مبدل ولتاژ به جریان

مترجم رضاکیانی موحد

در صنعت (و همچنین وسایل نقلیه چون قطار و کشتی و...) اندازه گیری صحیح شرایط فیزیکی دستگاه ها و فرآیندها مهمترین دلمشغولی مهندسین کنترل و ابزار دقیق می باشد. کمیت های فیزیکی مانند درجه حرارت، فشار، وزن، جابجایی و غیره باید توسط دستگاه هایی اندازه گیری شده و مقادیر متناسبی از جریان یا ولتاژ را به دستگاه های نشان دهنده یا کنترل کننده انتقال بدهند. در بیشتر تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق برای انتقال مقدار کمیت اندازه گیری شده از سیگنالهای جریانی استفاده می شود چرا که در یک مدار بسته مقدار جریان از دستگاه اندازه گیری (تولید کننده ی جریان) تا دستگاه نشان دهنده یا کنترلی (مصرف کننده ی جریان) مقداری ثابت است. اما سیگنالهای ولتاژ بسته به فاصله ی دستگاه اندازه گیری تا دستگاه نشان دهنده (یا کنترل کننده) دچار افت ولتاژ می شوند و همین امر سبب کاهش دقت اندازه گیری کمیت مورد نظر می شود. از سوی دیگر امکان تأثیرپذیری ولتاژ از منابع نویز در محیط های صنعتی زیاد بوده و به همین دلیل برای جلوگیری از نویز ناچار به شیلدکردن سیمهای رابط هستیم که این امر هزینه ی زیادی را بر پروژه تحمیل می کند.

اما مشکلی که وجود دارد این است که اغلب دستگاه های اندازه گیری کمیتهای فیزیکی را به صورت ولتاژ اندازه گیری می کنند. مثلا یک ترموکوپل در خروجی خود ولتاژی متناظر با حرارت ایجاد می کند. از همین رو برای انتقال سیگنال به صورت جریان ناچاریم که ولتاژ ظاهرشده در خروجی دستگاه اندازه گیری را به جریانی متناظر با ولتاژ تبدیل کنیم. در صنعت دستگاه هایی که این تبدیل را انجام می دهند عموما به صورت یکپارچه با خود دستگاه اندازه گیری ساخته می شوند و ترانسدیوسر نام دارند. ساده ترین ترانسدیوسری که می توان ساخت یک تقویت کننده ی عملیاتی با فیدبک منفی به عنوان منبع جریان می باشد.

در شکل بالا فرض می کنیم که ورودی ولتاژ به تقویت کننده ی عملیاتی در حقیقت از کمیت فیزیکی مورد اندازه گیری (حرارت، فشار، جابجایی وغیره) ناشی شده است به گونه ای که ولتاژ 1 ولت متناظر با صفر درصد کمیت مورد نظر و ولتاژ 5 ولت برابر با 100 درصد آن کمیت باشد. سیگنال استاندارد جریانی که تولید می شود بین 4 تا 20 میلی آمپر متغیر است که متناظر با 0 تا 100 درصد تغییرات کمیت فیزیکی اندازه گیری شده می باشد. مقدار مقاومت داخلی دستگاه اندازه گیری (یا کنترل کننده) R_load یا مقاومت سیمهای رابط نقشی در میزان جریان تولید شده ندارند.

منبع

نسل جدید دژنکتورهای فشار قوی

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

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 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

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.