مزایای برق ۱۱۰ ولت ۶۰ هرتز

یکی از موارد استفاده از برق ۱۱۰ ولت ۶۰ هرتز بخاطر استفاده از ایمنی می باشد.

هرچه ولتاژ برق بیش تر باشد، خطر مرگ بیش تر است.

خطر مرگ در ولتاژ ۱۱۰ ولت ۱/۲ ولتاژ ۲۲۰ ولت می باشد.

هر چه فرکانس برق بیش تر باشد خطر مرگ کم تر است.

مرگ آفرین ترین ولاتاژ ولتاژ های دی سی می باشند.

یا همان فرکانس صفر هرتز کلا برق از ۵۰ ولت مستقیم و متناوب باعث مرگ می شود، اما هرچه ولتاژ بالاتر باشد شانس زنده ماندن کم تر است.

هرچه فرکانس برق بیش تر باشد، طول سیم پیچ های ترانس و وزن آن کم تر می شود.

در هواپیما بخاطر وزن و حجم کم تر ترانس ها از برق ۴۰۰ سیکل ۳ فاز ۱۱۰ (۱۱۵) ولت متناوب استفاده می کنند.

چون فرکانس از ۵۰ به ۴۰۰ تبدیل شده یعنی ۸ برابر بیش تر، در نتیجه طول سیم پیچ ۸ برابر کم شده است. (وزن و حجم کم تر)

در شبکه توزیع از برق ac استفاده میشود و دلیل ان این است که برق dc  باعث میشود که هزینه هر پست برق خیلی گزاف در بیاید چون به جای یه ترانس ساده مجبوریم از اینورتر های پرقدرت استفاده کنیم.

در حالی که در حالت AC  ترانسی که ساختار ساده ای دارد  کار تبدیل رو انجام میدهد در ضمن موتورهای AC به مراتب از موتورهای DC کم اصطحلاک تر هستن.

ولتاژ ۱۱۰ ولت بهتره یا ۲۲۰ ولت؟

هرکدوم مزایای خودشو داره.

اما در کاربردهای مکانیکی و صنعت هرچقدر ولتاژ بیشتر باشه بهتره.

اما در مصارف خانگی ۱۱۰ بدلیل امنیتش بهتر جواب میده و در ضمن منابع تغذیه سوییچینگ حالت ایده آل تری دارن وقتی اختلاف ولتاژ ورودی و خروجیشون کمتر باشه.

و میدونید بیشتر لوازم خانگی از منبع تغذیه سوییچینگ استفاده میکنند.

در ضمن بیشتر در کشورهای پهناور و کویری از ۲۲۰ ولت استفاده میشه چون هرچقدر ولتاژ بیشتر باشه تلفات خط و قدرت لازم برای انتقال کمتر میشه.

مثلا توی قسمت مرکزی ایران ورودی پست های فوق توزیع که وظیفه تولید ۲۲ هزار ولت رو که به شهر میاد و روی ترانس محلات به ۲۲۰ تبدیل میشه رو دارن به جای ۶۳ هزار ولت ۱۳۲ هزار ولته.

فرکانس ۵۰ هرتز بهتره یا ۶۰ هرتز؟

همونطور که میدونید ولتاژ AC چه در تولید چه در تبدیل از قوانین مثلثات تبعیت میکنه.

حال اینکه عدد ۳۶۰ که زاویه کامل یه دایره یا روتور هست بر ۶۰ بخش پذیره که استفاده از این فرکانس باعث میشه ژنراتورها و موتورها رو بتونیم با ضریب دقت بالاتر و کارایی بیشتری طراحی کنیم.

جریان سه فاز ۶۰ هرتز به مراتب عملکرد بهتری نسبت به سه فاز ۵۰ هرتز داره.

در ضمن هرچقدر فرکانس بیشتر بشه حجم ترانس پایینتر میاد و برای همین ۶۰ هرتز باز مزایای خودشو نشون میده.

مقدمه:

خودروهایی که با سوخت گاز طبیعی فشرده CNG کار می کنند ، برای سوخت گیری نیاز به محلی دارند که بتوانند مخازن ذخیره خود را با فشار bar ۲۰۰ پر کنند.

این محل که ایستگاه سوختگیری CNG نام دارد براساس شیوه سوخت گیری و تجهیزات به کار رفته به چهار دسته تقسیم میشوند.

·         سوخت گیری کند “ slow fill”

·         سوختگیری سریع “ Fast Fill “

·         سوختگیری سیار “ Mobile “

·         سوختگیری روستایی “ Mother_Doughter “

سوخت گیر کند   ( Slow Fill )

در این سیستم گاز طبیعی فشرده (CNG ) مستقیماٌ از کمپرسور به خودرو منتقل می شود و برای پارکینگ های خصوصی و آزمایشگاههای تحقیقاتی که زمان کافی برای سوخت گیری دارند ( ۵ تا ۸ ساعت ) مناسب است .

 معمولاٌ از این نوع ایستگاهها در طول مدت شب ، که خودروها در پارکینگ هستند استفاده می شوند

 سوخت گیری سریع (Fast Fill  )

در این سیستم گاز طبیعی فشرده CNG) ) از مخازنی که در ایستگاه قرار دارند و توسط کمپرسور پر شده اند به مخزن خودرو منتقل میشود .

زمان سوختگیری در این سیستم با توجه به اندازه مخزن روی خودرو ۱ الی ۸ دقیقه بوده و این سیستم برای ایستگاهها عمومی مناسب است .

  سوخت گیری روستائی ( Mother _ Doughter )

هنگامیکه محل گازرسانی بقدری دور افتاده باشد که از لحاظ اقتصادی انتقال گاز از طریق لوله کشی مقرون به صرفه نباشد می توان از سیستم سوخت رسانی مادر-دختر استفاده نمود .

در این روش یک تریلی با مخازن تعبیه شده روی آن در ایستگاه مادر ، مخازن را از سوخت پر کرده و به ایستگاه مورد نظر ( دختر ) انتقال می دهد .

پس از انتقال در ایستگاه دختر گاز CNG تقلیل فشار یافته و در شبکه گازرسانی منطقه استفاده می گردد .

در واقع در این سیستم ، تریلرهای حامل CNGجایگزین خطوط لوله انتقال گاز طبیعی می باشد.

سوخت گیری به روش سیار (Mobile )

این نوع از ایستگاهها بصورت سیار بوده و کلیه تجهیزات آن برروی تریلی نصب شده است .

کمپرسور این نوع از جایگاهها از نوع موتورهای گازسوز بوده تا این امکان را داشته باشد تا در هر نقطه بتوان به راحتی با وصل شدن به شبکه سراسری سوخت گیری انجام شود.

تجهیزات ایستگاههای سوخت گیری گاز طبیعی فشرده:

بطور کلی ، ایستگاههای سوخت گیری به:

میترینگ ،

خشک کن ،

کمپرسور ،

مخازن ،

توزیع کننده،

و تابلو های کنترل  مجهزند .

میترینگ :

رگولاتور تنظیم فشار و اندازه گیری گاز خروجی ، که شرکت ملی گاز جهت کنترل فشار خط و محاسبه میزان گاز مصرفی در هر انشعاب ، در مسیر ورودی آن قرار می دهد میترینگ نام دارد .

یک واحد میترینگ شامل یک شیر دستی جهت قطع جریان و فیلتر جهت گرفتن ذرات و ناخالصی های احتمالی موجود در گاز است .

از آنجاییکه این مجموعه متعلق به شرکت ملی گاز است ، بهره برداران وسازندگان تجهیزات حق دخل و تصرف در آن را نخواهند داشت .

مترینگ ها انواع متفاوتی از نظر حجم ، فشار و شکل به شرح ذیل دارند :

۱-      از نظر حجمی : ۲۵۰ – ۵۰۰ – ۱۰۰۰ – ۱۵۰۰ و ۲۵۰۰ متر مکعب بر ساعت

۲-      از نظر فشار ورودی : ۶۰ – ۲۵۰ psi

۳-      از نظر شکل : کابینتی و باز

خشک کن (Dryer Package )

به منظور کاهش رطوبت موجود در گاز طبیعی از خشک کن استفاده می شود.

که با توجه به محل استقرار آن در سیستم می تواند قبل از کمپرسور یا بعد از آن  باشد .

عملکرد این دستگاه نیز می تواند بصورت دستی یا خودکار باشد .

 کمپرسور (Compressor )

کمپرسور قلب ایستگاه CNG است و وظیفه فشرده کردن گاز طبیعی تا فشار ۲۵۰ بار را برعهده دارد .

کمپرسورهای مورد استفاده در ایستگاههای CNG ، عمدتاً از نوع سیلندر پیستونی ( رفت و برگشتی ) است که با استفاده از انرژی تولید شده توسط موتورهای الکتریکی یا موتورهای گازسوز ، گاز طبیعی موجود در خطوط لوله را فشرده کرده و جهت سوخت گیری در ایستگاههای CNG ، در مخازن پرفشار ذخیره و یا در برخی موارد متناسب با نوع استفاده از کمپرسور ، بدون ذخیره سازی ، مستقیماٌ عمل سوخت دهی به خودرو را انجام می دهند .

  مخازن :

ظرف یا ظروفی که توسط چند راهه ها بصورت دائمی به یکدیگر متصل شده اند و به منظور ذخیره گاز طبیعی فشرده و کاهش زمان سوخت گیری در ایستگاه تعبیه می گردد .

این مخازن توسط کمپرسور با فشاری بالاتر از فشار مخزن خودرو(بالاتر از bar200) پر می گردند .

هرچه اختلاف فشار این مخازن با مخزن خودرو بیشتر باشد سرعت سوخت گیری نیز بالاتر خواهد بود .

نوع مخازن استفاده شده در جایگاهها معمولاً از نوع تیپ ۱ ( تمام فولادی ) می باشد .

و نحوه چیدمان آنها با تعداد غیر مساوی و به نسبت ۲-۳-۵ به ترتیب برای مخازن فشار بالا ، متوسط و پایین ( LP-MP-HP ) می باشد .

توزیع کننده ( Dispenser ) :

دستگاهی که عملیات  انتقال سوخت از کمپرسور یا مخازن ذخیره به مخزن خودرو را انجام می دهد ،  توزیع کننده نام دارد .

این دستگاه که میزان و مبلغ گاز توزیع شده را نیز نشان می دهد از قطعات اصلی زیر تشکیل شده است :

۱-      جریان سنج

۲-      حسگر فشار

۳-      صفحه نمایش

۴-      اتصالات قطع کننده

۵-      شیلنگ تزریق

۶-  نازل سوخت رسانی

صفحه نمایش :

نمایشگری بر روی بدنه دیسپنسر است که میزان و بهای گاز منتقل شده به مخزن خودرو را در مدت سوختگیری ، نشان می دهد.

همچنین در صورت بروز اشکال در توزیع کننده ، نوع اشکال را بصورت کدهای از پیش تعریف شده نشان می دهد .

اتصالات قطع کننده :

قطعه ای است از جنس فولاد ضد زنگ که بین توزیع کننده و شیلنگ ارتباطی قرار دارد که به منظور ایمنی در نوزیع سوخت استفاده می شود

شیلنگ تزریق :

شیلنگ تزریق وسیله ارتباطی توزیع کننده با نازل سوخترسانی است .

معمولاً از فولاد ضد زنگ و الیاف مصنوعی به انضمام پلاستیک فلئوری ( غیر قابل تعمیر ) می باشد

نازل سوخترسانی :

قطعه ای است فلزی از جنس برنج و فولاد ضد زنگ ، با روکش پلاستیکی که امکان اتصال ایمن بین شیلنگ توزیع کننده و خودرو را فراهم می سازد .

از مشخصات آن وجود شیرهای سه طرفه جهت باز و بسته نمودن مسیر انتقال و ونت گاز بر روی آن است .

جریان سنج :

ابزاریست که سرعت (دبی) تزریق سوخت از توزیع کننده به خودرو را اندازه گیری می کند  .

حسگر فشار :

ابزاریست که جهت نشان دان فشار گاز در داخل دیسپنسر و در محل خروج شلنگ نصب می شود .

برق جایگاههای CNG :

از ضروریات اولیه یک جایگاه CNG تامین برق مورد نیاز ایستگاه می باشد چرا که تقریباٌ تمامی تجهیزات مربوطه جهت بهره برداری نیاز به انرژی الکتریکی دارند .

توان مورد نیاز یک ایستگاه براساس قدرت کمپرسور و به دنبال آن قدرت الکتروموتور و دیگر تجهیزات برآورد می گردد .

از نکات قابل توجه در مورد توان ایستگاه ، در نظر داشتن قدرت الکتروموتور و جریان های راه اندازی و تعداد دفعات قطع و وصل آن می باشد .

در هر ایستگاه CNG به منظور تامین برق مصرفی از چهار دسته تابلو استفاده می گردد :

۱- تابلو توزیع :

در این تابلو پس از ورود برق از ترانس ، توزیع برق به مصرف کننده در سایت ، تجهیزات و روشنائی صورت می پذیرد .

۲- تابلو خازنی :

این تابلو جهت ذخیره و صرفه جوئی در مصرف برق در زمان راه اندازی نصب می گردد .

۳- تابلو فرمان :

تابلو فرمان مهمترین تابلو در ایستگاه می باشد .

وظیفه این تابلو راه اندازی کمپرسور ، کنترل عملگرها و کنترل سیستمهای حفاظتی می باشد .

۴- تابلو کنترل درایر :

تابلو کنترل درایر شامل کلید اصلی ، کلیدهای کنترل کولر و فن ، کنترلر زیمنس ، منبع تغذیه ، پنل عمل کننده ، چراغهای سیگنال و شاسی اضطراری می باشد .

 سیستم ارتینگ و صاعقه گیر:

صاعقه پدیده ای است طبیعی که احتمال وقوع آن نیز امری تصادفی می باشد و از یک قانون کلاسیک تبعیت نکرده بلکه تابع شرایط آماری و احتمالی است .

 عواملی که دربروز صاعقه دریک منطقه می توانند به طور نسبی موثرباشند عبارتند از :

موقعیت محل مانند ارتفاع ازسطح دریا ،

کوهستانی بودن یا واقع شدن دردشت ،

نوع آب و هوا ازقبیل استوایی ،

مدیترانه ای،

قطبی ،

کویری و..

وضعیت وزش باد ،

رطوبت محل ،

موقعیت محل درمسیر جریانات جوی و …  .

از سویی دیگر با توجه به اهمیت خاص جایگاههای CNG و آسیب پذیری آن دراثر آتش سوزی و انفجار وبه دنبال آن  خطرات جانی و مالی بحث حفاظت این نوع مکانها را دربرابر صاعقه مطرح گردیده است .

با جمع آوری اطلاعات مربوط به عملکرد صاعقه درهرمنطقه جغرافیایی و بررسی شرایط حاکم برپروژه می توان ، بهترین روش حفاظت دربرابر صاعقه را به دست آورد.

مطابق با استانداردهای روز دنیا برای بدست آوردن روش حفاظتی قبل از هرچیز باید به بررسی احتمال به  طراحی و نصب سیستم حفاظتی پرداخته و با تعیین کلاس حفاظتی ، سیستم مناسب را انتخاب نمود.

مناسب ترین روش حفاظت نصب صاعقه گیر الکترونیک خازنی با استفاده از تئوری گوی غلطان مطابق با استاندارد  NFC17-102 می باشد.

که برای جایگاه CNG درنظر گرفته میشود (حفاظت اولیه ) که هم از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بوده و هم از نظر ایمنی و تامین شعاع حفاظتی لازم،  مناسب می باشد.

علاوه برآن برای کامل شدن سیستم حفاظت دربرابر صاعقه نیاز به یک  سیستم ارت مناسب (شامل موارد کاهنده و دریچه بازدید) بوده که باید با سیستم ارتینگ الکتریکی جایگاه هم پتانسیل و درنهایت برای حفاظت تجهیزات حساس در برابر شوکهای ناگهانی نصب SPD ها (حفاظت ثانویه ) ضروری میباشد.

مقدمه:

پارالل کردن ترانسفور ماتورها در پست برق

از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است که بجای استفاده از ترانسفورماتورهای قدرت بزرگ ( توان بالا،ولتاژ بالا) از چند ترانسفورماتور کوچک که باهم موازی شده اند،استفاده کنیم.

این عمل ۴ تا مزیت مهم دارد که به اختصار به توضیح هر کدام می پردازم:

۱- افزایش بازده سیستم قدرت

شما بهتر از من میدونید که ترانسفورماتورهای قدرت در بار کامل (Full load) بیشترین بازده را دارند،اگر ما از چند ترانسفورماتور که باهم موازی شده اند،استفاده کنیم می توانیم از بین آنها ترانسفورماتورهای را وارد مدار کنیم که نزدیک بارکامل کار می کنند و به این ترتیب بازده سیستم قدرت را افزایش دهیم در صورتی که اگر از یک ترانسفورماتور قدرت بزرگ استفاده کنیم ممکن است در حالت بار کامل(Full load) نباشد.

۲- افزایش قابلیت دسترسی سیست قدرت

اگر یکی از چندین ترانسفورماتور موازی نیاز به تعمیر داشته باشد می توانیم ترانسفورماتور موردنظر را از مدار خارج کنیم ،ترانسفورماتورهای دیگر همه یا مقداری از بار(بستگی به انداز بار دارد) را تامین خواهند کرد و کل بار بدون توان نخواهد بود.

۳- افزایش قابلیت اطمینان سیستم قدرت

اگر یکی از چندین ترانسفورماتور موازی دچار خطا(fault)  شده و از مدار خارج شود،ترانسفورماتورهای دیگر می توانند مقدار بار اضافی ناشی از،از مدار خارج شدن ترانسفورماتور موردنظر را به اشتراک گذاشته و بار آن ترانسفورماتور را هم به دوش بکشند البته اگر دچار اضافه بار(Overloading)  نشوند.

۴-افزایش قابلیت انعطاف پذیری سیستم قدرت

همانطور که میدانید در سیستم قدرت همیشه ما با افزایش یا کاهش تقاضا در آینده روبه رو هستیم.

اگر پیش بینی شده است که در آینده افزایش تقاضا خواهیم داشت در این صورت استفاده از چندین ترانسفورماتور موازی یک راهکار کاملا منطقی و عملی است چون درصورت افزایش تقاضا تعداد ترانسفورماتورها را افزایش میدهیم ولی درصورتی که از یک ترانسفورماتور قدرت بزرگ استفاده کنیم به امید اینکه در آینده افزایش تقاضا خواهیم داشت از نقطه نظر اقتصادی یک سرمایه گذاری بیهوده و غیرضروری است.

همچنین اگر در آینده با کاهش تقاضا روبه رو شدیم چی؟

در این حالت اگر از چند ترانسفورماتور موازی برای تامین بار استفاده کرده باشیم می توانیم یکی از آنها را (بستگی به کاهش تقاضا دارد) را از مدار خارج کنیم و به این ترتیب سرمایه ما برگردانده می شود.

پس به طور خلاصه ترانسفورماتورها را به منظور افزایش بازده،قابلیت دسترسی،قابلیت اطمینان وقابلیت انعطاف پذیری سیستم قدرت با یکدیگر موازی میکنند.

با توجه به موارد یاد شده بالا مشخص گردید که پارالل کردن ترانس های قدرت از چه مزایایی ما را برخوردار میکنند اما پارالل کردن ترانس ها در هر شرایطی ممکن نیست و به شرایط ویزه ای نیاز دارد که به شرح زیر میباشند.

۱– نسبت ولتاژ یکسان (The Same Voltage Ratio)

یعنی اینکه ولتاژهای اولیه و نیز ولتاژهای ثانویه ترانسفورماتورها باهم برابر باشد

U₁₁=U₂₁ , U₁₂=U₂₂

در صورتیکه این طور نباشد یعنی در نسبت ولتاژ ها اختلاف وجود داشته باشد  بین دو ترانسفورماتور جریان های گردشی ایجاد شده که این جریان ها باعث می شود که یکی از ترانسفورماتورها دچار اضافه بار(overloading) شود و همچنین باعث افزایش تلفات مسی(copper losses) نیز می شود.

۲- امپدانس درصد یکسان (The Same Percentage impedance)

یعنی نسبت کل امپدانس ها با عکس توان های آن ها برابر باشد

Z_{eq A}/Z_{eq B} = P_A/P_B

بدلیل اینکه مطمئن شویم که بارهای اکتیو و راکتیو بین دو ترانسفورماتور به طور مساوی به اشتراک گذاشته می شود.

۳- توالی فاز یکسان (The Same Phase Sequence)

۴- اختلاف فاز یکسان (The Same Phase Angle)

در صورتیکه شروط ۳  و ۴ را رعایت نکنیم و دو ترانسفورماتور را باهم موازی کنیم موازی نمودن این دو ترانس معادل با عبور جریان گردشی بسیار بالا از ثانویه های ترانسها و آسیب دیدن آنها می شود .

۵- پلاریته یکسان (The Same Polarity)

ترانسفورماتورها باید از نظر قطب یا پلاریته بطور صحیح با هم متصل شوند و اندازه ولتاژ قطب های اتصال نظیر به نظیر با هم برابر باشند .

در صورتی که محل اتصال سرها یا پلاریته صحیح نباشد یک جریان موضعی چه در حالت بی باری و چه در حالت بارداری در بین سیم پیچهای ثانویه جاری خواهد شد و یا یک مدار اتصال کوتاه بدون جریان یا یک مدار مرده خواهیم داشت .

منبع : elmebargh.blog.ir