خدمات

ساخت و تولید

طراحی و مهندسی

تابلو برق فشار متوسط و اجزای آن

تابلو برق فشار متوسط (Medium Voltage Switchgear)

با توجه پیچیدگی مباحث مربوط به تجهیزات در بخش تابلوهای فشار متوسط، در این مطلب، تنها به مبانی این تابلوها پرداخته می شود.در ابتدا لازم است عبارت های ضعیف، متوسط و .. را تعریف کنیم. در طبقه بندی کلاس ولتاژ در تابلوهای برق از عباراتی همچون ولتاژ بالا، متوسط و یا ضعیف استفاده می شود. از دیدگاه بین المللی، این طبقه بندی ها می تواند از جغرافیای محیطی که تابلو برق در آن قرار گرفته است نیز تاثیر بگیرد. بر اساس استاندارد بین المللی IEC 60038، طبقه بندی ولتاژ تابلوهای برق به شرح زیر صورت می گیرد:

فشار ضعیف (Low Voltage): تا محدوده 1000 V
فشار متوسط (Medium Voltage): 1 KV– 35 KV
فشار قوی (High Voltage): 35 KV – 230 KV
فوق فشار قوی (EHV: Extra High Voltage): 230 KV – 800 KV
فوق العاده فشار قوی (UHV: Ultra High Voltage): بالاتر از 800 KV

کاربرد تابلو برق فشار متوسط

در محدوده سیستم برق فشار متوسط، بسته به کاربرد و ساختار داخلی از تابلوها جهت موارد زیر استفاده می گردد:

پست پاساژ (Passage Post): تابلوهای برق انتقال برق مصرفی از اداره برق به واحد صنعتی
پست ترانسفورماتور کاهنده: تابلو برق های تغذیه ترانسفورماتور کاهنده جهت مصارف فشار ضعیف واحدهای صنعتی
پست توزیع: تابلوهای توزیع جهت انتقال برق از یک نقطه به سایر نقاط (دریافت توان از سیستم انتقال و تحویل آن به سیستم توزیع)
موتورهای الکتریکی: تابلو برق موتوری (MCC) فشار متوسط برای راه اندازی موتورهای الکتریکی با ولتاژ کار بالای 1 KV

شکل (1). نقشه نمونه پست پاساژ

شکل (2). نقشه نمونه پست ترانسفورماتور

شکل (3). نقشه نمونه پست توزیع

اجزای تابلو برق فشار متوسط

اجزای تابلو برق فشار متوسط، تفاوت چندانی با اجزای تابلو برق فشار ضعیف ندارند، تنها جنس مواد اولیه و فناوری سیم بندی آن به‌گونه‌ای طراحی ‌شده تا بتواند ولتاژ بیش تری را کنترل کرده و از خود عبور دهد تا در صورت نیاز آن را کاهش داده و یا حتی قطع کند. با توجه به این که توان سرویس دهی ولتاژ در تابلوهای برق فشار متوسط بین 1 KV تا 35 KV می باشد. نکته مهم، ولتاژ عملکردی اجزای آن ها است. در نقشه سیم بندی و تجهیزات تابلو، بلافاصله پس از نام هر قطعه، پارامترهای الکتریکی آن نیز درج می شود. این پارامترها شامل ولتاژ کارکرد (اجباری)، جریان کارکرد (در صورت نیاز) و توان اتصال کوتاه (در صورت نیاز) می باشند.

به طور مثال در تجهیزی به نام سکسیونر از نوع ساده، اطلاعات به ترتیب مقابل درج می گردد: 24 KV با جریان 630 A و توان قطع 16 KA

اجزای اصلی در تابلو برق فشار متوسط به شرح زیر است:

تجهیزات زمین (Earthing)، انواع سکسیونر، دژنکتور، فیوزهای ولتاژ متوسط، ترانسفورماتور اندازه گیری هم چون ترانسفورماتور جریان و ترانسفورماتور ولتاژ، قطعات مورد استفاده در مدار فرمان خانه فشار ضعیف (LV) تابلو مانند رله های حفاظتی، چراغ سیگنال (Indicator Light) شامل شاسی (PushButton) استارت و استاپ، لامپ سیگنال و انواع مقره، سافت استارتر (Soft Starter)، درایو فشار متوسط (Variable Speed Drive) و … می باشند.

حال، هر یک از اجزای بیان شده شرح داده می شود:

سکسیونر (سَواساز: Disconnector)

کلید قطع برق سکسیونر یا به فارسی “سَواساز” (یا به فرانسوی: Sectionneur) می باشد که در دو نوع قابل قطع و غیر قابل قطع زیر بار در تابلو برق به کار گرفته می شود:

سکسیونر ساده

کلید تیغه ای ساده ای است که جهت جداسازی قسمت خاصی از تابلو یا به منظور زمین کردن شینه های برق تابلو و یا کابل های متصل به آن استفاده می گردد. به طور کلی در زمان تعمیرات تابلو از این کلید استفاده می شود که در زمان قطع بار (جریان صفر) این کلیدها تغییر وضعیت می دهند.

شکل (4). سکسیونر ساده 630A,24KV و نماد نقشه کشی آن

سکسیونر قابل قطع زیربار

یکی از کلیدی ترین تجهیزات در تابلو برق فشار متوسط، کلید قطع بار است. این سکسیونرها مکانیزم فنر فشرده داشته و در کسری از ثانیه فاصله مناسبی از نقطه اتصال بر قرار کرده و امکان قطع بار را فراهم می نماید.

شکل (5). سکسیونر قابل قطع زیر بار 630A,24KV,16KA و نماد نقشه کشی آن

نکته مهم این که سکسیونر “قابل قطع زیر بار” را می توان به فیوزهای سیستم ولتاژ متوسط نیز مجهز نمود…

شکل (6). سکسیونر قابل قطع زیر بار فیوزدار 630A,24KV,16KA و نماد نقشه کشی آن

سکسیونر زمین

این سکسیونر همانند سکسیونر ساده عمل می کند با این تفاوت که جهت اتصال به زمین طراحی شده و عمل زمین کردن شینه برق و یا کابل های ورودی و خروجی را بر عهده دارد.

شکل (7). سکسیونر زمین 630A,24KV و نماد نقشه کشی آن

ویدئو (1). بررسی اجزا و کاربرد آن ها در تابلو برق فشار متوسط

دژنکتور (مدارشکن: Circuit Breaker)

کلید دژنکتور یا به فارسی “مدارشکن” (یا به فرانسوی: Disjoncteur) نیز هم چون سکسیونر قابل قطع زیر بار بوده و می تواند در زمان های لازم از جمله شرایط بحرانی نسبت به قطع مدار اقدام نماید. محفظه ای که در آن مکانیزم قطع و وصل مدار صورت می گیرد، نوع این کلید را مشخص می کند. در انواع قدیمی آن محفظه فولادی روغنی (Oil Circuit Breaker :OCB) و در حال حاضر انواع مکانیزم خلاء (Vacuum Circuit Breaker)، یک محفظه خالی بدون هوا و کم صدا و یا پر شده با گاز SF6 (SF6 Circuit Breaker)، تجهیزی کوچک و کم صدا، موجود است.

شکل (8). دژنکتور SF6 ,24 KV, 630 A ,16 KA و نماد نقشه کشی

در سیستم فشار متوسط از این کلید می توان در راه اندازی مستقیم موتورها به صورت (DOL: Direct On Line) استفاده کرد (همانند نقش کنتاکتور-Contactor- در سیستم فشار ضعیف).

با توجه به این که مکانیزم عملکرد قطع و وصل دژنکتور بیش تر به وسیله یک فنر فشرده انجام می گیرد، لازم است مکانیزم شارژ دستی و یا موتوری نیز برای این تجهیز در نظر گرفته شود. در مکانیزم موتوری، عملیات شارژ فنر توسط موتور صورت می پذیرد هم چنین امکان قطع و وصل دژنکتور توسط شاسی استارت و استاپ ساده نیز امکان پذیر خواهد شد.

ترانسفورماتور اندازه گیری جریان (CT) و ولتاژ (PT)

به منظور اندازه گیری پارامترهای الکتریکی در ولتاژ سیستم فشار متوسط (MV)، تجهیزات خاصی مانند ترانسفورماتور اندازه گیری جریان و ولتاژ وجود دارند که از جریان یا ولتاژ نمونه برداری کرده و در مقیاس مشخصی که بر روی بدنه آن ها مشخص شده است؛ جریان یا ولتاژ نمونه برداری شده را کاهش یا افزایش می دهند. ترانسفورماتور ولتاژ (Potential Transformer: PT) به منظور کاهش ولتاژ به مقدار پایین تر و تبدیل ولتاژ تا 24 KV به کار گرفته می شود، ترانسفورماتور جریان (Current Transformer: CT) نیز می توانند مقادیر بسیار بالای جریان را کاهش دهند.

شکل (9). ترانسفورماتور اندازه گیری – جریان (Current Transformer) و نماد نقشه کشی آن

شکل (10). ترانسفورماتوراندازه گیری – ولتاژ (Potential Transformer) و نماد نقشه کشی آن

رله (های) حفاظتی (Protective Relay)

جهت جلوگیری از صدمات خطاهای الکتریکی، انواع حفاظت های الکتریکی در مدار پیش بینی شده است که بسته به نوع طراحی می توان از آن ها استفاده نمود. در مطالب گذشته به طور کامل به رله حفاظتی اشاره شده است. ولی به طور معمول در یک مدار در کم ترین حالت از رله های حفاظتی هم چون رله اضافه جریان و اتصال کوتاه استفاده می گردد.

شکل (11). رله حفاظتی (Protective Relay) و نماد نقشه کشی آن

مقره (ها)- (Electrical Insulator)

مقره ها جهت ایزوله کردن بخش برق دار از بدنه تابلو استفاده می شود. مقره ها به لحاظ کاربرد همان مقره های مورد استفاده در سیستم فشار ضعیف می باشند و مناسب با ولتاژ مدار ساخته شده تا با آن مطابقت داشته باشند. با توجه به وجود ولتاژهای بالا در سیستم فشار متوسط، نوعی مقره نیز به نام مقره خازنی (Capacitive insulator) ساخته شده است که با آن می توان چراغ های سیگنال را در ولتاژ پایین (100 V) روشن نمود. مقره های خازنی از لحاظ ظاهری با مقره های عادی تفاوتی ندارند اما می توان در بخش انتهایی آن با اتصال سیم ، چراغ سیگنال را روشن کرد.