مقاله های برق ارشد قدرت دارای شبیه سازی و گزارش کار
تمامی مقاله های این صفحه دارای شبیه سازی الگوریتم مقاله و گزارش کار می باشند.
فایل مقالات و گزارش کار مرتبط با هر مقاله قابل دانلود می باشد. مشاهده در ادامه مطلب
انجام پایان نامه و شبیه سازی پروِژه های درسی
برق قدرت و کنترل و رشته عمران
با بهترین کیفیت و کم ترین قیمت انجام می گیرد.
با این ایمیل در تماس باشید.
hw.mohammadi@gmail.com
2- ترجمه مقالات تخصصی
3- انجام شبیه سازی ها با نرم افزارهای مهندسی
Matlab, Maxwell, Pspice ، PLC ، Altium designer، Digsilent, Pscad ,Eplan
4- مقاله شبیه سازی شده برای درس تئوری جامع ماشین الکتریکی ، الکترونیک قدرت 1 و 2 ، طراحی مبدل الکتریکی، طراحی ماشین الکتریکی، کنترل فازی، کنترل محرکه الکتریکی و سایر دروس کارشناسی و کارشناسی ارشد برق
برای انجام پروژه از طریق تلگرام و ایمیل با ما در ارتباط باشید.
telegram: @powerelectronic4u
کانال تلگرام پاورالکترونیک: (دانلود پروژه رایگان)
telegram: @powerelectronic4all
آدرس ایمیل سایت:
آدرس اینستاگرام:
استاندارد کلید های اتوماتیک فشار ضعیف :
1- IEC 60947-1
2- IEC 60947-2
کلید های اتوماتیک
به منظور حفاظت تاسیسات روشنایی , تجهیزات صنعتی ,سیم و کابل و ماشین آلات در برابر اضافه بار و جریان اتصال کوتاه از :
1- فیوزها
2-کلید فیوزها
3- کلید های اتوماتیک
استفاده می شود.
دلیل استفاده از کلید های اتوماتیک :
1- فیوزها همیشه نمی توانند عمل حفاظت موضعی و سلکتیو را در انواع مختلف شبکه ها بطور کامل و بدون خطا انجام دهند.
2-در صورتی که نیاز به قطع همزمان سه فاز باشد نمی توان از فیوز و کلید فیوز استفاده کرد.
3- در برخی از موارد می بایست به محض رخ دادن حالت خاص مانند افزایش یا کاهش ولتاژ شبکه بطور خودکار قطع و آلارم های لازم ایجاد گردد و یا کنتاکتهایی سیگنالهایی را قطع و یا وصل و فرمان صادر کنند.
مزایای استفاده از کلید های اتوماتیک :
1- کلید های اتوماتیک پس از قطع مدار در اثر جریان زیاد و یا هر عامل دیگری بلافاصله آماده بهره برداری مجدد می باشند.
2- با کمک کنتاکتهای فرعی که در آن تعبیه شده است می توان وضعیت کلید را در هر حالت توسط سیگنال تعیین و در اتاق فرمان منعکس کرد.
3- ساختمان این کلید ها به گونه ای است که اگر کلید را برروی یک مدار اتصال کوتاه شده ببندیم در ضمن عمل بسته شدن رله اضافه جریان کلید بسرعت وارد عمل شده و مدار را قطع می کند .
انواع کلید اتوماتیک از لحاظ ساختار :
1- کلید های اتوماتیک کامپکت (بدنه تزریقی)
Moulded Case Circuit Breaker (MCCB)
2- کلید های اتوماتیک هوایی
Air Circuit Breaker (ACB)
انواع کلید اتوماتیک:
1- کلید های اتوماتیک کمپکت (بدنه تزریقی)(MCCB) :
بدنه این نوع از کلید ها از نوع خاصی از قالبهای تزریقی ساخته می شود و از جمله خصوصیات آنها کوچک بودن ابعاد آنها و از معایب آنها می توان به عدم امکان سرویس و تعمیر آنها و کمتر بودن قدرت قطع آنها نسبت به کلید های هوایی اشاره نمود .
کلید های اتوماتیک تا رنج 1250 آمپر از نوع کمپکت و کلید های با جریان نامی بالاتر از نوع هوایی می باشند.
2- کلید های اتوماتیک هوایی (ACB) :
از جمله خصوصیات آنها می توان به قابلیت تعمیر و سرویس و قدرت قطع بالاتر نسبت به کلید های کمپکت و از جمله معایب آنها می توان به ابعاد نسبتا بزرگ آنها اشاره نمود.
این کلید ها در رنج های آمپری بالا طراحی و ساخته می شوند.
بخش های حفاظتی کلید های اتوماتیک:
کلید های اتوماتیک مجهز به دو قسمت حفاظتی می باشند :
الف – قسمت حفاظت در مقابل اضافه بار:
این قسمت معمولا از نوع رله حرارتی بوده و در حال حاضر از نوع الکترونیکی نیز ساخته می شود .
با عبور جریان بار بیش میزان تنظیم شده کلید قطع خواهد نمود.
ب- قسمت حفاظت در مقابل جریان اتصال کوتاه :
این قسمت معمولا از نوع رله الکترو مغناطیسی بوده و بطور مستقیم و یا از طریق ثانویه یک CT تحریک شده و موجب قطع کلید می گردد .
از آنجا که قدرت قطع کلید های اتوماتیک بالا می باشد به آنها کلید قدرت در شبکه فشار ضعیف نیز می گویند.
توجه :
***کلیدهای اتوماتیک دارای سه کنتاکت اصلی یا قدرت , تعدادی کنتاکت های فرعی یا کمکی و کنتاکتهای جرقه گیر می باشند.
*** کلید های اتوماتیک زیر رنج 125 آمپر طبق استاندارد فقط دارای حفاظت اضافه بار قابل تنظیم می باشند و حفاظت اتصال کوتاه در آنها ثابت است .
تعاریف:
طبقه مصرف A :
کلید هایی که بدون تاخیر زمانی در مدار مورد استفاده قرار می گیرند مانند کلید های اتوماتیک فشار ضعیف کمپکت .
طبقه مصرف B :
کلید هایی که دارای قدرت قطع اتصال کوتاه بالا بوده و دارای یک تاخیر زمانی کوتاه مدت و جریان نامی قابل تحمل کوتاه مدت قابل تنظیم می باشند مانند کلید های اتوماتیک فشار ضعیف هوایی .
رله اضافه بار :
جهت حفاظت تجهیز مورد نظر در مقابل اضافه بار از رله اضافه بار در کلید استفاده می شود این رله ها به دوصورت الکترونیکی و حرارتی بوده و تابع جریان و تاخیر زمانی می باشند.
یکی از مشکلات رله های اضافه با حرارتی تاثر دمای محیط برروی کارکرد آنها بود که در حال حاظر با استفاده از رله های الکترونیکی این مشکل مرتفع گردیده است .
رله اتصال کوتاه :
جهت حفاظت تجهیز در مقابل جریان زیاد اتصال کوتاه از رله اتصال کوتاه در کلید استفاده شده که یک رله مغناطیسی است این رله تابعی از جریان و زمان می باشد که در کلید های کمپکت فشار ضعیف بدون دخالت زمان عمل می کند .
: Uiولتاژ نامی عایقی برابر مقدار ولتاژی است که بر مبنای آن مقاومت عایقی کلید و سایر اجزاء تعیین می گردد 300
: Uimpولتاژ ضربه یا ایمپالس مقدار پیک ولتاژ ضربه ای که تجهیز بدون خراب شدن می توان تحمل کند . برابر 8 کیلوولت
: Uimpولتاژ ضربه یا ایمپالس مقدار پیک ولتاژ ضربه ای که تجهیز بدون خراب شدن می توان تحمل کند . برابر 8 کیلوولت
: Ueولتاژ نامی ولتاژی است که ظرفیت قطع و وصل کلید بر اساس آن مشخص می گردد و برابر ولتاژ فاز به فاز سیستم می باشد .
Icu : حداکثر قدرت قطع اتصال کوتاه یا حداکثر مقدار جریان اتصال کوتاه که کلید توانایی قطع آن را دارد .
: Icsمقدار جریان اتصال کوتاه قابل قطع توسط کلید یا جریانی که کلید می تواند بدون هیچگونه آسیب دیدگی قطع کند . این جریان بر حسب درصدی از Icu تعریف می گردد .
:Icmپیک ظرفیت وصل اتصال کوتاه یا ماکزیمم جریان اتصال کوتاه قابل وصل توسط کلید .
این جریان بایستی همواره بیش از جریان Icu باشد .
: Icw جریان قابل تحمل کوتاه مدت کلید
از آنجا که کلید های کمپکت دارای تنظیم زمان اتصال کوتاه نمی باشند این کلید ها جزء category A بوده و Icw برای آنها تعریف نمی شود و این پارامتر برای کلید های هوایی تعریف می گردد .
زمانهای تنظیم : 0.05 , 0.1 , 0.25 , 0.5 , 1 SEC
: In جریان نامی کلید
جریان نامی کلید مشخص کننده جریانی است که کلید در شرایط از پیش تعیین شده ای تحت آن کار خواهد کرد .
: Ir جریان بار تنظیمی
این پارامتر برای کلیدهای اتوماتیک با رله حرارتی و الکترونیکی همان اضافه بار قابل تنظیم می باشد . بطور مثال در برخی از کلید ها این میزان را از 0.6 تا 1 می توان تنظیم نمود و این بدین معنی است که در یک کلید با جریان نامی 100 آمپر می توان کلید را از 60 تا 100 آمپر تنظیم نمود .
Ir = n.In , n =0.6-1
: Im جریان اتصال کوتاه کلید
این مقدار برای کلیدهای اتوماتیک با رله مغناطیسی از 5 تا 10 برابر جریان نامی کلید قابل تنظیم می باشد و این مقدار در کلید های هوایی از 2 تا 15 برابر جریان نامی می باشد .
بطور مثال در یک کلید با جریان نامی 630 آمپر جریان اتصال کوتاه می توان از 2250=630*5 تا 6300= 630*10 آمپر تنظیم نمود .
Im = n.In , n =5-10
منحنی نمایش دهنده مشخصه زمان – جریان در کلید های اتوماتیک نمایش دهنده وضعیت و نحوه عملکرد رله های اضافه بار و اتصال کوتاه و قطع سریع می باشد.
در شکل زیر منحنی a مربوط به رله اضافه بار و منحنی n مربوطه به رله مغناطیسی و منحنی s مربوط به قطع آنی کلید می باشد .
چنان که مشاهده می شود این کلید جریان اتصال کوتاه شدید را بسیار سریع (چند میلی ثانیه) قطع می کند .
منحنی مشخصه زمان –جریان
توجه:
در اکثر کلید های کمپکت تنظیمات جریان اتصال کوتاه (Im) بصورت ضریبی از جریان نامی (In) می باشد ولی در برخی از موارد جریان اتصال کوتاه کلید ضریبی از جریان با تنظیمی می باشد .
قطع کلید در اثر عبور جریان اضافه بار یا اتصال کوتاه به ترتیب بستگی به مقادیر تنظیمی Ir و Im دارد و زمان قطع کلید از روی منحنی مشخصه زمان – جریان کلید تعیین می گردد .
برای تنظیم رله مغناطیسی باید مینیمم جریان اتصال کوتاه در محل محاسبه و تنظیم رله مغناطیسی بر اساس مینیمم جریان اتصال کوتاه در محل انجام می گیرد .
تاثیر درجه حرارت برروی رله اضافه بار
کلیه کلیدهای کمپکت معمولا براساس سفارش مشتری در 40 یا 45 درجه سانتیگراد کالیبره می شود .
از آنجا که عملکرد رله حرارتی کلید متاثر از درجه حرارت هوای محیط می باشد . بنابراین چنانچه کلید در درجه حرارتی به غیر از آنچه در آن کالیبره شده است بکار گرفته شود در این صورت رله حرارتی کلید در جریان باری غیر از بار تنظیمی عمل می کند .
بجز کلیدهایی که دارای رله اضافه بار الکترونیکی که تابعی از دمای محیط نمی باشند.
تجهیزات جانبی
تجهیزات جانبی قابل نصب برروی کلیدها :
1- موتور الکتریکی : به منظور شارژ (وصل ) یا دشارژ (قطع) از راه دور کلیدهای اتوماتیک از موتور الکتریکی استفاده می شود .
2- رله شنت تریپ (Shunt Trip): این رله هنگامی که ولتاژ تغذیه اش مقداری بین 70 تا 110 درصد ولتاژ نامی گردد فرمان قطع کلید را صادر می کند یا می توان به کمک کنتاکت کمکی عمل این رله را برای مقاصد دیگر مانیتور نمود. این رله ها در کلید های کمپکت در دو تیپ کلی برای ولتاژ dc و ac ساخته شده اند .
2- رله افت ولتاژ (Under Voltage): این رله هنگامی که ولتاژ تغذیه اش کوچکتر یا مساوی 70% ولتاژ نامی گردد فرمان قطع کلید را صادر می کند . این رله همچنین از وصل کلید در هنگام پایین بودن ولتاژ جلو گیری می کند .
رله های افت ولتاژ در دو نوع uvr و uvrd ساخته شده اند و تفاوت آنها در زمان قطع می باشد . uvr به محض افت ولتاژ از حد معین فرمان قطع را صادر می کند ولی uvrd همین عمل را بعد از یک تاخیر زمانی انجام می دهد .
3- کنتاکت های کمکی (AS on/off switch): کنتاکت های کمکی همزمان با پلهای اصلی کلید عمل می کنند و همواره وضعیت قطع یا وصل کلید را در پایانه های خود نمایش می دهند .
4- کنتاکت های کمکی (BA): کنتاکت های خطا در هنگام وقوع یک اضافه بار یا یک اتصال کوتاه عمل کرده و آن را در پایانه های خود منعکس می نمایند .
5- واحد محدود کننده جریان (Limiter Unit): از این واحد به منظور بالا بردن قدرت قطع کلیدهای کمپکت استفاده می شود .
6- کشویی (Plug-in): از این تجهیز جهت کشویی کردن کلید های mccb استفاده می شود .
موتور القایی نوعی از موتور جریان متناوب موتور AC آسنکرون (غیرهمزمان) است که توان مورد نیاز در قسمت متحرک آن از طریق القای الکترومغناطیسی تامین می‌شود.
موتورهای القایی AC پرکاربردترین موتورهایی هستند که در سامانه‌های کنترل حرکت صنعتی و همچنین خانگی به کار گرفته می‌شوند. طراحی ساده و پایدار، بهای ارزان، هزینه نگه داری پایین و اتصال آسان و کامل به یک سرچشمه نیروی AC برتری‌های بنیادی موتورهای القایی AC هستند. انواع گوناگونی از موتورهای القایی AC در بازار هست. موتورهای گوناگون برای کارهای گوناگونی شایسته‌اند.
رله الکترو مکانیکی یک سوئیچ مکانیکی می باشد که تحت کنترل سایر مدارات الکترونیکی باز و بسته می شود در اصل رله توسط یک آهنربای مغناطیسی برای باز و بسته کردن یک یا چند اتصال عمل می کند و چون رله می تواند مدار خروجی پر قدرتی را نسبت به مدار ورودی کنترل کند می توان آنرا به عنوان نوعی تقویت کننده در نظر گرفت . طرز کار رله الکترو مکانیکی : وقتی جریان از سیم پیچ عبور می کند میدان مغناطیسی حاصله یک میله فلزی را که به طور مکانیکی به یک کنتاکت متصل شده است را جذب می کند. این حرکت موجب اتصال یا قطع یک کنتاکت با یک کنتاکت ثابت می شود وقتی جریان قطع می شود میله فلزی با نیروی تقریبی نصف قدرت میدان مغناطیسی به محل اولیه خود بر می گردد معمولا این نیرو توسط یک فنرتامین می شود البته از نیروی گرانش نیز در موتورهای استارتر صنعتی ممکن است استفاده شود اغلب رله ها برای عملیات سریع ساخته نمیشوند در کاربردهای ولتاژ پائین کاهش نویز دارای اولویت بیشتری است و در کارهای ولتاژ بالا کاهش قوس الکتریکی اولویت بیشتری دارد .
دیود هرزگرد در قسمت هایی از مدار که نیاز به سوییچ زنی بار سلفی است ، مثل بوبین رله، مورد استفاده قرار می گیرد.دیود هرزگرد با نام های دیگری مثل دیود فلای بک ( Flyback Diode ) ، دیود اسنابر ( Snubber Diode ) و … نیز شناخته می شود. یکی از خاصیت های بسیار مهم سلف مقاومت در برابر تغییرات ناگهانی جریان می باشد ، به بیان دیگر سلف در جریان های DC دارای امپدانس صفر بوده و با افزایش فرکانس ، امپدانس سلف هم افزایش پیدا می کند، از این موضوع در ساخت فیلتر ها استفاده می شود. در بعضی موارد دیگر مثل روشن و خاموش کردن رله نیز چنین مشکلی پیش خواهد آمد. سلف انرژی را به صورت الکترومغناطیس در خود ذخیره کرده و بوسیله ی این ذخیره انرژی، با تغییرات ناگهانی ولتاژ مقابله می کند.
در نظر بگیرید مداری مثل شکل بالا داریم و کلید برای مدتی طولانی بسته باشد، در نتیجه سلف کاملا برانگیخته شده ( Energized ) و تمام جریان را عبور می دهد، حال در لحظه ی t0 کلید را باز می کنیم. اتفاقی که رخ می دهد، به این شکل خواهد بود : به علت اینکه سلف انرژی الکترومغناطیسی در خودش ذخیره کرده ، با قطع کلید اختلاف پتانسیلی بین دو سر سلف بوجود میاد و سری که قبلا به ولتاژ بیشتر وصل بوده به نقطه کم پتانسیل و سری که قبلا به ولتاژ کمتر وصل بوده به نقطه با پتانسیل بیشتر تبدیل می شود و این امر با توجه به میزان اندوکتانس سلف می تواند ولتاژی تا چند صد برابر ولتاژی که قبلا به سلف وصل بوده، برای مدت بسیار کمی ایجاد کند که ممکن است باعث ایجاد جرقه در کلید ، نویز در میکرو کنترلر ، سوختن ترانزیستور درایور یا موارد ناخوشایند دیگری بشود که هیچ یک مطلوب ما نیست. در صورتی که ما از دیود هرزگرد استفاده کنیم ، هروقت سلف بخواهد ولتاژ بالایی به مدار وارد کند به سرعت از طریق دیودی که قرار داده شده ، یک مدار بسته به وجود میاد و سریعا خنثی می شود و قطعات دیگر در مدار آسیب نمی بینند. در شکل زیر نحوه ی عملکرد دیود هرزگرد نمایش داده شده است.
خط انتقال هوایی نوعی از خط انتقال است که در آن از دکل ها و تیرها برای نگه داشتن کابل ها بالای سطح زمین استفاده می‌شود. از آنجایی که در این گونه خطوط از هوا به عنوان عایق کابل‌ها استفاده می‌شود این روش انتقال یکی از کم هزینه‌ترین و رایج‌ترین روش‌های انتقال است. دکل‌ها و تیرهایی که برای نگهداشتن کابل‌ها استفاده می‌شود می‌توانند از جنس چوب، فولاد، بتون، آلومینیوم و در برخی موارد پلاستیک مسلح باشند. به طور کلی کابل‌ها مورد استفاده در خطوط هوایی از جنس آلومینیوم هستند (که البته با نواری از فولاد در داخل مسلح شده‌اند). از کابل‌های مسی در برخی خطوط انتقال ولتاژ متوسط و ولتاژ پایین و محل اتصال به مصرف‌کننده استفاده می‌شود.
یک برج انتقال برق شامل بخش های زیر است: 1. قله برج انتقال 2. بازوی نگهدارنده برج انتقال 3. تیر نگهدارنده برج انتقال 4. قفسه سینه برج 5. بدنه ی برج انتقال 6. پایه برج انتقال 7. مونتاژ صفحه و پیچ پایه برج انتقال 8. قطعات اصلی در تصاویر زیر نشان داده می شوند.
قله برج انتقال بخش فوقانی برج نگه دارنده، قله برج انتقال نامیده می شود به طور کلی سیم محافظ زمین (اتصال زمین) به نوک این قله متصل می شود. قفسه سینه برج انتقال بخش بین بدنه برج و قله به عنوان قفسه سینه برج انتقال شناخته می شود.
بازوی نگه دارنده برج انتقال بازوی نگه دارنده برج انتقال، هادی انتقال برق را نگه می دارد. ابعاد بازوی نگهدارنده به سطح ولتاژ انتقال، پیکربندی و حداقل زاویه تشکیل شده برای توزیع تنش بستگی دارد. بدنه برج انتقال بخشی از پایین بازوی نگهدارنده تا بالای سطح زمین بدنه برج انتقال نامیده می شود. این بخش نقشی حیاطی برای حفظ فاصله ی مورد نیاز بین هادی خطوط انتقال و زمین را ایفا می کند.
