رله دیفرانسیل بر اساس مقایسه جریان ها ( تراز جریانی ) کار می کند و به مقدار جریان بستگی ندارد و فقط اگر ضریب تبدیل بهم بخورد رله عمل می کند .

رله دیفرانسیل برای حفاظت ترانس ، ژنراتور ، باسبار ، الکتروموتور بکار می رود.

مواردی که باعث عملکرد نا خواسته رله دیفرانسیل می شود :

الف : اشباع ترانس های جریان CT1 و CT2 در اثر عبور جریان اتصال کوتاه خارج از محدوده حفاظت باعث عملکرد رله می شود .

ب : وجود تپچنجر در ترانس قدرت .

ج : جریان ضربه ای در حفاظت ترانس قدرت .

بنابراین رله دیفرانسیل باید طوری ساخته شود که در موارد بالا از عملکرد آن جلوگیری شود .

الف – اشباع ترانس های جریان :

در اثر عبور جریان زیاد ناشی از اتصال کوتاه خارج از محدوده ، حفاظت ترانس های جریان به ناحیه اشباع می رسد و بعلت عدم تطبیق منحنی های مغناطیسی آنها در ناحیه اشباع و در نتیجه خطای ترانس های جریان ، اختلاف جریانی بوجود می آید که می تواند باعث عملکرد نا خواسته رله شود .

ب – وجود تپچنجر در ترانس های قدرت :

در اثر تغییر مراحل تپ چنجر در ترانس های قدرت چون نسبت تبدیل ترانس ها در زمان تعویض تپ تغییر می کند در نتیجه در نسبت جریان اولیه و ثانویه نیز تغییری بوجود می آورد که باعث عملکرد ناخواسته رله می شود .

برای جلوگیری از عملکرد رله دیفرانسیل باید پایدار باشد.

ج – جریان ضربه ای :

هنگام برقدار کردن ترانس ( در صورت باز بودن ثانویه ) یک جریان ضربه ای که مقدار آن به ۸ تا ۱۲ برابر جریان نامی می رسد از سیم پیچ اولیه عبور می کند.

که چون مقدار آن در سیم پیچ اولیه می باشد و جریان ثانویه صفر است رله دیفرانسیل به علت تفاوت جریان عمل خواهد کرد.

در صورتی که این جریان زیاد ، پس از چند میلی ثانیه کاهش می یابد و به جریان بی باری می رسد رله نباید در این حالت عمل نماید برای جلوگیری از عملکرد رله باید inrush Proof باشد .

حتماً در مسافرتهای خود، متوجه دکلهای بلند خطوط انتقال برق شده‌اید.

این خطوط قادرند انرژی الکتریکی را از محل تولید در نیروگاهها با ولتاژهای بسیار بالا  به محل مصرف، مثلاً در شهرها یا مراکز صنعتی انتقال دهند.

اما نکته مهم در مورد این خطوط انتقال این است که برق در آنها به صورت جریان متناوب با فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز انتقال می‌یابد.

اما جهت انتقال برق در فواصل بین کشورها یا از زیر اقیانوسها یا جهت تبدیل خطوط ۵۰ هرتز به ۶۰ هرتز یا برعکس، روش دیگری از چندین دهه گذشته پیشنهاد شده که روش انتقال جریان مستقیم نام گرفته‌ است.

منتهی تا کنون چندان به این روش توجه نشده بود. این مقاله به دلایل گرایش دولتها و کشورها به استقرار خطوط انتقال جریان مستقیم می‌پردازد.

حدود ۵۷ سال از استقرار نخستین خط انتقال فشار قوی جریان مستقیم می‌گذرد.

ولی پس از این مدت دراز، در سالهای اخیر اهمیت آن بیشتر احساس می‌گردد.

اما چرا پس از این همه سال؟ شاید بتوان پاسخ این پرسش  را در احداث نیروگاههای پرقدرت اتمی در دنیای کنونی جستجو کرد.

طرح انتقال برق به صورت جریان مستقیم، به تازگی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است و با توجه به امکانات فنی امروزی، می‌توان این اندیشه را کاملاً علمی پنداشت.

از نظر تاریخی ساخت و استقرار نخستین خط انتقال جریان مستقیم فشار قوی در مقیاس تجاری، در سال ۱۹۵۴ توسط یک گروه به سرپرستی یک مهندس سوئدی به نام «اونولام» صورت گرفت.

این طرح شامل یک خط به طول ۹۶ کیلومتر می‌شد که ۳۰ مگاوات قدرت را در مجاورت دریای بالتیک از سرزمین اصلی کشور سوئد تا جزیره‌ای در این دریا به نام «گاتلند» انتقال می‌داد.

خیلی زود میزان انتقال انرژی سالانه به این جزیره توسط خط مزبور به مرز یکصد میلیارد وات ساعت رسید.

در سال ۱۹۶۱ خط فشار قوی جریان مستقیم دیگری بین فرانسه و بریتانیا به قدرت ۱۶۰ مگاوات کشیده شد که بخشی از کابل می‌بایست زیر دریا در کانال مانش قرار می‌گرفت.

در حال حاضر نیز خط دیگری با قدرت ۲۰۰۰ مگاوات در امتداد کانال مانش در حال ساخته شدن است.

تاریخ استقرار نخستین خط انتقال از این نوع، در آمریکای شمالی به سال ۱۹۷۰ باز می‌گردد که طی آن یک خط ۱۳۶۰ کیلومتری جهت انتقال ۱۴۴۰ مگاوات به کار برده شد و می‌توان آن را بلندترین خط انتقال جریان مستقیم و در عین حال پرظرفیت‌ترین آنها دانست.

به تازگی ظرفیت این خط  به ۲۰۰۰ مگاوات افزایش یافته است .

این خط،  نیروی الکتریکی تولید شده از نیروگاههای آبی سواحل اقیانوس آرام را در سراسر ایالت کالیفرنیا توزیع می‌کند.

صاعقه گیر اذرخش(ساخت ایران)

مسئله اقتصادی بودن طرح:

یکی از مهمترین دلایل روی آوری کارشناسان به کاربرد این تکنیک نوین، اقتصادی بودن آن است.

زیرا به جای ساخت نیروگاههای پرهزینه در مناطقی که نیاز به مصرف زیاد دارند، می‌توان برق اضافی را از فواصل بسیار دور بدین شیوه و با هزینه‌ای به مراتب کمتر انتقال داد.

به عنوان مثال در بعضی مناطق کانادا و سواحل غربی ایالات متحده آمریکا، منابع آبی و ذغالی بیشتری جهت تولید الکتریسیته در مقیاس وسیع وجود دارد.

در حالی که در مناطق پرمصرف دیگر چنین امکاناتی کمتر موجود است.

به عنوان مثالی دیگر دو کشور فرانسه و بریتانیا را در نظر می‌گیریم. به دلیل وجود نیروگاههای هسته‌ای زیاد در فرانسه، تولید برق این کشور در بسیاری اوقات مازاد بر مصرف است.

بدین لحاظ بریتانیا قادر خواهد بود از طریق کابل فشار قوی از میان کانال مانش، این برق اضافی را دریافت کرده و به مصرف برساند.

با سرمایه‌گذاری ثابت، تجربه نشان داده که کاربرد خطوط انتقال جریان مستقیم قادر به انتقال قدرت بیشتری در مقایسه با خطوط انتقال جریان متناوب است.

همین امتیاز دلیل عمده روی آوری به سوی احداث چنین خطوطی بوده است آن هم به جای ساخت و استقرار نیروگاههای پرهزینه‌ای که با سوخت فسیلی کار می‌کنند یا از انرژی هسته‌ای بهره می‌گیرند.

در سالهای اخیر طرحها و پروژه‌های ایجاد خطوط انتقال جریان مستقیم در کشور آمریکا بیش از هر نقطه دیگری در دنیا بوده است.

مصونیت در مقابل القای مغناطیسی

یکی دیگر از مزیتهای خطوط انتقال جریان مستقیم، مصونیت آن در برابر مشکل القای مغناطیسی و به اصطلاح، تولید «راکتانس اندوکتیو» است که در خطوط انتقال جریان متناوب ، لازم بود به نحوی مقاومت «اندوکتیو» مزبور تا حد امکان کاهش یا فته و جبران گردد.

البته با استفاده از روشهایی همچون قرار دادن خازنهای سری که خود می‌تواند منجر به ایجاد نوسانهایی در ولتاژ تغذیه شود.

کابلهای جریان مستقیم قادر به حمل توان الکتریکی بیشتر از کابلهای جریان متناوب در همان اندازه می‌باشند.

زیرا علاوه بر نبودن مشکل القای مغناطیسی، هیچ‌گونه تلفات دی‌الکتریک نیز وجود نخواهد داشت.

بدین لحاظ کاربرد آن در کابلهای بین اقیانوسی در فواصل طولانی‌تر از ۷۰ تا ۸۰ کیلومتر بسیار مطلوبتر است.

از نظر مقایسه هزینه در برابر قابلیتهای سیستم انتقال، می‌توان گفت هزینه استقرار خطوط جریان مستقیم دو سوم هزینه خطوط جریان متناوب است.

البته باید هزینه دستگاههای مبدل جریان مستقیم به متناوب و برعکس را در دو سمت خط انتقال نیز در نظر گرفت.

اما با وجود این موضوع اگر طول خط انتقال از یک حدی بیشتر باشد، در هر صورت کاربرد خط جریان  مستقیم اقتصادیتر تمام می‌شود.

به عنوان مثال برای یک خط هزار واتی که هزینه تلفات آن ۴۴۰ دلار برای هر کیلووات ساعت انرژی است فاصله مرزی جهت کاربرد دو نوع خط انتقال، بین ۸۳۰ تا ۱۰۰۰ کیلومتر است.

در مراکز نیرو، جهت تبدیل جریان متناوب به مستقیم، از لامپهای تریتور استفاده می‌شود که در دو نیم سیکل متوالی، جریان را به ترتیب عبور داده یا بلوکه می‌کنند.

هادی‌های آلومینیومی با روکش مسی (CCA) و مقایسه برخی از ویژگی‌های مس و آلومینیوم

هادی‌های آلومینیومی با روکش مس شامل یک هسته آلومینیومی با لایه محکمی از مس است که بصورت پیوند فلزی با آلومینیوم درهم آمیخته باشد.

ضخامت مس ممکن است متفاوت باشد ولی برای بکارگیری در کابل، این ضخامت اغلب به صورت ۱۰% حجمی یا ۲۷% وزنی است.

سیم هادی را می توان با روکش‌های گوناگون تولید کرد ولی فناوری که عموماً بکار می رود، از شمشال ترکیبی آغاز می شود که پس از آن با نورد کردن و در پی آن عملیات کشش به صورت سیم و با اکسیژن صورت می‌گیرد.

اما هنگامی که مفتول ترکیبی به اندازه‌های مورد نظر سیم کشیده می‌شود، هم مرکز بودن آن و همچنین نسبت مس به آلومینیوم بدون تغییر باقی می‌ماند.

سازندگان کابل که از سیم آلومینیوم با روکش مس استفاده می‌کنند به تجهیزات خاصی نیاز ندارند زیرا می‌توانند آن را با همان ماشین‌های کشش مس، با همان قالب‌های کشش و بدون هیچگونه تغییری در زوایای قالب کشش، بدون تغییر در سرعت، روانکارها و یا کاهش قطر مفتول در هر مرحله که برای مس در نظر می‌گیرند، تولید کنند.

آلومینیوم با روکش مس وجوه امتیاز آشکاری بر هر دو مورد مس وآلومینیوم دارد.

این محصول از مس سبک‌تر است، آسان‌تر بکار گرفته می‌شود، استفاده آن اقتصادی‌تر و هزینه حمل و نقل آن کمتر است.

در عین حال اتصال مس/آلومینیوم به آسانی سرعت اتصال مس است و به هیچگونه اتصالات با مفصل‌های ترکیبی خاصی برای آلومینیوم با روکش مس نیاز نیست.

از طرفی شکل‌پذیری سیم آلومینیومی با روکش مسی ، با شکل‌پذیری سیم آلومینیومی برابر و هدایت الکتریکی آن بالاتر است.

خصوصیات هادی‌های آلومینیومی با روکش مس در مقایسه با هادی‌های مس و آلومینیوم در جدول ۱ نشان داده شده است.

هادی آلومینیومی با روکش مس به عنوان هادی مرکزی در کابلهای کواکسیال برای آنتن مرکزی تلویزیون عملاً جایگزین هادی تک مفتولی مسی شده است.

کابل‌های ساخته شده با هادی آلومینیومی دارای روکش مس هر دو، امتیاز الکتریکی و مکانیکی را دارا می‌باشند.

وزن کمتر سیم امکان کارگیری مواد عایقی با چگالی پایین‌تر را برای دستیابی به تضعیف بهتر فراهم می‌سازد.

ناپیوستگی امپدانس و خازن کاهش می‌یابد زیرا هادی آلومینیومی با روکش مس برای خم شدن به نصف نیروی لازم برای خم کردن مس نیاز دارد.

بیرون کشیده شدن اتصالات در اثر تغییرات دما برطرف می‌شود، زیرا ویژگی‌های انبساط حرارتی آن با روکش مس واقع بر هادی آلومینیومی مطابقت می کند.

از این گذشته، هزینه مربوط به واحد طول در مقایسه با مس بسیار کاهش می‌یابد.

هادی‌های آلومینیومی با روکش مسی (CCA)

جدول۱٫ مقایسه خصوصیات هادی‌های آلومینیومی با روکش مس در مقایسه با هادی‌های مس و آلومینیومی

آزمایشات خاک:

آزمایشات خاک جهت طراحی سیستم ارتینگ

یکی از عوامل تاثیرگذار روی سیستم ارت ، امپدانس خاک اطـراف الکترود زمین است.

عـامـل یــاد شـده بـه نــام مـقــاومـت ویــژه الکتریکی خـاک نـام گذاری شده و در واقـع مـیـزان تـوانـایـی خـاک را از نـظــر هـدایـت الکتریکی بـیـان می کند.

کـه بـه سه عـامـل:

رطوبت،

دمـا،

و مواد شیمیایی بستگی دارد.

صرف نظر از عامل دما که در واقع تحت کنترل نمی باشد با تلاش در جهت تغییر کیفیت خاک اطـراف الکتـرود از نظر مواد شیمیایی و میزان جذب رطوبت می توان مقاومت کلی سیستم را در حد مطـلوبی کـاهش داد .

بـنـابـرایـن مناسب است تـا از عوامل یـاد شده اطـلـاعـات دقیقی در دست بـاشـد.

در ایـن راستـا از طریق انـجـام آزمایشات ذـیل ، نـوع خـاک منطقه را مورد مـحـاسـبـه قـرار داده تـا سیستم ارتینگ از لـحـاظ طول عـمـر تجهیزات ، تعیین تجهیزات متناسب بـا نـوع خـاک منطقه و همچنین دستیابی بـه مناسب ترین محل ، جهت اجرای سیستم ارتینگ مورد ارزیابی دقیق تری قـرار گیرد.

۱)   تست مـیـزان رطـوبت.

۲ )   تست میزان PH خاک.

۳ )   تست اندازه گـیـری مقاومت مخصوص خـاک.

جهت به دست آوردن مقاومت بـا رنـج پـایین بـرای سیستم ارت ، لـازم است نـسـبـت بـه نوع خاک از نظر جنسیت و مقاومت مخصوص آن محاسبه گردد تا سیستم از لحاظ موقعیت مکـانی ، در جـایـی قـرار گیرد که دارای حداقل مقاومت گردد.

همچنین وجود رطوبت با میزان مقـاومت زمین رابطه ای معکوس دارد ، یعنی هـرچـه درصد میزان رطوبت خـاک بیشتر بـاشد مـیـزان مقـاومت زمین کاهش می یابد.

البته این میزان بـایـد در محدوده رنجی خـاص و مطـابق بـا استاندارد هـا اندازه گـیـری شود.

اندازه گیری PH خاک بیشتر برای مشخص کردن شرایط غیر عادی خاک بوده و در اکثـر موارد بـرای تشخیص خـاک هـای غیر متشابه از یکدیگر بسیار مفید می باشد.

تـقـریـبـاً مقدار PH اکثـر خاک ها و آب های زمینی در بین محدوده ۱۰ – ۳/۵ تغییر می کند.

بـا تـوجـه بـه میزان حـل شوندگی آلـودگـی هـا در بـاران و وجـود باران های اسیدی ، اکثر خاک ها تمایل به اسیدی شدن دارند و مقدار آن ها حتی به کمتر از ۳/۵ نیز می رسند.

با کاهش PH خاک ، میزان خوردگی در خاک افزایش می یابد که این امر باعث خوردگی تجهیزات استفاده شده در سیستم ارتینگ می گردد.

فروش ویژه صاعقه گیر آذرخش

مزایای آزمایش تست خاک :

۱ )   کاهش هزینه ها.

۲ )   انتخاب مکـان مناسب برای حفر چاه ارت.

۳ )   انـتـخــاب تـجـهـیـزات و قـطـعـات مـنـاسـب بـه کـار بـرده شـده در چاه ارت.

۴ )   به دست آوردن زمان های صحیح بـرای بـازرسـی چـاه.