بریکر در تابلو برق فشار قوی

بریکر در تابلو برق فشار قوی 

سیستم قدرت که با ولتاژ بالای 36 کیلو ولت سروکار دارد، به عنوان تابلو برق فشار قوی نامیده می شود. از آنجایی که سطح ولتاژ بالا است، قوس الکتریکی تولید شده در حین عملیات سوئیچینگ نیز بسیار زیاد است. بنابراین در طراحی تابلو برق فشار قوی باید دقت ویژه ای داشت. کلید برق فشار قوی، جزء اصلی تابلو برق HV است. از این رو کلید برق فشار قوی (CB) باید دارای ویژگی های ویژه ای برای عملکرد ایمن و قابل اعتماد باشد. عملکرد معیوب و سوئیچینگ مدار فشار قوی بسیار نادر است. اغلب اوقات، این کلیدهای مدار در حالت ON باقی می مانند و ممکن است پس از مدت زمان طولانی کار کنند. بنابراین کلیدهای برق باید به اندازه کافی قابل اعتماد باشند تا در صورت لزوم از عملکرد ایمن اطمینان حاصل کنند. فناوری مدارشکن ولتاژ بالا در 15 سال گذشته به شدت تغییر کرده است. کلید روغنی (MOCB)، کلید هوایی انفجاری و کلید برق SF6 بیشتر برای تابلو برق فشار قوی استفاده می شود.

کلیدهای برق مورد استفاده در تابلو فشار قوی

کلید خلا به ندرت برای این منظور استفاده می شود. زیرا تا به امروز فناوری خلاء برای قطع جریان اتصال کوتاه ولتاژ بالا کافی نیست. دو نوع قطع کننده مدار SF6 وجود دارد. کلید تک فشار SF6 و کلید دو فشار SF6. سیستم تک فشار جدیدترین فناوری برای سیستم تابلو برق صنعتی فشار قوی، در زمان حاضر است. امروزه گاز SF6 به عنوان ماده خاموش کننده قوس، برای سیستم های برق با ولتاژ بالا و فوق بالا محبوب ترین گزینه است. البته گاز SF6 به اثر گلخانه ای کمک می کند. در اصل تاثیر آن 23 برابر بیشتر از CO2 بر اثر گلخانه ای است. بنابراین باید از نشت گاز SF6 در طول عمر کلید برق جلوگیری کرد. به منظور به حداقل رساندن انتشار گاز SF6، مخلوط گاز N2 – SF6 و CF4 – SF6 ممکن است در آینده به عنوان جایگزین SF6 خالص در سیرکویت بریکرها استفاده شود. همیشه باید مراقب بود که در طول تعمیر و نگهداری Circuit Breaker هیچ گاز SF6 در هوا نشت نکند.

مزیت اصلی کلید برق SF6 تعمیر و نگهداری کم آن است.

انواع تابلو برق فشار قوی

• نوع داخلی عایق شده با گاز (GIS)
• نوع عایق هوا در فضای باز

مجدداً، کلیدهای اتوماتیک عایق شده هوای خارجی به صورت زیر طبقه بندی می شوند:

• مدار شکن Dead Tank
• مدار شکن Live Tank

در بریکر Dead Tank، دستگاه سوئیچینگ (مجموعه قطع کننده ها) با تکیه گاه های عایق مناسب در داخل محافظ فلزی با پتانسیل زمین و پر از محیط عایق قرار دارد. در کلید Live، دستگاه سوئیچینگ (مجموعه قطع کننده ها) روی بوشینگ های عایق، در پتانسیل سیستم قرار دارد. قطع کننده های مدار مخزن Live ارزان تر هستند و به فضای نصب کمتری نیاز دارند.

انواع مدارشکن در تابلو برق فشار قوی

به طور عمده سه نوع قطع کننده مدار یا کلید برق در تابلو برق فشار قوی وجود دارد. این ها همانطور که قبلاً گفتیم در سیستم تابلو HV یا ولتاژ بالا استفاده می شوند. این کلیدها شامل کلید ایربلاست، مدارشکن SF6، کلید روغنی هستند.

مدار شکن Air Blast

در این طرح، از یک انفجار هوای فشرده با فشار بالا برای خاموش کردن قوس بین دو کنتاکت جدا شونده استفاده می‌شود. زمانی که یونیزاسیون ستون قوس در جریان‌های صفر حداقل است.

کلید روغنی

این بیشتر به عنوان قطع کننده مدار روغن حجیم (BOCB) و کلید برق حداقل روغن (MOCB) طبقه بندی می شود. در BOCB، واحد قطع کننده در داخل یک مخزن نفت با پتانسیل زمین قرار می گیرد. در اینجا روغن هم به عنوان عایق و هم به عنوان واسطه قطع کننده استفاده می شود. از طرف دیگر، در MOCB، نیاز به روغن عایق را می توان با قرار دادن واحدهای قطع کننده در یک محفظه عایق در پتانسیل زنده روی یک ستون عایق به حداقل رساند.

مدار شکن SF6

گاز SF6 امروزه به طور گسترده ای به عنوان محیط خاموش کننده قوس در کاربردهای HV استفاده می شود. گاز هگزا فلوراید گوگرد یک گاز الکترونگاتیو بالا است که دارای خواص دی الکتریک و خاموش کننده قوس عالی است. خواص دی الکتریک و عایق بالای SF6، طراحی کلید برق ولتاژ بالا با ابعاد کلی کوچکتر، شکاف تماس کوتاه تر را ممکن می سازد. خاصیت عایق عالی به طراحی و ساخت تابلو برق نوع داخلی در سیستم فشار قوی کمک می کند.

کلید برق خلاء

در خلاء، بین دو کنتاکت حامل جریان مجزا، بعد از جریان صفر، یونیزاسیون بیشتری وجود ندارد. قوس اولیه ناشی از آن است که به محض عبور از صفر بعدی از بین می‌رود، اما از آنجایی که پس از عبور جریان از صفر اول، امکان یونیزاسیون بیشتر وجود ندارد، خاموش کردن قوس کامل می‌شود. اگرچه روش خاموش کردن قوس در VCB بسیار سریع است. اما راه حل مناسبی برای تابلو برق فشار قوی نیست، زیرا VCB ساخته شده برای سطح ولتاژ بسیار بالا به هیچ وجه مقرون به صرفه نیست.

ویژگی های اساسی کلید برق فشار قوی 

برای اطمینان از عملکرد ایمن و قابل اعتماد، بریکرهای مورد استفاده در تابلو برق فشار قوی، باید قابلیت کارکرد ایمن را داشته باشند،

• خطاهای ترمینال
• خطاهای خط کوتاه
• جریان مغناطیسی ترانسفورماتور یا راکتورها
• خط انتقال طولانی انرژی
• شارژ بانک خازن
• تغییر توالی خارج از فاز

خطای ترمینال

به طور کلی بار متصل به سیستم قدرت ماهیت القایی دارد. با توجه به این اندوکتانس، هنگامی که جریان اتصال کوتاه فقط توسط یک مدارشکن قطع می شود، احتمال ولتاژ محدود کننده نوسان با فرکانس بالا در محدوده چند صد هرتزی وجود دارد. این ولتاژ دو قسمت دارد:

• ولتاژ بازیابی گذرا با نوسان فرکانس بالا بلافاصله پس از خاموش شدن قوس.
• پس از خاموش شدن این نوسان فرکانس بالا، ولتاژ بازیابی فرکانس برق در سراسر کنتاکت های CB ظاهر می شود.

ولتاژ بازیابی گذرا

درست پس از خاموش شدن قوس، ولتاژ بازیابی گذرا در سراسر کنتاکت های CB، با فرکانس بالا ظاهر می شود. این ولتاژ بازیابی گذرا در نهایت به ولتاژ مدار باز نزدیک می شود. این ولتاژ بازیابی را می توان به صورت نمایش داد:

فرکانس نوسان توسط پارامتر مدار L و C کنترل می شود. مقاومت موجود در مدار قدرت این ولتاژ گذرا را کاهش می دهد. ولتاژ بازیابی گذرا یک فرکانس واحد ندارد، بلکه به دلیل پیچیدگی شبکه قدرت، ترکیبی از فرکانس های مختلف است.

ولتاژ بازیابی فرکانس برق

این چیزی نیست جز اینکه درست پس از میرایی ولتاژ بازیابی گذرا، ولتاژ مدار باز در سراسر کنتاکت‌های بریکر ظاهر می‌شود. در سیستم سه فاز، ولتاژ بازیابی فرکانس توان در فازهای مختلف متفاوت است. در مرحله اول بالاترین میزان است. اگر نول شبکه ارت نباشد، ولتاژ روی اولین قطبی که باید پاک شود 1.5U است که U ولتاژ فاز است. در سیستم خنثی ارت، 1.3U خواهد بود. با استفاده از مقاومت میرایی، می توان میزان و سرعت افزایش ولتاژ بازیابی گذرا را محدود کرد.

تاثیر دی الکتریک 

بازیابی دی الکتریک محیط خاموش کننده قوس و سرعت افزایش ولتاژ بازیابی گذرا تأثیر زیادی بر عملکرد کلید برق مورد استفاده در سیستم تابلو برق فشار قوی دارد. در یک کلید ایربلاست، هوا بسیار آهسته یونیزه می شود، بنابراین هوا زمان زیادی طول می کشد تا قدرت دی الکتریک را بازیابی کند. به همین دلیل ترجیح داده می شود که بسیار آهسته باشد. به همین دلیل است که برای کاهش سرعت افزایش ولتاژ بازیابی، ترجیحاً از مقاومت شکن کم ارزش استفاده شود. از طرف دیگر ABCB به ولتاژ بازیابی اولیه حساسیت کمتری دارد. این به علت ولتاژ قوس بالا در مدارشکن SF6 است. محیط قطع کننده (SF6) سرعت بازیابی قدرت دی الکتریک سریع تری نسبت به هوا دارد. ولتاژ قوس پایین تر بریکر SF6 را نسبت به ولتاژ بازیابی اولیه حساس تر می کند.

در کلید روغنی، در طول قوس، گاز هیدروژن تحت فشار (تولید شده در هنگام ترکیب مجدد روغن به دلیل دمای قوس) باعث بازیابی سریع قدرت دی الکتریک بلافاصله پس از جریان صفر می شود. از این رو OCB به نرخ افزایش ولتاژ بازیابی حساس تر است. همچنین به ولتاژ بازیابی اولیه گذرا حساس تر است.

ساخت تابلو برق صنعتی 

مقاله ای که مطالعه کردید، حاصل تلاش تیم تولید محتوای بسایت شرکت آداک بهین نیرو می باشد. آداک طراح و سازنده تابلو برق صنعتی، تابلو AIS ، پست کمپکت، سیستم MCC، سیستم های روشنایی، تابلو برق PCC، بدنه تابلو برق، سینی و نردبان کابل با بهترین کیفیت است. به پشتوانه سال ها تجربه و انجام صدها پروژه منطقه ای، کشوری و بین المللی، ما آماده همکاری با شما عزیزان هستیم. به منظور استعلام قیمت خرید تابلو برق و بهره مندی از خدمات مشاوره رایگان، با کارشناسان ما تماس بگیرید.