گزارش کارآموزی آشنایی با تاسیسات الکتریکی

دسته بندي : فنی و مهندسی » برق، الکترونیک، مخابرات
گزارش کارآموزي آشنايي با تاسيسات الکتريکي در 32 صفحه ورد قابل ويرايش


بخش اول : آشنايي با تاسيسات الكتريكي

آشنايي با جريان سه فاز

جريان سه فاز در مداري كه سيم بندي القاء شونده آن (آرميچر) از سه دسته سيم پيچ جدا كه هر كدام نسبت به هم 120 درجه الكتريكي اختلاف فاز دارند تهيه مي شود.

انواع اتصال در سيستم سه فاز

در سيستم سه فاز معمولاً‌ از سه نوع اتصال استفاده مي شود :

الف- اتصال ستاره

ب- اتصال مثلث

ج- اتصال مختلط

-محاسبه جريان و ولتاژ در اتصال ستاره

همانطور كه مي دانيم در اتصال ستاره اختلاف سطح هر فاز با سيم نول ولتاژ فازي (UP) و اختلاف سطح هر فاز با فازي ديگر ولتاژ (Ul) را تشكيل مي دهند. مقدار ولتاژ خط از مجموع دو ولتاژ فازي بدست مي آيد. به همين جهت براي بدست آوردن مقدار Ul بايد برآيند دو ولتاژ فازي را رسم و مقدار آن را محاسبه نماييم. بدين ترتيب كه يكي از بردارها را در امتداد و به اندازه خودش رسم كرده و سپس بردار را با بردار پهلويش رسم مي كنيم. رابطه روبرو برقرار است :

اما جرياني كه از هر كلاف عبور مي كند همان جريان خط مي باشد. يعني در اتصال ستاره جريان خط مساوي جريان فاز است . IL=IP

-محاسبه جريان و ولتاژ در اتصال مثلث

در اين روش كلافهاي مصرف كننده يا مولد به شكل مثلث قرار مي گيرند. همانطور كه مي دانيم ولتاژ خط UL در اتصال مثلث همان ولتاژي است كه در دو سر كلاف قرار دارد يعني در اتصال مثلث ولتاژ خط برابر با ولتاژ فاز است : UL = UP

اما جرياني كه از هر خط مي گذرد مجموع برداري جريان دو كلاف بعدي است. پس جريان هر خط 73/1 برابر جريان هر فاز است :

-اتصال مختلط تركيبي از اتصالهاي ستاره و مثلث مي باشد.

توان در مدارهاي سه فاز

در يك اتصال سه فاز توان كل از مجموع توانهاي هر فاز بدست مي آيد : P = P1+P2+P3

اگر بار متعادل باشد داريم : P1 = P2 = P3 = Pph

پس توان كل مي تواند سه برابر توان هر فاز باشد : P = 3Pph

P = Up.lp.COS (j)

در اتصال ستاره توان بصورت زير بدست مي آيد :

و ip=iL







در اتصال مثلث هم رابطه بالا صادق مي باشد.

روشهاي اندازه گيري توان

معمولاً براي اندازه گيري در سيستم سه فاز از دو روش زير استفاده مي كنند :

الف- روش چهار سيم (3 واتمتري)

ب- روش سه سيم (2 واتمتري)

الف- روش چهار سيم :

در اين روش با استفاده از 3 واتمتر كه سر راه هر فاز قرار مي گيرد و سيم نول توان هر فاز جداگانه اندازه گيري شده و مجموع اين سه واتمتر توان كل مي باشد. اگر بار كاملاً متعادل باشد هر سه واتمتر داراي مقادير مساوي مي شوند. پس در يك بار متعادل فقط از يك واتمتر هم مي توان استفاده كرد.

ب- روش سه سيم :

در اين روش بدون سيم نول عمل مي شود. دو واتمتر كه هر كدام بين دو فاز قرار مي گيرد البته فاز وسط براي فازهاي اول و سوم مشترك است توان كل از مجموع دو واتمتر بدست مي آيد.


مزاياي سيستم سه فاز

1- در جريان تكفاز مقدار قدرت لحظه اي در قسمتهايي به صفر مي رسد اما در جريان سه فاز هيچگاه توان لحظه اي صفر نمي شود چون اگر يكي از فازها مقدارش به صفر برسد فازهاي ديگر داراي مقادير هستند.

2- راه اندازي موتورهاي آسنكرون : مي دانيم كه براي گردش موتورهاي آسنكرون احتياج به ميدان دوار است كه اين ميدان با جريان تكفاز ساخته نمي شود.

3- تبديل جريان متناوب به جريان مستقيم : دامنه يكسو در تبديل سيستم سه فاز به جريان مستقيم داراي ضربان كمتري نسبت به جريان يكسو شده توسط جريان متناوب تكفاز بوده و ضريب بهره آن زياد است.

عايق كابلها

براي پوشش عايقي سيم ها از پلاستيك / لاستيك و يا از كاغذ استفاده مي شود. امروز كابل با عايق پلي وينل pvc بيشتر از كابلهاي ديگر بكار مي رود. عايق ديگري بنام پلي اتيلن نيز وجود دارد. عايق اكثر كابلهاي جريان قوي از كاغذ آغشته به روغن تهيه مي شود.

از عايق لاستيكي در جاهايي كه احتياج به چرخش زياد باشد نيز استفاده مي كنند.

ساختمان كابلهاي فشار قوي و حفاظت آنها :

قسمت اصلي ساختمان كابلها هادي و عايق آن است. ضمناً كابل را بايد در مقابل پديده هاي زير حفاظت نمود :

الف- حفاظت در مقابل فشار و ضربه هاي مكانيكي

ب- حفاظت در مقابل زنگ زدگي و اكسيد شدن هادي

پ- حفاظت در مقابل اثرات شيميايي و پوسيدگي

ت- حفاظت در مقابل اثرات ميدان الكتريكي و اتصال كوتاه شدن و ميدان هاي خارجي و جريان زياد

ث- فيوز فشار قوي

فيوزهاي H.H براي فشار قوي مورد استفاده قرار مي گيرند و خيلي بلندتر از فيوزهاي معمولي تا 500 ولت است. براي حفاظت ترانسفورماتورهاي توزيع و اندازه گيري مورد استفاده قرار مي گيرند.

فيوز H.H فقط در جايي بكار برده مي شود كه قدرت اتصال كوتاه از MVA400 تجاوز نكند. ساختمان فيوز H.H شبيه فيوز فشار ضعيف است. در داخل يك لوله چيني يا فيبري بزرگ سيم فيوز بصورت مارپيچ قرار گرفته و در دو انتها به دو کلاهك فلزي محكم شده است. سيم فيوز بطور آزاد در داخل براده كوارتز قرار گرفته يا مدار در داخل لوله دندانه است و سيم از داخل دندانه ها عبور كرده است. فيوزهاي فشار قوي داراي يك سيم فرعي اند كه با قطع شدن آن دکمه اي به خارج پرتاب مي شود و نشان مي دهد كه فيوز سوخته است. مي توان از حركت اين دكمه براي مدار فرعي استفاده كرد كه از قطع فيوز در داخل اطاق فرمان اطلاع حاصل كرد.



انتخاب نوع فيوز

براي خطوط ساده فيوزهاي ذوب شونده جهت حفاظت كافي است. اما در شبكه هاي گسترش يافته با مصرف كنندگان صنعتي تنها فيوزهاي ذوب شونده كافي نيست. زيرا در صورت سوختن يكي از سه فيوز قبل از دو فيوز ديگر موتور تحت ولتاژ دو فاز باقي مانده و خطر سوختن آن در بين است. بايد از فيوز بي متال و مغناطيسي استفاده كرد مقدار فيوز براي كابل يا سيم معلوم با توجه به شدت جريان مجاز عبوري از سيم و جريان نامي فيوز انتخاب مي شود.

جداول زير جريان مجاز سيم و فيوز را مشخص مي كنند.

تعيين افت ولتاژ مجاز و انتخاب سطح مقطع هادي

خطوط هادي الكتريسيته در حقيقت مقاومتهاي الكتريكي هستند كه از آنها جريان عبور مي كند. با اتصال مصرف كننده به چنين خطوطي و عبور جريان از آنها در خط افت ولتاژ پديد مي آيد.

با توجه به قانون اهم : مقاومت خط × جريان مصرفي = افت ولتاژ

DU = l.R

در انتهاي خط ولتاژ به اندازه DU2 كمتر از ولتاژ ابتداي خط است. آنچه كه براي مصرف كننده مهم است تامين توان نامي آن است.

براي رسيدن به اني امر بايد نكات زير را درگرفت :

الف- سطح مقطع كابل و در نتيجه مقاومت آن را بايد طوري انتخاب كرد كه افت توان از حد معيني تجاوز نكند و در ضمن حرارت ايجاد شده در اثر عبور جريان از حد معيني تجاوز نكند.

3-كليد زبانه اي

در كليد غلطكي به خاطر تماس و سائيدگي كه بين نوار هادي و كنتاكتهاي ثابت بوجود مي آيد از عمر كليد كاسته مي شود. به همين خاطر از كليد غلطكي كمتر استفاده مي شود و بجاي آن از كليد زبانه اي استفاده مي شود.

در اين كليد بجاي قراردادن نوار هادي روي استوانه استوانه را طوري طراحي مي كنند كه داراي برجستگي و فرورفتگي هايي مي باشد كه اين استوانه حول محور خود حركت كرده و زبانه هايي را بالا و پائين مي برد. زبانه مزبور كنتاكتهاي متحرك را به كنتاكتهاي ثابت وصل و يا‌آنها را از هم جدا مي كند. اين كليد بصورتهاي روكار و توكار بكار مي رود.

راه اندازي الكتروموتور با استفاده از كليدهاي ساده :

مصرف كننده هاي سه فاز و الكتروموتورهاي با قدرت كم را مي توان بطور مستقيم به شبكه وصل كرد. در راه اندازي به طور مستقيم از انواع كليدهاي ساده استفاده مي كنند. معمولاً اين گونه كليدها 6 كنتاكت دارند كه سه كنتاكت ورودي با حرفهاي R,S,T و سه كنتاكت خروجي به حرفهاي U,V,W مشخص و داراي دو حالت قطع و وصل مي باشند كه با علامتهاي (O) براي قطع و (I) براي وصل. در نقشه هاي الكتريكي كليدها را در حالت قطع نشان مي دهند.


راه اندازي موتورها با استفاده از كليد ستاره – مثلث :

همانطوريكه گفته شد موتورهاي قدرت پائين را مي توان بطور مستقيم به شبكه وصل كرد.

اما الكتروموتور با قدرتهاي بالاتر را به علت جريان نسبتاً زياد در راه اندازي نبايد مستقيماً به شبكه وصل كرد بلكه بطور تدريجي، كه روشهاي مختلفي براي اين كار وجود دارد كه ساده ترين آنها راه اندازي به روش ستاره مثلت است كه هم با كليدهاي ساده و هم مركب قابل اجرا مي باشد.

كليدهاي ستاره- مثلث ساده نيز معمولاً بصورت غلطكي و زبانه اي ساخته مي شدند.

اين كليد ابتدا سيم پيچهاي موتور را بصورت ستاره به شبكه وصل مي كند. پس از اينكه موتور به سرعت نرمال خود رسيد، با تغيير حالت كليد سيم پيچهاي موتور را به حالت مثلث در شبكه قرار مي دهد.

پس كليد داراي سه حالت قطع – ستاره و مثلث مي باشد.


بخش سوم : كليدهاي مركب

كليدهاي مركب

همانطور كه گفته شد كليدهاي مركب نيروهاي مكانيكي جهت قطع و وصل را از انرژي واسطه اي مانند الكتريسيته دريافت مي كنند مانند رله و كنتاكتور.

تعريف رله :

بطور كلي رله به دستگاهي گفته مي شود كه در اثر تغيير كميت الكتريكي و يا كميت فيزيكي مشخص تحريك شده و موجب بكار افتادن دستگاه يا ماشيني بشود.

تعريف كنتاكتور :

كنتاكتور نيز يك رله است (كليد بوبين دار) كه مانند كليد ساده سه فاز داراي سه كنتاكت براي وصل مدار قدرت و كنتاكتهاي كمكي جهت مدار فرمان مي باشد و اساس كارش بر مبناي بوبين سيم پيچي شده با هسته آهني است.

-سيم پيچ كنتاكتور ممكن است با جريان مستقيم يا متناوب و يا ولتاژ هاي 330، 220، 127، 110 و … و با جريان كم تحريك شود. هسته آهني از دو قسمت كه يكي ثابت و ديگري متحرك است ساخته شده.

قسمتي كه در زير قرار گرفته ، ثابت و قسمت بالائي متحرك است و توسط فنر از قسمت ثابت فاصله مي گيرد. سيم پيچ كنتاكتور روي قرقره پيچيده در وسط هسته جاي مي گيرد. زماني كه اين بوبين تحريك شود بخش ثابت هسته بخش متحرك را به سمت خود مي كشد و هنگامي كه بوبين از منبع انرژي قطع شود.

فنرها قسمت متحرك را مجدداً به جاي خود برمي گردانند.

بر روي قسمت متحرك، كنتاكتهاي كنتاكتور نصب شده است كه با حركت هسته بالا و پائين مي روند.

و با كنتاكتهاي ثابتي كه در اطراف كنتاكتور قرار دارد تماس برقرار مي كنند. بدين ترتيب كه كنتاكتهايي كه از نظر الكتريكي باز بودند، در اثر جذب هسته بالايي بسته و كنتاكتهاي بسته باز مي شوند.

كنتاكتهاي يك كنتاكتور به دو دسته اصلي و فرعي تقسيم مي شوند :

كنتاكتهاي اصلي براي ورود جريان سه فاز از شبكه به مصرف كننده و كنتاكتهاي فرعي به عنوان كنترل در مدار فرمان عمل مي كنند. معمولاً جرياني كه كنتاكتهاي فرعي مي توانند از خود عبور دهند كمتر از جرياني است كه كنتاكتهاي اصلي از خود عبور مي دهند.

ساختمان داخلي كنتاكتور بصورت زير مي باشد :

قاب نگهدارنده كنتاكتهاي بالايي

تيغه اصلي

بوبين

هسته

حلقه اتصال كوتاه

كنتاكت اصلي

كنتاكت فرعي

بست نگهدارنده

فنر

قاب نگهدارنده كنتاكتهاي پايين

كانال جداكننده

پين نگهدارنده

كنتاكت اصلي

كنتاكت فرعي

بست نگهدارنده

مشخصات كنتاكتور :

مشخصات الكتريكي و حرارتي و مكانيكي هر كنتاكتور بصورت زير مي باشد :

الف- ولتاژ نامي :

هر كنتاكتور ممكن است در شبكه هاي مختلفي از ولتاژ و فركانس كار كند لذا بايد قطعات آن از نظر عايق تحمل ولتاژ و فركانس شبكه مزبور را داشته باشد.

ب- جريان نامي :

-سكسيونر ساده :

سكسيونر وسيله قطع و وصل سيستمهايي است كه تقريباً بدون جريان هستند به عبارتي ديگر سكسيونر قطعات و وسايلي را كه فقط زير ولتاژ هستند از شبكه جدا مي سازد. برحسب اين تعريف در صورتي كه اختلاف پتانسياي بين دو كنتاكت سكسيونر ظاهر نشود قطع آن بلامانع است. همينطور وصل سكسيونر كه بين دو كنتاكت آن تفاوت پتانسيلي موجود نباشد مجاز خواهد بود از آنچه گفته شد چنين نتيجه مي شود كه در واقع سكسيونر يك ارتباط دهنده يا قطع كننده مكانيكي بين سيستمها است. سكسيونر بايد در حالت بسته يك ارتباط مكانيكي محكم و مطمئن در كنتاكت هر قطب برقرار سازد و مانع افت ولتاژ گردد لذا بايد مقاومت عبور جريان در محدوده سكسيونر كوچك باشد تا حرارتي كه در اثر كار مداوم در كليد ايجاد مي شود از حد مجاز تجاوز نكند.

اين حرارت توسط ضخيم كردن تيغه و بزرگ كردن سطح تماس در كنتاكت و فشار تيغه در كنتاكت دهنده كوچك نگه داشته مي شود در ضمن بايد سكسيونر طوري ساخته شود كه در اثر جرم و وزن تيغه يا فشار باد و برف و غيره خود به خود بسته نشود.



موارد استعمال سكسيونرها :

به منظور حفاظت اشخاص و متصديان مربوطه در مقابل برق زدگي بكار برده مي شود به اين جهت طوري ساخته مي شوند كه در حالت قطع شدگي يا چسبندگي به طور واضح وآشكار قابل رويت باشند. يعني در هواي آزاد انجام گيرند. از‌ آنجايي كه سكسيونر باعث بستن يا بازكردن مدار الكتريكي نمي شود (براي بازكردن و بستن هر مدار الكتريكي فشار قوي احتياج به يك كليد ديگري خواهيم داشت به نام) كليد قدرت كه قادر است مدار را تحت هر شرايطي باز كند سكسيونر وسيله اي است براي ارتباط كليد قدرت به شين و يا هر قسمت ديگري از شبكه كه داراي پتانسيل است. سكسيونر را مي توان از نظر ساختماني به انواع مختلف زير تقسيم نمود :

1- تيغه اي 2- كشويي 3-دوراني 4-قيچي اي.

براي جلوگيري از قطع و وصل بي موقع و در زير بار سكسيونر معمولاً بين سكسيونر و كليد قدرت چفت و بست مكانيكي يا الكتريكي به نحوي برقرار مي شود كه هنگام وصل بودن كليد قدرت سكسيونر را به هيچ وجه نتوان قطع يا وصل كرد.

مشخصات مهم يك سكسيونر كه گوياي مشخصات فني و استقامت الكتريكي و ديناميكي است.

ولتاژ نامي Vn

جريان نامي In

جريان اتصال كوتاه ضربه اي Is

جريان اتصال كوتاه كوتاه مدت (معمولاً 1 تا 3 ثانيه) Ith


سكسيونرهاي قابل قطع زيربار :

به علت اينكه در بيشتر شبكه ها و پستهاي كوچك كليد قدرت و سكسيونر و وسايل اضافي مربوط به چفت و بست آنها مبالغ زيادي از مخارج و هزينه كل تاسيسات را شامل مي گردد و به علت اينكه در اغلب موارد نصب كليد قدرت با مزاياي قطع و وصل سريع آن حتماً لازم و ضروري نيست كليد سكسيونر قابل قطع زير بار طرح و ساخته شد سكسيونر قابل قطع زير بار در ضمن اينكه بايد وظيفه يك سكسيونر را انجام دهد يعني در ضمن برداشتن ولتاژ يا قطع شدگي قابل رويت و مطمئن در مدار شبكه فشار قوي بوجود آورد بايد قادر باشد مانند يك ديژنكتور نيز قدرتها و جريانهاي كوچك الكتريكي را نيز قطع كند لذا هر سكسيونر قابل قطع زير بار بايد داراي وسيله اي براي قطع فوري جرقه باشد. سكسيونر قابل قطع زيربار اصولاً داراي قدرت وصل بسيار زياد است و مي تواند شدت جريانهايي با شدت 25 تا 75 كيلوآمپر را به خوبي وصل كند.