باس داکت Bus Duct

با توجه به توان تولیدی بالای ژنراتور در یک نیروگاه از آنجایی که امکان بالا بردن ولتاژ ترمینال ژنراتور از یک حد معین به دلیل مسائل عایقی داخل ژنراتور وجود ندارد، بنابراین جریان بسیار زیادی در حد فاصل ژنراتور و ترانسفورماتور اصلی وجود خواهد داشت، که انتقال این جریان می تواند با مشکلات و مسائل زیادی همراه باشد. بدیهی است که ساده‌ترین روش اتصال، استفاده از کابل است که به دلیل محدودیت جریانی کابل از نقطه نظر افزایش درجه حرارت، مسائل اقتصادی و … استفاده از این روش نیز به راحتی مقدور نیست. از این رو در نیروگاه ها از باس‌داکت استفاده می‌شود.

مقدمه :

برای ژنراتورهای بزرگ از سه هادی بدون عایق (برای هر فاز یک هادی) از جنس مس یا آلومینیوم استفاده می گردد که در داخل پوسته یا غلافی فلزی قرار دارند و توسط مقره های اتکایی در فواصل معین از غلاف عایق می شوند و غلاف مزبور نیز به طریقه مناسبی زمین می شود. به این مجموعه اصطلاحاً باس داکت گفته می شود و بدین ترتیب با استفاده از باس داکت امکانات لازم جهت اتصال ژنراتور به ترانسفورماتور اصلی و ترانسفورماتور تغذیه داخلی نیروگاه فراهم می گردد.

شکل 1- نمونه ای از باس داکت

شرح و توصیف :

شرایط و محدودیت های طراحی سیستم باس داکت که در طراحی مناسب باس داکت باید مورد توجه قرار گیرد :
- جانمایی باس ‌داکت و محدودیتهای مربوطه
- اتصال باس‌داکت با سایر سیستم ها و تجهیزات
- شرایط محیطی
- مسائل حرارتی باس‌داکت در جریان نامی
- مسائل مربوط به نیروهای الکترودینامیکی و نوسانی حاصل از اتصال کوتاه
- مسائل مربوط به میدان الکتریکی در باس ‌داکت
- جنس هادی و پوسته و ابعاد باس داکت
- فاصله عایقی مجاز بین باس و داکت
- مسائل اقتصادی
- آزمایشهای باس داکت
- امکانات ساخت داخلی باس ‌داکت
- کدها و استانداردها

انواع باس داکت :
با توجه به سیر تاریخی طراحی باس داکت می توان سه نوع باس داکت به صورت زیر را نام برد:

الف- باس ‌داکت با پوسته فلزی مشترک با فازهای جدا نشده
ب- باس ‌داکت با پوسته فلزی مشترک و فازهای مجزا
ج- باس ‌داکت با فازها و پوسته های مجزا (IPB)


باس‌داکت با فاز و پوسته های مجزا
به علت وجود اثر پوستی در جریان متناوب لازم است که هادی های فازها به صورت پروفیل توخالی ساخته شود و چون هادی با مقطع تاج دایره ای دارای اثر پوستی حداقل است، معمولاً از هادی لوله‌ای استفاده می‌شود. ضمناً در این صورت مقاومت جریان متناوب به دلیل کاهش اثر پوستی کم شده و بنابراین تلفات نیز کاهش می یابد.
در ساخت باس‌داکت می توان از هادی هایی مانند مس و آلومینیوم استفاده نمود، به دلیل مسائل اقتصادی و امکانات ساخت شامل ارزانتر بودن قیمت آلومینیوم نسبت به مس معمولاً از آلومینیوم 5/99% استفاده می شود. عموماً مقطع پوسته باس‌داکت نیز به صورت دایره ای و از جنس آلومینیوم انتخاب می شود بنابراین هادی به صورت متحدالمرکز در داخل پوسته ای که تقریباً سطح مقطعی مساوی هادی دارد قرار گرفته و توسط مقره های اتکایی از پوسته عایق می گردد.
باس داکت با فازها و پوسته های مجزا به دو نوع پوسته پیوسته و غیر پیوسته تقسیم می شود از آنجائیکه در حال حاضر از نوع پوسته پیوسته در نیروگاه ها استفاده می شود اساس طراحی ما بر همین منوال می باشد. در این نوع باکس داکت، پوسته های هر سه فاز در طول مسیر از نظر الکتریکی به هم وصل شده و همچنین در هر دو انتها با یکدیگر اتصال الکتریکی دارند.
میدان مغناطیسی ناشی از عبور جریان هادی، ایجاد جریان متعادلی در پوسته های هر سه فاز می کند. در این روش جریان پوسته در حدود 95 درصد جریان هادی بوده و با آن در حدود 180 درجه اختلاف فاز دارد. این دو جریان دارای دو میدان خلاف جهت هم می باشند، تاثیر این دو میدان سبب کاهش فوق العاده میدان در خارج پوسته شده و سبب می شود نیروی بین هادی ها خصوصاً در هنگام اتصال کوتاه تقریباً از بین برود.