حالتهای گذرا‌ در سیستم‌های قدرت ۹ ایزولاسیون استاندارد

حالتهای گذرا‌ در سیستم‌های قدرت ۹ ایزولاسیون استاندارد –  ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه برق – الکترونیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

حالتهای گذرا‌ در سیستم‌های قدرت ۹ ایزولاسیون استاندارد

فصل ۹

هماهنگ سازی ایزولاسیون

مجموعه های استاندارد سازی و استانداردها

هر مولفه سیستم قدرت، چه آنکه بعنوان یک سیم رشته ساده باشد یا آنکه یک ترانسفورماتور قدرت بزرگ، بصورت متوالی تحت فشار بوسیله سیستم عمل کننده ولتاژ در فرکانس قدرت می‌باشد. در برخی از مواقع اورولتاژهایی روی می‌دهد، که دارای یک ارزش پیک پیش از مقدار پیک سیستم ولتاژ عمل کننده می‌باشد. بر این اساس اورولتاژها را می‌توان به سه دسته طبقه بندی نمود.

• اورولتاژهایی که بوسیله تخلیه های ناشی از صاعقه حاصل می‌گردد (فصل ۷، حالات گذرای القایی صاعقه )،

• اورولتاژهای سوئیچینگ (فصل ۵، حالات گذرای سوئیچینگ)، و

• اورولتاژهای پایدار

تخلیه بار التریکی ناشی از صاعقه بعنوان یک تزریق جریان بشمار می‌آید، چه در مجاورت خط یا ایستگاه نیرو، ‌باشد و چه در دکل خط انتقال نیرو، یا بصورت مستقیم بر روی خط. ولتاژهایی که در امتداد مولفه های سیستم قدرت توسعه می‌یابند وابسته به امپدانس ماهیتی مولفه های آنها می‌باشند. شکل موجهای اورولتاژهای القایی صاعقه از نظر دامنه و از نظر هر شکل بصورت متفاوت می‌باشند. به منظور تست قدرت ضربه دی‌الکتریک ادوات قدرت در لابراتوار ولتاژ بالا، موج ولتاژ ضربه ای به شکل موج  استاندارد شده است.

سوئیچ نمودن اورولتاژها منتج از عملیات سوئیچینگ در شبکه می‌باشد. سوئیچینگ یک جریان اتصال کوتاه، قطع یک خطای اتصال خط، قطع ترانسفورماتورهای بی بار، قطع یا اتصال کابلهای توزیع بی بار یا خطوط انتقال، همگی منجر به بروز ولتاژهای نوسانی میرا شده می‌شوند که اصطلاحا به نام ولتاژ ریکاوری گذرا یا TRV خوانده می‌شود.

اورولتاژهای به هنگامی‌روی می‌دهند که ولتاژ عملکرد ۵۰ یا ۶۰ هرتز بصورت موقت دارای یک مقدار بالا در ناحیه انتهایی خط انتقال، پس از یک از دسترس رفتگی یا اتلاف ناگهانی بار، می‌گردد. افت ولتاژ مقاومتی و واکنشی ناپدید گردیده و اورولتاژ باعث فشار بر سیستم می‌گردد تا آنکه ولتاژ عملیاتی بازیافت شود. از جمله موقعیت دیگر برای رخداد اورولتاژهای  در مورد یک خطای تک فاز به زمین، در یک سیستم خنثی ایزوله، می‌باشد. فازهای سالم از ولتاژ فاز تا  برابر ولتاژ خط افزایش می‌یابند. همچنین مقاومت خازنی یک کابل توزیع بی بار در ترکیب با مقاومت القایی یک ترانسفورماتور قدرت یا یک ژنراتور می‌تواند باعث افزایش ولتاژ سیستم گردد، که خود موجب بروز یک اورولتاژ  پایدار خواهد شد.

حالتهای گذرا‌ در سیستم‌های قدرت ۹ ایزولاسیون استاندارد

۱-۹ کمیسیون الکتروتکنیک بین المللی – IEC

انقلاب در مهندسی الکتریک در قرن ۱۹ بوقوع پیوست. در تقریبا مدت زمان کوتاهی ترانسفورماتور اختراع گردیده، موتورهای الکتریکی و ژنراتورها طراحی شده و مرحله از انتقال DC به AC بوجود آمد. نیروی الکتریسیته در ابتدا اما به سرعت، با کاربرد فراگیر سیستم قدرت الکتریکی، بطور کامل باعث تغییر جوامع شد. در این دوره  اولیه شرکتهای مستقل بودند سطوح ولتاژ مختلفی را بکار گرفته و بر این اساس، با فرکانسهای سیستمهای خود را راه‌اندازی و عملیاتی ‌نمودند. مهندسین برق جزء اولین اشخاصی بودند که نسبت به درک استانداردسازی بین المللی و الزامات آن در دنیای مدرن امروزه اقدام نموده و یر این اساس تعدادی از کنگره‌ها در اواخر قرن ۱۹ و اوایل قرن ۲۰ با این عنوان برگزار گردید. بر این اساس این توافق بدست آمد که یک سازمان دائمی‌که توانایی اعمال استانداردسازی بین المللی را بصورت متوالی داشته باشد لازم است.

…

۲-۹ موسسه استانداردهای ملی آمریکا –   ANSI

با انتشار اولین مدارشکنها در اوایل سیستمهای قدرت، توسعه استانداردها برای تعیین سطوح، تست و ساخت مدارشکنهای ولتاژ بالا آغاز گشت. این راهکار بوسیله گروهی از مهندسین و سازندگان سازمانهای تجاری اتخاذ گردید، نظیر AIEE  (انستیتو آمریکایی مهندسین الکتریسیته)، NELA (انجمن برق الکتریکی ملی)، کلوپ نیروی برق، که پس از آن تبدیل به  NEMA (انجمن تولید کنندگان الکتریسیته ملی) شد، AEIC (انجمن شرکتهای برق ادیسون ) و EEI  (موسسه الکتریک ادیسون). تا سال ۱۹۴۰، این سازمانها نسبت به انتشار چندین سری پیشنهادات استانداردسازی اقدام نمودند که اکثر مرتبط با محدوده اسمی‌و تستهای مربوطه بود. در سال ۱۹۴۵، این سریها بعنوان یک استاندارد پدیرفته شده آمریکا با سیستم شناسایی عددی آشنای  C37 مشخص گردید. کمیته ادوات کلید افزار AIEE نسبت به توسعه یک مدارشکن با روش مشخصه اسمی ‌بر اساس جریانهای قطع متقارن در سال ۱۹۵۱ اقدام نمود.

۳-۹  THE CONFERENCE INTERNATIONALE DES ´
GRANDS RESEAUX ´ ELECTRIQUES ´ A HAUTE `
TENSION–CIGRE

در شروع قرن ۲۰، ولتاژهای انتقال به سرعت رشد نموده تا بدین وسیله اتلافهای انتقال کاهش یابد. به منظور ارتقاء کارآیی عملیاتی، سیستمهای قدرت شروع به متصل شدن به یکدیگر نمودند. بر این اساس سیستم قدرت رزرو یا رزرو چرخشی می‌توانست به مشارکت گذاشته شود و هزینه سرمایه گذاری بر این اساس کاهش می‌یافت. یکی از مشکلات تکنیکی اصلی در گذشته عملیات موازی ماشینهای الکتریسیته بود.  در سال ۱۹۲۱ تاسیس گردیده و در سال ۱۹۲۷ این سازمان از طریق یک کمیته مطالعاتی(SC) تجدید ساختار گردید. در گذشته، بالاترین سطح ولتاژ انتقال  در انتقال به  بود. بر این اساس  بصورت فعال در بررسی های فنی توسعه سیستمهای قدرت شرکت نمود. مخصوصا پس از جنگ جهانی دوم اقتصاد به سرعت  رو به رشد گذاشته و تاسیسات مربوطه می‌بایست میزان بار در حال افزایش بصورت ثابت را پاسخگو باشند. یکی از ویژگی های مهم آن زمانها موارد مربوط به مهندسی و تکنولوژیکی عملیاتی سیستم قدرت بود.

…

حالتهای گذرا‌ در سیستم‌های قدرت ۹ ایزولاسیون استاندارد

۴-۹ تست اتصال کوتاه- STL

STL در سال ۱۹۶۹ ، در یک نشست خاص در لندن، تاسیس گردید. موسسین اصلی عبارتند از: ASTA (انجمن متخصصین تست اتصال کوتاه) از انگلستان، PEHLA (Hochleistungspr ufungen Gesellschaft f ¨ ur Elektrische) از آلمان، KEMA (Elektrotechnische Materialen N. V. tot Keuring van) از هلند و CESI (Italiano Sperimentale Centro) از ایتالیا.

اهداف اصلی STL تاسیس یک رابطه بین این چهار انجمن تست می‌باشد، تا بدین وسیله اطمینان از تبادل اطلاعات فنی حاصل آید و همچنین مشخص شود آیا نیازی به داشتن یک مدرک یا گواهی عمومی‌می‌باشد یا خیر.

حالتهای گذرا‌ در سیستم‌های قدرت ۹ ایزولاسیون استاندارد

۵-۹ استانداردهای مرتبط به ادوات الکتریکی ولتاژ بالا IEEE Std C37.09-1999

رویه تست استاندارد IEEE برای مدارشکنهای ولتاژ بالای  براساس مبنای جریان متقارن می‌باشد. این رویه آزمایشی نسبت به خلاصه نمودن تستهای مختلف که بر روی مدارشکنهای داخلی و خارجی ولتاژ بالای AC انجام گرفته است اقدام می‌نماید، به استثنای مدارشکنهای ژنراتور، که به استاندارد IEEE ، C37.09-1997، تبدیل می‌گردند.

 IEC 60044-1

استاندارد IEC برای ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری. این استاندارد برای ترانسفورماتورهای جریان ساخته شده جدید بکار گرفته می‌شود که از آن برای سنجش الکتریسیته و دستگاه مرتبط با آن و ادوات محافظتی الکتریسیته در فرکانس های از ۱۵ Hz تا ۱۰۰ Hz بکار می‌آید. 

IEC 60056

استاندارد  برای مدارشکنهای جریان متناوب ولتاژ بالا. این استاندارد برای مدارشکنهای  قابل کاربرد بوده که برای مصارف داخلی یا خارجی (بیرونی و درونی ) و همچنین عملیاتی تا  و شامل بر روی سیستم هایی که دارای ولتاژهای بالاتر از  می‌باشند بکار گرفته می‌شود.

این استاندارد شامل مدارشکنهایی که برای استفاده در واحدهای قدرت محرک ادوات کششی الکتریسته می‌باشند بکار گرفته نمی‌شود. آنها بوسیله انتشارات ۷۷  تحت پوشش قرار گرفته‌اند، که قواعدی برای ادوات کششی یا یدک کش الکتریسته یا الکتریکی، می‌باشند.

EC 60076-1

استاندارد  برای تراسفورماتورهای قدرت.

این بخش استاندارد در مورد ترانسفورماتورهای سه فاز و تک فاز استعمال دارد (شامل ترانسفورماتورهای اتوماتیک) به استثنای طبقه های خاصی از مبدل های خاص و کوچک، نظیر مبدلهای جوش، ترانسفورماتورهای تست، ترانسفورماتورهای ادوات، مبدلهای برای کانورتورهای استاتیک، ترانسفورماتورهای راه انداز و ترانسفورماتورهای کششی که بر روی یک گردونه ریل‌دار نصب می‌شوند.

IEC 60076-5

استاندارد  برای ترانسفورماتورهای قدرت. این بخش از استاندارد تعیین کننده ملزومات مبدلهای قدرت جهت تحصیل پایداری بدون صدمه دیدگی از تاثیرات جریانات اضافی ناشی از اتصال کوتاه خارجی می‌باشد. این ملزومات برای ترانسفورماتورهایی بکار گرفته می‌شوند که در محدوده  تعریف گردیده اند.

IEC 60099-1

استاندارد  برای برقگیرها. این بخش از استاندارد برای ادوات محافظتی برق یا برقگیرها استفاده و طراحی گردیده اند که از عملیات مکرر و متوالی جهت محدود نمودن جریان و ضربه ولتاژ بر روی مدارهای قدرت  و قطع جریان پشتیبانی می‌نماید.  مخصوصا،  این استاندارد برای برقگیرهایی بکار گرفته می‌شود که حاوی یک یا چند دهانه جرقه بصورت سری، همراه با یک یا چند مقاومت غیر خطی می‌باشند.

IEC 60129

استاندارد  برای قطع کننده های جریان متناوب و سوئیچهای زمین. این استاندارد برای قطع کننده های جریان متناوب و همچنین سوئیچهای زمین بکار گرفته می‌شود که برای نصب بیرونی و درونی استعمال شده و همچنین مورد استعمال آنها  برای ولتاژهای بالای  و برای فرکانسهای سرویس تا و شامل  می‌باشد.

IEC 60265-1

استاندارد  برای سوئیچهای ولتاژ بالا. این بخش از استاندارد برای سوئیچهای جریان متناوب سه فاز و قطع کننده های سوئیچ که باعث قطع و وصل جریان در محدوده داخلی و خارجی می‌شوند بکار گرفته می‌شود و همچنین برای ولتاژهای اسمی ‌بالای  و کمتر از  و فرکانسهای اسمی‌از  تا و شامل  می‌باشد.

IEC 60282-1

استاندارد  برای فیوزهای محدوده کننده – جریان ولتاژ بالا .

این استاندارد برای کلیه انواع فیوزهای محدود کننده جریان ولتاژ بالا بکار گرفته شده و مورد مصرف آن در بیرون یا داخل ساختمان بر روی سیستمهای جریان متناوب  و  و ولتاژهای اسمی‌بیش از  می‌باشد.

برخی از فیوزها دارای لینکها یا اتصالات فیوز مجهز به ادوات نشانگر یا ضارب می‌باشند. چنین فیوزهایی در محدوده این استاندارد قرار می‌گیرند، اما باز نمودن صحیح ضارب در ترکیب با مکانیزم سیر ادوات سوئیچینگ خارج از مقوله این استاندارد می‌باشد. به استاندارد  مراجعه شود.

IEC 60282-2

استاندارد  برای فیوزهای دفعی . این استاندارد مشخص کننده ملزومات فیوزهای دفعی طراحی شده برای استفاده درونی و بیرونی بر روی سیستم های جریان متناوب  و  می‌باشد و همچنین محدوده ولتاژهای اسمی بیش از  را شامل می‌گردد.

فیوزهای دفعی، فیوزهایی هستند که در آن قوس الکتریکی با استفاده از طریق تاثیرات دافعه گازهای تولید شده بوسیله این قوس اطفا می‌گردند.

IEC 60289

استاندارد  برای راکتورها . این استاندارد برای راکتور شنت یا موازی، راکتورهای محدودکننده – جریان، راکتورهای نول- زمین، راکتورهای میرایی، راکتورهای تعدیل (فیلترینگ)، ترانسفورماتورهای زمین (کوبلرهای خنثی یا نول)، راکتورهای منع قوس بکار گرفته می‌شود.

IEC 60298

استاندارد  برای ادوات سوئیچینگ فلزی  . این استاندارد مشخص کننده ملزومات برای ساخت کارخانه ادوات سوئیچ کننده حاوی فلز می‌باشد و همچنین ادواتی برای جریان متناوب ولتاژهای اسمی‌بالای  تا و شامل  برای مصارف بیرونی و درونی وهمچنین برای فرکانسهای سرویس تا و شامل  می‌گردد.

IEC 60353

استاندارد  برای تله خطی. این استاندارد برای تله‌های خطی که در خطوط انتقال  ولتاژ بالای  قرار داده شده اند، تا از اتلاف قدرت سیگنال حامل جلوگیری کند، بکارگرفته می‌شود، مخصوصا در محدوده  تا  ، تحت کلیه شرایط سیستم قدرت، و همچنین برای به حداقل رسانی تداخل از سیستم های سیگنالینگ حامل بر روی خطوط انتقال مجاور.

IEC 60420

استاندارد  برای ترکیبات سوئیچ- فیوز. این استاندارد برای دستگاههای ۳- قطبی سیستمهای توزیع صنعتی و عمومی، ‌که بعنوان ترکیبات عملکردی سوئیچها مدنظر می‌باشند، بکار گرفته می‌شوند، شامل قطع کننده های – سوئیچ و فیوزهای محدود کننده جریان، و از این رو قادرند نسبت به قطع جریانهای بار و جریانهای اتصال کوتاه اقدام نمایند.

IEC 60427

استاندارد  برای تست سنتزی مدارشکنهای ولتاژ بالا. این استاندارد در مورد مدارشکنهای  در محدوده  بکار گرفته می‌شود. بر این اساس، این استاندارد از قوانین عمومی ‌برای تست مدارشکنهای  استفاده می‌کند و همچنین برای کنترل خازنهای قطع و وصل در محدوده وظایف تشریح شده در مضامین  تا  استاندارد  از طریق روشهای سنتزی یا ترکیبی.

IEC 60517

استاندارد  برای ادوات سوئیچینگ فلزی ایزوله- گازی.

این استاندارد مشخص کننده ملزوماتی برای ادوات سوئیچینگ فلزی ایزوله- گازی می‌باشد که در آن عایق مربوطه یا ایزولاسیون تحصیل گردیده است، یا حداقل بصورت نسبی تحصیل شده است، آنهم با استفاده از گاز عایق، بجز هوا، تحت فشار اتمسفر، برای جریان متناوب ولتاژهای  و بالاتر، برای استفاده و نصب در محیط بیرونی و داخلی و برای فرکانسهای سرویس تا و شامل .

IEC 60694

استاندارد  با مشخصهای عمومی‌برای ادوات قطع ولتاژ بالا و استانداردهای ادوات کنترلی قطع.

IEC 60726

استاندارد  برای ترانسفورماتورهای قدرت خشک. این استاندارد در مورد ترانسفورماتورهای قدرت خشک (شامل ترانسفورماتورهای اتوماتیک) بکار گرفته می‌شود، و دارای بالاترین میزان ولتاژ تا و شامل  می‌باشد.

IEC 61128

استاندارد  برای قطع کننده های AC. این استاندارد برای قطع کننده های جریان متناوب در محدوده  و بیشتر بکار گرفته شده و قابلیت سوئیچینگ جریانهای انتقال- شمس برق را دارا می‌باشد.

IEC 61129

استاندارد  برای سوئیچهای زمین AC . این استاندارد برای سوئیچهای جریان متناوب درمحدوده اسمی  و بالاتر بکار گرفته می‌شود و قابلیت سوئیچینگ جریانهای القایی را دارا می‌باشد.

IEC 61129

گزارش فنی  برای سوئیچینگ بار القایی بوسیله مدارشکنهای ولتاژ بالا. این گزارش فنی در مورد مدارشکنهایی بکار گرفته می‌شود که برای سوئیچ نمودن جریانهای مغناطیس ترانسفورماتور، جریانهای موتورهای ولتاژ بالا یا جریانهای راکتورهای شنت استفاده می‌شوند.

IEC 61259

استاندارد  IEC برای ادوات قطع عایق گاز.

این استاندارد در خصوص قطع کننده‌های فلزی عایق گاز جریان متناوب برای ولتاژهای اسمی‌  و بیشتر استفاده می‌شود. این استاندارد ارائه دهنده ملزومات تست برای ادوات قطع کننده فلزی عایق-گاز می‌باشد که به منظور سوئیچ نمودن جریانهای خازنی کوچک (بدون جریانهای بار) استفاده می‌شود، که معمولا به هنگامی‌رخ می‌دهد که بخشهایی از شمعهای برق یا خازنهای اسمی‌ تحریک شده یا حالت تحریک خارج می‌گردند.

IEC 61633

گزارش فنی IEC برای مدارشکنهای فلزی لتاژ بالا و مدارشکنهای دارای مخزن.

این گزارش حاوی اطلاعات و توصیه هایی برای تست مدارها و رویه های است که مرتبط با بوجود آمدن اتصال کوتاه و قطع مرتبط با آن می‌باشد و همچنین عملکرد سوئیچینگ مدارشکنهای فلزی و مخزن دار می‌باشد. مدارهای تست خاص عرضه شده و تستهای تشریحی را می‌توان بر این اساس بصورت کلی در مدارهای مستقیم و سنتزی اعمال نمود.

حالتهای گذرا‌ در سیستم‌های قدرت ۹ ایزولاسیون استاندارد