نویز فلیکر ( Flicker noise )

نویز فلیکر ( Flicker noise ) یا چشمک زدن نور پدیده‌ای است که به سوسو زدن نور لامپ اطلاق می‌شود و باعث می‌شود فرد زیر نور لامپ احساس نارضایتی کند. طبق استاندارد IEEE-100 1997 فلیکر ولتاژ، زمانی مشاهده می شود، که تغییر فرکانس در رنج چند هرتز باشد از آنجائیکه فلیکر لامپ بسیار به نوسان ولتاژ منبع بستگی دارد، معمولا به نوسان ولتاژ، فلیکر ولتاژ گفته می شود. تغییر ناگهانی در ولتاژ منبع به دلیل به کارگیری بارهای بزرگ در سیستم قدرت یا به وسیله عملکرد تجهیزاتی با بارگذاری زیاد و لحظه ای بوده و به عنوان عامل ایجاد‌کننده فلیکر ولتاژ شناخته می‌شود. مشخصه فلیکر به دو دسته فلیکر دوره ای و فلیکر غیردوره ای تقسیم می شود.

سوئیچ کردن بارهای مختلف می‌تواند باعث به وجود آمدن پدیده فوق شود، زیرا عموماً‌ جریان هجومی در راه‌ اندازی (سوئیچ کردن) از جریان حالت دائمی بیشتر است. راه‌اندازی موتورها یکی از منابع معمول و اصلی ایجاد فلیکر در شبکه‌ها است. این دسته‌بندی کلی از موتورها شامل انواع فنها، پمپها، کمپرسورها، دستگاههای تهویه مطبوع، یخچال‌‌ها، آسانسورها و غیره است. همچنین بارهایی که به صورت متناوب کار می‌کنند مانند دستگاههای جوش قوسی یا نقطه‌ای، کوره‌های قوسی یا القایی باعث تغییرات ناگهانی در ولتاژ تغذیه شده و در نتیجه باعث ایجاد فلیکر می‌شوند. از منابع دیگر ایجاد کننده فلیکر می‌توان به سوئیچ کردن خازنهای تصحیح ضریب قدرت در شبکه اشاره کرد.

مشاهده فلیکر برای هر شخصی متفاوت است و دلیل آن تفاوت در دستگاه عصبی افراد است و اینکه امکان دارد فردی متوجه وجود نوسانات لامپ بشود یا نشود. فرکانس فلیکرهایی که رخ می‌دهد در حد چند دهم فرکانس تولیدی و معمولاً بین ۸ تا ۱۰ هرتز متغیر است. به منظور به حداقل رساندن این اثرات لازم است که تغییرات ولتاژ را در سطح کمتر از مقدار مورد توافق (آستانه آزار) نگاه داشت. اصطلاح چشمک زدن ولتاژ (فلیکر ولتاژ) اغلب برای بیان کلیه اثرات نامطلوب تغییرات سریع ولتاژ به کاربرده می‌شود.

بریکر (دژنکتور) با عایق CO2

به مدت بیش از نیم قرن کلیدهای فشار قوی SF6 در تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی حرف اول را می زدند. خصوصیات عایقی خوب گاز SF6، به همراه خنثی بودن آن از نظر شیمیایی و توانایی خوبش در خاموش کردن جرقه سبب شد تا این گاز در گستره ی وسیعی از کلیدهای قدرت فشار ضعیف، متوسط و قوی بکار گرفته شوند. با تمام این مزایا گاز SF6 به عنوان یک تهدید زیست محیطی محسوب می شود و رها شدن آن در جو زمین می تواند سبب گرم شدن زمین به خاطر اثرگلخانه ای شود. از همین رو، با توجه رسانه های جمعی و جمعیتهای حفاظت از محیط زیست به قدرت آلایندگی این گاز، سازندگان کلیدهای قدرت به صرافت افتاده اند تا جایگزینی برای SF6 پیدا کنند. شرکت ABB به عنوان یکی از پیشرو ترین شرکتها در زمینه ی ساخت تجهیزات برق قدرت تصمیم گرفته است تا گاز CO2 را جایگزین گاز SF6 در کلیدهای قدرت کند. هرچند که گاز CO2 از نظر عایقی و خاموش کردن جرقه توانایی گاز SF6 را ندارد اما از نظر تأثیر آن بر حجم گازهای گلخانه ای از برتری آشکاری بر گاز SF6 برخوردار است.

دژنکتورهای ساخته شده بر اساس گاز CO2 از نظر اساس کارکرد تفاوت عمده ای با دژنکتورهای SF6 ندارند و در نتیجه شرکت ای.بی.بی توانسته است در اواخر سال 2012 اولین دژنکتور CO2 خود را برای کار در شبکه ی 72.5 کیلوولت در نمایشگاه گولد کوست استرالیا رونمایی کند. مسئولان ABB دژنکتورهای جدیدشان را نقطه ی عطفی در ساخت کلیدهای فشار قوی محسوب می کنند.

ازجمله مزیت های کلیدهای فشارقوی با عایق گاز CO2: مکانیزم عملکرد کاملا مشابه بریکرهای SF6 جلوگیری از انتشار نزدیک به 10 تن دی اکسید کربن در طول عمر تجهیز

خشک سازی ترانسفورماتور

یکی از فعالیت های حساس و بحرانی در تعمیر ترانسفورماتورهای بزرگ پروسه خشک کردن آنها می باشد . این موضوع کاملاً روشن است که بدلیل قرارداشتن عایق سلولزی یا کاغذی در معرض رطوبت هوا برای مدت طولانی (روزها و ماهها) خواص دی الکتریک آن کاهش می یابد . در زمان کار عادی ، رطوبت موجب افزایش تلفات دی الکتریک و آزاد نمودن گاز بصورت حباب و درنتیجه آن موجب بروز فعالیت تخلیه جزئی (Discharge Partial) خطرناک می گردد. مقدار رطوبت روغن باید کم باشد، در غیر این صورت استحکام روغن کاهش می یابد و رطوبت جذب کاغذ عایقی، و در نتیجه موجب کاهش عمر عایقی و افزایش ریسک شکست خواص دی الکتریک آن می گردد.

آب و اکسیژن مهمترین دشمن عایق ترانسفورماتور روغنی می باشند و سبب کاهش عمر آن می گردند. لذا خشک کردن مطلوب ترانسفورماتورها برای کاهش اثرات مخرب اکسیژن، افزایش عمر و قابلیت اطمینان از بهره برداری آنها ضرورت دارد. پروسه خشک کردن یک ترانسفورماتور با روش های متعددی انجام می پذیرد و این روشها بستگی به محل خشک کردن (کارخانه سازنده، کارگاه تعمیرات، سایت) ترانسفورماتور، حجم آن و امکانات موجود دارد . یکی از روش های خشک کردن ترانس استفاده از گرم کردن اکتیو پارت با روغن داغ و ایجاد خلاء می باشد. در این روش تزریق روغن داغ با دی الکتریک بالای 70kv / 2/5mm به تانک ترانسفورماتور تا جایی که روغن روی کویل ها را بپوشاند، انجام می گیرد. سپس سیرکوله روغن در داخل تانک ترانسفورماتور انجام می شود بطوریکه میانگین درجه حرارت روغن تا به 70 درجه سانتیگراد برسد .

در این دما روغن یک دور کامل چرخانده می شود و سپس تخلیه روغن با اعمال خلاء روی تانک ترانس انجام می گردید تا جایی که میزان خلاء پائین تر برود و حرارت تانک کمتر از 35 درجه سانتیگراد نشود . ملاک خشک کردن ترانسفورماتور کاهش خلاء تانک به حداقل مقدار ممکن مثلا 0/53 میلی بار و نتیجه تست تانژانت دلتا ترانسفورماتور می باشد.

تاثیر شدت جریان در برق گرفتگی

یکی از مهمترین عوامل تاثیرگذار در برق گرفتگی شدت جریان می‌باشد. بر اساس استانداردهای کمسیون بین المللی برق میزان شدت جریان بی خطر برای انسان در فرکانس های بین ۵۰ تا ۶۰ هرتز برابر ۱۰ میلی آمپر و شدت جریانی که می‌تواند باعث مرگ شود ۲۵ میلی آمپر است.این مقدار برای جریان های مستقیم معادل ۵۰ میلی آمپر تعیین شده است.

اگر با ولتاژ موثر، شدت جریانی با فرکانس ۵۰ تا ۶۰ هرتز به تدریج افزایش یابد به ترتیب در عامل مورد آزمایش عوارض زیر پدیدار می‌گردد: ۱ - با عبور ۵ / ۰ تا ۵ / ۱ میلی آمپر جریان برق احساس شده و در دست‌ها یک لرزش خفیف ایجاد می‌گردد. ۲ - با عبور ۲ تا ۳ میلی آمپر لرزش دست (انگشتان) شدیدتر می‌شود. ۳ - با عبور ۸ تا ۱۰ میلی آمپر حداکثر جریان قابل تحمل در مدت زمان بیشتری خواهد بود و در مفاصل انگشتان و دست‌ها دردی پدید می‌آید ولی ناقل برق را می‌توان ر‌ها کرد. ۴ - در عبور ۱۰ تا ۱۲ میلی آمپر لرزش دست شدت یافته بطوریکه تا شانه‌ ها ادامه می‌یابد. درد شدید‌تر از حالت سوم ایجاد می‌شود و این حالت تا ۳۰ ثانیه قابل تحمل است. ۵ -در ۱۳ تا ۱۴ میلی آمپر احتمال و درصد ر‌ها کردن ناقل جریان برق کمتر می‌ شود و این حالت تا ۱۰ ثانیه از حالت ۴ تقلیل می‌ یابد. ۶ -با عبور ۲۰ تا ۲۵ میلی آمپر دست‌ها تحمل خود را از دست داده و حالت فلج به خود گرفته و ناقل جریان برق را نمی‌ تواند ر‌ها کند. در این حالت درد شدیدی همرا با تنگی نفس مستولی می‌ گردد که در صورت رسیدگی فوری (کمک های اولیه) مصدوم نجات می‌ یابد در غیر این صورت مرگ او حتمی خواهد بود. ۷ - با عبور ۲۵ تا ۹۰ میلی آمپر تنفس قطع و قلب دچار عارضه شده و لرزش نامنظم بطن قلب موجب مرگ می‌ شود. ۸ - از ۹۰ میلی آمپر به بالا تنفس ممکن نیست و قلب هم از تپش باز می‌ ایستد که در این حالت اگر زمان تاثیر گذاری کمتر از ۲ / ۰ ثانیه باشد احتمال نجات شخص برق گرفته امکان پذیر خواهد بود. ۹ - جریان های بیشتر که ناشی از ولتاژهای فشار متوسط و قوی هستند اغلب با قوس الکتریکی یا جرقه همراه بوده که باعث سوختگی بدن می‌ گردد و در صورت طولانی بودن زمان عبور جریان بافت های داخلی بدن نیز دچار سوختگی می‌شوند.

مقدار جریانی که از بدن می گذرد به عوامل زیر بستگی خواهد داشت: ۱ - مقدار ولتاژی که شخص در مقابل آن قرار گرفته است. ۲ - مقاومتی که لباس شخص و حتی پوست بدن از خود نشان می‌ دهد که مسلما دستی که در مقابل کار از ضخامت پوست برخوردار است با دستی که لطیف و ظریف باشد فرق می‌ کند. ۳ - محل تماس با جسم هادی ( پا یا دست ). ۴ - فشار سطح تماس با هادی، هر چقدر سطح تماس بیشتر و فشار وارد بر هادی محکمتر باشد جریان بیشتری عبور می‌ نماید. عوامل موثر دیگر مدت زمان جریان می‌ باشد. همانگونه که قبلا نیز بیان گردید بدن انسان قادر است جریان های با ولتاژهای و شدت های بالا را در زمان های کوتاه تحمل کند برای مثال عبور جریانی با شدت ۱۰۰ میلی آمپر به زمانی حدود ۳ ثانیه نیاز دارد که باعث از کار افتادگی قلب و قطع تنفس شود.

شکست الکتریکی در مقره

یکی از اجزاء مهم شبکه‌های قدرت، مقره‌ها می‌باشد که بر حسب ولتاژ مورد استفاده و شرایط محیطی از نظر آلودگی و رطوبت، شکل خاصی به خود می‌گیرند. به دلیل اینکه مقره‌ها در تماس با خطوط برقدار هستند، امکان شکست عایقی در آن‌ها وجود دارد. 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 میکنند که برای ولتاژهای ضربه صاعقه ای و امواج سیار ناشی از سویچینگ سوراخ نشود.

2. جرقه سطحی مقره: به علت اینکه سطح 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 مقره‌ها جرقه زده می‌شود.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 سازند تا مسیر جریان نشتی طولانی تر شود و ارزش عایقی سطحی زیاد از دست نرود. دیگر آن که سطح 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 وغبار تشکیل می شود ، جریان زیادتری جاری شده و جرقه سطحی زودتر زده می شود.

اسکادا

سامانه سرپرستی و گردآوری داده یا اسکادا ( SCADA : Supervisory Control And Data Acquisition ) به تکنولوژی که امکان جمع آوری اطلاعات از تاسیسات دور دست و ارسال دستورالعمل های کنترلی به آنها را فراهم می کند اطلاق می شود. منظور از اسکادا یک سامانه مرکزی است که نظارت و کنترل یک سایت یا سیستم گسترده در فواصل زیاد (در حد چندین کیلومتر) را بر عهده دارد. سیستم‌های اسکادا برای مونیتور کردن یا کنترل فرایندهای شیمیایی، حمل و نقل، سیستم‌های آبرسانی شهری، کنترل تولید و توزیع انرژی الکتریکی و در خطوط نفت و گاز و سایر فرایندهای گسترده و توزیع یافته استفاده می‌شود.در یک سیستم اسکادا اتاق کنترل می‌تواند بر پایه داده‌های بدست‌آمده دستورهای لازم را صادر کند. همچنین این داده‌ها در یک سیستم ثبت اطلاعات یا سیستم مدیریت پایگاه داده ذخیره می‌شوند که معمولاً قابلیت ترسیم نمودار و تحلیل اطلاعات را هم دارد.

هنگامی که ابعاد تاسیسات گسترش می یابد و صدها یا هزاران کیلومتر بین یک نقطه تا نقطه‌ دیگر فاصله می افتد با کاهش هزینه بازدید‌ های متناوب مزایای اسکادا خود را نشان می دهد. ارزش این مزایا وقتی بیشتر خواهد بود که فاصله تاسیسات خیلی زیاد و یا دسترسی به آنها مشکل می شود ، مانند مکانهایی که دسترسی به آنها با هلیکوپتر صورت می گیرد. تاسیسات نیازمند به اسکادا : 1- نیروگاه ها 2- تاسیسات نفت و گاز 3- خطوط انتقال نفت و گاز 4- شبکه انتقال برق * در کشور های پیشرفته سیستم اتوبوس رانی (حمل ونقل شهری) هم دارای سیستم اسکادا است. * به تازگی در ایران در سیستم حمل و نقل هوایی و کنترل فرودگاه از اسکادا استفاده شده است.

ساختار یک سیستم اسکادا یک سیستم اسکادا دارای یک پایانه‌ی مرکزی است که با تنفیذ اختیار به RTU ها ، شبکه ای از اجزای کنترلی دارد که توسط یک سیستم ارتباطی قوی با آنها ارتباط برقرار کرده ، از آنها اطلاعات می گیرد و‌تصمیمات لازم‌ را‌ ‌اتخاذ کرده و‌ فرامین‌ کنترلی صادر می کند. این پدیده در حال حاضر آخرین دستاوردهای تکنولوژی در زمینۀ مکانیزه نمودن سیستم توزیع صنعتی محسوب می گردد. هدف کلی سیستم یافتن راهی مناسب جهت بهینه کردن عملکردهاست که لازمۀ آن تلفیق نیازهای اقتصادی با راندمان آنها بوده، بطوریکه نگهداشتن کیفیت و همچنین تأمین منابع مورد نیاز بصورت دائمی و لاینقطع حتی برای آخرین متقاضی مورد نظر می باشد. اسکادا یک ایده عینی کامل بمنظور نظارت و کنترل شبکه ها بوده و کمک می کند تا در اجرای عملیات، از دستگاههای و لوازمی که در اختیار می باشند بطور کارآمدتری استفاده شود و به نحو بهتری کار سیستم مذکور اعتماد بنفس را گسترش داده و خطرات احتمالی را کاهش می دهد و در اثر بروز حوادث و خطاها سیستم دچار اغتشاش و بهم خوردگی می شود، خطرات ناشی از این وقایع را کاهش داده و آنرا حداقل می کند.

انقلاب ابر خازن ها و شارژ خودرو های الکتریکی در چند ثانیه

تحقیقات گروهی از پژوهشگران دانشگاه‌ های بریستول و سوری نشان داده است، ابرخازن‌ ها در خودروهای الکتریکی جای باتری را خواهند گرفت و همه آنها در عرض چند ثانیه می توانند شارژ شوند. یکی از این دستاورد ها این است که این ها می‌ تواند سوپر خازن‌ ها را با ظرفیتی ۱۰۰۰ یا ۱۰۰۰۰ برابر باتری‌ های مشابه تولید کنند. این تیم با اعلام موفقیت در تحقیقات خود روی باتری اتومبیل های الکتریکی گفته است ابرخازن ها هزار تا ده هزار بار قوی تر از باتری های فعلی هستند. نتیجه این تحقیقات منجر به آن خواهد شد زمان شارژ اتومبیل های الکتریکی به اندازه سوختگیری خودروهای فسیلی شده و مسافت قابل پیمایش آنها حتی بیشتر از همتایان فسیلی شود. طبق این تحقیقات ابرخازن ها بازدهی بیشتری داشته و با محیط زیست نیز سازگارتر خواهند بود لذا هدررفت انرژی و تاثیر مخربشان بر محیط زیست کمتر می‌ باشد.این گروه تحقیقاتی اعلام کرده نتیجه مطالعات صورت گرفته نه فقط صنعت خودروسازی را دچار تحول می‌ کند بلکه لپ تاپ، گوشی های هوشمند، تبلت ها و هر وسیله دیگری که از باتری استفاده می‌ کند را دستخوش تغییرات اساسی خواهد کرد.

مدیر عامل اجرایی تسلا، ایلان ماسک، اخیرا در صفحه‌ خود در شبکه‌ اجتماعی اعلام کرده که از ابر خازن‌ ها حمایت می‌ کنیم اما گفته: «ما به پیشرفت بزرگی در تراکم انرژی نیاز داریم.» تیم تحقیقاتی می‌ گوید که این محصول همان تراکم انرژی‌ ای است که ماسک اشاره کرده‌ است. چین هم‌ اکنون ناوگانی از اتوبوس‌ های مجهز به ابرخازن‌ دارد، اما این ناوگان هنوز ویژگی‌ های مورد نظر این گروه را ندارد. دکتر براندن هاولین از دانشگاه سوری می‌ گوید: «در دنیا پژوهش‌ هایی برای ابزار‌های نوین ذخیره انرژی وجود دارد، اما این ابرخازن‌ های با ظرفیت بزرگ می‌ تواند دری به سوی پیشرفت‌های شگفت‌انگیز غیر قابل تصور باشد.»

جیم هیتکوت، Augmented Optics و Supercapacitor Materials مدیر اجرایی گفته است که در پی شریک های تجاری برای کمک به ساخت این ابزارهای ذخیره انرژی و عرضه پلیمرها هستند. این کمپانی راجع به علاقه بسیار مدیر عامل اجرایی به ابر خازن ها صحبت کرده و بیان شده است که این تیم به طور مخفیانه کار می کرده است ولی هفته گذشته مجوز ثبت نهایی خود را اعلام کرده است. مشکل اصلی این اختراع، هزینه زیاد آن است چرا که از قطعات کمیاب و مقاومت بالایی در برابر شارژهای متوالی استفاده شده است.

شارژ القایی خودروهای الکتریکی

در ژوئن 2017 در نمایشگاه تکنولوژی Continental و در سپتامبر 2017 در نمایشگاه خودرو فرانکفورت IAA، شرکت Continental سیستم شارژ القایی را ارائه کرد. سیستم شارژ القایی شامل موقعیت خودرو، ارتباطات الکترونیک، مدیریت شارژ، نظارت بر ایمنی و بازیابی داده می باشد.نیروی شارژ به صورت بی سیم از یک صفحه شارژ زمینی به یک صفحه گیرنده در قسمت زیرین خودرو انتقال می یابد. خودرو باید روی صفحه شارژ که درون زمین قرار دارد، پارک شود. به محض اینکه خودرو به یک ایستگاه شارژ القایی نزدیک می شود، یک تبادل اطلاعاتی بین ایستگاه شارژ و خودرو صورت می گیرد. تا از این طریق باتری خودرو شارژ شود.

خیلی از افراد در توقف های کوتاه تمایلی به اتصال کابل شارژ به خودرو الکتریک خود را ندارند. لذا با سیستم شارژ القایی راننده ها این امکان را دارند، که از هر فرصتی برای شارژ خودرو بدون هیچ گونه زحمتی استفاده کنند. وقتی تعداد دفعات توقف در محل های شارژ القایی زیاد باشد، به اندازه یک شارژ کامل انرژی تأمین می شود. شرکت Continental انتظار دارد، مزیت این سیستم منجر به استفاده بیشتر شود و بتواند محدوده قابل استفاده برای شارژ خودروها را افزایش دهد.

سیستم شارژ القایی Continental سیستم شارژ القایی را برای خودروهای الکتریک با قابلیت شارژ تا نرخ 11 کیلووات را توسعه داده است. این سیستم به صورت اتوماتیک و کاملا ایمن انجام می شود. سیستم موقعیت یابی توسط شرکت Continental به طور قابل ملاحضه ای توسعه داده شده است. تلرانس قابل قبول برای سیستم موقعیت یاب 10 سانتی متر می باشد. این تلرانس برای دریافت حداکثر انرژی از صفحه انتقال انرژی در زمین به خودرو است. در یک نرخ شارژ 11 کیلووات، با هر دقیقه شارژ می توان حدود یک کیلومتر مسافت را طی نمود. یعنی در فاصله زمانی 20 دقیقه ای برای خرید کردن، مسافت رانندگی می تواند 20 کیلومتر افزایش یابد.