83-4- سامانه‌های متداول

شكل 3-16 يك سيستم متداول را براي تغذيه نيروي برق به يك كارخانه توليدي نشان می‌دهد. در اين نوع سيستم دو خط تغذيه در نظر گرفته‌شده است، خط شماره يك براي تغذيه برق عادي و خط شماره دو به‌عنوان كمكي كه در حالت عادي باز می‌باشد. دو خط تغذيه به‌گونه‌ای با يكديگر هم‌زمان‌شده است كه بتوان آن‌ها را موازي نمود، اما معمولاً بدين گونه استفاده نمی‌شود. به هر صورت، جز در مواردي كه براي تغذيه به‌صورت موازي طراحی‌شده باشد، عملكرد دو خط به‌صورت موازي در حداقل بوده و فقط در هنگام کلید زنی رخ می‌دهد.

در این‌گونه موارد معمولاً خطوط تغذيه يك و دو از پستي بافاصله نسبتاً دور از طريق لوله‌های زيرزميني به كارخانه كشيده می‌شود. اين لوله‌ها بايد درپوششی از بتن با ابعاد 3×3 فوت (44/91 ×44/91 سانتيمتر) و بافاصله يك فوت از يكديگر در عمق 7 فوت (36/213 سانتيمتر) از سطح زمين قرارداده می‌شود.

عملكرد سيستم تغذيه به شرح زير خواهد بود:

الف ـ اگر ولتاژ منبع عادي (خط يك) براي چند سيكل افت كند، رله ولتاژ كم غيرفعال شده، كليد خودكار خط يك را رها نموده و كليد خودكار خط دو را می‌بندد (درصورتی‌که ولتاژ بر روي خط دو قابل‌قبول باشد).

ب‌ ـ هنگامی‌که ولتاژ بر روي خط يك برقرار می‌شود، رله ولتاژ کم‌فعال شده و يك زمان‌سنج را به کار می‌اندازد. پس از این‌که ولتاژ بر روي خط يك در مدت‌زمان از پيش تعیین‌شده‌ای برقرار شد (معمولاً يك تا ده دقيقه)، كليد خودكار بر روي خط يك می‌بندد و سپس كليد خودكار خط دو باز می‌شود.

پ ـ در مواردي كه هنگام قطع ولتاژ بر روي خط يك، ولتاژ خط دو برقرار نباشد، كليد خودكار خط دو نمی‌بندد. هنگامی‌که ولتاژ خط يك برقرار شد، كليد خودكار خط يك فوراً بسته می‌شود.

ت‌ ـ در مواردي كه يك خرابي يا اضافه‌بار بر روي طرف بار هر يك از كليدهاي خودكار ورودي رخ می‌دهد، يك رله قفل کننده هر دو كليد خودكار را باز نگه می‌دارد و سيستم انتقال خودكار را تا هنگام بازنشاني غيرفعال می‌کند.

در مواردي كه تقاضـاي نيـرو افزايش می‌یابد، اين سيستم را می‌توان با استفاده از يـك كليد مدارشكن رابط (tie circuit breaker) در شينه 8/13 كيلوولتي و رله اضافي، توسعه داد. به‌این‌ترتیب بخشي از بار می‌تواند توسط هر يك از خطوط تغذيه شود و در صورت قطع يكي از منابع تغذيه، منبع ديگر تمامي بار را تغذيه كند.

همچنين در این‌گونه موارد ممكن است در صورت لزوم بارهاي غير حساس را نيز حذف نمود.

چگونگي عملكرد اين سيستم به‌قرار زير خواهد بود:

الف ـ قطع يا كاهش محسوس ولتاژ هر يك از خطوط برق ورودي باعث باز شدن كليد مدار شكن معمولاً بسته، شده و كليد مدار شكـن رابط معمولاً بـاز، بسته می‌شود. هنگامی‌که ولتاژ بـرق عادي برقرار می‌شود، مدار شكن برق ورودي باز طي مدت‌زمان از پيش تعیین‌شده‌ای (يك تا ده دقيقه) بسته‌شده و سپس مدارشكن رابط باز می‌شود.

ب ـ قطع هم‌زمان ولتاژ هر دو خط تغذيه برق عادي باعث باز شدن هر دو كليد خودكار معمولاً بسته خطوط مزبور شده و كليد خودكار رابط معمولاً باز، بسته می‌شود. بازگشت برق عادي هرکدام از دو خط تغذيه باعث بسته شدن كليد خودكار آن شده و درعین‌حال بسته ماندن كليد خودكار رابط خواهد شد. در صورت برقراري خط ولتاژ دوم كليد خودكار آن بسته‌شده و كليد رابط باز می‌شود.

2: رله تنظيم وقت

27: رله ولتاژ كم

51 : رله اضافه جريان

52 : كليد خودكار

83: رله شروع‌کننده انتقال A: آمپرمتر

AS: كليد آمپرمتر

CT: ترانس جريان

SP: حفاظت موج ضربه

P: اتصال سر PT: ترانس ولتاژ

V: ولت‌متر

VS: كليد ولت‌متر

شكل 3-16: سيستم نوعي تغذيه دوگانه برق ورودي براي يك كارخانه توليدي

پ ـ جريان خطا يا اضافه جرياني كه ممكن است باعث باز شدن هر يك از خطوط تغذيه شود به‌طور خودكار كليد مدارشكن رابط را تا زمان بازنشاني غیرقابل‌استفاده می‌کند.

ت ـ در مواردي كه برق منطقه‌ای در نظر دارد يكي از خطوط را براي سرويس قطع نمايد، بايد مشتري را مطلع نمايد تا به‌طور دستي كليد رابط را بسته و كليد خط مزبور را بازنماید.

طرح ارائه‌شده در شكل 3-15 صرفاً حفاظت در برابر قطع برق ورودي را نشان می‌دهد. براي تأمین حفاظت در برابر قطع برق داخلي ساختمان بايد در پایین‌دست از كليدهاي انتقال خودكار اضافي نزديك به بار استفاده شود.

يك تركيب از كليدهاي مدارشكن و كليدهاي انتقال پایین‌دست در شكل 9-3 نشان داده‌شده است.

 (bypass isolation switch) كليدهاي جداساز كنارگذر-4-93

در بسياري از تأسیسات، بازرسي و آزمون‌های منظم سامانه‌های اضطراري به لحاظ نياز به تداوم تغذيه برخي يا تمامي بارهاي حياتي يا مرتبط با زندگي انسان مقدور نمی‌باشد و قطع برق این‌گونه بارها حتي در کوتاه‌مدت نيز ميسر نخواهد بود. بنابراين براي انجام سرويس و نگهداري كليد انتقال در این‌گونه موارد می‌توان امكاناتي فراهم نمود تا بارهاي حياتي با استفاده از يك كليد جداساز كنارگذر مستقیماً به منبع نيروي قابل‌اطمینان متصل شده و كليد انتقال جدا گرديده و مورد بازرسي و سرويس قرار گيرد.

براي اين منظور می‌توان از كليدهاي جداساز دو راه استفاده نمود. این‌گونه كليدها سه وظيفه را به شرح زير انجام می‌دهند:

الف ـ تغيير مسير تغذيه پيرامون كليد انتقال بدون قطع بار: هنگامی‌که دسته كنارگذر BP (دسته فوقاني) در موقعيت كنارگذر ـ به ـ عادي (BP – NORM) قرارداده می‌شود (شكل 3- 17)، كنتاكت هاي طرف راست كليد انتقال بسته می‌شود و سپس جريان برق بين كنتاكتهاي كنارگذر و انتقال تقسيم می‌شود.

در اين حالت در صورت قطع برق از طريق كليد انتقال اين اطمينان حاصل می‌شود كه تغذيه برق به بار حتي لحظه‌ای نيز قطع نشده و جريان كامل از راه كنتاكت هاي كنارگذر ادامه می‌یابد.

ب ـ آزمون الكتريكي و عملكرد كليد انتقال بدون قطع بار: اين امر می‌تواند به‌طوری‌که در شكل 3-18 نشان داده‌شده است انجام شود. با قرار دادن دسته جداساز (دسته تحتاني) در موقعيت آزمون، ترمینال‌های بار كليد انتقال از منبع نيرو جدا می‌شود. كليد انتقال همچنان از منبع برق عادي و اضطراري برقدار بوده و می‌تواند بدون قطع برق بار مورد آزمون الكتريكي قرار گيرد. كنتاكتهاي بسته BP در طرف راست، بار كامل را حمل خواهد كرد.

شكل 3-17: شرايط كنارگذر به عادي

شكل 3-18: موقعيت آزمون

پ ـ جداسازي الكتريكي كليد انتقال از هر دو منبع نيرو و هادی‌های بار براي آزمون و سرويس كليد انتقال به(شكل 3- 19 نگاه كنيد): با قرار دادن دسته جداساز در موقعيت باز، كليد انتقال خودكار (ATS) به‌طور كامل جدا می‌شود و تغذيه بار از طريق كنتاكت BP ادامه می‌یابد. در چنين شرايطي كليد انتقال كشويي را می‌توان بدون قطع تغذيه بار به‌طور كامل خارج نمود. در اين حالت، کلید کنارگذر علاوه بر وظيفه كنارگذر نمودن، به‌عنوآن‌یک كليد انتقال پشتيبان نيز عمل می‌کند.

شكل 3-19: جدايي كامل كليد انتقال

گرچه مثال‌های فوق كنارگذر نمودن منبع عادي را نشان می‌دهد، ليكن همچنين ممكن است منبع برق اضطراري را نيز بدون قطع تغذيه بار كنارگذر نمود. هنگامی‌که منبع اضطراري كنارگذر می‌شود، همان سه عملكرد فوق صورت می‌گیرد. درحالی‌که تركيب كليد جداساز كنارگذر دو راه، ديرزماني است كه در دسترس قرار دارد، ليكن امروزه تركيب عملكرد كنارگذر غیرقابل قطع دو راه و عملكرد انتقال خودكار نيز در يك مجموعه موجود است.

 بخش‌های كنارگذر و جداساز مجموعه كليد بايستي به‌گونه‌ای طراحي شود كه نياز به تعمير و نگهداري نداشته باشد. در اين نوع طراحي از خاموش نمودن سيستم در هنگام تعمير و نگهداري اجتناب می‌شود. براي حصول به اين منظور كنتاكت هاي كنارگذر بايد فقط در زمان عملكرد كنارگذر در مدار نيرو قرار گيرد. ايراد نگه‌داشتن كنتاكتهاي كنارگذر همراه با شينهها در مدار در تمامي اوقات اين است كه در معرض صدمه و آسيب ناشي از جریان‌های خطا قرار می‌گیرد. درحالی‌که كليد انتقال بدون قطع سرويس قابل تعمير است، كليد كنارگذر را نمی‌توان بدون خارج كردن از سرويس تعمير و نگهداري نمود.

تدارك تركيب كليد انتقال خودكار و كليد جداساز كنارگذر به‌جای كليد انتقال خودكار هزينه را بيش از دو برابر می‌نماید.