه‌ بر اين‌، بررسيهاي‌مختلف‌ نشان‌ داده‌ است‌ كه‌ به‌ دليل‌ كاهش‌تلفات‌ و گرماي‌ ايجاد شده‌ درالكتروموتورهاي‌ القايي‌ با روتورهاي‌ مسي‌دايكاست‌ شده‌، عمر آنها حداقل‌ 50 در صدبيشتر از موتورهاي‌ با روتورهاي‌ آلومينيومي‌است‌ ضمن‌ آنكه‌ به‌ دليل‌ خواص‌ استحكامي‌بيشتر مس‌ نسبت‌ به‌ آلومينيوم‌، توانايي‌تحمل‌ نيروهاي‌ مكانيكي‌ (بخصوص‌خستگي‌) در اينگونه‌ روتورها بيشتر ازروتورهاي‌ آلومينيومي‌ بوده‌ و به‌ اين‌ دليل‌ نيز،عمور الكتروموترهاي‌ القايي‌ با روتورهاي‌مسي‌ دايكاست‌ شده‌ بيشتر خواهد بود .

نتيجه‌گيري‌
بهبود بازدهي‌ موتورهاي‌ الكتريكي‌القايي‌، از جمله‌ مهم‌ترين‌ روش‌هابراي‌ كم‌كردن‌ تلفات‌ انرژي‌ الكتريكي‌ و نيز كاهش‌اوج‌ بار شبكه‌ سراسري‌ محسوب‌ مي‌شود. اين‌نوع‌ الكتروموتورها در محدوده‌ قدرت‌ كوچك‌ ومتوسط (0/25-150اسب‌ بخار) هر سال‌ بيش‌از 30 در صد مصرف‌ برق‌ كشور رابه‌خوداختصاص‌ مي‌دهند و با توجه‌ به‌ بازدهي‌پايين‌ آنها، استفاده‌ از روشهاي‌ مناسب‌واقتصادي‌ براي‌ بهبود بازدهي‌ آنها، ارزش‌فراواني‌ خواهد داشت‌. با توجه‌ به‌ شرايطكنوني‌ توليد كنندگان‌ اين‌ تجهيزات‌ در داخل‌كشور ومحدوديت‌هاي‌ موجود در رابطه‌ باتغيير طراحي‌ وابعاد اين‌ الكتروموتورها در كنارساير مسائل‌ مربوط به‌ هزينه‌هاي‌ ارزي‌، يكي‌از مناسب‌ترين‌ روشها براي‌ افزايش‌ كارايي‌اين‌ الكتروموتورها، استفاده‌ از روتورهاي‌مسي‌ دايكاست‌ شده‌ به‌ جاي‌ روتورهاي‌آلومينيومي‌ است‌ كه‌ اين‌ فن‌ آوري‌ قادرمي‌شوند تلفات‌ برق‌ را در اين‌ تجهيزات‌ درحدود 30 در صد كاهش‌ دهد. پتانسيل‌ پيك‌سايي‌ شبكه‌ سراسري‌ از طريق‌ اين‌ فن‌ آوري‌بيش‌ از 500 مگاوات‌ و مقدار صرفه‌ جويي‌انرژي‌ الكتريكي‌ در كشور از اين‌ طريق‌سالانه‌ 2/5 تا سه‌ ميليارد كيلووات‌ ساعت‌( باارزش‌ تقريبي‌ 60-70ميليارد تومان‌) تخمين‌زده‌ مي‌شود به‌ علاوه‌ اين‌ حالت‌ منجر به‌افزايش‌ عمر، كاهش‌ نياز به‌ خنك‌ كنندگي‌،نگهداري‌ و تعمير آسانتر و نيز عملكردمكانيكي‌ بهتر اين‌ تجهيزات‌ خواهد شد اين‌امر با نظر داشتن‌ اينكه‌ ايران‌ يكي‌ ازبزرگترين‌ دارندگان‌ و توليد كنندگان‌ مس‌ دردنيا ست‌ لزوم‌ توجه‌ بيشتر به‌ اين‌ فن‌ آوري‌ رابيش‌ از پيش‌ نمايان‌ مي‌كند و چه‌ بسا ممكن‌است‌ از اين‌ طريق‌ امكان‌ صادرات‌ اين‌الكتروموتورهاي‌ پربازده‌ با قيمت‌هاي‌ قابل‌به‌ بازارهاي‌ جهاني‌ نيز فراهم‌ شود./م‌

محمدرضا جهانگيري‌ پژوهشگاه‌ نيرو

منابع‌ :
-1اطلاعات‌ در دسترس‌ وخصوصي‌تعدادي‌ از توليد كنندگان‌ داخلي‌موتورهاي‌ الكتريكي‌
-2 كاتالوگ‌ محصولات‌ شركتهاي‌ الكتروموتورسازي‌
Baldor , Brook Crompton ,EmersonMotors , Leroy Somer,A.O. Smith
H. Stadler , Energy Savings byMeans of Electrical Drives ,3th.Energy Efficieney in MotorDriven Systems , Italy 2002
D . Vanson ,"Cast Copper RotorsRotors - Efficency Test Reslts" CDASpring- Meeting , June 2000
J.G. Cowie et al, "Materials to Die-Cast the Copper Conductors of theInduction Motor", Die CastingEndgineet , 2001
6) S. Lie et al , "Copper Die- CasRotor Efficiency Imprvement andEconomic Consideration" IEEETrans. Energy Convers., VOL .10,NO, 3, 1995
7) M . Poloujadoff et at , " SomeEconmical Comparisons BetweenAluminum and Copper SquirrelCages " , IEEE Trans. Ebergy.,Convers vol . 10 , No . 3-1995
8) D.T peters et al , "Use of Hig
h Temperature Die Material andHot Dies for High pressure DieCasting pure Copper and copperAlloys" , Die casting, NADCA
, 2002 Hot Dies for
9) EURODRIVE CompanyCatalouy Catalouge , " EnergySaving Motors by sew-Euodrive :Effl, Eff2, among otgers", 2002
10) D.T Peters et al , " ImprovedMotor Efficiency and performanceThrough the Die- Cast CopperRotors" , Int. Conf
. Electrical Machines
, Belgium , 2002
11) " Energy Efficent Motors -DTE/DVE " , Sew EurodriveCatalog 11226226 ,2003

ماهنامه صنعت برق

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:10  توسط ابرام  | 
ماشينهاي الكتريكي ماشينهاي الكتريكي :
مقاله: سير تكاملي ژنراتورهاي سنكرون
ارسال شده در سه شنبه 14 فروردين ماه 1386 توسط whiteapple

(از ابتدا تا پايان دهه 1980)

هدف از انجام اين تحقيق بررسي سير تحقيقات انجام شده با موضوع طراحي ژنراتور سنكرون است. به اين منظور، بررسي مقالات منتشر شده IEEE كه با اين موضوع مرتبط بودند، در دستور كار قرار گرفت. به عنوان اولين قدم كليه مقالات مرتبط در دهه‌هاي مختلف جستجو و بر مبناي آنها يك تقسيم‌بندي موضوعي انجام شد. سپس سعي شد بدون پرداختن به جزييات، سيرتحولات استخراج‌ شود. رويكرد كلي اين بوده است كه تحولات داراي كاربرد صنعتي بررسي شود.
با توجه به گستردگي موضوع و حجم مطالب، اين گزارش در دو بخش ارايه شده است. در بخش اول ابتدا پيشرفتهاي اوليه ژنراتورهاي سنكرون از آغاز تا دهه 1970 بررسي شده است و در ادامه تحولات دهه‌هاي 1970 و 1980 به تفصيل مورد توجه قرار گرفته‌اند. در پايان هر دهه يك جمعبندي از كل فعاليتهاي صورت گرفته ارايه و سعي شده است ارتباط منطقي پيشرفتهاي هر دهه با دهه‌هاي قبل و بعد بيان شود.

ماشين سنكرون همواره يكي از مهمترين عناصر شبكه قدرت بوده و نقش كليدي در توليد انرژي الكتريكي و كاربردهاي خاص ديگر ايفاء كرده است.
ساخت اولين نمونه ژنراتور سنكرون به انتهاي قرن 19 برمي‌گردد. مهمترين پيشرفت انجام شده در آن سالها احداث اولين خط بلند انتقال سه فاز از لافن به فرانكفورت آلمان بود. دركانون اين تحول؛ يك هيدروژنراتور سه فاز 210 كيلووات قرار گرفته بود.



عليرغم مشكلات موجود در جهت افزايش ظرفيت وسطح ولتاژ ژنراتورها، در طول سالهاي بعد تلاشهاي گسترده‌اي براي نيل به اين مقصود صورت گرفت.
مهمترين محدوديتها در جهت افزايش ظرفيت، ضعف عملكرد سيستمهاي عايقي و نيز روشهاي خنك‌سازي بود. در راستاي رفع اين محدوديتها تركيبات مختلف عايقهاي مصنوعي، استفاده از هيدروژن براي خنك‌سازي و بهينه‌سازي روشهاي خنك‌سازي با هوا نتايج موفقيت‌آميزي را در پي داشت به نحوي كه امروزه ظرفيت ژنراتورها به بيش از MVA1600 افزايش يافته است.
در جهت افزايش ولتاژ، ابداع پاورفرمر در انتهاي قرن بيستم توانست سقف ولتاژ توليدي را تا حدود سطح ولتاژ انتقال افزايش دهد به نحوي كه برخي محققان معتقدند در سالهاي نه چندان دور، ديگر نيازي به استفاده از ترانسفورماتورهاي افزاينده نيروگاهي نيست.
همچنين امروزه تكنولوژي ژنراتورهاي ابررسانا بسيار مورد توجه است. انتظار مي‌رود با گسترش اين تكنولوژي در ژنراتورهاي آينده، ظرفيتهاي بالاتر در حجم كمتر قابل دسترسي باشند.
تاريخچه
ژنراتور سنكرون تاريخچه‌اي بيش از صد سال دارد. اولين تحولات ژنراتور سنكرون در دهه 1880 رخ داد. در نمونه‌هاي اوليه مانند ماشين جريان مستقيم، روي آرميچر گردان يك يا دو جفت سيم‌پيچ وجود داشت كه انتهاي آنها به حلقه‌هاي لغزان متصل مي‌شد و قطبهاي ثابت روي استاتور، ميدان تحريك را تامين مي‌كردند. به اين طرح اصطلاحاً قطب خارجي مي‌گفتند. در سالهاي بعد نمونه ديگري كه در آن محل قرار گرفتن ميدان و آرميچر جابجا شده بود مورد توجه قرار گرفت. اين نمونه كه شكل اوليه ژنراتور سنكرون بود، تحت عنوان ژنراتور قطب داخلي شناخته و جايگاه مناسبي در صنعت‌برق پيدا كرد. شكلهاي مختلفي از قطبهاي مغناطيسي و سيم‌پيچهاي ميدان روي رتور استفاده شد، در حالي كه سيم‌پيچي استاتور، تكفاز يا سه‌فاز بود. محققان بزودي دريافتند كه حالت بهينه از تركيب سه جريان متناوب با اختلاف فاز نسبت به هم بدست مي‌آيد. استاتور از سه جفت سيم‌پيچ تشكيل شده بود كه در يك طرف به نقطه اتصال ستاره و در طرف ديگر به خط انتقال متصل بودند.
در واقع ايده ماشين جريان متناوب سه فاز، مرهون تلاشهاي دانشمندان برجسته‌اي مانند نيكولا تسلا، گاليلئو فراريس، چارلز برادلي، دبروولسكي، هاسلواندر بود.
هاسلواندر اولين ژنراتور سنكرون سه فاز را در سال 1887 ساخت كه تواني در حدود 8/2 كيلووات را در سرعت 960 دور بر دقيقه (فركانس 32 هرتز) توليد مي‌كرد. اين ماشين داراي آرميچر سه فاز ثابت و رتور سيم‌پيچي شده چهار قطبي بود كه ميدان تحريك لازم را تامين مي‌كرد. اين ژنراتور براي تامين بارهاي محلي مورد استفاده قرار مي‌گرفت.
در سال 1891 براي اولين بار تركيب ژنراتور و خط بلند انتقال به منظور تامين بارهاي دوردست با موفقيت تست شد. انرژي الكتريكي توليدي اين ژنراتور توسط يك خط انتقال سه فاز از لافن به نمايشگاه بين‌المللي فرانكفورت در فاصله 175 كيلومتري منتقل مي‌شد. ولتاژ فاز به فاز 95 ولت، جريان فاز 1400 آمپر و فركانس نامي 40 هرتز بود. رتور اين ژنراتور كه براي سرعت 150 دور بر دقيقه طراحي شده بود، 32 قطب داشت. قطر آن 1752 ميليمتر و طول موثر آن 380 ميليمتر بود. جريان تحريك توسط يك ماشين جريان مستقيم تامين مي‌شد. استاتور آن 96 شيار داشت كه در هر شيار يك ميله مسي به قطر 29 ميليمتر قرار مي‌گرفت. از آنجا كه اثر پوستي تا آن زمان شناخته نشده بود، سيم‌پيچي استاتور متشكل از يك ميله براي هر قطب / فاز بود. بازده اين ژنراتور 5/96% بود كه در مقايسه با تكنولوژي آن زمان بسيار عالي مي‌نمود. طراحي و ساخت اين ژنراتور را چارلز براون انجام داد.
در آغاز، اكثر ژنراتورهاي سنكرون براي اتصال به توربينهاي آبي طراحي مي‌شدند، اما بعد از ساخت توربينهاي بخار قدرتمند، نياز به توربوژنراتورهاي سازگار با سرعت بالا احساس شد. در پاسخ به اين نياز اولين توربورتور در يكي از زمينه‌هاي مهم در بحث ژنراتورهاي سنكرن، سيستم عايقي است. مواد عايقي اوليه مورد استفاده مواد طبيعي مانند فيبرها، سلولز، ابريشم، كتان، پشم و ديگر الياف طبيعي بودند. همچنين رزينهاي طبيعي بدست آمده از گياهان و تركيبات نفت خام براي ساخت مواد عايقي مورد استفاده قرارمي‌گرفتند. در سال 1908 تحقيقات روي عايقهاي مصنوعي توسط دكتر بايكلند آغاز شد. در طول جنگ جهاني اولي رزين‌هاي آسفالتي كه بيتومن ناميده مي‌شدند، براي اولين بار همراه با قطعات ميكا جهت عايق شيار در سيم‌پيچهاي استاتور توربوژنراتورها مورد استفاده قرار گرفتند. اين قطعات در هر دو طرف، با كاغذ سلولز مرغوب احاطه مي‌شدند. در اين روش سيم‌پيچهاي استاتور ابتدا با نوارهاي سلولز و سپس با دو لايه نوار كتان پوشيده مي‌شدند. سيم‌پيچها در محفظه‌اي حرارت مي‌ديدند و سپس تحت خلا قرار مي‌گرفتند. بعد از چند ساعت عايق خشك و متخلخل حاصل مي‌شد. سپس تحت خلا، حجم زيادي از قير داغ روي سيم‌پيچ‌ها ريخته مي‌شد. در ادامه محفظه با گاز نيتروژن خشك با فشار 550 كيلو پاسكال پر و پس از چند ساعت گاز نيتروژن تخليه و سيم‌پيچها در دماي محيط خنك و سفت مي‌شدند. اين فرآيند وي پي‌آي ناميده مي‌شد.
در اواخر دهه 1940 كمپاني جنرال الكتريك به منظور بهبود سيستم عايق سيم‌پيچي استاتور تركيبات اپوكسي را برگزيد. در نتيجه اين تحقيقات، يك سيستم به اصطلاح رزين ريچ عرضه شد كه در آن رزين در نوارها و يا وارنيش مورد استفاده بين لايه‌ها قرار مي‌گرفت.
در دهه‌هاي 1940 تا 1960 همراه با افزايش ظرفيت ژنراتورها و در نتيجه افزايش استرسهاي حرارتي، تعداد خطاهاي عايقي به طرز چشمگيري افزايش يافت. پس از بررسي مشخص شد علت اكثر اين خطاها بروز پديده جدا شدن نوار يا ترك خوردن آن است. اين پديده به علت انبساط و انقباض ناهماهنگ هادي مسي و هسته آهني به وجود مي‌آمد. براي حل اين مشكل بعد از جنگ جهاني دوم محققان شركت وستينگهاوس كار آزمايشگاهي را بر روي پلي‌استرهاي جديد آغاز كرده و سيستمي با نام تجاري ترمالاستيك عرضه كردند.
نسل بعدي عايقها كه در نيمه اول دهه 1950 مورد استفاده قرار گرفتند، كاغذهاي فايبرگلاس بودند. در ادامه در سال 1955 يك نوع عايق مقاوم در برابر تخليه جزيي از تركيب 50 درصد رشته‌هاي فايبرگلاس و 50 درصد رشته‌هاي PET بدست آمد كه روي هادي پوشانده مي‌شد و سپس با حرارت دادن در كوره‌هاي مخصوص، PET ذوب شده و روي فايبرگلاس را مي‌پوشاند. اين عايق بسته به نياز به صورت يك يا چند لايه مورد استفاده قرار مي‌گرفت. عايق مذكور با نام عمومي پلي‌گلاس و نام تجاري داگلاس وارد بازار شد.
مهمترين استرسهاي وارد بر عايق استرسهاي حرارتي است. بنابراين سيستم‌هاي عايقي همواره در ارتباط تنگاتنگ با سيستم‌هاي خنك‌سازي بوده‌اند. خنك‌سازي در ژنراتورهاي اوليه توسط هوا انجام مي‌گرفت. بهترين نتيجه بدست آمده با اين روش خنك‌سازي يك ژنراتور MVA200 با سرعت rpm1800 بود كه در سال 1932 در منطقه بروكلين نيويورك نصب شد. اما با افزايش ظرفيت ژنراتورها نياز به سيستم خنك‌سازي موثرتري احساس شد. ايده خنك‌سازي با هيدروژن اولين بار در سال 1915 توسط ماكس شولر مطرح شد. تلاش او براي ساخت چنين سيستمي از 1928 آغاز و در سال 1936 با ساخت اولين نمونه با سرعت rpm3600 به نتيجه رسيد. در سال 1937 جنرال الكتريك اولين توربوژنراتور تجاري خنك شونده با هيدروژن را روانه بازار كرد. اين تكنولوژي در اروپا بعد از سال 1945 رايج شد. در دهه‌هاي 1950 و 1960 روشهاي مختلف خنك‌سازي مستقيم مانند خنك‌سازي سيم‌پيچ استاتور با گاز، روغن و آب پا به عرصه ظهور گذاشتند تا آنجا كه در اواسط دهه 1960 اغلب ژنراتورهاي بزرگ با آب خنك مي‌شدند. ظهور تكنولوژي خنك‌سازي مستقيم موجب افزايش ظرفيت ژنراتورها به ميزان MVA1500 شد.
يكي از تحولات برجسته‌اي كه در دهه 1960 به وقوع پيوست توليد اولين ماده ابررساناي تجاري يعني نيوبيوم- تيتانيوم بود كه در دهه‌هاي بعدي بسيار مورد توجه قرار گرفت.


تحولات دهه 1970
در اين دهه تحول مهمي در فرآيند عايق كاري ژنراتور رخ داد. قبل از سال 1975 اغلب عايقها را توسط رزينهاي محلول در تركيبات آلي فرار اشباع مي‌كردند. در اين فرآيند، تركيبات مذكور تبخير و در جو منتشر مي‌شد. با توجه به وضع قوانين زيست محيطي و آغاز نهضت سبز در اوايل دهه 1970، محدوديتهاي شديدي بر ميزان انتشار اين مواد اعمال شد كه حذف آنها را از اين فرآيند در پي داشت. در نتيجه استفاده از مواد سازگار با محيط زيست در توليد و تعمير ماشينهاي الكتريكي مورد توجه قرار گرفت. استفاده از رزينهاي با پايه آبي يكي از اولين پيشنهاداتي بود كه مطرح شد، اما يك راه‌حل جامعتر كه امروزه نيز مرسوم است، كاربرد چسبهاي جامد بود. در همين راستا توليد نوارهاي ميكاي رزين ريچ بدون حلال نيز توسعه يافت.
از ديگر پيشرفتهاي مهم اين دهه ظهور ژنراتورهاي ابررسانا بود. يك ماشين ابررسانا عموماً‌از يك سيم‌پيچ ميدان ابررسانا و يك سيم‌پيچ آرميچر مسي تشكيل شده است. هسته رتور عموماً آهني نيست، چرا كه آهن به دليل شدت بالاي ميدان توليدي توسط سيم‌پيچي ميدان اشباع مي‌شود. فقط در يوغ استاتور از آهن مغناطيسي استفاده مي‌شود تا به عنوان شيلد و همچنين منتقل كننده شار بين قطبها عمل كند. عدم استفاده از آهن، موجب كاهش راكتانس سنكرون (به حدود pu5/0- 3/0) در اين ماشينها شده كه طبعاً موجب پايداري ديناميكي بهتر مي‌شود. همانطور كه اشاره شد، اولين ماده ابررساناي تجاري نيوبيوم- تيتانيوم بود كه تا دماي 5 درجه كلوين خاصيت ابررسانايي داشت. البته در دهه‌هاي بعد پيشرفت اين صنعت به معرفي مواد ابررسانايي با دماي عملكرد 110 درجه كلوين انجاميد. براين اساس مواد ابررسانا را به دو گروه دما پايين مانند نيوبيوم – تيتانيوم و دما بالا مانند BSCCO-2223 تقسيم مي‌كنند. از اوايل دهه 1970 تحقيقات بر روي ژنراتورهاي ابررسانا با استفاده از هاديهاي دما پايين آغاز شد. در اين دهه كمپاني وستينگهاوس تحقيقات براي ساخت يك نمونه دوقطبي را با استفاده هاديهاي دماپايين آغاز كرد. نتيجه اين پروژه ساخت و تست يك ژنراتور MVA5 در سال 1972 بود.
در سال 1970 كمپاني جنرال الكتريك ساخت يك ژنراتور ابررسانا را با استفاده از هادي‌هاي دماپايين، با هدف نصب در شبكه آغاز كرد.
ساخت و تست اين ژنراتور MVA20، دو قطب و rpm3600 در سال 1979 به پايان رسيد. در اين ماشين از روش طراحي هسته هوايي بهره‌ گرفته شده بود و سيم‌پيچ ميدان آن توسط هليم مايع خنك مي‌شد. اين ژنراتور، بزرگترين ژنراتور ابررساناي تست شده تا آن زمان (1979) بود.
در سال 1979 وستينگهاوس و اپري ساخت يك ژنراتور ابررساناي MVA300 را آغاز كردند. اين پروژه در سال 1983 به علت شرايط بازار جهاني با توافق طرفين لغو شد.
در همين زمينه كمپاني زيمنس ساخت ژنراتورهاي دماپايين را در اوايل دهه 1970 شروع كرد. در اين مدت يك نمونه رتور و يك نمونه استاتور با هسته آهني براي ژنراتور MVA 850 با سرعت rpm3000 ساخته شد، اما به دليل مشكلاتي تست عملكرد واقعي آن انجام نشد.
در اين دهه آلستوم نيز طراحي يك رتور ابررسانا براي يك توربو ژنراتور سنكرون را آغاز كرد. اين رتور در يك ماشين MW250 به كار رفت.
با توجه به اهميت خنك‌سازي در كاركرد مناسب ژنراتورهاي ابررسانا، همگام با توسعه اين صنعت، طرحهاي خنك‌سازي جديدي ارايه شد. در 1977 اقاي لاسكاريس يك سيستم خنك‌سازي دوفاز (مايع- گاز) براي ژنراتورهاي ابررسانا ارايه كرد. در اين طرح بخشي از سيم‌پيچ در هليم مايع قرار مي‌گرفت و با جوشش هليم دردماي 2/4 كلوين خنك مي‌شد. جداسازي مايع ازگاز توسط نيروي گريز از مركز ناشي از چرخش رتور صورت مي‌گرفت.

جمع‌بندي تحولات دهه 1970
با بررسي مقالات IEEE اين دهه (28 مقاله) در موضوعات مختلف مرتبط با ژنراتور سنكرون به نتايج زير مي‌رسيم:
1- شايان ذكر است بررسي كل مقالات در دهه‌هاي مختلف نشان مي‌دهد كه زمينه‌هاي اصلي مورد توجه طرحهاي بدون جاروبك، سيستمهاي خنك‌سازي، سيستمهاي تحريك، روشهاي عددي، سيستم عايقي، ملاحظات مكانيكي، ژنراتور آهنرباي دائم، پاورفرمر و ژنراتورهاي ابررسانا بوده‌اند. تمركز اكثر تحقيقات بر روي كاربرد مواد ابررسانا در ژنراتورها بوده است.
2- استفاده از روشهاي كامپيوتري براي تحليل و طراحي ماشينهاي الكتريكي آغاز شد.
3- حلالها از سيستمهاي عايق كاري حذف شدند و تكنولوژي رزين ريچ بدون حلال ارايه شد.

تحولات دهه 1980
در اين دهه نيز همچون دهه‌هاي گذشته سيستم‌هاي عايقي از زمينه‌هاي مهم تحقيقاتي بوده است. در اين دهه آلستوم يك فرمول جديد اپوكسي بدون حلال كلاس F در تركيب با گلاس فابريك و نوع خاصي از كاغذ ميكا با نام تجاري دورتناكس را ارايه داد. اين سيستم عايق كاري داراي استحكام مكانيكي بيشتر، استقامت عايقي بالاتر، تلفات دي‌الكتريك پايينتر و مقاومت حرارتي كمتري نسبت به نمونه‌‌هاي قبلي بود.
در ادامه كار بر روي پروژه‌هاي ابررسانا، در سال 1988 سازمان توسعه تكنولوژي صنعتي و انرژيهاي نو ژاپن پروژه ملي 12 ساله سوپر جي‌ام را آغاز كرد كه نتيجه آن در دهه‌هاي بعدي به ثمر رسيد.
سيستم‌هاي خنك‌سازي ژنراتورهاي ابررسانا هنوز در حال پيشرفت بودند. در اين زمينه مي‌توان به ارايه طرح سيستم خنك‌سازي تحت فشار توسط انستيتو جايري ژاپن اشاره كرد. اين طرح كه در سال 1985 ارايه شد داراي يك مبدل حرارتي پيشرفته و يك مايع‌ساز هليم با ظرفيت 350 ليتر بر ثانيه بود.
در اين مقطع شاهد تحقيقاتي در زمينه مواد آهن‌رباي دائم بوديم. استفاده از آهنرباهاي نئوديميوم – آهن- بورون در اين دهه تحول عظيمي در ساخت ماشينهاي آهنرباي دائم ايجاد كرد. مهمترين خصوصيت آهنرباهاي نئوديميوم- آهن- بورون انرژي مغناطيسي (BHmax) بالاي آنهاست كه سبب مي شود قيمت هر واحد انرژي مغناطيسي كاهش يابد. علاوه بر اين، انرژي زياد توليدي امكان به كارگيري آهنرباهاي كوچكتر را نيز فراهم مي‌كند، بنابراين اندازه ساير اجزا ماشين از قبيل قطعات آهن و سيم‌پيچي نيز كاهش مي‌يابد و در نتيجه ممكن است هزينه كل كمتر شود. شايان ذكر است حجم بالايي از تحقيقات انجام شده اين دهه در زمينه ژنراتورهاي بدون جاروبك و خودتحريكه براي كاربردهاي خاص بوده كه به علت عموميت نيافتن در صنعت ژنراتورهاي نيروگاهي از شرح آنها صرفنظر مي شود.

جمع‌بندي تحولات دهه 1980
با بررسي مقالات IEEE اين دهه (41 مقاله) در موضعات مختلف مرتبط با ژنراتور سنكرون به نتايج زير مي‌رسيم:
1- تمركز موضوعي مقالات در شكل نشان داده شده است.
2- روشهاي قبلي عايق كاري به منظور كاهش مقاومت حرارتي عايق بهبود يافت.
3- مطالعات وسيعي روي ژنراتورهاي سنكرون بدون جاروبك بدون تحريك صورت گرفت.
4- فعاليت روي پروژه‌هاي ژنراتورهاي ابررساناي آغاز شده در دهه قبل ادامه يافت.
5- سيستمهاي خنك‌سازي جديدي براي ژنراتورهاي ابررسانا ارايه شد.
6- روش اجزاي محدود در طراحي و تحليل ژنراتورهاي سنكرون خصوصاً ژنراتورهاي آهنرباي دائم به شكل گسترده‌اي مورد استفاده قرار گرفت.

از ابتداي دهه 1990 تاكنون
مهندس مهدي ثواقبي فيروزآبادي- دكتر ابوالفضل واحدي- مهندس حسين هوشيار


هدف از انجام اين تحقيق بررسي سير تحقيقات انجام شده با موضوع طراحي ژنراتور سنكرون است. به اين منظور، بررسي مقالات منتشر شده در IEEE كه با اين موضوع مرتبط بودند، در دستور كار قرار گرفت. به عنوان اولين قدم كليه مقالات مرتبط در دهه‌هاي مختلف جستجو و بر مبناي آنها يك تقسيم‌بندي موضوعي انجام شد. سپس سعي شد بدون پرداختن به جزييات، سير تحولات استخراج شود. رويكرد كلي اين بوده كه تحولات داراي كاربرد صنعتي بررسي شوند.
با توجه به گستردگي موضوع و حجم مطالب اين گزارش در دو بخش ارايه شده است. در بخش اول پيشرفتهاي ژنراتورهاي سنكرون از آغاز تا انتهاي دهه 1980 بررسي شد. در اين بخش تحولات اين صنعت از ابتداي دهه 1990 تاكنون مورد توجه قرار گرفته است. در پايان هر دهه يك جمعبندي از كل فعاليتهاي صورت گرفته ارايه و سعي شده است ارتباط منطقي بين پيشرفتهاي هر دهه با دهه‌هاي قبل و بعد بيان شود.
در پايان گزارش با توجه به تحقيقات انجام شده و در حال انجام، تلاش شده نمايي از پيشرفتهاي عمده مورد انتظار در سالهاي آينده ترسيم شود.

تحولات دهه 1990
در اين دهه نيز همچون دهه‌هاي گذشته تلاشهاي زيادي در جهت بهبود سيستمهاي عايقي صورت گرفت. در اين ميان مي‌توان به ارايه سيستمهاي عايق ميكاپال كه توسط كمپاني جنرال الكتريك از تركيب انواع آلكيدها و اپوكسيها در سال 1990 بدست آمده بود، اشاره كرد. درسال 1992 شركت وستينگهاوس الكتريك يك سيستم جديد عايق سيم‌پيچ رتور كلاس F را ارايه كرد. اين سيستم شامل يك لايه اپوكسي ‌گلاس بود كه با چسب پلي‌آميد- اپوكسي روي هادي مسي چسبانده مي‌شد. مقاومت در برابر خراشيدگي، استرسهاي الكتريكي و مكانيكي و كاهش زوال حرارتي از مزاياي اين سيستم بود. گروه صنعتي ماشينهاي الكتريكي و توربين نانجينگ عايق سيم‌پيچ رتور جديدي از جنس نومكس اشباع شده با وارنيش چسبي را در سال 1998 ارايه كرد. از مهمترين مزاياي اين سيستم مي‌توان به انعطاف‌پذيري و استقامت عايقي، بهبود اشباع شوندگي با وارنيش، تميزكاري آسان و عدم جذب رطوبت اشاره كرد. در اواخر دهه 1990 تلاشهايي براي افزايش هدايت گرمايي عايقها صورت گرفت. آقاي ميلر از شركت زيمنس- وستينگهاوس روشي را ارايه كرد كه در آن لايه پركننده مورد استفاده در طرحهاي قبلي به وسيله رزينهاي مخصوصي جايگزين مي‌شد. مزيت اصلي اين روش پرشدن فاصله هوايي بين لايه پركننده و ديواره استاتور بود كه موجب مي‌شد هدايت گرمايي عايق استاتور به طرز چشمگيري افزايش پيدا كند.
دراين دهه مسائل مكانيكي در عملكرد ماشينهاي سنكرون بيشتر مورد توجه قرار گرفت. در سال 1993 آقاي جانگ از دانشگاه بركلي روشي براي كاهش لرزش در ژنراتورهاي آهنرباي دائم ارايه كرد. لرزش در ژنراتورهاي آهنرباي دائم در اثر نيروهاي جذبي اعمال شده توسط آهنرباهاي دائم گردان به استاتور است. در اين روش لرزشها با استفاده از سنسورهاي ماكسول، روش اجزاء محدود و بسط فوريه مورد بررسي قرار مي‌گرفت و نهايتاً براي كاهش لرزشها، ابعاد هندسي جديدي براي آهنرباها ارايه مي‌شد البته با اين شرط كه كارايي ماشين افت نكند.
همزمان با پيشرفتهاي مذكور، افزايش سرعت و حافظه كامپيوترها و ظهور نرم‌افزارهاي قدرتمند موجب شد تا راه براي استفاده از كامپيوترها در تحليل و طراحي ژنراتورهاي سنكرون بيش از پيش باز شود. در سال 1995 آقاي كوان روشي براي طراحي سيستمهاي خنك‌سازي با هيدروژن ارايه كرد كه بر مبناي محاسبات كامپيوتري ديناميك شاره پايه‌ريزي شده بود. دراين روش بااستفاده از يك مدل معادل سيستم خنك‌سازي، توزيع دما در بخشهاي مختلف ژنراتور پيش‌بيني مي‌شد.
نحوه پياده‌سازي سيستمهاي خنك‌سازي نيز از جمله موضوعاتي بود كه مورد توجه قرار گرفت. در سال 1995 اقاي آيدير تاثير مكان حفره‌هاي تهويه برميدان مغناطيسي ژنراتور سنكرون را با استفاده از روش اجزاء محدود مورد بررسي قرار داد و نشان داد كه انتخاب مكان مناسب حفره‌هاي تهويه جهت جلوگيري از افزايش جريان مغناطيس‌كنندگي و پديده اشباع بسيار حائز اهميت است. مكان حفره‌ها تاثير قابل توجهي بر شار يوغ دارد.
از مهمترين تحولاتي كه در اين دهه در زمينه ژنراتورهاي ابررسانا صورت گرفت مي‌توان به نتايج پروژه سوپرجي‌ام كه از دهه قبل در ژاپن آغاز شده بود، اشاره كرد. حاصل اين پروژه ساخت و تست سه مدل رتور ابررسانا براي يك استاتور بود. مدل اول كه در تركيب با استاتور، خروجي MW79 را مي‌داد در سال 1997 و مدل دوم در سال 1998 با خروجي MW7/79 تست شد. نهايتاً مدل سوم كه داراي يك سيستم تحريك پاسخ سريع بود در سال 1999 تست و در شبكه قدرت نصب شد.
با بكارگيري مواد ابررساناي دمابالا در اين دهه، تكنولوژي ژنراتورهاي سنكرون ابررسانا وارد مرحله جديدي شد. كمپاني جنرال الكتريك طراحي، ساخت و تست يك سيم‌پيچ دمابالا را در اواسط اين دهه به پايان رساند. در ادامه، همكاري وستينگهاوس و شركت ابررساناي آمريكا به طراحي يك ژنراتور ابررساناي دما‌بالاي 4 قطب، rpm1800، Hz60 انجاميد.
اين دهه شاهد پيشرفتهاي مهمي در زمينه سيستمهاي تحريك مانند ظهور سيستمهاي تحريك استاتيك الكترونيكي بود. استفاده از اينگونه سيستمها باعث انعطاف‌پذيري در طراحي سيستمهاي تحريك و جذب مشكلات نگهداري جاروبك در اكسايترهاي گردان مي‌شد. يكي از اولين نمونه‌هاي اين سيستمها در سال 1997 توسط آقاي شافر از كمپاني باسلر الكتريك آلمان ارايه شد.
در اين مقطع زماني كاربرد سيستمهاي ديجيتال در تحريك ژنراتورها آغاز شد. يكي از اولين نمونه‌هاي سيستم تحريك ديجيتالي، سيستمي بود كه در سال 1999 توسط آقاي ارسگ از دانشگاه زاگرب كرواسي ارايه شد.
در ادامه تلاشهاي صورت گرفته براي بهبود خنك‌سازي، شركت زيمنس- وستينگهاوس طرح يك ژنراتور بزرگ با خنك‌سازي هوايي را در سال 1999 ارايه داد. ارايه اين طرح آغازي بر تغيير طرحهاي خنك‌سازي از هيدروژني به هوايي بود. استفاده از عايقهاي استاتور نازك دمابالا و كاربرد محاسبات كامپيوتري ديناميك شاره موجب اقتصادي شدن اين طرح نسبت به خنك‌سازي هيدروژني شد.
پايان دهه 90 مصادف با ظهور تكنولوژي پاورفرمر بود. در اوايل بهار سال 1998 دكتر ليجون از كمپاني ABB سوئد، ايده توليد انرژي الكتريكي در ولتاژهاي بالا را ارايه كرد. مهمترين ويژگي اين طرح استفاده از كابلهاي فشار قوي پلي‌اتيلن متقاطع معمول در سيستمهاي انتقال و توزيع در سيم‌پيچي استاتور است.
در اين طرح به علت سطح ولتاژ بسيار بالا از كابلهاي استوانه‌اي به منظور حذف تخليه جزيي و كرونا استفاده مي‌شود.
در سال 1998 اولين نمونه پاورفرمر در نيروگاه پرجوس واقع در شمال سوئد نصب شد. اين پاورفرمر داراي ولتاژ نامي KV45، توان نامي MVA11 و سرعت نامي rpm600 بود.
يكي از مسائل مهم مطرح در پاورفرمر فيكس شدن دقيق كابلها در شيارها به منظور جلوگيري از تخريب لايه بيروني نيمه هادي كابل در اثر لرزشها است. به اين منظور كابلها را با استفاده از قطعات مثلثي سيليكون – رابر فيكس مي‌كنند.
به علت پايين بودن جريان سيم‌پيچ استاتور پاورفرمر تلفات مسي ناچيز است، لذا استفاده از يك مدار خنك‌سازي آبي كافي است. سيستم خنك‌سازي دماي عملكرد كابلها را در حدود 70 درجه سانيگراد نگه مي‌دارد، در حالي كه طراحي عايقي كابلها براي دماي نامي 90 درجه انجام شده است. لذا مي‌توان پاورفرمر را بدون مشكل خاصي زير اضافه بار برد.

جمعبندي تحولات دهه 1990
با بررسي مقالات IEEE اين دهه (157 مقاله) در موضوعات مختلف مرتبط با ژنراتور سنكرون به نتايج زير مي‌رسيم:
1- تمركز موضوعي مقالات
2- فعاليت روي ژنراتورهاي ابررساناي دمابالا آغاز شد.
3- كاربرد سيستمهاي تحريك استاتيك و ديجيتال گسترش يافت.
4- روشهاي كاهش لرزش حين عملكرد ژنراتور مورد توجه قرار گرفت.
5- در اوايل دهه رويكرد طراحان بهبود عملكرد سيستمهاي خنك‌سازي هيدروژني بود، اما در اواخر دهه سيستمهاي خنك‌سازي با هوا به دلايل زير مجدداً مورد توجه قرار گرفتند:
الف) توليد عايقهاي استاتور نازكتر با مقاومت حرارتي پايينتر
ب) ظهور روشهاي محاسبات كامپيوتري ديناميك شاره
ج) ارزاني و سادگي ساخت سيستمهاي خنك‌سازي با هوا
6- تكنولوژي پاورفرمر ابداع شد.
7- رويكرد طراحان از افزايش ظرفيت ژنراتورها به سمت ارايه طرحهاي برنده- برنده يعني كيفيت و هزينه مورد قبول براي مشتري و توليد‌كننده تغيير كرد.

تحولات 2000 به بعد
همچون دهه‌هاي پيش، روند روزافزون استفاده از روشهاي عددي خصوصاً‌روش اجزاء محدود ادامه يافت. آقاي زوليانگ يك روش اجزاء محدود جديد را با بهره‌گيري از عناصر قوسي شكل در مختصات استوانه‌اي ارايه كرد. مزاياي اين روش دقت زياد و فرمولبندي ساده بود. اين روش براي تحليل ميدان درشكلهاي استوانه‌اي مانند ماشينهاي الكتريكي بسيار مناسب است.
در سال 2004 آقاي شولت روش نويني براي طراحي ماشينهاي الكتريكي ارايه داد كه تركيبي از روش اجزاء محدود و روشهاي تحليلي بود. از روش تحليلي براي طراحي اوليه بر مبناي گشتاور، جريان و سرعت نامي و از روش اجزاء محدود براي تحليل دقيق ميدانها به منظور تكامل طرح اوليه استفاده مي‌شد. به اين ترتيب زمان و هزينه مورد نياز طراحي كاهش مي‌يافت.
در زمينه عايق تلاشها جهت بهبود هدايت گرمايي در سال 2001 به ارايه يك سيستم با هدايت گرمايي بالا توسط كمپانيهاي توشيبا و ونرول ايزولا انجاميد. اثر بهبود هدايت گرمايي دراين سيستم نسبت به سيستم معمول مشهود است.
در زمينه ژنراتورهاي ابررسانا مي‌توان به تحولات زير اشاره كرد. در سال 2002 كمپاني جنرال‌الكتريك برنامه‌اي را با هدف ساخت و تست يك ژنراتور MVA100 آغاز كرده است. هسته رتور و استاتور اين ژنراتور مانند ژنراتورهاي معمولي است. هدف اين است كه يك رتور معمولي بتواند ميدان حاصل از سيم‌پيچي ابررسانا را بدون اشباع شدن از خودعبور دهد. مهمترين قسمتهاي اين پروژه، سيم‌پيچ ميدان دمابالا و سيستم خنك‌سازي است
از سال 2000 به بعد فعاليتهاي گسترده‌اي در جهت ساخت و نصب پاورفرمرها صورت گرفته است كه نتيجه آن نصب چندين پاورفرمر در نيروگاههاي مختلف است. اين پاورفرمها و مشخصات آنها عبارتند از:
• پاورفرمر نيروگاه توربو ژنراتوري اسكيلزتونا سوئد با مشخصات KV136، MVA42، rpm3000
• پاورفرمر نيروگاه هيدرو ژنراتوري پرسي سوئد با مشخصات kv155، MVA75، rpm125
• پاورفرمر نيروگاه هيدروژنراتوري هلجبرو سوئد با مشخصات KV78، MVA25، rpm4/115
• پاورفرمر نيروگاه هيدرو ژنراتوري ميلرگريك كانادا با مشخصات KV25، MVA8/32، rpm720
• پاورفرمر نيروگاه هيدروژنراتوري كاتسورازاوا با مشخصات KV66، MVA9، rpm5/428

جمعبندي تحولات 2000 به بعد
با بررسي مقالات IEEE اين سالها (149 مقاله) در موضوعات مختلف مرتبط با ژنراتور سنكرون به نتايج زير مي‌رسيم:
1- تمركز موضوعي مقالات
2- تلاشهاي زيادي براي بهبود هدايت حرارتي عايق سيم‌پيچي استاتور خنك شونده با هوا با هدف رسيدن به ظرفيتهاي بالاتر صورت گرفت.
3- پاورفرمرها در نيروگاههاي مختلف نصب شدند.
4- فعاليت روي پروژه‌هاي ژنراتورهاي ابررساناي دمابالا آغاز شده در دهه قبل ادامه يافت.
5- كاربرد سيستمهاي تحريك ديجيتال به خصوص سيستمهاي با چند ريزپردازنده گسترش يافت.
6- استفاده از روشهاي عددي در طراحي و آناليز ژنراتورهاي سنكرون به ويژه سيستمهاي خنك‌سازي بسيار گسترش يافت.

نتيجه‌گيري
ژنراتورهاي سنكرون همواره حجم عمده‌اي از تحقيقات را در دهه‌هاي مختلف به خود اختصاص داده‌اند، تا جايي كه بعد از گذشت بيش از 100 سال از ارايه اولين نوع ژنراتور سنكرون همچنان شاهد ظهور تكنولوژيهاي جديد دراين عرصه هستيم. تكنولوژيهاي كليدي كماكان مسائل عايق كاري و خنك‌سازي هستند.
تكنولوژي پيشرفته توليد ژنراتور و ريسك بالقوه موجود باعث شده است تعداد سازندگان مستقل ژنراتور كاهش يابد.
متاسفانه، علي‌رغم اينكه بالا بردن نقطه زانويي اشباع مواد مغناطيسي مي‌تواند تاثير به سزايي در پيشرفت ژنراتورها داشته باشد، تاكنون دستاورد مهمي در اين زمينه حاصل نشده است. البته تلاشهايي در گذشته براي كاهش تلفات الكتريكي لايه‌هاي هسته صورت گرفته است، اما پيشرفتهاي حاصله منوط به كاهش ضخامت لايه‌ها يا افزايش غيرقابل قبول قيمت آنهاست. متاسفانه پيشرفت مهمي نيز در آينده پيش‌بيني نمي‌شود.
نياز امروزه بازار ژنراتورهايي است كه به نحوي پكيج شده باشند كه به راحتي در سايت قابل نصب باشند. پكيجهايي كه از يكپارچگي بالايي برخوردارند به طوري كه نويز حاصل از عملكرد ژنراتور را در خود نگاه مي‌دارند، در برابر شرايط جوي مقاومند، ترانسفورماتور جريان و ترانسفورماتور ولتاژ دارند، نقطه نوترال در آنهاتعبيه شده و حفاظت اضافه ولتاژ دارند. همچنين سيستم تحريك نيز در اين پكيجها تعبيه شده است و تقريباً بي‌نياز از نگهداري هستند.
پيش‌بيني مي‌شود روند جايگزيني سيستمهاي خنك‌سازي هيدروژني به وسيله سيستمهاي خنك سازي با هوا ادامه يابد و اين در حالي است كه بهبود بازده سيستمهاي خنك‌سازي هيدروژني همچنان مورد توجه است.
با توجه به حجم گسترده تحقيقات در حال انجام روي ژنراتورهاي ابررساناي دمابالا، توليد گسترده اينگونه ژنراتورها در آينده نزديك قابل پيش‌بيني است. پيشرفتهاي مورد نياز در اين زمينه به شرح زير است:
• توليد هاديهاي رشته‌اي و استفاده از آنها به جاي نوارهاي دمابالاي امروزي جهت افزايش چگالي جريان
• افزايش قابليت خم كردن سيمهاي دمابالا به منظور ايجاد شكل سه‌بعدي مناسب سيم‌پيچي رتور درنواحي انتهايي سيم‌پيچ
• استفاده از سيم‌پيچي لايه‌‌اي به جاي سيم‌پيچي‌هاي پنكيك به منظور حداقل سازي اتصالات بين كويلها
از موضوعات قابل توجه ديگري كه پيش‌بيني مي‌شود صنعت ژنراتور را در سالهاي آينده تحت تاثير قراردهد، توليد انبوه پاورفرمر و رسيدن به سطوح بالاتر ولتاژ است به طوريكه در آينده نزديك پاور فرمرهايي با ولتاژ KV170 براي نيروگاههاي توربو ژنراتوري و KV200 براي نيروگاههاي هيدروژنراتوري ساخته خواهند شد و اميد است كه سطح ولتاژ خروجي آنها به KV400 هم برسد.
انتظار مي‌رود پيشرفت سيستمهاي عايقي ادامه يابد. ممكن است از تكنولوژيهاي جديد عايقي مانند سيستمهاي عايق پليمري پيشرفته استفاده شود و اين سيستمها بتوانند با نوارهاي ميكا-گلاس امروزي رقابت كنند. اين پيشرفتها مي‌تواند به بهبود كابلهاي پاور فرمر نيز بينجامد.

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:9  توسط ابرام  | 
ماشينهاي الكتريكي ماشينهاي الكتريكي :
مطلب: معرفی نرم افزار MICAA براي بررسي وضعيت سيم پيچها در موتورها و ژنراتورها
ارسال شده در پنجشنبه 20 ارديبهشت ماه 1386 توسط whiteapple

سيستم MICAA يكي از ابزارهاي مهم نگهداري غير مستقيم است كه به استفاده كنندگان كمك مي كند تا خطر وقوع عيب در سيم پيچي هاي روتور و استاتور و ورقه هاي هسته موتورها و ژنراتورهاي بزرگ را تشخيص دهند .

استفاده گسترده از MICAA توسط استفاده كنندگان و صنايع سراسر دنيا باعث شده كه از وقوع خطا در ماشينهاي در حال كار جلوگيري شده ، مراقبت از سيم پيچها در نيروگاه بهبود يافته و هزينه ها كاهش يابد .

سيستم MICAA  كه ابداعي توسط IRIS  با همكاري EPRI  مي باشد، حاصل صرف ميليونها دلار براي انجام تحقيقات صنعتي و تجارب بهره برداري از نيروگاهها است .



برخي از ويژگيهاي MICAA به شرح زير مي باشد :

  • از تعميرات و از سرويس خارج كردن هاي غيرضروري اجتناب مي شود زيرا MICAA قادر است با دقت كامل مشكلات ماشين را تشخيص و طبقه بندي كند.
  • MICAA آزمايشات زائد و پر هزينه را با دسته بندي آزمايشات و بررسي اينكه كدام روش با توجه به وضعيت سيم پيچي يك ماشين خاص مناسب تر خواهد بود ، حذف مي كند.
  • هنگامي كه از MICAA بعنوان قسمتي از يك برنامه نگهداري جامع و غيرمستقيم استفاده مي شود مي توان وضعيت نامناسب موتورها و ژنراتورها را تشخيص داده و پيش از اينكه دچار حادثه شوند نسبت به تعمير آنها اقدام نمود .
  • هزينه ها محدود شده و امكانات نيروگاه را مي توان تنها به تجهيزاتي كه نياز به رسيدگي دارند معطوف نمود.
  • افراد كم تجربه تر مي توانند بيشتر اطلاعات مناسب براي فرايند تشخيص را جمع آوري كرده و افراد مجرب فرصت مي يابند كه تنها بر روي ماشينهايي كه وجود مشكل در آنها تشخيص داده شده متمركز شوند.
  • بانك اطلاعاتي MICAA بطور دائم نگهداري شده و با ايجاد كلمه رمز ورود، ميتوان از دسترسي افراد غير مجاز به آن جلوگيري نمود و بدين ترتيب قابليت اطمينان آنرا بالا برد.
  • قابليت ذخيره دائمي داده ها در MICAA ، دسترسي به سابقه كامل بهره برداري هريك از اجزاء روتور ،استاتور و هسته را فراهم مي كند. هنگامي كه يك جزء از يك ماشين به ماشين ديگر انتقال مي يابد، سابقه بهره برداري ، آزمايش و تشخيص نقص آن نيز به سهولت به پرونده اطلاعاتي ماشين جديد فرستاده مي شود .
  • بانك اطلاعاتي جامع MICAA داراي قابليت هاي گرافيكي براي رسم نتايج آزمايش براي هر ماشين است .
  • ويژگي Tech Help سيصد صفحه اي شامل صدها نمودار و عكس ، حتي افراد نا آشنا با ماشين هاي دوار را با توضيح مكانيزم خطا در استاتور و روتور آموزش داده و آنها را قادر مي سازد تا آزمايشات و بررسي هاي كارشناسانه بر روي ماشين ها انجام دهند.
  • MICAA  مي تواند بر روي هر نوع كامپيوتر شخصي كه از سيستم عامل ويندوز استفاده مي كند، اجرا شود.
  • MICAA با يك يا چند استفاده كننده مي تواند كار كند. هم با محيطLAN  و هم با محيط WAN  سازگار است .  

شركت IRIS  POWER  ENGINEERING

www.irispower.com

turanim.blogfa.com


+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:7  توسط ابرام  | 

ماشينهاي الكتريكي ماشينهاي الكتريكي :
مطلب: انواع روش های آدرس دهی در میکرو کنترلر
ارسال شده در پنجشنبه 20 ارديبهشت ماه 1386 توسط whiteapple

مبحث مهمی که در برنامه نویسی به زبان اسمبلی وجود دارد شیوه های آدرس دهی است .منظور از آدرس دهی روش دستیابی میکرو پروسسور به اطلاعات است آدرس دهی ، مبدا و مقصد داده را تعیین می کند و اینکه در جریان انتقال داده از مقصد به مبدا چه عملیاتی بایستی انجام شود .قبل از پرداختن به تشریح دستور العمل های اسمبلی 8051 ، انواع شیوه های آدرس دهی را بیان می کنیم.

در 8051 هشت نوع آدرس دهی وجود دارد که در این مطلب این شیوه های آدرس دهی را با هم بررسی خواهیم کرد.



• آدرس دهی ثبات(Register Addressing)
• آدرس دهی مستقیم (Direct Addressing)
• آدرس دهی غیر مستقیم (Indirect Addressing)
• آدرس دهی فوری (Immediate Addressing)
• آدرس دهی نسبی (Relative Addressing)
• آدرس دهی مطلق( Absolute Addressing)
• آدرس دهی طولانی (Long addressing)
• آدرس دهی دهی اندیس دار (Index Addressing)
آدرس دهی ثبات:

همانگونه که می دانید در 8051 هشت ثبات با نام بانک ثبات وجود دارند که این ثبات ها به صورت تک تک با نام های R0-R7 شناخته می شوند تعدادی از دستور العمل های 8051 بر روی این ثبات ها کار می کنند این دستور العمل ها را دستور های با آدرس دهی ثبات گویند.البته چند دستور دیگر هم وجود دارند که فقط بر روی یک ثبات خاص عمل میکنند مانند ثبات های A,B و ثبات DPTR(همان اشاره گر داده) و بیت C (داده نقلی) ثبات PSW( کلمه وضعیت برنامه) این دستور العمل ها هم آدرس دهی ثبات را به کار گرفته اند.

مثالی از این نوع دستورات به صورت زیر است (اگر مفهوم دستورات را متوجه نمی شوید اشکالی ندارد در مقاله های بعدی توضیح کافی بر روی تک تک دستورات داده خواهد شد ):


ADD A,R0
INC DPTR
MUL AB
DIV AB



آدرس دهی مستقیم :

گفتیم که هر بایت (8 بیت) از حافظه میکرو به وسیله عددی منحصر به فرد که شماره ردیف آن بایت است مشخص می شود این عدد منحصر به فرد آدرس نام دارد . از این جهت می گوییم منحصر به فرد زیرا هیچ دو بایت از حافظه ی میکرو دارای یک آدرس نیستند!.
با استفاده از این آدرس می توان به کلیه مکانهای حافظه دسترسی داشت .آدرس دهی مستقیم از این آدرس استفاده می کند .
علاوه بر آدرس ، بیشتر مکان های حافظه دارای نام نیز هستند.برای مثال پورت یک، هم دارای آدرس 90H است و هم نام P1 را دارد . استفاده از هردو (نام یا آدرس) در برنامه نویسی مجاز است .
در برنامه نویسی هنگامی که عددی را بدون هیچ پیشوندی می نویسند نشان دهنده استفاده از آدرس دهی مستقیم است.

آدرس دهی غیر مستقیم :

آدرس دهی غیر مستقیم نیز از آدرس بیات مورد نظر استفاده می کند .تفاوت آن با آدرس دهی مستقیم این است که در آدرس دهی غیر مستقیم آدرس مکان حافظه ابتدا در یکی از ثبات های بانک ثبات قرار می گیرد وسپس ثبات مذکور به همراه پیشوند @( At sign) در دستور العمل استفاده می شود.

کاربرد این نوع آدرس دهی برای مواقعی است که آدرس یک متغیر بایستی در زمان اجرای برنامه ، نه در زمان نوشتن کد ، محاسبه شود و نیز هنگام استفاده از مکانهای متوالی حافظه نیز باید از آدرس دهی غیر مستقیم استفاده کنیم . در موارد بالا نمی توانیم از آدرس دهی مستقیم و ثبات استفاده کنیم زیرا این دو آدرس دهی در هنگام کامپایل برنامه به آدرس مکان حافظه نیاز دارند در حالی که ما آدرس مکان حافظه را نمی دانیم .
برای فهم بیشتر مطلب دو دستور زبر را در نظر بگیرید:

MOV R0,#90h
MOV @R0,A



دستور اول عدد 90 در مبنای شانزده زا در ثبات R0 قرار می دهد – به علامت #( number sign) قبل از عدد توجه کنید مبحث بعدی آدرس دهی ماست- عدد 90h آدرس پورت یک می باشد . دستور دوم به میکرو دستور می دهد تا محتوای ثبات A را در آدرسی که در R0 است( یا مکانی که R0 به آن اشاره می کند ) قرار بده .
جمله بالا در مفاهیم برنامه نویسی به نام اشاره گر معروف است . اشاره گر متغیری است که آدرس مکانی از حافظه را در خود نگه می دارد .
در این دستور @R0 معادل همان P1 است .
آدرس دهی فوری یا بلافصل :

در صورتی که بخواهیم یک عدد ثابت – نه یک آدرس – را در مکانی از حافظه قرار دهیم از آدرس دهی فوری استفاده می کنیم .دستور اول در مثال قبلی نوعی از آدرس دهی فوری بود . مشخصه ی آدرس دهی فوری استفاده از پیشوند # قبل از عدد است .
در صورتی که در یک دستور از عددی استفاده کنیم اگر عدد بدون پیشوند باشد نوع آدرس دهی مستقیم است و در صورتی که عدد پیشوند # داشته باشد آدرس دهی فوری خواهد بود .به این دو دستور توجه کنید تا این جمله را بهتر متوجه شوید:

MOV A,#90h
MOV A,90h



دستور اول عدد 90 در مبنای شانزده را در ثبات A قرار می دهد . بعد از اجرای دستور مطمئن هستیم که محتوای ثبات A ، 90h است . دستور دوم مقداری را که در آدرس 90h حافظه است در ثبات A قرار می دهد یادآوری می کنم که 90h آدرس پورت یک است .بنابراین هر عددی که بر روی پورت یک قرار داشته باشد در درون ثبات A قرار خواهد گرفت .و ما از مقدار این عدد هیچ اطلاعی نداریم .
توجه:
در برنامه نویسی میکرو می توان از مبنا های عددی مختلف ستفاده کرد . این کار با اسفاده از نوشتن عدد و نوشتن مشخصهی عدد درست بعد از آن ، به عنوان پسوند (در سمت راست عدد) صورت می گیرد .
مشخصه ی مبنا های عددی به صورت زیر است:
B برای مبنای دودویی یا binary
D برای مبنای دهدهی یاdecimal
H برای مبنای شانزدهی یا hexadecimal

در صورتی که قصد استفاده از مبنای ده را داشته باشیم می توانیم از پسوند D صرفنظر کنیم مبنای ده پیش فرض کامپایلر است .
اگر از مبنای شانزدهی در برنامه استفاده کردیم اگر اولین رقم سمت چپ عدد ( پر ارزش ترین رقم ) رقمی بین A-F در مبنای شانزده بود باید قبل از عدد یک صفر 0 قرار دهیم مثلا عدد #FFh را باید به صورت #0FFh بنویسیم.



آدرس دهی نسبی :

این نوع آدرس دهی در چند دستورالعمل پرشی به کار رفته است.(مانند sjmp) با استفاده از این نوع آدرس دهی می توان به 127 بایت بالاتر و 127 بایت پاینتر از مکان فعلی برنامه پرش کرد . هنگامی که کامپایر به این نوع دستورات پرشی می رسد آدرس مبدا را از آدرس مقصد تفریق می کند ونتیجه را به شمارنده برنامه اضافه می کند (pc) دستور زیر را در نظر بگیرید:

90 sjmp 100



اکنون در مکان 90 حافظه هستیم برنامه می خواهد به مکان 100 پرش کوتاه انجام دهد .آدرس مبدا از مقصد کم می شود (100-90) و به pc ، +10 واحد اضافه می گردد.

مزیت این نوع آدرس دهی این است که کد مستقل از مکان ایجاد می کند.

آدرس دهی مطلق :
تنها دو دستور العمل Acall,Ajmp از این نوع آدرس دهی استفاده می کنند آدرس مبدا و مقصد هر دو باید در یک صفحه دو کیلو بایتی از حافظه باشند . این دستورات کد وابسته به مکان تولید می کنند .
آدرس دهی طولانی :

دو دستور Ljmp ,Lcall از این نوع آدرس دهی استفاده می کنند.مبدا و مقصد می توانند در یک صفحه 64 کیلو بایتی باشند ( کل فضای حافظه پوشش داده شده است ).
این نوع آدرس دهی هم وابسته به مکان است.
توجه :
منظور از کد وابسته به مکان بدین صورت است:
فرض کنید برنامه ای نوشته ایم که از فضای 100 حافظه شروع می شود .برنامه زیر


100 sjmp there
101….
….
….
105 there :Ajmp 110
…..
….
110 here: ------



در این برنامه از آدرس 100 به 105 که دارای برچسب there است پرش می کند و از there هم به here پرش میکند .حال اگر همین برنامه را روی میکروی دیگری که برنامه از آدرس 50 شروع شده باشد اجرا کنیم منطق برنامه به صورت زیر در می آید:

50 sjmp there
101….
….
….
55 there :Ajmp 110
…..
….
60 here: ------
--- ----- ----
110 :---- ----



دستور sjmp که از آدرس دهی نسبی استفاده می کند به مکان درست there پرش می کند اما دستور ajmp که از آدرس دهی مطلق استفاده می کند به جای پرش به here به مکان 10 حافظه پرش می کند که اصلا مورد نظر برنامه نویس نبوده است !!!
برای رفع این مشکل از دستور ORG در ابتدای برنامه استفاده می کنیم تا به کامپایلر بگوییم که برنامه ما باید از چه مکان حافظه ای بایستی شروع شود .


ORG 100
100 sjmp there
101….
….
….
105 there :Ajmp 110
…..
….
110 here: ------



آدرس دهی اندیس دار:

این آدرس دهی از یک ثبات پایه (pc یا DPTR ) و یک فاصله نسبی (A) برای دستور العمل های JMPو MOVC استفاده می کند این نوع آدرس دهی در نوشتن جداول جستجو(LOOKUP Table) استفاده می شوددر آینده نمونه ای از این نوع برنامه ها را خواهیم نوشت .

MOVC A,@A+DPTR

www.ss-ktc.blogfa.com




موضوعات مرتبط

مباني و فيزيك الكترونيكمدارهاي آنالوگمدارهاي ديجيتالگوناگون از الکترونیکالكترونيك ديجيتالالكترونيك صنعتيتكنيك پالس

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:6  توسط ابرام  | 
ماشينهاي الكتريكي ماشينهاي الكتريكي :
مطلب: تکنولوژی stepper motor
ارسال شده در پنجشنبه 20 ارديبهشت ماه 1386 توسط whiteapple

آیا تا کنون به واژه motion (حرکت) فکر کرده اید. امروزه اهمیت جابه جایی در کلیه زمینه ها احساس می شود. حرکت و سرعت تعریف جدیدی را از جهان امروز ارائه می دهد.

کنترل حرکتی در حوزه الکترونیک به معنی کنترل صحیح حرکت یک شی بر اساس فاکتور هایی مانند سرعت - مسافت- بارگیری و یا ترکیبی از کلیه موارد می باشد. امروزه سیستم های کنترل حرکتی بسیار زیادی مو جود است که می توان از stteper motors- linear stepper motors- Dc brush-... نام برد. در اینجا به توضیحات مختصری از تکنولوژی step motor ها اکتفا می کنیم.

در تئوری از stepper motor به عنوان یک شگفتی در ساده سازی یاد می شود. اساسا هر stepper یک مو تور با یک میدان مغناطیسی می باشد که خود به صورت الکتریکی رو شن شده و باعث چرخش دایرهای آرماتور آهنربا می شود.



قسمت کنترل کننده حرکت از یک کابل میکرو پروسسور جهت تولید پالس های پله ای و ایجاد سیگنال های مسیر حرکت تشکیل شده است. و هر indexer بایستی قادر به انجام دستورات اجرایی باشد.
motion driver و یا همان آمپلی فایر دستورات سیگنال های رسیده از منبع را به قدرت مورد نیاز برای چرخش پره های مو تور می شود. امروزه تعداد زیادی driver با قدرت های مختلف جریان و ولتاژ در ساختار تکنولوژی یافت می شود.

هر stepper motor یک وسیله مغناطیسی است که هر پالس دیجیتال را به یک چرخش مکانیکی مانند چرخش پره تبدیل می کند. از مزیت های آن به هزینه پایین- امنیت بالا - ساده بودن و قابل استفاده بودن در هر محیط می توان اشاره کرد.

انواع stepper motor ها :
variable reluctance
permanent magnet
hybrid

چگونگی طراحی هر driver تعیین کننده نوع خروجی هر stepper motor است که دارای سه نوع full- half- microstep می باشد.
Full step:
استاندارد طراحی دارای 50 چرخندا دندانه دار و تو لید کننده 20 پالس پله ای برای چرخش مکانیکی هر عنصر است.

Half step:
به معنی آن است که مو تور می تواند دارای 400 حرکت پله ای در هر دوره باشد. در این سیستم یک چرخنده خود دارای انرژی ست که باعث چرخش تناوبی دو چرخنده دیگر می شود. half stepping یک راه حل عملی تر در صنعت است.

microstep:
یک تکنولوژی نسبتا جدید است که جریان چرخش هر چرخنده را کنترل می کند. این کنترل در سطحی انجام می شود که تقسیم کننده ای فرئی دور تری در بین قطبها قرار گیرد.

mortezarajabpoor.blogfa.com


+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:5  توسط ابرام  | 
ماشينهاي الكتريكي ماشينهاي الكتريكي :
مقاله: سرو موتور
ارسال شده در پنجشنبه 20 ارديبهشت ماه 1386 توسط whiteapple

در کاربردهاي مـدرن ، واژه سرو يا مکانيــسم سرو به يک سيستم کنـترلي فيدبک که متغير کنترل شونده ،  موقعيت يا مشتق موقعيت مکانيکي به عنوان سرعت و شتاب است، محدود مي شود.

 يک سيستم کنترلي فيدبک ، سيـستم کنـترلي است که به نگهـداشتن يک رابطه مفروض بين يک کميت کنـترل شده و يک کميـت مرجع ، با مقايسه توابع آنها و اسـتفاده از اختلاف به عنوان وسيله کنترل منجر مي شود.

سيستم کنـترلي فيدبک الکتريکي ، عموما براي کار به انرژي الکتـريکي تکيه مي کند . مشخصـات مهمي که معمولا براي چنين کنترلي مورد نياز است ، عبارتند از :



1- پاسخ سريع ،
2- دقت بالا ،
3- کنترل بدون مراقبت  و
4- کارکرد از راه دور .
 
 
نياز هاي چنين کنترلي عبارتست از :
 
1- وسيله آشکار سازي خطا ،
2-  تقويت کننده  و
3- وسيله تصحيح خطا ،
كه در شكل 1 نشان داده شده است .

        
 
هر عنـصر هدف ويژه اي در هماهنگ کردن کميت مرجع با کميت کنترل شده ايفا مي کند . وسيله آشکـــارسازي خـطا هنــگامي که کميـت تنظيم شده متفاوت از کميت مرجع است ، خطا را آشکار مي کند . سپـس يک سيگنـال خطا به تقويت کنـنده اي که قــدرت وسيله تصـحيح خطا را فراهم مي کند مي فرسـتد . با اين تـوان وسيـله تصـحيح خطا ، کمـيت کـنترل شـده را آنـچنـــان تغيير مي دهد که با ورودي مرجع هماهنگ گردد .
 
به موتورهـايي که به سرعـت به سيگنال خطا پاسخ مي دهنـد و سريعا به بار شتاب مي دهنـد سرو موتور گفته مي شود . نسبت گشتاور به اينرسي (T/J) يک جنبه بسيار مهم يک سرو مـوتور است ،  زيرا  موتور با اين فاکتور شتاب مي گيرد .
مشخصات اصلي که در هر سرو موتور ديده مي شود عبارتست از :
 
1- گشتاور خروجي موتور بايد متناسب با ولتاژ بکار گرفته شده آن باشد .
2- جهت گشتاور سرو موتور بايد به پلاريته لحظه اي ولتاژ  کنترل بستگي داشته باشد .

 
 سرو موتور به دو دسته کلي سرو موتورهاي  و سرو موتورهاي تقسيم مي گردد . 
سرو موتورهاي   عموما به سرو موتورهاي ترجيح داده مي شوند ، بجز براي استفاده در سيستمهاي با قدرت خيلي بالا، سرو موتورهاي به دليل اينکه نسبت به سرو موتورهاي  داراي بازده بيـشتري هستنـد ترجيـح داده مي شونــد . اگــر چه تلفـات تـوان نگــراني اصـلي در سرومکانيسمها نيستند ، يک موتور پربازده از تلفات بيش از اندازه توان جلوگيري مي کند .
سرو موتورهاي   :
در بين سرو موتورهاي     مختلف ، موتورهاي سـري ، موتورهاي سري چــاکدار ، موتور کنترل موازي ، و موتور موازي مغناطيس دائم ( تحريک ثابت ) قرار دارند . اين واحدها توان خروجي بالايي نسبت به اندازه آنها تحويل مي دهند و در مورد موتــور موازي با تحريک کنترل شده ، توان کنترلي کمي مورد نياز است .
 
موتور سري داراي گشتــاور راه اندازي بالايي است و جريان زيادي مي کشد و تنظيم سرعت کمي دارد . کارکرد معکوس مي تـواند با معکـوس کــردن پلاريتـه ولتاژ ميدان با سيم پيچ ميدان سري ( يعني يک سيم پيچ براي هرجهت چرخش ) به دست آيد . مــــورد اخيـــر بازده موتور را کاهش مي دهد .
 
موتور سري چاکدار مي تواند به عنوان يک موتور تحريک مستقل با ميدان کنترل شده به کار گرفته شود ، آنچنانكه در شكل 2 نشان داده شده است . آرميچر بايد از يک منبع جريان ثابت تغذيه شود .

 يک منحني گشتاور سرعت نوعي ، گشتاور ايستاي بالا و کاهش سريع گشتاور با افزايش سرعت را نشان مي دهد . اين امر ميرايي خوب و خطاي سرعت بالا را نتيجه مي دهد . 
 نوع موازي سروموتور  از ساير موتورهاي موازي براي کارکرد عمــومي متفاوت نيست . اين موتور دو سيم پيچي مجزا - سيم پيچي ميدان که روي استاتور قرار داده شده و سيم پيچي آرميچر که روي روتور قرار داده شده - دارد .
هر دو سيم پيچي به يک منبع تغذيه    متصل شده اند . در يک موتور   موازي معـمولي ،  دو سيم پيچي به صورت موازي به تغذيه      اصلي متصل شده اند . اما در يک کارکرد سرو ، سيم پيچي ها با منابع    جداگانه اي تغذيه مي شوند ، همانطور كه در شكلهاي 3 و 4 مشاهده مي شود .

شكل 3 دياگرام مداري يك موتور  با ميدان كنترل شده را نشان مي دهد . در اين  موتور   ، ميدان با سيگنال تقويت شده خطا تحريک شده و سيم پيچي آرميچر از يک منبع جريان ثابت نيـرو مي گيرد . گشتاور تحويلي تا اشباع  متنـاسب با جريان ميدان است .
اين ترکيب كه در شكل 4 نشان داده شده است ، در سروموتورهاي کوچک بکار مي رود ، زيرا پاسخ ديناميکي آن از موتور    با آرميچر کنترل شده آهسته تر است .

 
جهـت چرخـش موتـور اگر پلاريـته ميـدان معـکوس شود عکس مي شود.آرميچر موتور با سيگنال تقويت شده خطا وميدان از يک منبع جريان ثابت تغذيه مي شوند .
 
 ميدان اين موتور عموما بالاتر از زانوي مشخصه اشباع کار ميکند ( جهت حفظ گشتاور با حساسيت کمتر نسبت به تغييرات جزيي در جريان ميدان ) . همـچنين چگـالي شـار ميـدان بالا ، حســاسيت گشتـاور موتـور را افزايـش مي دهد ،  زيـــرا براي تغييـرات کوچـک در جـريان آرميچر، گشتاور با حاصلضرب جريان در شار متناسب است .
 
پاسخ ديناميکي  درموتور نوع کنترل شده ميدان سريعتر است ، زيرا مـدار آرميچـر لزومـا يک مـدار مقاومتي است وثابـت زماني کوتاهـتري دارد . اگر پلاريـته سيگنـال خطا معـکوس گردد ، موتور در جهت معکوس مي چرخد .
 
موتور مغنـاطيس دائـم يک موتور تحريک ثابت موازي است که ميـــدان همانطـور كه در شكل 5 نشان داده شده است ،  با يک مغناطيس دائم تغذيه مي شود . کارکرد شبيه به موتور با مـيدان ثابت و آرميچر کنترل شده است.

سروموتورهاي    :
سروموتورهاي  همانطـور که قبلا ذکر شد انتخاب مناسبي براي کاربـــردهاي با توان پايين هستند و به همين دليل است که موتورهاي         هميشه به  موتورهاي    ترجيح داده ميشوند. مزاياي  سروموتورهاي     به سروموتورهاي  شامل موارد زير است :
 1- روتورهاي قفس سنجابي ساده هستند و در مقايسه با سيم پيچي آرميچر ماشينهاي  از نظر ساختاري ،  محکمتر هستند.
2- سروموتورهاي    داراي جاروبک براي کموتاسيـون نيستنـد و نياز به تعمير ونگهداري دائم ندارند.
3- هيچ عايقي در اطراف هادي آرميچر آنچنان که در موتور وجود دارد نيست پـس آرميـچر مي تواند بسيار بهتر گرما را پخش کند.
 
4- بدليل اينکه آرميـچر،  سيـم پيچي هاي عايـق دار پيچـيده اي ندارد ،  قطر آن مي توانـد براي کاهش اينرسي روتور بسيار کاهش يابد . اين امر به جلوگيري از  Over Shoot  در مکـانيسم سـرو کمک مي کند .
يک سروموتور  اصولا يک موتور دوفاز القايي است به جز در مورد جنبه‌هاي خـاص طراحي آن.
توان مکانيکي خروجي يک سروموتور    از 2 وات تا چند صد وات تغيير مي کند . مــوتورهاي بزرگتر از اين توان بسيار کم بازده اند واگربامشـخصات گشتـاورسرعت مطلوب ساخته شده باشند براي استفاده در کاربردهاي سرو بسيار مشکل ساز خواهند شد . سرو موتورهاي دقيق در کامپيوترها ابزارهاي سرو و شماري ازکاربردها که به دقت بالايي نياز است بکار مي روند.
کاربردهاي سروموتور:
در ادامه به نمونههايي از كاربرد سرو موتور در صنعت اشاره ميشود:
تغذيه دستگاه پرس :
 در اين کاربرد ، ورقـه هاي فلز به داخل دستگاه پرس تغذيه مي شوند که در آنجا به وسيله يک تيغه چاقو به طول بريده مي شونـد . ورقـه هاي فلزي ممکن است داراي يک آرم يا ديگر تبليغات باشند که بايد علائم با نقاط برش هماهنگ شوند . در اين کاربــرد سرعت و موقعيت ورقه فلز بايد با نقاط برش صحيـح همزمان شود . سنـسور فيدبک مي توانـد يک                   باشد که با يک سنسور فتوالکتـريک براي تشخيص موقعـيت فلز کوپل شود . يک تابلو اپراتوري نصب شده ، آنچنــان که اپراتور مي تواند سيــستم را براي حفاظت از برخورد تيغه ها جلو يا عقب ببرد يا عمل بارگذاري نورد جديد را انجام دهد . تابلو اپراتوري همچـنين مي تواند براي احضـار پارامتـرهاي درايو مطابق با نوع فلز ، استفاده شود . همچنين سيستم مي تواند با يک کنترل کننده قابل برنامه ريزي يا ديگر انــواع کنترل کننده کامل شود و تابلو اپراتوري مي تواند براي انتخاب نقاط صحيح برش براي هر نوع فـلز استفاده شود . شكل 6 شمايي از اين كاربرد را ارايه مي دهد .
 

پر کردن بطري در خط :
 
در اين کاربرد چنـد پر کنـنده با بطريها به صورتي که آنها در طي يک خط پيوسته حرکت کنند ، در يک خط قرار گرفته است . هر کـدام از پرکنـنده ها بايد با يک بطري هماهنگ شوند و بطري را در حال حرکت آن تعقيب کنند . محصول هنبامي که نازل با بطري حرکت مي کند ، توزيع مي شود .
 
در ايـن کــاربرد 10 نـازل روي يـک نـوار قـرار گـرفته اند که با يک مکانيسم توپ – پيچ حرکت مي کنـند . وقـتي موتـور شفـت را حـرکت مي دهد ، نـوار به صورت افقي در طول شفت شروع به حرکت مي کند . اين حرکت صاف خواهد بود آنچنانکه هر کدام از نازلها بتواند محصـول را در داخل بطزيها بدون سرريز پخش کند .
سيـستم درايو سرو از يک کنتـرل کنـنده موقـعيت با نرم افزار استفــاده مي کند که اجازه مي دهد موقعيت و سرعت همانطور که خط بـطريها را حـرکت مي دهد ، دنبال شود .             Encoder اصـلي بطريها را هنگامي که در طي خط حرکت مي کنند ، تعقيب مي کند .
همچــنين براي اطمينان از اينـکه اگر يک بطري گم شده يا فاصله زيادي بين بطريها ظاهر شود ، هيچ محصولي از نازل پخش نشود يک آشکار ساز به سيستم متصل مي شود .
سيستم درايو سرو ، موقعيت بطريها را از Encoder اصلي با سيـگنال فـيدبک مـقايـسه کرده که موقعيت نوار پرکننده ها را نشان مي دهد . تقويت کننده سرو سرعت نوار را آنچنان که نازلها دقيقا با بطريها همسرعت شوند ، افزايش يا کاهش مي دهد . شكل7 دياگرام نوعي اين كاربرد را نشان مي دهد .

کارگذاري برچسب : 
کاربرد بعدي داراي کنترل سروموتوري سرعت يک مکانيسم تغذيه برچسب است  که برچسبهاي از پيش چاپ شـده را از روي يک رول روي بســته هـايي که روي يک سيـستم حـمل کننده حرکت مي کنـند ، قـرار مي دهـد . سيگنالهاي فيدبک با يک Encoder  که موقعيت حمل کننده را نشان مي دهد ، تاکوژنراتور که سرعت حمل کننده را نشان مي دهد ، و يك سنسور که علامت ثبت  شده روي برچسب را نشان مي دهد به دست مي آيند . سيستم موقعيت سرو با يک ميکرو پروسـسور که سيگنـال خـطا را تنـظيم مي کند و تقويت کننده سرو که سيگنالهاي تـوان را براي سرو موتور تهيه مي کند کنترل مي شود . شكل 8 دياگرام اين كاربرد را نشان مي دهد .

www.nurc.ir


+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:5  توسط ابرام  | 
ماشينهاي الكتريكي ماشينهاي الكتريكي :
مطلب: موتورهاي فرمان يار DC بدون جاروبك
ارسال شده در چهارشنبه 2 خرداد ماه 1386 توسط whiteapple

یک سرو موتور، یا یک موتورDC یا AC یا یک موتور DC بدون جاروبک می‌باشد که ترکیب شده با یک دستگاه تعیین محل موقعیت (کدبردار دیجیتالی). سروو موتورها در ربات‌ها کاربرد خیلی زیادی دارند. این موتورها کوچک ولی نسبت به اندازه‌شان بسیار پرقدرت می‌باشند. موتور DC بدون جاروبک یک موتورDC معمولی نیست، اما یک ماشین سنکرون آهنربای دائم است. این نام بردن واقعی است زیرا مشخصات عملیاتی آن همانند همان موتورهای DC شنت با جریان میدان ثابت است. 
 
موتورهاي پله‌اي 
نوع خاصی از موتور سنکرون که برای چرخیدن محور به اندازه یک زاویه خاص برای همه پالس‌های الکتریکی که از واحد کنترل کننده خودش دریافت می‌کند، در نظر گرفته شده است. نوعی از پله‌ها 5/7 یا 15 درجه در هر پالس محور را می‌چرخانند. این است یک موتور که می‌تواند با دو دستورالعمل بچرخد، حرکت کند در زاویه‌‌هایی با فواصل کوچک و دقیق،گشتاور موجود در سرعت صفر را تحمل می‌کند و با مدار دیجیتالی کنترل می‌شود. حرکت می‌کند در زاویه‌های دقیق با فواصل کوچک معلوم به عنوان گام، در پاسخ به استفاده از پالس‌های دیجیتالی به مدار راه‌انداز الکتریکی. به طور کلی، این قبیل موتورها با گام‌هایی در هر دور ساخته می‌شوند. گام‌های موتورها دو قطبی هستند که نیاز به دو منبع قدرت دارند با تک قطبی هستند که تنها نیاز به یک منبع قدرت دارند.



موتورهاي يونيورسال
موتورهای یونیورسال موتورهای چرخشی هستند شبیه به موتورهای DC اما طراحی شده‌اند برای ولتاژ DC با AC تکفاز. سیم‌پیچی‌های استاتور و رتور این موتورها به صورت سری بین کموتاتور رتور متصل شده‌اند. بنابراین موتورهای یونیورسال همچنین معروف هستند به موتورهای AC سری یا یک موتور با کموتاتور AC. موتورهای یونیورسال می‌توانند کنترل شوند با راه‌انداز زاویه فاز و یا راه‌اندازهای برشگر. موتورهای یونیورسال یک مشخصه گشتاور- سرعت با افت زیاد از یک موتور DC را دارد. نمونه کاربرد در جاروبرقی، دریل و وسایل آشپزخانه 
  
موتور القايي تك فاز                                        
چندین نوع موتور القایی تک فازکه امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد، وجود دارد. به طور اساسی آنها  یکسان هستند مگر برای وسایل راه‌اندازی. آنها طبقه‌بندی می‌شوند به : موتور‌های القایی با انشقاق فاز، موتور با استارت خازنی.
 
 
معيارهاي انتخاب موتور
 
1- دردست بودن منبع تغذیه
2- شرط یا عوامل راه اندازی
3- مشخصه‌های راه اندازی (گشتاور – سرعت) مناسب
4- سرعت عملکرد کار مطلوب
5- قابلیت کارکردن به جلو و عقب
6- مشخصه‌هی شتاب (وابسته به بار)
7- بازده مناسب در بار اسمی
8- توانایی تحمل اضافه بار
9- اطمینان الکتریکی و حرارتی
10- قابلیت نگهداری و عمر مفید
11- ظاهر مکانیکی مناسب (اندازه، وزن،‌ میزان صدا، محیط اطراف)
12- پیچیدگی کنترل و هزینه

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 11:1  توسط ابرام  | 
ماشينهاي الكتريكي ماشينهاي الكتريكي :
مقاله: گریسکاری در موتورهای الکتریکی
ارسال شده در چهارشنبه 2 خرداد ماه 1386 توسط whiteapple

در سال1992 میلادی, موسسه تحقیقات قدرت الکتریکی (EPRI) , برنامه ای را در زمینه روانکاری توسعه داد. امروزه برنامه مذکور به طور گسترده در بیشتر نیروگاههای هسته ای به کار گرفته می شود. جلوگیری از گریسکاری بیش از حد در فاصله میان تعویض یاتاقانها از اهداف اصلی این برنامه روانکاری است. در این مقاله به تشریح این مبحث پرداخته ایم. 
 
تاریخچه
مسئله گریسکاری بیش از حد الکتروموتورها, برای اولین بار در سال1988 میلادی در نیروگاههای اتمی ایالات متحده مورد توجه قرار گرفت. دراین سال چندین موتور و یاتاقان در نیروگاههای اتمی به دلیل مصرف بیش از حد گریس دچار خرابی شده بود. درسال1992 میلادی, واحد تعمیرات هسته ای EPRI برنامه ای به منظور تعمیرات الکتروموتورها, با تاکید بر اصول نگهداری پیش بینانه و پیشگیرانه منتشر ساخت. این برنامه با توجه به اندازه و نوع یاتاقانهای الکتروموتورها, روشهای تعمیراتی جامعی را توصیه می کند.
بخشی از این برنامه تعمیراتی شامل پیشنهاداتی در مورد چگونگی گریسکاری یک الکتروموتور است. اجرای این برنامه, کاهش هزینه نیروی انسانی مورد نیاز را (برای تعمیرات) و کاهش خرابی یاتاقانها (به دلیل گریسکاری بیش از حد) در پی داشت وموجب شد تا صنایع مذکور بتوانند با اجرای آن در هزینه های خود صرفه جویی کنند.



طراحی محفظه یاتاقان
در بیشتر موتورهایی که دارای یاتاقانهای غلتشی قابل گریسکاری هستند دو نوع طراحی محفظه یاتاقان به چشم می خورد. بیشتر موتورها به صورت Same-Side ساخته می شود و تعداد کمتری نیز به صورت Flow-Through (شکل1) طراحی می شوند.

طراحی Flow-Through تنها در یاتاقانهای Open Face استفاده می شود.

در نوع Same-Side , محل ورود و خروج گریس در یک طرف بوده و با یاتاقانهای Open Face- Single Shielded و Double Shielded استفاده می شود.

همانطوریکه در شکل2 مشاهده می شود, تنها راه خروج گریس, درپوش تخلیه است.

چهارنوع اصلی یاتاقان
1- Open face bearing : این نوع از پوسته داخلی, خارجی, ساچمه ها و قفس ساچمه ها تشکیل شده است. این یاتاقان به دلیل نداشتن صفحات محافظ, گریس را درون خود حفظ نکرده و بنابراین برای روانکاری به حفره گریس نیاز دارد.
2- Single- shielded bearing : این یاتاقانها تنها در یک سمت دارای یک صفحه محافظ فلزی بوده و به طور معمول یاتاقان به گونه ای نصب می شود که سمت دارای صفحه فلزی رو به
سیم پیچی موتور قرار می گیرد. این گروه نیز قابلیت روانکاری مجدد با گریس را داشته و فواصل گریسکاری آن نیز مشابه یاتاقانهای
open-face است.
3- Double shielded bearing : در این یاتاقان, هر دو سمت یاتاقان دارای صفحه محافظ فلزی بوده که در نتیجه گریس را بین این دو صفحه نگه می دارد. شکاف هوای کوچکی که بین پوستة داخلی و صفحات محافظ وجود دارد اجازه
می دهد که در فواصل طولانی, حجم مشخصی از روغن, بین گریس موجود در حفره و گریس موجود میان صفحات محافظ, در جریان باشد.
در مورد اینکه آیا می توان این یاتاقان ها را گریسکاری کرد ابهام وجود دارد. تاکنون گریسکاری در یاتاقان های Double shielded با مشکلی مواجه نشده است.
4- Sealed bearings: این یاتاقانها به جز یک مورد استثنا, کاملاً شبیه Double shielded ها هستند. پوستر داخلی در این یاتاقانها در برابر آب بندها سُرخورده که در نتیجه موجب حذف شکاف هوا بین آب بندها و پوسته داخلی می شود. این یاتاقان نمی تواند مجدداً گریسکاری شود.

خرابی های ناشی از گریس
خرابی هایی که در ارتباط با مسایل گریسکاری در یاتاقانها روی می دهد دلایل مختلفی دارد که در زیر به آنها پرداخته شده است.
- فقدان روانکاری: این حالت هنگامی رخ می دهد که یا حفره گریس در یاتاقان به طور صحیح با گریس پر نشده باشد, یا در زمان تعیین شده, یاتاقان گریسکاری نشود و یا روغن موجود در گریس به دلیل گرم شدن بیش از حد یاتاقان, تبخیر و خارج شود.
- ناسازگاری گریسها: تغلیظ کننده گریسها از ترکیبات مختلفی مانند لیتیم یا پلی اوره تشکیل شده اند. تمامی گریسها با یکدیگر سازگار نیستند و این نکته که در طول عمر یاتاقان, از همان گریس اولیه یا گریسهای سازگار با آن استفاده شود از اهمیت خاصی برخوردار است.
- گریس نامناسب: استفاده و بکارگیری گریس مناسب بسیار مهم است. در بعضی از شرایط و در بعضی از انواع یاتاقانها, گریسهای چندمنظوره کفایت می کند در حالیکه در مواردی, تنها گریسهای EP جوابگو هستند. انتخاب نادرست گریس در گریسکاری اول و یا گریسکاری مجدد, منجر به خرابی زودهنگام یاتاقان می شود.
- تحت فشار قرار گرفتن بیش از حد صفحات محافظ یاتاقان: در زمان ورود گریس به داخل حفره گریس, حجم گریس و فشار حفره افزایش می یابد. در صورتی که اگر در حین گریسکاری مجدد, گریس به سرعت اضافه شود, صفحات محافظ یاتاقانهای Single shielded یا Double shielded آسیب خواهند دید. هنگامی که موتور در سرویس قرار می گیرد, گریس به دلیل گرما منبسط می شود. اگر حفره گریس کاملاً پر باشد, انبساط گرمایی منجر به فشار مخرب بر روی صفحات محافظ یاتاقان می شود. در چنین حالتی, صفحات محافظ تحت فشار از جای خود خارج شده یا صفحه محافظ بیرونی تحت فشار گریس به محفظه یاتاقان فشرده می شود که در نهایت به خرابی یاتاقان منجر می شود.


درون یک الکتروموتور که با گریس پر شده است چه می گذرد؟
اگر حفره گریس کاملاً پر باشد و در عین حال باز هم گریسکاری انجام شود, گریس اضافی به سمت فضای بین کلاهک یاتاقان و محور موتور حرکت کرده و در نهایت به درون موتور راه پیدا می کند. این پدیده باعث می شود تا گریس فضای انتهایی سیستم عایق را پر کرده و در نهایت منجر به خرابی عایق بندی و یاتاقان شود.

ساچمه های یک یاتاقان همانند پمپهای بسیار ریز گرانروی عمل کرده که بر روی حجم محدودی از فیلم روغن بین ساچمه ها و پوسته می چرخند.
هنگامی که گریس بیش از حد مورد نیاز باشد, توسط ساچمه ها به شدت به هم می خورد و در نتیجه موجب افزایش دمای عملیاتی و هدر رفتن انرژی شده و احتمال خرابی یاتاقان را افزایش می دهد.
مسئله ای که در ارتباط با الکتروموتورها وجود دارد, این است که مسیر خروج گریس اضافی از حفره یاتاقان محدود است. با استفاده از این اتصالات, دیگر به باز کردن درپوش تخلیه برای خارج ساختن گریس اضافی و کاهش فشار موجود نیازی نیست. در حال حاضر اتصالاتی که در شکل9 و10 نشان داده شده اند توسط شرکت Alemite تولید و به بازار عرضه شده و به صورت گسترده ای در نیروگاههای هسته ای بکار می رود.

تخریب گریس
تخریب گریس طی یک فرایند تدریجی اتفاق می افتد. گرچه عمده تخریب گریس زمانی اتفاق می افتد که موتور در حال کار است ولی زمان هایی که الکتروموتور در جا کار می کند نیز اتفاق می افتد. گریس می تواند به حالتهای مختلف و بنا به دلایلی خاص تخریب شود که عبارتند از:
سفت شدن گریس: این حالت در فواصل زمانی طولانی و به دلیل جذب گرد و غبار و رطوبت یا اکسید شدن اتفاق می افتد.
تخریب شیمیایی: تخریب شیمیایی گریس به دلیل گرمای بیش از حد ایجاد می شود. یکی از دلایل گرمای بیش از حد, گریسکاری بیش از حد است.
عواملی که در تخریب گریس تاثیر گذارند عبارتند از:‌
- بارهای بیش از حد: الکتروموتورهایی که Side-Loaded بوده و به بیانی دیگر به صورت مستقیم و از طریق یک کوپلینگ به محور محرک متصل نشده اند نسبت به الکتروموتورهای Direct Coupled بار بیشتری را به یاتاقان ها اعمال می کنند.
- جدایش روغن از گریس: این پدیده, بیشتر در مورد الکتروموتورهایی اتفاق می افتد که برای مدت زمان زیادی در جا کار می کنند. همچنین در مواردی که گریس بیش از حد بهم زده می شود نیز چنین پدیده ای رخ می دهد. البته عموماً با گذشت زمان نیز روغن به طور طبیعی از گریس جدا میشود.
- سرعت دورانی یاتاقان: هر چقدر سرعت بالاتر باشد, گریس سریعتر تخریب می شود.
- اندازه یاتاقان: هر چقدر یاتاقان بزرگتر باشد, گریس با سرعت بیشتری تخریب می شود. به طور معمول اندازه یاتاقان با توان الکتروموتور نسبت مستقیم دارد.
- محیط کارگاه: در صورتی که دمای محیطی که الکتروموتور در آن قرار گرفته بیشتر از60 درجه سانتیگراد باشد, تخریب گریس شدت می یابد.

تهیه برنامه- گریسکاری
برای تدوین یک برنامه گریسکاری که تمامی الکتروموتورهای یک مجموعه صنعتی را در بر بگیرد, عوامل متعددی دخالت دارند. برای یک برنامه ریزی صحیح رعایت نکات زیر ضروری است.
1- نوع یاتاقانهای هر دو طرف الکتروموتورها را شناسایی کنید. به این ترتیب این موضوع که آیا یاتاقان قابل گریس کاری مجدد است یا نه, مشخص می شود.
2- باید مشخص شود که چه مقدار گریس در ابتدا استفاده شده است تا میزان فضای خالی برای گریسکاری های بعدی تعیین شود.
3- نوع گریس (EP-GP , سنتزی و ...) و در صورت امکان سازنده آن را مشخص کنید.
4- شرایطی ایجاد کنید تا اتصالات گریس- چه اتصالات شارژ گریس و چه اتصالات تخلیه گریس- در دسترس قرار گیرد.
5- اطراف اتصالات ورود و تخلیه گریس را تمیز کنید.
6- برای این برنامه یک مسئول تعیین کنید. احتمال اینکه یک برنامه بدون نیاز به یک مسئول مشخص به نتیجه برسد بسیار کم خواهد بود.

روشهای گریسکاری
با توجه به اینکه ساچمه های یاتاقان همانند پمپهای گرانروی بسیار ریز عمل می کنند و از آنجایی که گریس در هنگام گرم شدن شل تر
می شود, باید هنگامی که الکتروموتور در حال کار است, یاتاقانها را گریسکاری کرد. در صورتی که این کار امکان پذیر نیست, بلافاصله پس از اینکه الکتروموتور از سرویس خارج و خاموش شد و تا زمانی که گریس هنوز گرم است, گریسکاری را انجام دهید. باید دانست که گرچه هیچ یک از این برنامه ها, مشکلات گریسکاری بیش از حد حفره گریسی را که قبلاً با گریس پر شده برطرف نمی کند ولی انجام مراحل زیر کمک می کند تا این مشکلات را به حداقل برسد. لازم به یادآوری است که مراحل زیر می بایست به ترتیب انجام شود:
1- ابتدا مطمئن شوید که گریس پمپ دستی حاوی مقدار مناسب گریس باشد.
2- اطراف اتصالات ورود و تخلیه گریس را تمیز کنید.
3- درپوش تخلیه گریس را باز کرده و در صورت امکان با استفاده از یک فرچه استوانه ای مقداری از گریس درون حفره گریس را برداشته و راه کوچکی برای خروج گریس باز کنید. اگر در پوش از نوع Plunger باشد نیازی به این کار نیست.
4- حال یاتاقان را گریسکاری کنید. باید گریسکاری را به آرامی انجام داد تا از افزایش فشار ناگهانی در حفره گریس جلوگیری شود.
5- در صورتی که گریسکاری در زمان خاموشی الکتروموتور انجام شود, بلافاصله بعد از گریسکاری می بایست موتور روشن شده تا با افزایش دمای یاتاقان, گریس اجازه انبساط یابد. در صورتی که درپوش تخلیه از نوع Plunger نیست حتماً باید تا انتها بازبماند.
6- بعد از اینکه گریس اضافی خارج شد, درپوش تخلیه را ببندید و گریسهایی که احتمالاً اطراف را آغشته کرده پاک کنید.
معمولاً هر چند وقت یکبار باید یاتاقانها را گریسکاری کرد؟ اطلاعاتی که در این جا ارایه می شود براساس گزارش NP-7502 موسسه EPRI است که آن نیز براساس داده های طراحی و عملیاتی الکتروموتور تهیه شده است. این داده ها عبارتند از:
1- عملیات پیوسته
2- عملیات ناپیوسته
3- حالت موتور (آیا موتور در حالت Standby بوده یا در حالت خاموش)
4- نوع یاتاقان (یاتاقانها از نوع
Single shielded, Open face هستند یا
Double shielded (داخلی یا خارجی). مدلهای متفاوتی می توانند به عنوان یاتاقان داخلی و خارجی استفاده شوند. توجه کنید که یاتاقانهای Sealed هرگز نمی توانند مجدداً روانکاری شوند.
5- دور موتور
6- توان الکتروموتور- اسب بخار
7- چگونگی انتقال بار (انتقال نیرو از کنار در مقابل انتقال نیروی مستقیم توسط کوپلینگ)
8- دمای محیط (کمتر از60 درجه سانتیگراد یا بیشتر از60 درجه سانتیگراد)
جدول1 برای یک نیروگاه هسته ای نسبتاً تمیز طراحی شده است. در صورتی که با محیط آلوده یا دارای گرد و غبار روبرو هستیم می باید تغییرات مورد نیاز را در فواصل زمانی توصیه شده انجام دهیم.
برای الکتروموتورهایی که بصورت پیوسته در حال کار نیستند و گاهی اوقات متوقف
می شوند, باید تنها ساعاتی را به عنوان مدت زمان عملیاتی به حساب آوریم که دستگاه در حال کار باشد. برای مثال در صورتی که یک الکتروموتور تنها در نیمی از یک زمان مشخص در سرویس است, بر طبق جدول1 زمان گریسکاری مجدد آن بین24 تا36 ماه توصیه می شود, ولی باید زمان گریسکاری مجدد آن را بین48 تا72 ساعت در نظر گرفت.

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 10:56  توسط ابرام  | 
ماشينهاي الكتريكي ماشينهاي الكتريكي :
مقاله: اصول خشك كردن ترانسفورماتورهاي قدرت
ارسال شده در جمعه 25 خرداد ماه 1386 توسط whiteapple
روغن ترانسفورماتورهاي قدرت نقش بسيار مهمي در عملكرد ترانسفورماتورها دارند. نقش عايق كنندگي، خنك كنندگي و تشخيص عيب از جمله مهمترين وظايف روغن مي باشند. با پيرشدن ترانسفورماتور ، روغن اين دستگاه بعضي از خصوصيات شيميايي و الكتريكي خود را از دست مي دهد. از جمله مهمترين اين خصوصيات مي توان به خصوصيات الكتريكي كه حائز اهميت مي باشند، اشاره نمود.
دلایل اصلی كه روغن ترانسفورماتورهاي قدرت را دچار مشكل مي نمايند عبارتند از:
  • افزايش ذرات معلق در روغن
  • وجود آب به مقدار زياد در روغن
  • وجود آلودگي هاي شيميايي مانند اسيديته و...


مسائل فوق باعث تغيير پارامترهاي متعدد مي شوند. به عنوان مثال افزايش ذرات معلق و وجود آن باعث كاستن قدرت دي الكتريك روغن و افزايش اسيديته، باعث خوردگي كاغذ و اجزاي داخلي ترانسفورماتور مي شود. براي بهبود روغن ترانسفورماتوري كه دچار ضعف هاي متعدد شده است مي توان از فيلتراسيون استفاده نمود. با فيلتر نمودن روغن مي توان ذرات معلق آن را جدا نمود و در نتيجه ولتاژ شكست را بالا برد. مي توان با خلاء نمودن روغن ، آب را بصورت بخار از روغن جدا نمود. حذف آلودگي هاي شيميايي فقط با كمك فيلترهاي شيميايي ممكن است.
از جمله مهمترين آلودگي كه روغن ترانسفورماتور را تحت تأثير قرار مي دهد وجود آب به مقدار كم در داخل روغن است. جدا نمودن آن در داخل ترانسفورماتور به راحتي امكان پذير نمي باشد. علت اين مسأله وجود مقادير بسيار زياد آب داخل كاغذ ترانسفورماتور مي باشد كه با جدا نمودن آب روغن دوباره جايگزين آن مي شود.
 
- روشهای فیلتر نمودن
 
الف - روشهای Off-line
از زمانهای دور برای بهبود کیفیت عایقی روغن ترانسفورماتورهای قدرت از روشهای فیلتراسیون هنگامی که ترانسفورماتور خاموش بوده است استفاده می کردند. در این روش هنگامی که ترانسفورماتور خاموش می باشد به مدت چند شبانه روز به صورت پیوسته روغن را داخل ترانسفورماتور چرخانده و آنرا در بیرون تحت فیلتراسیون و خلاء به منظور جدا نمودن ذرات معلق و آب محلول قرار می دادند.
این روش دارای معایب فراوانی است از جمله لزوم داغ نمودن روغن ترانسفورماتور و همچنین لزوم خاموش نمودن ترانسفورماتور را می توان نام برد.
 
ب- روشهای نوین – روشهای در حین کار
براي جدا نمودن آب به صورت بهينه، لازم است كه از فيلترهاي در حين كار استفاده نمود. مهمترين مزاياي فيلترهاي (خشك كن) هاي در حين كار خشك نمودن بهينه ترانسفورماتور در طول زمان و همچنين عدم لزوم خاموشي ترانسفورماتور را مي توان عنوان نمود. اصول عملکرد این فیلترها مانند شکل زیر است که در آن روغن از مخزن تحت فشار خارج شده و در مسیر آن یک فیلتر فیزیکی قرار می گیرد. در اینجا ذرات معلق فیلتر شده و تحت تاثیر خلاء آب محلول در آن گرفته می شود. روغن فیلتر شده به وسیله پمپ به ترانسفورماتور برگردانده می شود. این چرخه با دبی پایین در حدود 250 لیتر در ساعت به صورت پیوسته از چند ماه تا چند سال با توجه به وضعیت ترانسفورماتور صورت می گیرد.

مزاياي خشك كردن On-Line روغن و كاغذ عايقي ترانسفورماتورهاي قدرت با استفاده ازدستگاه V30
• رطوبت زدائي از روغن ترانسفورماتور بصورت On-Line
• افزايش ولتاژ شکست روغن عايقي
• رطوبت زدائي از کاغذ عايقي ترانسفورماتور
• کاهش ميزان ذرات معلق داخل روغن ترانس
• کاهش ميزان ضريب تلفات عايقي روغن
• کاهش ميزان اسيديته روغن
• افزايش قابليت بارگيري ترانسفورماتور
• افزايش عمر باقيمانده ترانسفورماتور
• عملکرد مطمئن و عدم تأثير سو بر بهره برداری عادي از ترانسفورماتور
• گاززدائي از روغن ترانسفورماتور با استفاده از روش De-Gassing
• اعلام آلارم و خروج ترانسفورماتور از مدار در صورت تشکيل مقدار زياد گاز
 

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و یکم اردیبهشت 1391ساعت 10:53  توسط ابرام  |