متن نشریه 380 - راهنمای طراحی و اجرای سیستم های برق اضطراری و پشتیبان

افزودن به پسندها
متن نشریه 380 - راهنمای طراحی و اجرای سیستم های برق اضطراری و پشتیبان

توضیحات

بخش نوزدهم

3-4-10 كليدهاي انتقال غير خودكار

كليدهاي انتقال غير خودكار در کاربری‌هایی استفاده می‌شود كه كاركنان راهبري حضورداشته و بار به‌گونه‌ای است كه بازگشت خودكار فوري نيرو الزامي نمی‌باشد.

برخي از كاربردهاي متداول این‌گونه كليدها عبارت است از سامانه‌های تجهيزات درماني، کارخانه‌های صنعتي، تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، مراكز كنترل دفاع غیرنظامی، مزارع، اقامتگاه‌ها، تسهيلات ارتباطي و ديگر تأسیساتی كه آیین‌نامه‌ها استفاده از آن را الزام‌آور می‌کند.

يكي از تأسیسات نمونه استفاده از كليد انتقال غير خودكار همراه با چند كليد انتقال خودكار در شكل 3-20 ارائه‌شده است.

 

شكل 3-20: نمونه تأسیسات بيمارستاني بايك كليد انتقال دستي و چند كليد انتقال خودكار

كليدهاي چاقويي دوقطبی و كليدهاي ايمني اغلب براي اين نوع كاربردها مناسب نيستند. بسياري از اين نوع وسایل هنگام کلید زنی بين دو منبع غير هم‌زمان داراي ظرفيت محدود می‌باشند. كليدهاي انتقال غير خودكار مجهز به همـان نـوع کنتاکی‌ها و لـوازم ضـد جرقـه مورداستفاده در كليدهاي خودكـار بـرابر استانـدارد ANSI / UL 1008 می‌باشند.

كليدهايي كه با برق‌کار می‌کند در ایستگاه‌های كنترل محلي و راه دور مورداستفاده قرار می‌گیرند. دسترسي به‌کلید انتقال در مواردي كه از ايستگاه راه دور كنترل می‌شود ضرورت ندارد. اين نوعي امتياز است براي کارخانه‌هاي وسيعي كه دستگاه‌ها از اتاق مهندس كنترل اداره می‌شود.

كليـدهايي كه به‌طور الكتريكي كـار می‌کنند مجهز به دو رلـه كنترل اينترلاك براي استفاده در مـوارد زير می‌باشند:

- خط با سيم نازك اجرا شود.

- كليد ايستگاه كنترل از نوع جريان ضعيف باشد.

- كنترل جزئی ولتاژ قبل از راه‌اندازی سيستم.

كليدهاي غير برقي مشابه‌کلیدهاي برقي است جز این‌که به‌صورت دستي كار می‌کند و داراي راه‌انداز تند کاری است كه از خارج محفظه کلید زنی می‌شود. سرعت راه‌اندازی در هر دو نوع كليد به علت وجود فنرهاي اصلي تحت‌فشار يكسان است.

3- 5 توربين ـ ژنراتورها

توربین‌های گرداننده ژنراتورها در دو نوع كلي بخاري و گازي / گازوئيلي توليد و استفاده می‌شود:

13-5- توربين ـ ژنراتور بخاري

به‌طورکلی درصورتی‌که تمامي نيـروي بـرق قطع شود، بخار نيز بـه وجود ن می‌آید، گرچه سیستم‌های توربين ـ ژنراتور كمپكت و مستقلي وجود دارد كه مجهز به سيستم برق بدون وقفه بوده و می‌تواند در حدود پنچ دقيقه خط را برق‌دار نمايد. توربین‌های بخار معمولاً در مواردي استفاده می‌شود كه ژنراتورها بزرگ‌تر از آن است كه توسط موتور ديزل گردانده شود. به هر صورت، توربین‌های بخار براي كاربردهاي دائمی طراحي می‌شود و به يك ديگ بخار با منبع سوخت و آب نياز دارد. بنابراين این‌گونه دستگاه‌ها براي استفاده به‌عنوان برق اضطراري يا پشتيبان گران محسوب می‌شود و همچنين داراي مشكلات زیست‌محیطی مانند ذخیره‌سازی سوخت، نويز، خروجي محصولات سوختي و حرارت دادن آب نيز خواهد بود. سيستم تأمین برق اضطراري و پشتيبان با استفاده از يك توربين ـ ژنراتور بخاري و تغذيه دوگانه برق عادي در شكل 3-21 ارائه‌شده است. در اين سيستم يك توربين ـ ژنراتور بخاري به‌موازات يك منبع برق عادي يك شينه بحراني را تغذيه می‌کند و بعلاوه يك منبع برق عادي دوم وجود دارد كه می‌توان آن را در صورت قطع برق منبع اوليه در حدود يك دقيقه به‌صورت دستي کلید زنی نمود. سيستم منبع برق عادي بايد در صورت خاموشي توربين ـ ژنراتور بتواند به‌تنهایی برق مجموعه را تأمین كند. در این‌گونه موارد بايد طي قراردادي موافقت برق منطقه مربوط كسب شود.

 

شكل 3-21: سيستم تأمین برق اضطراري و پشتيبان با استفاده از توربين بخاري و تغذيه دوگانه برق عادي

23-5- توربين ـ ژنراتورهاي گازي و گازوئيلي

امروزه معمول‌ترین انواع دستگاه‌های توربين ـ ژنراتورهاي مورداستفاده براي توليد برق اضطراري و پشتيبان از گاز طبيعي يا پروپان استفاده می‌کنند. انواع سوخت كمتر معمول شامل بنزين و نفت است. سرويس بازگشت تغذيه برق برحسب نوع توربين می‌تواند از حداقل 10 ثانيه تا چند دقيقه به طول انجامد. توربین‌های شبيه موتور هواپيما (aircraft – type) در مواردي استفاده می‌شود كه نياز به برق از چند ساعت تا چند روز باشد. در این‌گونه توربین‌ها كه براي واحدهاي صنعتي كوچك طراحي می‌شود می‌توان به لحاظ ايمني از مخازن سوخت كوچك استفاده نمود، مشروط بر این‌که در موارد لازم براي سوخت اضافي برنامه‌ریزی‌شده باشد. در مواردي كه از سوخت گاز به‌عنوان منبع انرژي استفاده می‌شود، بايد از ذخيره كافي گاز اطمينان حاصل شود زيرا تأمین سوخت بدون وقفه ممكن است يا موجود نباشد يا گران باشد. مواردي از اين نوع شامل فصل سرما، وقوع زلزله و مانند آن می‌باشد كه با ذخيره محلي ممكن است پیش‌بینی و تأمین شود.

طرح توربین‌ها درنهایت به دودسته زير قابل‌طبقه‌بندی است:

- موتورهاي شبيه موتور هواپيما كه داراي تكنولوژي بسيار پيچيده با وزن سبك در ارتباط باقدرت اسب بخار آن است (25/ 0-50 /0 پوند / اسب بخار) و داراي طول عمـر کوتاه‌تری می‌باشد. يك نمونه از اين نوع توربين ـ ژنراتورهاي گازي همراه با نقشه سیم‌کشی آن در ساختمان در شكل 3-22 نشان داده‌شده است.

3-4-10 كليدهاي انتقال غير خودكار

كليدهاي انتقال غير خودكار در کاربری‌هایی استفاده می‌شود كه كاركنان راهبري حضورداشته و بار به‌گونه‌ای است كه بازگشت خودكار فوري نيرو الزامي نمی‌باشد.

برخي از كاربردهاي متداول این‌گونه كليدها عبارت است از سامانه‌های تجهيزات درماني، کارخانه‌های صنعتي، تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، مراكز كنترل دفاع غیرنظامی، مزارع، اقامتگاه‌ها، تسهيلات ارتباطي و ديگر تأسیساتی كه آیین‌نامه‌ها استفاده از آن را الزام‌آور می‌کند.

يكي از تأسیسات نمونه استفاده از كليد انتقال غير خودكار همراه با چند كليد انتقال خودكار در شكل 3-20 ارائه‌شده است.

 

شكل 3-20: نمونه تأسیسات بيمارستاني بايك كليد انتقال دستي و چند كليد انتقال خودكار

كليدهاي چاقويي دوقطبی و كليدهاي ايمني اغلب براي اين نوع كاربردها مناسب نيستند. بسياري از اين نوع وسایل هنگام کلید زنی بين دو منبع غير هم‌زمان داراي ظرفيت محدود می‌باشند. كليدهاي انتقال غير خودكار مجهز به همـان نـوع کنتاکی‌ها و لـوازم ضـد جرقـه مورداستفاده در كليدهاي خودكـار بـرابر استانـدارد ANSI / UL 1008 می‌باشند.

كليدهايي كه با برق‌کار می‌کند در ایستگاه‌های كنترل محلي و راه دور مورداستفاده قرار می‌گیرند. دسترسي به‌کلید انتقال در مواردي كه از ايستگاه راه دور كنترل می‌شود ضرورت ندارد. اين نوعي امتياز است براي کارخانه‌هاي وسيعي كه دستگاه‌ها از اتاق مهندس كنترل اداره می‌شود.

كليـدهايي كه به‌طور الكتريكي كـار می‌کنند مجهز به دو رلـه كنترل اينترلاك براي استفاده در مـوارد زير می‌باشند:

- خط با سيم نازك اجرا شود.

- كليد ايستگاه كنترل از نوع جريان ضعيف باشد.

- كنترل جزئی ولتاژ قبل از راه‌اندازی سيستم.

كليدهاي غير برقي مشابه‌کلیدهاي برقي است جز این‌که به‌صورت دستي كار می‌کند و داراي راه‌انداز تند کاری است كه از خارج محفظه کلید زنی می‌شود. سرعت راه‌اندازی در هر دو نوع كليد به علت وجود فنرهاي اصلي تحت‌فشار يكسان است.

3- 5 توربين ـ ژنراتورها

توربین‌های گرداننده ژنراتورها در دو نوع كلي بخاري و گازي / گازوئيلي توليد و استفاده می‌شود:

13-5- توربين ـ ژنراتور بخاري

به‌طورکلی درصورتی‌که تمامي نيـروي بـرق قطع شود، بخار نيز بـه وجود ن می‌آید، گرچه سیستم‌های توربين ـ ژنراتور كمپكت و مستقلي وجود دارد كه مجهز به سيستم برق بدون وقفه بوده و می‌تواند در حدود پنچ دقيقه خط را برق‌دار نمايد. توربین‌های بخار معمولاً در مواردي استفاده می‌شود كه ژنراتورها بزرگ‌تر از آن است كه توسط موتور ديزل گردانده شود. به هر صورت، توربین‌های بخار براي كاربردهاي دائمی طراحي می‌شود و به يك ديگ بخار با منبع سوخت و آب نياز دارد. بنابراين این‌گونه دستگاه‌ها براي استفاده به‌عنوان برق اضطراري يا پشتيبان گران محسوب می‌شود و همچنين داراي مشكلات زیست‌محیطی مانند ذخیره‌سازی سوخت، نويز، خروجي محصولات سوختي و حرارت دادن آب نيز خواهد بود. سيستم تأمین برق اضطراري و پشتيبان با استفاده از يك توربين ـ ژنراتور بخاري و تغذيه دوگانه برق عادي در شكل 3-21 ارائه‌شده است. در اين سيستم يك توربين ـ ژنراتور بخاري به‌موازات يك منبع برق عادي يك شينه بحراني را تغذيه می‌کند و بعلاوه يك منبع برق عادي دوم وجود دارد كه می‌توان آن را در صورت قطع برق منبع اوليه در حدود يك دقيقه به‌صورت دستي کلید زنی نمود. سيستم منبع برق عادي بايد در صورت خاموشي توربين ـ ژنراتور بتواند به‌تنهایی برق مجموعه را تأمین كند. در این‌گونه موارد بايد طي قراردادي موافقت برق منطقه مربوط كسب شود.

 

شكل 3-21: سيستم تأمین برق اضطراري و پشتيبان با استفاده از توربين بخاري و تغذيه دوگانه برق عادي

23-5- توربين ـ ژنراتورهاي گازي و گازوئيلي

امروزه معمول‌ترین انواع دستگاه‌های توربين ـ ژنراتورهاي مورداستفاده براي توليد برق اضطراري و پشتيبان از گاز طبيعي يا پروپان استفاده می‌کنند. انواع سوخت كمتر معمول شامل بنزين و نفت است. سرويس بازگشت تغذيه برق برحسب نوع توربين می‌تواند از حداقل 10 ثانيه تا چند دقيقه به طول انجامد. توربین‌های شبيه موتور هواپيما (aircraft – type) در مواردي استفاده می‌شود كه نياز به برق از چند ساعت تا چند روز باشد. در این‌گونه توربین‌ها كه براي واحدهاي صنعتي كوچك طراحي می‌شود می‌توان به لحاظ ايمني از مخازن سوخت كوچك استفاده نمود، مشروط بر این‌که در موارد لازم براي سوخت اضافي برنامه‌ریزی‌شده باشد. در مواردي كه از سوخت گاز به‌عنوان منبع انرژي استفاده می‌شود، بايد از ذخيره كافي گاز اطمينان حاصل شود زيرا تأمین سوخت بدون وقفه ممكن است يا موجود نباشد يا گران باشد. مواردي از اين نوع شامل فصل سرما، وقوع زلزله و مانند آن می‌باشد كه با ذخيره محلي ممكن است پیش‌بینی و تأمین شود.

طرح توربین‌ها درنهایت به دودسته زير قابل‌طبقه‌بندی است:

- موتورهاي شبيه موتور هواپيما كه داراي تكنولوژي بسيار پيچيده با وزن سبك در ارتباط باقدرت اسب بخار آن است (25/ 0-50 /0 پوند / اسب بخار) و داراي طول عمـر کوتاه‌تری می‌باشد. يك نمونه از اين نوع توربين ـ ژنراتورهاي گازي همراه با نقشه سیم‌کشی آن در ساختمان در شكل 3-22 نشان داده‌شده است.

 

شكل 3-22: نمونه توربين ـ ژنراتور گازسوز كمكي همراه با نقشه سیم‌کشی رايزر ساختمان

- نوع ديگر توربین‌های بخاري كه برخلاف نوع اول داراي وزن سنگين و حجيم است (10 پوند / اسب بخار) براي طول عمر زياد ساخته می‌شود.

هر دو نوع توربين ـ ژنراتورها برحسب توجيه فني اقتصادي و ميزان مصرف در سال در جاي خود می‌تواند مورداستفاده قرار گيرد.

در مواردي كه شرايط جوي حاكي از آلودگی‌ها مانند وجود يا تجمع گردوغبار باشد يا جايي كه كنترل نوفه (نويز) و لرزش موردنیاز باشد بايد از لوازم فرعي مانند فيلتر، صدا خفه كن و لرزه‌گیر استفاده شود. باندهاي نوفه از 75 هرتس تا 9600 هرتس به‌طورمعمول وجود دارد و ميزان تضعيف از 5 دسی‌بل تا 60 دسی‌بل در باندهاي مختلف ممكن است موردنیاز باشد.

يك توربين ـ ژنراتور گازي باقدرت 750 كيلووات تقریباً 13000 پوند (5896 كيلوگرم) وزن دارد و كمتر از 80 فوت مربع (432/7 مترمربع) فضا نياز دارد. استفاده از دستگاه‌های كامپكت و سبک‌وزن از عواملي است كه هزينه ساختمان را كاهش داده و كاربري اقتصادي از فضا را ميسر می‌کند. بدين ترتيب نصب تأسیسات بر روي سقف کاملاً عملي و قابل‌اجرا است.

 راه‌اندازی و بارگذاري توربین‌های احتراقي به‌طور خودكار و يا دستي انجام می‌شود و به گرم شدن نياز ندارد.

براي راه‌اندازی توربین‌ها چهار نوع سيستم پايه وجود دارد:

- تغذيه موتور از باتري.

- استفاده از يك توربين بخاري كوچك.

- استفاده از يك سيستم هوا يا گاز فشرده.

- كاربري يك موتور ديزل كوچك.

كنترل تأسیسات چندتايي معمولاً شامل اتصالات دروني پانل كنترل اصلي يا پانل سنكرون می‌شود. توربین‌ها را در صورت نياز می‌توان ازنظر راهبري خودكار يا دستي، راه‌اندازی به ترتيب يا هم‌زمان برنامه‌ریزی نمود.

كاهش ظرفيت خروجي توربین‌های گازي يا گازوئيلي نصب‌شده در ارتفاع‌های مختلف از سطح دريا در منحني شكل 3-23 نشان داده‌شده است. حرارت هواي بالاي ورودي با چگالي پایین‌تر و فشار هواي پايين مرتبط با آن نيز قـدرت توليـد نيـروي توربین‌ها را كاهش می‌دهد. این‌گونه محدودیت‌ها بايـد در هنگـام تعيين ظـرفيـت توربين ـ ژنراتورها در نظر گرفته شود تا قابليت اطمينان پیش‌بینی‌شده به دست آيد.

ميزان مصرف سوخت توربین‌ها در سطح دريا بسته به‌اندازه آن و اعمال ضرايب مختلف حدود 000 ر 10 تا 000 ر 17 بي تي يو (Btu) در هر كيلووات‌ساعت خروجي می‌باشد. در صورت استفاده از بازيافت دما، کار آیی توربین‌ها را می‌توان افزايش داد.

 

شكل 3-23: ضريب اصلاح عملكرد نوعي براي ارتفاع از سطح دريا

 

شكل 3-22: نمونه توربين ـ ژنراتور گازسوز كمكي همراه با نقشه سیم‌کشی رايزر ساختمان

- نوع ديگر توربین‌های بخاري كه برخلاف نوع اول داراي وزن سنگين و حجيم است (10 پوند / اسب بخار) براي طول عمر زياد ساخته می‌شود.

هر دو نوع توربين ـ ژنراتورها برحسب توجيه فني اقتصادي و ميزان مصرف در سال در جاي خود می‌تواند مورداستفاده قرار گيرد.

در مواردي كه شرايط جوي حاكي از آلودگی‌ها مانند وجود يا تجمع گردوغبار باشد يا جايي كه كنترل نوفه (نويز) و لرزش موردنیاز باشد بايد از لوازم فرعي مانند فيلتر، صدا خفه كن و لرزه‌گیر استفاده شود. باندهاي نوفه از 75 هرتس تا 9600 هرتس به‌طورمعمول وجود دارد و ميزان تضعيف از 5 دسی‌بل تا 60 دسی‌بل در باندهاي مختلف ممكن است موردنیاز باشد.

يك توربين ـ ژنراتور گازي باقدرت 750 كيلووات تقریباً 13000 پوند (5896 كيلوگرم) وزن دارد و كمتر از 80 فوت مربع (432/7 مترمربع) فضا نياز دارد. استفاده از دستگاه‌های كامپكت و سبک‌وزن از عواملي است كه هزينه ساختمان را كاهش داده و كاربري اقتصادي از فضا را ميسر می‌کند. بدين ترتيب نصب تأسیسات بر روي سقف کاملاً عملي و قابل‌اجرا است.

 راه‌اندازی و بارگذاري توربین‌های احتراقي به‌طور خودكار و يا دستي انجام می‌شود و به گرم شدن نياز ندارد.

براي راه‌اندازی توربین‌ها چهار نوع سيستم پايه وجود دارد:

- تغذيه موتور از باتري.

- استفاده از يك توربين بخاري كوچك.

- استفاده از يك سيستم هوا يا گاز فشرده.

- كاربري يك موتور ديزل كوچك.

كنترل تأسیسات چندتايي معمولاً شامل اتصالات دروني پانل كنترل اصلي يا پانل سنكرون می‌شود. توربین‌ها را در صورت نياز می‌توان ازنظر راهبري خودكار يا دستي، راه‌اندازی به ترتيب يا هم‌زمان برنامه‌ریزی نمود.

كاهش ظرفيت خروجي توربین‌های گازي يا گازوئيلي نصب‌شده در ارتفاع‌های مختلف از سطح دريا در منحني شكل 3-23 نشان داده‌شده است. حرارت هواي بالاي ورودي با چگالي پایین‌تر و فشار هواي پايين مرتبط با آن نيز قـدرت توليـد نيـروي توربین‌ها را كاهش می‌دهد. این‌گونه محدودیت‌ها بايـد در هنگـام تعيين ظـرفيـت توربين ـ ژنراتورها در نظر گرفته شود تا قابليت اطمينان پیش‌بینی‌شده به دست آيد.

ميزان مصرف سوخت توربین‌ها در سطح دريا بسته به‌اندازه آن و اعمال ضرايب مختلف حدود 000 ر 10 تا 000 ر 17 بي تي يو (Btu) در هر كيلووات‌ساعت خروجي می‌باشد. در صورت استفاده از بازيافت دما، کار آیی توربین‌ها را می‌توان افزايش داد.

 

شكل 3-23: ضريب اصلاح عملكرد نوعي براي ارتفاع از سطح دريا

جزئیات خاص

بازدید از صفحه توییتر 100%ضمانت برگشت وجه عضویت در کانال تلگرام پایمرد دات کام logo-samandehi linkedin.png