برق-قدرت

برق-قدرت

اینجا فقط از برق و الکترونیک و کامپیوتر حرف می زنیم
برق-قدرت

برق-قدرت

اینجا فقط از برق و الکترونیک و کامپیوتر حرف می زنیم

نسل جدید دژنکتورهای فشار قوی

https://s18.picofile.com/file/8440412626/0222.jpg

رضاکیانی موحد

به مدت بیش از نیم قرن کلیدهای فشار قوی SF6 در تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی حرف اول را می زدند. خصوصیات عایقی خوب گاز SF6، به همراه خنثی بودن آن از نظر شیمیایی و توانایی خوبش در خاموش کردن جرقه سبب شد تا این گاز در گستره ی وسیعی از کلیدهای قدرت فشار ضعیف، متوسط و قوی بکارگرفته شود.

با تمام این مزایا گاز SF6 به عنوان یک تهدید زیست محیطی محسوب می شود و رها شدن آن در جو زمین می تواند سبب گرم شدن زمین به خاطر اثرگلخانه ای شود. از همین رو،  با توجه رسانه های جمعی و جمعیتهای حفاظت از محیط زیست به قدرت آلایندگی این گاز، سازندگان کلیدهای قدرت به صرافت افتاده اند تا جایگزینی برای SF6 پیدا کنند.

شرکت ای.بی.بی به عنوان یکی از پیشروترین شرکتها در زمینه ی ساخت تجهیزات برق قدرت تصمیم گرفته است تا گاز CO2 را جایگزین گاز SF6 در کلیدهای قدرت کند. هرچند که گاز CO2 از نظر عایقی و خاموش کردن جرقه توانایی گاز SF6 را ندارد اما از نظر تأثیر آن بر حجم گازهای گلخانه ای از برتری آشکاری بر  گاز SF6 برخوردار است.

دژنکتورهای ساخته شده بر اساس گاز CO2 از نظر اساس کارکرد تفاوت عمده ای با دژنکتورهای  SF6 ندارند و در نتیجه شرکت ای.بی.بی توانسته است در اواخر سال 2012 اولین دژنکتور CO2 خود را برای کار در شبکه ی 72.5 کیلوولت در نمایشگاه گولدکوست استرالیا رونمایی کند. مسئولان ای.بی.بی دژنکتورهای جدیدشان را نقطه ی عطفی در ساخت کلیدهای فشار قوی محسوب می کنند.

نسل جدید ترانسفورماتورهای جریان



https://s18.picofile.com/file/8440412626/0222.jpg

رضاکیانی موحد

ترانسفورماتورهای جریان یکی از مهم ترین تجهیزات اندازه گیری و سیستمهای حفاظتی برق قدرت می باشند. از مزایای این گونه ترانسفورماتورهای می توان عدم نیاز به اتصال مستقیم به شبکه، قیمت مناسب، ساختمان ساده و کارآیی بالا اشاره کرد. این ترانسفورماتورهای امروزه به صورتی گسترده در تأسیسات الکتریکی فشار ضعیف و فشار قوی بکارگرفته می شوند.

اخیرا شرکت southern state در آمریکا نسل جدیدی از ترانسفورماتورهای جریان را به بازار عرضه کرده است. این ترانسفورماتورها ،که از سوی شرکت سازنده CMD II نام گرفته اند، برای نصب در مدارات حفاظت طراحی شده اند. ترانسفورماتورهای جریان CMD II با استفاده از یک خط ارتباط بیسیم با فرکانس 5.8 گیگاهرتزی اطلاعات اندازه گیری شده را به صورتی امن، اقتصادی و قابل اعتماد منتقل می کند.


Cmd-ii_-_csv_transformer

CMD II قابلیت اتصال به انواع رله های حفاظتی دیجیتال را دارد و با نسبت تبدیل ترانسفورماتورهای جریان موجود در بازار هماهنگی دارد. CMD II برای استفاده در خطوط فشار قوی و فشار متوسط از 38 تا 362 کیلوولت طراحی شده است و می تواند جریانهای عادی از 20 تا 4000 آمپر و جریان خطای تا 40کیلوآمپر را اندازه گیری کند. فرستننده ی آن بدون نیاز به باتری کار می کند و با صرف کمترین هزینه می توان آن را نصب کرد.

حل مسائل مربوط به اتصال کوتاه احد کاظمی

https://s18.picofile.com/file/8440412626/0222.jpg


تعدادی از مسائل انتهای فصل اتصال کوتاه از کتاب بررسی سیستمهای قدرت(2) احد کاظمی را حل کرده ام آنها را می توانید اینجا دانلود کنید.

PUT


https://s18.picofile.com/file/8440412626/0222.jpg

همان گونه که قبلا گفتیم ترانزیستورهای تک پیوندی مدتها است که منسوخ شده اند و در مصارف صنعتی از ترانزیستورهای تک پیوندی قابل برنامه ریزی یا PUT ها استفاده می شود. PUT با قیمت پایینتر و کیفیت بهتر از UJT در دسترس است. این قطعه ی الکترونیک در حقیقت یک نوع تریستور با 3 پایه می باشد. PUT از ساختار 4 لایه ی کلاسیک تریستورها بهره می برد. توجه کنید که گیت PUT به لایه ی N نزدیک آند وصل شده است. به علاوه گیت در علامت سمبولیک قطعه نیز پایه ی گیت در نزدیکی آند قرار دارد.

http://wars-and-history.persiangig.com/%D8%A8%D8%B1%D9%82/put/03507.jpg

تصویر1: PUT ؛ منحنی کارکرد، ساختار داخلی و نمای شماتیک.

منحنی کارکرد PUT نیز در شکل 1 نمایش داده شده و شبیه به منحنی کارکرد UJT می باشد. جریان آند در برابر ولتاژ آند ترسیم شده است. ولتاژ قله آند VP نام دارد. زمانی که جریان آند افزایش می یابد ولتاژ آند نیز تا VP  افزایش می یابد. پس از آن با افزایش جریان ولتاژ کاهش می یابد تا به ولتاژ دره VV برسد.

در تصویر2 PUT به صورت معادل با UJT رسم شده است. مقاومتهای خارجی R1 و R2 جانشین مقاومتهای داخلی RB1 و RB2 در ساختار UJT شده اند. مقاومتها اجازه می دهند تا η قابل محاسبه شوند.

http://wars-and-history.persiangig.com/%D8%A8%D8%B1%D9%82/put/03509.jpg

تصویر2: PUT به جای UJT

در تصویر3 می بینیم که چگونه می توان از PUT به صورت یک نوسان ساز استفاده کرد. بازهم مشابه با UJT، مقاومت R وظیفه ی شارژ خازن را برعهده دارد. با رسیدن ولتاژ خازن به ولتاژ قله PUT در ناحیه ی مقاومت منفی عمل می کند و یک جریان با شکل موج سوزنی از درون کاتد آن عبور می کند. این جریان سبب ایجاد یک موج ولتاژ سوزنی بر روی مقاومت کاتد می شود. پس از تخلیه ی خازن PUT قطع می شود و شارژ مجدد خازن صورت می گیرد.

http://wars-and-history.persiangig.com/%D8%A8%D8%B1%D9%82/put/03505.jpg

تصویر3:PUT به عنوان تولید کننده ی موج سوزنی

سوالی که مطرح می شود درباره ی مقدار مقاومت R است تا نوسان ساز بتواند کار کند؟ مقاومت شارژ کننده ی خازن باید آنقدر کوچک باشد تا بتواند جریان لازم برای شارژ خازن تا ولتاژ Vp را تأمین کند. وقتی ولتاژ خازن به Vp می رسد ولتاژ آند با افزایش جریان افت می کند(ناحیه ی مقاومت منفی) که کارکرد PUT را به ناحیه ی دره منتقل می کند. وظیفه ی خازن است که جریان دره Iv را تأمین کند. هنگامی که خازن تخلیه شد نقطه ی کار PUT به بالای شیب نقطه ی قله می رسد. حال مقاومت باید آنقدر زیاد باشد که جریان نقطه ی بالای دره Ip از آن عبور نکند. اگر جریان بیشتری از طریق مقاومت عبورکند مقاومت پس از تخلیه ی خازن جریان دره را تأمین می کند و نقطه ی کار هیچ گاه به سمت چپ نقطه ی قله بازنمی گردد.

ما ولتاژ تغذیه را همانند مثال UJT برابر با 10 ولت فرض کرده ایم. مقادیر R1 و R2 را آنچنان انتخاب کرده ایم که η تقریبا برابر با 3/2 بشود. η و Vs محسابه شده اند. مقاومت موازی معادل R1 و R2 مقاومت RG است که و از جدول زیر به دست آمده است. با VS=10 نزدیک ترین مقدار به 6.3 ولتاژ VT=0.6V را به دست می دهد.

http://wars-and-history.persiangig.com/%D8%A8%D8%B1%D9%82/put/13081.jpg

ما همچنین مقادیر Ip و Iv را محاسبه کرده ایم ولی هنوز نیاز داریم تا Vv را حساب کنیم. ما از 10% مقدار VBB= 1V در مثال قبل استفاده کرده ایم. بر اساس مشخصات فنی قطعه در جریان IF=50mA باید VF=0.8 باشد. جریان IV=70µA کمتر از IF=50mA شده است. بنابراین، Vv باید کمتر از VF=0.8V باشد. اما چقدر کمتر؟ برای ایمنی بیشتر این ولتاژ را صفر گرفته ایم. این امر محدوده ی پایین جریان در مقاومت را اندکی بالابرده است.

http://wars-and-history.persiangig.com/%D8%A8%D8%B1%D9%82/put/13082.jpg

با بکاربردن مقاومت بیش از 143کیلواهم می توان تضمین کرد که بازگشت به نقطه ی آغازین کارکرد پس از تخلیه ی خازن امکان پذیر است. با انتخاب مقاومت کمتر از 755 کیلواهم اجازه می دهد تا خازن تا مقدار Vp شارژ شود. در زیر جدول مشخصات فنی PUT به شماره 2n6027 آمده است.

 

Parameter

Conditions

min

typical

max

units

VT

 

 

 

 

V

 

VS=10V, RG=1Meg

0.2

0.7

1.6

 

 

VS=10V, RG=10k

0.2

0.35

0.6

 

IP

 

 

 

 

µA

 

VS=10V, RG=1Meg

-

1.25

2.0

 

 

VS=10V, RG=10k

-

4.0

5.0

 

IV

 

 

 

 

µA

 

VS=10V, RG=1Meg

-

18

50

 

 

VS=10V, RG=10k

70

150

-

 

 

VS=10V, RG=200Ω

1500

-

-

 

VF

IF=50mA

-

0.8

1.5

V

در تصویر4 یک PUT را می بینیم که به عنوان تولید کننده ی موج سوزنی برای فرمان دادن به تریستور بکاررفته است. این مدار نیاز به یک منبع تغذیه ی فیلتر نشده VBB دارد (در تصویر نشان داده نشده) مقاومت متغیر باید کمترین میزان را برای جلوگیری از قفل شدن PUT در ولتاژ دره داشته باشد.

http://wars-and-history.persiangig.com/%D8%A8%D8%B1%D9%82/put/03510.jpg

تصویر4:PUT به عنوان مدار آتش یک تریستور

گفته می شود که PUT می تواند برای ساخت موجی با فرکانس 10کیلوهرتز مناسب باشد. اگر یک شکل موج پله ای خطی تر ،به جای شکل موج سوزنی، مورد نیاز باشد مقاومت شارژ کننده ی خازن را می توان با یک منبع جریان ثابت مانند FET عوض کرد.

 منبع

http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_7/8.html