دانلود گزارش کارآموزی ژنراتورهای سنکرون در شرکت بهساز افروز

مقدمه:

انجام هر کار یا فعالیتی مستلزم صرف مقداری انرژی است . انرژی شیمیایی ، انرژی حرارتی ، انرژی مکانیکی ، و انرژی الکتریکی  برخی از انواع مهم انرژی می باشند. انرژی الکتریکی به علت سهولت  تولید و انتقال  و توزیع  و به علت  تبدیل به انواع دیگر انرژی امروزه در جهان کاربرد بسیار وسیعی  دارد. نمونه  ای از کاربردهای گوناگون آن عبارتند از:

الف) استفاده از انرژی الکتریکی به منظور تامین  روشنایی

انرژی الکتریکی در تامین روشنایی خانه ها، مغازه ها، کارخانجات ، ادارات و بیمارستانها  و غیره کاربرد دارد.  به علت وسیعی  این مورد استفاده و گوناگونی آن امروزه در مهندسی برق شاخه ای موسوم به مهندسی روشنائی به آن اختصاص یافته است.

ب) انرژی الکتریکی به منظور تولید حرارت

نمونه هائی از کاربرد انرژی الکتریکی به منظور تولید حرارت  در اطوی برقی، فرهای آشپزخانه، آب گرم کن ، انواع دستگاه خشک کن و غیره می باشد.

پ) انرژی الکتریکی به منظور تأمین قدرت

این کاربرد بخش بسیار گسترده و وسیعی را در صنعت بخود اختصاص می دهد که به عنوان نمونه هائی از این کاربرد را می توان در کارخانجات ، صنایع، ‌اتوبوسهای برقی، ماشین های لباسشوئی، جارو برقی و غیره نام برد.

با توجه به موارد مذکور در می یابیم که انرژی الکتریکی در میان انواع دیگر انرژیها دارای اهمیت زیاد و جایگاه ویژه ای می باشد.

کلیات

در این فصل بخش های اساسی  یک سیستم قدرت الکتریکی ،اهمیت سیستم های توزیع انرژی  انرژی الکتریکی، اهم وظایف شرکت های توزیع و شبکه های الکتریکی از دیدگاههای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است.

1 بخش های اساسی یک سیستم قدرت الکتریکی

هر سیستم قدرت الکتریکی از سه بخش اساسی ، تولید  و انتقال و توزیع به شرح زیر تشکیل می شود:

الف) مراکز تولید یا نیروگاه ها : این مراکز انرژی الکتریکی را تولید می کنند.

ب) سیستم های انتقال انرژی الکتریکی: برای انتقال انرژی الکتریکی تولیدی که اغلب در فواصل دور از مراکز مصرف قرار دارند و همچنین انتقال قدرت های بزرگ به مراکز مصرف از سیستم های انتقال استفاده می شود. در حال حاضر در کشور ما ، ولتاژ انتقال 132kv و 230kv و400kv می باشد.

پ) سیستم های توزیع انرژی الکتریکی : این سیستم ها انرژی الکتریکی مورد نیاز مشترکین خانگی ، تجاری و برخی از صنایع کوچک را با ولتاژ اولیه  توزیع20 کیلو ولت و یا 30 کیلو ولت (در مناطقی از ایران مانند منطقه خوزستان)  و یا ولتاژ ثانویه  توزیع 220 ولت یک فاز و 380 ولت سه فاز تامین می کنند.

2 اهمیت سیستم های توزیع در صنعت برق

اگر کل سرمایه گذاری در صنعت برق را در 100% فرض کنیم سهم سرمایه گذاری در هر یک از بخش های تولید ، انتقال و توزیع حدوداً به شرح زیر است:

الف) سرمایه گذاری در بخش تولید حدوداً40%

ب) سرمایه گذاری در بخش انتقال حدوداً20%

ج) سرمایه گذاری در بخش توزیع حدوداً40%

بنابر این ملاحظه می شود که قسمت عمده  سرمایه گذاری در صنعت برق هر کشور به بخش های  تولید و توزیع اختصاص دارد.  از اینرو می توان گفت که سیستم توزیع جایگاه ویژه ای را در صنعت  برق هر کشور دارا می باشند و بدین جهت است که ضرورت دارد برنامه ریزی و طراحی این سیستم ها به طور بهینه  و اقتصادی انجام پذیرد تا برگشت سرمایه دچار مشکل نگردد.

3 اهم وظایف شرکت های توزیع برق

اهم وظایف شرکت های توزیع برق عبارتند از:

 ارائه خدمات با کیفیت قابل قبول یعنی تامین ولتاژ ثابت و فرکانس ثابت جهت مصرف کننده.

    برای اینکه ولتاژ قابل قبول  در دو سر مصرف کننده  تامین شود افت ولتاژ مجاز نبایستی در قسمتهای مختلف شبکه توزیع  از درصد معینی تجاوز کند

تداوم سرویس

  خاموشی و قطع برق در سیستم به خوبی طراحی شده نباید وجود داشته باشد مگر در اثر حوادث                              کاملاً استثنائی

سازگاری تعرفه های بین المللی

ایمن بودن شبکه توزیع

در همه کارهای روزمره زندگی باید ایمنی مد نظر باشد بخصوص در شبکه های برق که عدم رعایت ایمنی خسارات جانی و مالی جبران ناپذیر بهمراه خواهد داشت.

4 تعریف شبکه

هرگاه بوسیله سیم کشی، چند مصرف کننده یا چند دسته از آنها از جریان برق استفاده کنند سیم کشی  را شبکه نامند.

الف)  شبکه توزیع

شبکه توزیع ، انرژی مورد نیاز مشترکین خانگی ، تجاری و برخی از صنایع کوچک را تامین می کند.

شبکه های توزیع جریان متناوب ضعیف( 220 ولت تک فاز یا 380ولت سه فاز)

شبکه های توزیع فشار ضعیف بصورت دو سیمه ، سه سیمه، چهارسیمه و اغلب به صورت پنج سیمه احداث می گردند.

فاز3 T

فاز2 S

فاز1 R

شبکه سه سیمه جریان متناوب

نول

معابر

فاز1 R   

فاز 2S

فاز3T

شبکه فشار ضعیف پنج سیمه

نول

فاز1    

فاز 2

فاز3

شبکه فشار ضعیف چهار سیمه

نول

فاز     

شبکه دو سیمه جریان 220ولت

دو شبکه پنج سیمه ترتیب قرار گرفتن سیم ها از بالا به پایین سیم نول ، سیم معابر و پس از آن سه فاز

است. به دلیل وجود صاعقه (رعد و برق) سیم  نول را بالاتر از همه قرار می دهند تا وسط سیم نول رعد و برق ایجاد شده  به زمین منتقل گردد و صاعقه اثری روی فازهای دیگری نگذارد.  اختلاف پتانسیل بین دو فاز در شبکه فشار ضعیف 380 ولت  و اختلاف پتانسیل بین یک فاز و نول 220 ولت می باشد.

شبکه های توزیع 33 کیلو  ولت (فشار متوسط)

فاز1 R   

فاز 2S

فاز3T

شبکه  توزیع 33 کیلو وات

  شبکه های توزیع 33 کیلو ولت تا زمین  متر است ولی برابر استاندار وزارت  نیرو مقدار آنرا  تا  متر در نظر می گیرند زیرا احتمالاً نصب شبکه فشار ضعیف زیر شبکه فشار متوسط وجود دارد و همچنین بخاطر عبور و مرور زیاد بایستی فاصله آزاد سیم تا زمین بیشتر شود.

شبکه های الکتریکی از نظر نوع اتصال :

شبکه های الکتریکی از نظر اتصال به سه دسته به شرح زیر تقسیم بندی می گردند.

الف ) شبکه های باز یا شعاعی

شبکه های باز شعاعی (رادیال) شبکه هایی هستند که در آنها مصرف کننده ها  فقط از یک طرف تغذیه می شوند در شبکه باز یا شعاعی اگر قسمتی از شبکه  معیوب  گردد با توجه به محل عیب، یا تعدادی از مصرف کنندگان تا با برطرف شدن نقص بدون برق می گردند. در این  نوع شبکه مقدار خاموشی بیشتر و افت ولتاژ در انتها خط نسبتاً زیاد است. شبکه های باز یا شعاعی برای مناطق کم  جمعیت و روستاها که قطع برق باعث خسارات مالی  فراوانی نمی شود مورد استفاده قرار می گیرد.

ب) شبکه های مسدود یا حلقوی

در محل هایی که قطع اتفاقی جریان برق مجاز نمی باشد جهت بالا بردن ضریب اطمینان کار شبکه ، شبکه از دو سو تغذیه می شود. در اینصورت، با از کار افتادن یکی از دو خط تغذیه کننده، قدرت مورد نیاز مصرف کننده ها از سمت دیگر تامین می گردد. عملکرد شبکه های حلقوی مانند عملکرد شبکه های از دو سو تغذیه شونده می باشد با این تفاوت که در یک شبکه حلقوی ابتدا و انتهای خط به یک نقطه تغذیه کننده متصل می باشد.

شبکه های حلقوی در مقایسه با شبکه های باز دارای ضریب اطمینان بالاتری می باشند.

(با از کار افتادن یک سوی تغذیه مصرف کنندگان از سوی  دیگر وجود دارد).

هزینه احداث شبکه های حلقوی باز یا شعاعی بیشتر  و محاسبات آن مشکل تر است. از شبکه های حلقوی در شهرها  و مناطق نسبتاً پر اهمیت که تداوم برق رسانی به آنها مهم است استفاده می گردد.

پ) شبکه های مرکب ، تار عنکبوتی  یا غربالیپ

شبکه های تارعنکبوتی شبکه هایی هستند که در آنها هر مصرف کننده ها از چندین سو و حداقل از سه  سو تغذیه می شوند.

شبکه سه سو تغذیه

شبکه تار عنکبوتی سه بعدی

ضریب اطمینان کار این شبکه ها بسیار بالاتر بوده و از نظر اقتصادی گران تمام می شوند. کاربرد شبکه های غربالی در شهرهای بزرگ و تأسیسات مهم از قبیل کارخانه جات بزرگ، فروشگاه های  بزرگ ساختمان های اداری بزرگ و مناطق حساس می باشد. برای این مصرف کنندگان، خاموشی و قطع  برق باعث خسارات مالی و احتمالاً جانی جبران ناپذیری می شود.

برای ساختمانهای مرتفع ،از شبکه های تار عنکبوتی  سه بعدی  استفاده می گردد. طرح شبکه های غربالی نیاز  به محاسبات دقیق دارد و قبل از هر چیز باید شدت جریان هایی که در موقع اتصالی پیش می آیند بطور دقیق محاسبه گردند. لازمه به ذکر است که انجام این محاسبات به طور دستی کاری بسیار مشکل و وقت گیر است ولی امروزه با استفاده از کامپیوتر های پر توان و با سرعت زیاد چنین محاسباتی  به سهولت و در زمان بسیار کوتاهی انجام می پذیرد.

­­شبکه های الکتریکی از نظر ساخت

شبکه های الکتریکی از نظر ساخت  به دو دسته تقسیم بندی می شوند:

< >شبکه های هوایی  متعلقات مربوطهشبکه های زمینی (کابل های زمینی ) و متعلقات مربوطهانتخاب هر یک از این دو نوع شبکه، با توجه به عواملی از قبیل مسیر(طول مسیر، نوع مسیر، محدودیت عرضی مسیر)، تراکم جمعیت ، اقتصادی و زیبایی محیط انجام می پذیرد.

بطور خلاصه مزایای هر یک از  این دو نوع شبکه به شرح زیر است:

الف) شبکه های هوائی

< >احداث این شبکه ها آسانتر است.هزینه احداث این شبکه ها کمتر است.عیب یابی و رفع عیب از این شبکه ها آسانتر است.عیب یابی این شبکه ها کم هزینه تر  و برای عیب یابی نیاز  به افراد متخصص ندارد .(بیشتر عیوب با چشم دیده می شود).عیوب شبکه های هوایی عبارتند از:< >به زیبایی محیط  لطمه می زند.شبکه هایی در معرض خطرات جوی از قبیل برف، باران، یخ و رعد و برق و خطرات غیر جوی از قبیل برخورد پرندگان با سیم ها، شاخه درختان و افتادن اجسام بر روی سیم ها قرار می گیرد که این خطرات موجب بروز اتصالی شده و در نتیجه قطع خطوط شبکه را بهمراه  خواهد داشت.ایمنی شبکه های هوایی کمتر از شبکه های  زمینی است.ب) شبکه های زمینی

مزایا و معایب شبکه های زمینی عبارتند از:

< >به حفظ زیبایی شهرها کمک می کند.دارای ایمنی  بیشتری نسبت به شبکه های هوائی است در نقاط پر جمعیت و با تراکم بار زیاد و در خیابانهایی که در ساختمانهایش چندین طبقه و چسبیده به هم هستند  بهمین دلیل ایمنی ، استفاده از شبکه های زمینی الزامی است.کمتر در معرض خطراتی قرار می گیرد که شبکه های هوائی را تهدید می کند. 

عیوب شبکه های زمینی

< >عیب یابی شبکه های زمینی زمان بیشتری می برد.برای عیب یابی سریع و موفق نیاز به دستگاه ها و تجهیزات عیب یابی مدرن و گران قیمت افزایش می یابد.هزینه احداث شبکه های زمینی زیادتر  از شبکه های هوائی است و با افزایش ولتاژ سریعاً افزایش می یابد.یاد آوری می شود نوع مسیر در انتخاب هر یک از این دو نوع شبکه نیز موثر است. به عنوان مثال با توجه به حریم مورد نیاز  در باند فرودگاه، در این مکان استفاده از شبکه زمینی الزامی بوده در حالیکه به منظور رعایت حریم عرضی راه آهن استفاده از شبکه هوائی الزامی است.

بخش دوم

سیم های هوائی و کابل های زمینی

هادی ها

ارتباط مولد و مصرف کننده فقط از طریق اجسام هادی ( فلزات) امکان پذیر می باشد. بنابراین هادیهای یکی از اجزاء اصلی شبکه محسوب می گردند. یک هادی خوب بایستی دارای مشخصات زیر باشد:

< >دارای قابلیت هدایت الکتریکی بالا (یا مقاومت ویژه کم) باشد.دارای استحکام مکانیکی زیاد باشد.انعطاف پذیر باشداستقامت شیمیائی داشته باشد.اقتصادی بوده و فراوان باشد.مس و آلومینیوم از جمله فلزاتی هستند که دارای مشخصات فوق می باشند.

1 مس

چون چگالی جریان هادی مس زیاد است برای یک جریان نامی  معین سطح مقطع کوچکتری داشته و در نتیجه در خطوط هوائی سطح کمتری در برابر فشار باد خواهد داشت. استقامت کششی آن را می توان با افزودن مقدار کمی (حدود 1% ) کادمیوم بالا برد. سه نوع سیم مسی در شبکه های برق به شرح زیر مورد استفاده قرار می گیرد:

الف) مس سخت یا زده شده  که دارای مقاومت مکانیکی بالا بوده  و حداقل مقاومت کششی آن   می باشد بار مکانیکی مجاز مس سخت 14 تا   است.

ب) مس نیمه سخت دارای مقاومت مکانیکی و قابلیت هدایت نسبتاً خوبی بوده و مقاومت مکانیکی آن در حد گسیختگی  می باشد. در شبکه های فشار ضعیف با توجه به اینکه جریان زیاد می باشد مقرون به صرفه تر  است که از مس سخت  و یا نیمه مس  سخت به صورت هادیهای لخت استفاده شود.

پ) مس نرم که از آن برای محکم کردن سیم روی مقره (اصلی نمودن سیم روی مقره) استفاده می گردد.

هادی های مسی بصورت افشان یا مفتولی بوده که سطح مقطع نوع مفتولی آن معمولاً تا حداکثر 10 میلیمتر مربع است.

2 آلومینیوم

آلومینیوم هادی دیگری است که در شبکه های الکتریکی از آن استفاده  می شود از آنجایی که وزن مس نسبت به آلومینیم بیشتر است، مس در اسپانها، فلش(شکم) بیشتری ایجاد نموده و در نتیجه  هزینه پایه ای را بالاتر می برد بنابراین در خطوط انتقال انرژی اقتصادی تر است که از آلومینیم استفاده گردد.

پایه ها

پایه ها  وسایلی هستند که سیم های هوایی را ز دسترس دور نگهداشته و برای حمل  این سیم ها به کار می روند. طول پایه ها با در نظر گرفتن فاصله آزاد سیم از زمین انتخاب می شود  و این فاصله  نباید از مقدار استاندارد کمتر گردد. پایه بایستی دارای خواص زیر باشد:

< >از نظر مکانیکی قوی بوده و دارای ضریب اطمینان 5/2 تا 3 باشد.پایه باید بدون کم شدن  مقاومت آن ، از نظر وزن سبک باشد.ارزان باشد.دارای عمر طولانی (بادوام ) باشد.برای نصب  یا مونتاژ تجهیزات خطوط، دسترسی به آنها آسان باشد.دارای شکل ظاهری خوبی باشد.پایه ها به سه دسته چوبی ، بتونی و فولادی تقسیم می شوند.

1 پایه های چوبی

در شبکه ها فشار ضعیف و فشار متوسط و در جایی که چوب فراوان است از این پایه ها  می توان استفاده نمود. در شبکه فشار متوسط که به استحکام و مقاومت بیشتری نیاز می باشد از بازوها یا بررسی هائی (بست) که به شکل(*) می باشند. به عنوان پشت بند استفاده می گردد، همچنین در شبکه های سی و سی کیلو ولت در صورتیکه بدلیل دره های عریض و طویل اسپان بلندی انتخاب شده باشد پایه های چوبی را در دو طرف اسپان مربوطه  به شکل H بکار می برند و معمولاً تیر های هر دو طرف را دداند می نمایند.

در شبكه ها فشار ضعيف و فشار متوسط و در جايي كه چوب فراوان است از اين پايه ها مي توان استفاده نمود. در شبكه فشار متوسط كه به استحكام و مقاومت بيشتري نياز مي باشد از بازوها يا بررسي هائي (بست) كه به شكل(*) مي باشند. به عنوان پشت بند استفاده مي گردد، همچنين در شبكه هاي سي و سي كيلو ولت در صورتيكه بدليل دره هاي عريض و طويل اسپان بلندي انتخاب شده باشد پايه هاي چوبي را در دو طرف اسپان مربوطه به شكل H بكار مي برند و معمولاً تير هاي هر دو طرف را دداند مي نمايند.

پايه هاي چوبي داراي مزاياي زير مي باشند:

پايه هاي چوبي عايق طبيعي خوبي هستند.

در مناطقي كه چوب فراوان مي باشد، ارزانتر تمام مي شود.

بعلت سبكي آنها، حمل و نقل آنها آسانتر است.

تذكر: پايه هاي چوبي بايد راست و قوي و مخروطي شكل و بدون گره باشند.

طبقه بندي پايه هاي چوبي

پايه هاي چوبي را بر حسب حداقل محيط يا قطر در 30 سانتيمتري از راس تير و حداقل محيط يا قطر در 183 سانتيمتري از انتهاي تير به هفت طبقه تقسيم مي كنند. جدول زير براي اينكه تيري در يك طبقه قرار گيرد بايستي حتماً هر دو شرط را تواماً داشته باشد. طبقه هاي 1و2 را تير چوبي سنگين و طبقه هاي 3و4 را تير چوبي نيمه سنگين و طبقه هاي 5 و 6و7 را تير چوبي سبك مي نامند. ضمناً طبقه يك سنگين ترين و طبقه هفت سبكترين يا لاغرترين تير چوبي مي باشد.

مشخصات تيرهاي چوبي 9 تا 12 متري

پايه هاي بتني

امروزه پايه هاي بتني تقريباً جاي پايه هاي چوبي را گرفته اند زيرا هم از نظر شكل جالب تر و هم با دوام تر مي باشند. اين پايه ها نسبت به پايه هاي چوبي سنگين تر بوده و حمل و نقل آنها گرانتر تمام مي شود ولي از نظر مكانيكي بسيار قوي بوده و عمر بيشتري دارند. اين پايه ها بخصوص در جاهايي كه عمر تير چوبي به دليل مواد خورنده زمين كم مي باشد مورد استفاده قرار مي گيرند.

تقسيم بندي تيرهاي بتني

تيرهاي بتني بدو دسته توپر و توخالي زير تقسيم بندي مي گردند:

الف) پايه هاي بتني توپر

پايه هاي بتني توپر از ميله گردهاي بلند و بتن تشكيل شده است و معمولاً به شكل H يا چهار گوش مي باشند و پله هايي در قسمت هاي مادگي آن وجود دارد از نظر بلندي به دو دسته 9 متري و 12 متري و از نظر تحمل قدرت مكانيكي به سه دسته 200و400 و800 كيلو گرم نيرويي تقسيم مي شوند. منظور از تير بتني 200 كيلو گرمي اين است كه نيروي مجازي كه مي توان بر روي نري تير در 30 سانتيمتري از راس تير (تقريباً محل اتصال كراس آرم به تير) وارد كرد 200 كيلو گرم نيرو مي باشد كه 40 % نيروي نهايي تير است.

ب) پايه هاي بتني نوع توخالي

پايه هاي بتني تو خالي بدين ترتيب ساخته مي شوند كه ميله گرد هاي مقاوم و بتن را در داخل محفظه مخروطي شكل با طول مورد نظر مي ريزند و سپس بوسيله يك ماشين مخصوص مناسبي براي مدت 10 تا 15 دقيقه آنرا مي چرخانند. اين عمل باعث مي شود كه بتون بوسيله گريز از مركز بطرف خارج فشرده گردد و در داخل توخالي بشود. پايه هاي بتني توخالي سبك تر از نوع تو پر مي باشند. پايه هاي بتني تو خالي به شكل گرد بوده و از نظر تحمل نيروي مكانيكي به پنج دسته 200و 400 و600 و800 و 1000 كيلو گرمي تقسيم مي شوند.

در محل نصب پايه هاي بتني نكات ايمني زير بايد رعايت شوند:

هنگام بلند كردن پايه هاي بتني بوسيله چرثقيل بايستي قلاب يا زنجير در مركز ثقل تير بسته شود .

هنگام نصب پايه هاي بتني نبايستي تا زمانيكه عمليات كوبيدن اطراف پايه خاتمه نيافته است چرثقيل پايه ها را رها كند.

نبايستي پايه هاي بتني را از سمت مادگي به روي زمين خواباند زيرا اگر زمين ناصاف باشد باعث شكستن تير مي شود.

اگر از قلاب براي بلند كردن پايه ها استفاده شود نبايستي يك مرتبه پايه از جا بر داشته شود زيرا باعث خورد شدن بتن در محل آويز قلاب مي گردد.

چون مادگي تير هاي بتني قابليت تحمل نيرو را ندارند نبايستي از سمت مادگي در سر زواياي تند و انتهاي خط استفاده شوند.

نصب پايه ها

حفر چاله براي يك پايه بايد به نحوي باشد كه بتوان كليه نيروها كليه نيروها و لنگرها وارده را تحمل كرده و پايه را همچنين استوار در خاك نگهدارد. براي حفر چاله بايستي عوامل زير را در نظر گرفت:

اندازه طول و قطر پايه

جنس زمين

وزن و نيروهاي كششي

جنس زمين

به طور كلي، وزارت نيرو زمين ها را از نظر جنس زمين به سه دسته تقسيم مي كند.

الف) زمين هاي سست كه به راحتي با كلنگ كنده مي شوند.

ب) زمين هاي سفت كه به سختي با كلنگ كنده مي شوند.

ج ) زمين هاي سنگلاخ كه براي كندن چاله احتياج به ديناميت يا كمپرسور مي باشد و از تخته سنگ هاي سخت و يكپارچه تشكيل مي گردند.

عمق چاله

عمق چاله بوسيله طول تير، جنس ، زمين و عوامل كششي تعيين مي شود. معمولاً عمق چاله ها را از تا طول تير در نظر مي گيرند ولي مي توان از فرمول تجربي زير نيز استفاده نمود. بطور كلي عمق چاله بايستي به اندازة 10% طول كل تير به اضافه 60 سانتيمتر باشد.

براي تير 9 متري

براي تير 12 متري

البته بايد توجه داشت كه عمق چاله در زمين هاي بسيار سخت و تخته سنگها لازم نيست كه به اندازه عمق چاله در زمين هاي خاكي باشد. همچنين براي نصب تير در زمين هاي شني و باتلاقي مي بايست عمق چاله را بيشتر در نظر گرفت.

ابعاد گودها

عمق گودالها را مي توان از فرمول تجربي زير تعيين نمود:

cm كه در آن h عمق گودالها بر حسب سانتيمتر و l طول پايه بر حسب سانتيمتر است.

ابعاد گودها براي پايه هاي 9 متري و مهار فشار ضعيف

ابعاد گودها براي پايه هاي 12 متري و مهار فشار قوي

طريقه نصب پايه در داخل گودال

مطابق شكل بايد پايه را در وسط گود قرار داده تا اطراف آن را بتوان با سنگ لاشه پر كرد پايه را توسط شاقول بايستي طوري تنظيم كرد كه پايه عمود بر زمين باشد. مثلاً براي تيرهاي 9 متري كه عمق گود آن 150 سانتيمتر است ابتدا حدود 40 سانتيمتر از گود را با سنگ لاشه پر كرده و سپس شروع به ريختن شفته آهك يا مخلوط آب و خاك مي نمائيم بطوريكه پس از پر كردن خلل و شكاف بين سنگ لاشه ها حدود 10 سانتيمتر روي سنگ لاشه ها را بپوشاند بهمين ترتيب سه لايه پر مي كنيم تا تمام گود پر گردد و پاي تير را نيز به طور سطح شيب دار ايجاد مي كنيم تا پاي تير به وسيله آب باران شسته شود، البته اگر براي نصب پايه از بتن استفاده شود پايداري پايه به مراتب بيشتر از شفته آهك خواهد بود ولي هزينه آن بيشتر مي باشد.

مقره ها

هاديهاي شبكه هاي توزيع هوايي توسط عايقي كه آنها را مقره مي ناميم به پايه ها اتصال دارند و از يكديگر مجزا مي شوند. بطور كلي علت استفاده از مقره ها در شبكه ها به دلايل زير است :

الف) عايق كردن سيم ها نسبت به كراس آرم و پايه و در نتيجه زمين

ب) عايق نمودن سيم ها نسبت به همديگر و ايجاد فاصله ايمن بين فازها

مقره ها بايد داراي استقامت الكتريكي ومكانيكي خاصي باشند تا بتوانند علاوه بر نيروهاي مختلف مكانيكي ( فشار، كشش وخمش) كه به آنها وارد مي شود در نامناسبترين شرايط ( باران، مه، شبنم،‌ و آلودگي ) بتوانند فشار الكتريكي وارده مانند ولتاژ دائمي خط ولتاژهاي ضربه اي ( در اثر رعد و برق و كليد زني) را نيز تحمل كنند. استقامت مكانيكي مقره ها بستگي به جنس و ضخامت عايق و استقامت الكتريكي آن بستگي به جنس، طول و شكل مقره دارد.

علل شكست الكتريكي مقره

تخليه الكتريكي در هواي اطراف مقره كه به اثر كليد زني ( قطع و وصل كليدها ) و يا رعد و برق بوجود مي آيد.

سوراخ شدن مقره كه باعث تخليه قوس الكتريكي از درون مقره مي گردد.

جمع شدن كثافت وگرد و غبار در سطح خارجي مقره كه باعث ايجاد جرقه در سطح مقره مي شود.

انواع كابلهاي مورد استفاده در شبكه هاي توزيع و متعلقات مربوطه

بطور كلي كابلهاي مورد استفاده در شبكه هاي توزيع به دو دسته كابلهاي مسلح و كابلهاي غير مسلح تقسيم بندي مي شوند.

الف) كابلهاي مسلح

كابلهاي مسلح تحمل ضربه، فشار، رطوبت و ساير عوامل را دارند و در پوشش خارجي آنها از سيم هاي فولادي براي تحمل نيروهاي مكانيكي و كششي استفاده شده است.

ب ) كابلهاي غير مسلح

كابلهاي غير مسلح تنها از نظر الكتريكي و رطوبت عايق بندي شده اند و تحمل ضربه و فشارهاي زياد را ندارند.

عوامل مؤثر در عيوب بوجود آمده در كابلها

وجود عيب و نقطه ضعف مربوط به كارخانه سازنده ( غير استاندارد بودن كابل )

اعمال ولتاژ بيش از حد مجاز به كابل

عدم رعايت استانداردها و قوانين مدون هنگام كابل كشي

اعمال فشارها و كشش هاي مكانيكي بيش از حد مجاز به كابل

ضربات خارجي مانند كلنگ خوردگي

تأثير عوامل شيميايي بر كابل

خرابي هاي كابل

خرابي هاي كابل مي تواند ناشي از عيوب داخلي و خارجي باشد.

اين عيوب عبارتند از :

الف ) عيوب داخلي

اتصالي فاز با زمين اتصالي دو فاز با زمين

اتصالي سه فاز با زمين اتصالي دو فاز با هم

اتصالي سه فاز با هم قطع كامل كابل

ب) عيوب خارجي

عيوب خارجي مي تواند در اثر حفاري، ضربات مكانيكي، كلنگ خوردگي، نفوذ رطوبت به داخل كابل و غيره باشد.

سر كابل

زمانيكه بخواهند كابل زميني را به سيم هوايي وصل كنند و يا كابل زميني را به شين ( باس بار ) اتصال دهنده از سر كابل استفاده مي گردد. سر كابل بايد طوري بسته شود كه رطوبت هوا و آب باران به هيچوجه در آن نفوذ نكند و چنانچه كابل روغني باشد، روغن داخل كابل بيرون نريزد.

بخش 3

ترانسفورماتورهاي توزيع

ترانسفورماتورهاي توزيع يكي از قسمت هاي اساسي شبكه توزيع انرژي الكتريكي محسوب مي گردند. اين ترانسفورماتور ها در شبكه توزيع برق ايران با نسبت تبديل 400/ 20000 ولت مي باشند. يعني ولتاژ اوليه ( سيم پيچ فشار قوي ) 20000 ولت، و ولتاژ سيم پيچ ثانويه ( سيم پيچ فشار ضعيف ) 400 ولت مي باشد. ترانسفورماتورهاي توزيع به صورت هوايي و زميني مورد استفاده قرار مي گيرند.

ترانسفورماتورهاي توزيع هوايي و توزيع زميني

معمولاً ترانسفورماتورهاي تا قدرت 315 كيلو ولت آمپر به صورت هوايي، و ترانسفورماتورهاي با قدرت بيش از 315 كيلو ولت آمپر به صورت زميني نصب مي گردند.

ظرفيت هاي استاندارد ترانسفورماتورهاي توزيع بر حسب كيلو وات آمپر كه به صورت هوايي نصب مي شوند. در جدول و ظرفيت هاي استاندارد ترانسفورماتورهاي توزيع بر حسب كيلو ولت آمپر كه به صورت زميني نصب مي گردند در جدول آمده است.

ظرفيت ترانسفورماتورهاي توزيع هوايي بر حسب كيلو ولت آمپر

ظرفيت ترانسفورماتورهاي توزيع زميني بر حسب كيلو ولت آمپر

تجهيزات ترانسفورماتورهاي توزيع

تجهيزات مربوط به ترانسفورماتورهاي توزيع شامل تجهيزات حفاظت كننده ترانسفورماتور، تپ چنجر و تابلوهاي ورودي و خروجي و غيره مي باشد.

تجهيزات حفاظت كننده ترانسفوماتور هاي توزيع عبارتند از :

الف) فيوز كت اوت

ب ) برقگير

ج ) رله بوخهولتس

د) سيستم ارث

هـ ) كليد كل

فصل چهارم

سيستم اتصال زمين

زمين از مواردي تشكيل يافته كه غالباً هادي الكتريسيته هستند بخصوص در حالتي كه مرطوب باشند؛ بنابراين اگر شخصي كه روي زمين قرار دارد با جسمي كه نسبت به زمين داراي پتانسيل است تماس حاصل نمايد بعلت برقرار شدن جريان دچار برق گرفتگي مي شود. نظر به اينكه زمين هادي الكتريسيته است از آن به منزله يك سيم براي برگشت جريان استفاده مي گردد. مي دانيم اگر بار سيستم متعادل باشد جرياني از طريق زمين عبور نخواهد كرد ولي اگر جريان يك از فازها بيشتر از دو فاز ديگر باشد جمع برداري جريانها در نقطه نول صفر نمي باشد و از سيم نول جرياني خواهد گذشت. همچنين چنانچه در يكي از فازهاي سيستم در اثر شكستن مقره و يا در اثر برخورد شاخه درخت و غيره اتصالي بروز نمايد در اين صورت جريان از طريق زمين برگشت مي كند معمولاً براي رفع اين اتصالي با استفاده از دستگاههاي حفاظتي قسمت معيوب از سيستم جدا مي شود. ضمناً هنگام اتصال زمين شدن هر يك از فازها، ولتاژ دو فاز ديگر افزايش مي يابد. بنابراين زمين كردن نقطه نوترال سبب مي شود كه محدوديتي در افزايش اين ولتاژها حاصل شده و در نتيجه سيم در مقابل ازدياد ولتاژ محافظت شود.

در اينجا انواع اتصالي ها، زمين كردن يا ارت كردن، هدف از به كار بردن اتصال زمين، انواع زمين كردن حفاظت در مقابل برق دار شدن دستگاهها، مقاومت ويژه زمين، نقاطي كه معمولاً در سيستم هاي توزيع زمين مي شوند، روش هاي كاهش مقاومت زمين مورد بررسي قرار مي گيرد.

انواع اتصالي ها

خطاهاي ناشي از جريان برق عبارتند از :

الف) اتصال بدنه : اتصال يكي از سيم هاي جريان برق ( فاز) به بدنه دستگاه است.

ب) اتصال كوتاه : اتصال دو سيم لخت كه نسبت به هم داراي اختلاف پتانسيل الكتريكي باشند.

ج) اتصال زمين : اتصال يكي از سيمهاي حامل جريان برق (فاز) به زمين مي باشد.

اگر اتصالي كامل باشد در محل اتصالي مقاومتي وجود ندارد و جريان زيادي از آن نقطه عبور خواهد كرد و اگر اتصالي ناقص باشد در محل اتصالي مقاومتي وجود دارد و جريان اتصالي نسبت به حالت قبل از كمتر خواهد بود.

زمين يا ارت كردن

براي عبور جريان برق مي باشد، بنابراين زمين كردن يك سيستم يا وسيله يعني اتصال آن به زمين مي باشد. وقتي فقط يك نقطه از شبكه زمين شود آنرا تك زميني و وقتي در نقاط مختلفي زمين شده باشد آنرا چند زميني مي نامند.

هدف از بكار بردن اتصال زمين

اتصال زمين اهداف زير را تامين مي كند:

باعث مي شود كه دستگاههاي برقگير به درستي عمل نمايند.

كشف اتصالات و اشكالات توسط رله هاي سريعتر انجام گردد و عيب سيستم به فوريت بر طرف شود.

مانع از افزايش ولتاژ سيستم در اثر بروز اتصالي، و افت ولتاژ بر اثر عدم تعادل بار مي گردد.

جان كاركنان، اعم از اپراتور تعمير كار و غيره در مقابل برق زدگي محافظت مي شود.

حفاظت دستگاههاي الكتريكي را فراهم مي كند.

انواع زمين كردن

در تأسيسات برقي دو نوع زمين كردن ( ارت) وجود دارد، يكي زمين كردن حفاظتي و ديگري زمين كردن الكتريكي است كه در زير شرح هر يك آماده است:

الف ) زمين كردن حفاظت

زمين كردن حفاظتي عبارتست از زمين كردن كليه قطعات فلزي تأسيسات الكتريكي كه در ارتباط مستقيم با مدار الكتريكي نمي باشد. اين روش بخصوص براي حفاظت اشخاص در مقابل ولتاژ تماسي مي باشد. در صورت اتصال يك سيم برق دار به بدنه هادي دستگاه الكتريكي ، اختلاف پتانسيلي بين بدنه دستگاه و زمين بوجود مي آيد كه اگر شخصي بدنه دستگاه را لمس كند بين محل تماس بدن شخص به دستگاه و زمين ولتاژي بنام ولتاژ تماسي بوجود مي آيد كه اگر مقدار آن از 65 بيشتر باشد خطرناك خواهد بود.

نقاطي كه معمولاً در سيستم هاي توزيع بايستي زمين شوند

الف) يكي از دو سيم ثانويه ترانسفورماتور تك فاز دو سيمه

ب) سيم نول يك سيستم سه فاز چهار سيمه فشار ضعيف

ج) سيم نول يك سيستم سه فاز چهار سيمه فشار ضعيف ( در فواصل معين مثلاً سه تير در ميان )

د) مركز ستاره ترانسفوماتور سه فاز

ز) ترمينال زمين هر برقگير

ر) بدنه يا محفظه كليه دستگاههاي برقي و ترانسفورماتور هاي هوايي و زميني

ت) يك سيم ثانويه هر كدام از ترانسفورماتورهاي جريان و ولتاژ

ث) سيم نول كليه مشتركين در محل ورود برق به مكان آنها ( در محل كنتور)

توضيح اينكه در بسياري موارد براي كاهش دادن مقاومت زمين از مجموعه اي از ميله ها استفاده مي كنند و با اتصال الكتريكي آنها به يكديگر آنها را به صورت الكترود واحد مورد استفاده قرار مي دهند.

دليل زمين كردن شبكه فشار ضعيف و ثانويه ترانسفورماتور

دليل آنكه مدار ثانويه يا فشار ضعيف ترانسفوماتور زمين مي شود اين است كه در مقابل ولتاژهاي اضافي كه بر اثر عوامل خارجي بوجود مي آيد حفاظت شود. مثلاً ممكن است سيم طرف اوليه ( فشار قوي ) بريده و به روي شبكه فشار ضعيف بيافتد. و يا عايق داخل ترانس شكسته شده و سيم پيچ اوليه ( فشار قوي ) به سيم پيچ ثانويه ( فشار ضعيف ) اتصالي كند كه اگر در اين موقع شخصي نقطه اي از شبكه فشار ضعيف و يا نقطه اي از ترانسفوماتور مثل رادياتور و يا مخزن آنرا لمس كند دچار شك بسيار شديدي خواهد شد و همچنين صدمات زيادي به متعلقات روي سيستم فشار ضعيف خواهد خورد، ولي اگر ثانويه (فشار ضعيف ) زمين شده باشد شكست عايق ترانسفورماتور يا قسمتهاي ديگر فشار قوي باعث مي شود كه فيوزهاي طـرف اوليـه ( فشار قوي ) سوخته و در نتيجه قسمت معيوب مدار از منبع تغذيه جدا گردد. همچنين ترانسفوماتورها ممكن است طوري نصب شده باشند كه شخص در حاليكه با زمين اتصال دارد بدنه آنرا لمس كند بنابراين براي حفاظت جان افراد، بايستي ثانويه هاي ترانسفوماتور و ترانسفورماتورهاي اندازه گيري زمين شوند.