مقدمه:

یکی از مهترین بخش های یک سیستم قدرت بهم پیوسته و بزرگ ، سیستم توزیع انرژی الکتریکی است ،این مجموعه که وظیفه برق رسانی نهایی و مستقیم به مصرف کنند گان را برعهده دارد هرچند که با سطوح ولتاژ بالایی سرو کار ندارند ، اما پیچیدگی و وسعت ان به مراتب بیشتر از دیگر بخش های سیستم قدرت است . همین مساله باعث شده است تا انجام تحقیقات و مطالعه برروی این سیستم ، دشوار تر و حفظت نگهداری از ان بسیار حساس تر باشد . یکی از اولین نیازمندی ها در هر سیستم تغذیه ان است که چنین سیستمی به خوبی طراحی شود و در مرحله بعد به خوبی مورد نگهدای قرار گیرد تا تعداد خطاهایی که ممکن است در ان رخ دهد ، محدود شود . در ارتباط با سیستم های توزیع نیز ابزار های چندی وجود ندارند که برای کمک به براوردن شرایط ایمنی ، قابلیت اطمینا ن و کیفیت تغذیه مورد بهره بردای قرار می گیرند . مهم ترین این ابزار ها سیستم های حفاظتی هستند .سیستم های حفاظتی برای برطرف کردن خطاها و محدود ساختن خرابی در تجهیزات سیستم های توزیع نصب می شوند . مهم ترین علل رخداد خطا در شبکه های توزیع عبارت اند از : باد وتوفان ، نقصان عایقی ،حرارت و شاخه های درختان و حیواناتی که باعث اتصالی در مدار های الکتریکی می شوند . بسیاری از خطا ها دارای طبیعتی گذرا هستند و اغلب بدون از دست دادن تغذیه و یا با زمان بسیار کم قطع مدار برطرف می شود حال انکه خطاهای ماندگار به خروج طولانی تری می انجامد . برای اجتناب از خرابی ، باید در تمام مدار ها و تجهیزات الکتریکی ، حفاظت مناسب و قابلیت اطمینان نصب شود . رله های حفاظتی ابزار هایی هستند که قسمت اسیب دیده را از کل مدار خارج می کنند تا پیوستگی تغذیه در نقاط دیگر سیستم همچنان حفظ شود . این امر نهایتا به یک سرویس خدمات رسانی انرژی الکتریکی با پیوستگی بیشتر و کیفیت بهتر خواهد انجامید . هر طرح حفاظتی باید بر اساس اصول زیر صورت پذیرد :

قابلیت اطمینان : توانایی سیستم حفاظت برای عملکرد صحیح

سرعت : حداقل زمان عملکرد در رفع خطا

گزینش پذیری : جدا کردن قسمت اسیب دیده از قسمت سالم شبکه

هزینه : حفاظت مناسب با صرفه جویی در هزینه

برای حفاظت خطوط تغذیه شعاعی که تحت ولتاژ کیلو وات و یا کمتر از ان کار می کنند معمولا از رله اضافه جریان تاخیری به همراه رله های انی (INSTANTANEOUS ) استفاده می شود که سابقا این خطوط تنها توسط فیوز های HRC حفاظت می گردید . عملکرد مناسب سیستم حفاظتی و اتصال زمین شبکه فشار متوسط سبب افزایش ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم برق می باشد با توجه به نتایج حاصل از این پروژه می توان عملکرد قطع کننده ها در مقابل اضافه ولتاژ و اضافه جریان را بهبود بخشید و میزان خاموشی هارار کاهش داد که این امر موجب افزایش طول عمر مفید تجهیزات شبکه و کاهش انرژی توزیع نشده می شود . در این سمینار سعی شده است که کلیه جوانب سیستم زمین ، سیستم حفاظتی و عوامل موثر در عملکرد نامناسب سیستم حفاظتی مورد بحث و بررسی قرار گرفته و نهایتا دستور العمل های عملی جهت زمین کردن سیستم از استاندار IEEE اورده شده و در فصل اخر ره کار های پیشنهادی به تفکیک فصل ها ارائه شده است که می تواند به عنوان خطوط راهنما و مسیر حرکت اینده سمینار که در قالب پایان نامه کارشناسی ار شد ، مورد بررسی و مطالعه قرار گیرد .

فهرست مطالب

فصل اول : مطالعه سیستم زمین

1-1اصطلاحات معمول در زمین کردن

1-2حدود تحمل جریانی بدن

1-3اجزا به کار رفته در سیستم زمین

1-4مشخصات خاک

1-5اثر شکل الکترود

1-6مقاومت زمین

1-7اندازه گیری مقاومت زمین

1-8شبکه زمین پستها و خطوط توزیع

1-9صفر کردن

1-10زمین الکتریکی

مطالعه سیستم زمین شبکه توزیع و تاثیر ان بر حفاظت شبکه 1

فصل دوم : مطالعه سیستم حفاظت

2-1کلیات

2-2حفاظت اضافه جریان

2-3حفاظت خطای زمین

2-4حفاظت واحد

2-5حفاظت دیستانس

2-6ترتیب باز –بست اتو ماتیک

2-7حفاظت اضافه ولتاز

2-8خطای امپدانس بالا

مطالعه سیستم زمین شبکه توزیع و تاثیر ان بر حفاظت شبکه 2

فصل سوم : بررسی تئوری عدم تقارن شبکه های توزیع

3-1عدم تعادل ولتاژ شبکه های توزیع الکتریکی

3-2عوامل اصلی در ایجاد نامتعادلی در سیستم های سه فازه

3-3ضرب نامتعادلی ولتاژ

3-4محاسبه جریان عبوری از سیم نول بر اساس جریان فاز ها

3-5اثرات سو عدم تعادل سیستم سه فاز

مطالعه سیستم زمین شبکه توزیع و تاثیر ان بر حفاظت شبکه 3

فصل چهارم : اثر هارمونیک ها در نامتعادلی شبکه و ارائه راهکار در جهت کاهش ان

4-1شناخت و بررسی هارمونیک

4-2منابع تولید هارمونیک

4-3اعوجاج هارمونیکی

4-4اثرات ههارمونیک ها در نامتعادلی شبکه

4-5ارائه راهکار جهت کاهش اثرات هارمونیکی

مطالعه سیستم زمین شبکه توزیع و تاثیر ان بر حفاظت شبکه 4

فصل پنجم : دستور العمل های عملی برای زمین کردن یک سیستم از استاندارد IEEE

5-1معرفی

5-2تعاریف

5-3ضرایب تاثیر انتخاب سیستم زمین شده یا زمین نشده

5-4شیوه های سیستم زمین کردن

5-5انتخاب وطراحی ارایش های زمین کردن سیستم

5-6انتخاب نقاط زمین کردن سیستم

5-7گردش جریان ها ی خطای زمین

5-8انتخاب مراتب تجهیزات زمین

5-9تاثیر روش زمین کردن بر روی ایمنی مدار کنترل در سیستم 600 ولت و کمتر

5-10اتو ترانسفور ماتور ها

5-11سیستم های با تغذیه شبکه

5-12ژنراتور های متصل شده واحد

5-13سیسم های سه فازه چهار سیمه

5-14سیستم های اضطراری یا اماده کار منابع قدرت

فصل ششم : ارائه راهکار اصلاحی جهت سیستم مناسب حفاظتی و انصال زمین

منابع .ماخذ

فهرست شکل ها :

1-1چند نمونه از میل سطحی

1-2میل سطحی افقی

1-3میل میله ای موازی

1-4مقاومت سیل زمنی برحسب تعداد و فاصله میله ها

1-5میل میله ای

1-6میل صفحه ای

1-7مقاومت خاک به صورت تابعی از رطوبت ، درجه حرارت ، میزان نمک

1-8روش WENNER برای اندازه گیری مقاومت خاک

1-9جریان عبوری از الکترود نیم کره ای مدفون در سطح زمین

1-10ولتاژ گام

1-11ولتاژ تماس

1-12نمایش ولتاژ انتقالی

1-13روش سه نقطه ای برای اندازه گیری مقاومت زمین

1-14روش افت پتانسیل برای اندازه گیری مقاومت زمین

1-15روش نسبت برای اندازه گیری مقاومت زمین

1-16شبکه زمین یک پست فشاری قوی

17-1نمایش شبکه زمین سیتم فشار ضعیف

1-18 نحوه زمین کردن تیر های فلزی روشنایی معابر

1-19نمایش جریان عبوری در زمان برئز خطا درز یک سیستم زمین شده

1-20طریقه قرار گرفتن سیم صفر در شبکه هوایی

1-21خالت های مختلف اتصال نقطه صفر تذانسفور ماتور با زمین

1-22شکل مداری و نمودار بر داری جریان ها و ولتاژ های یک سسیتم با نقطه صفر ازاد در شرایط وقوع خطای تک فازی روی فاز T

1-23نمایش مداری ونمودار برداری یک سیستم زمین شده به طور مستقیم در شرایط وقوع خطا فاز بع زمین روی فاز T

1-24شکل مداری و نمونه برداری یک سیستم زمین شده از طریق مقاومت اهمی در شرایط وقوع خطای تک فاز به زمین روی فاز T

1-25شکل مداری ونمونه برداری ولتاژوجریان های سه فاز یک سیستم زمین شده به روش رزونانسی در شرایط وقوع خطای تک فاز به زمین روی فاز T

1-26زمین کردن نقطه صفر سیم پیچ استاتوریک ژنراتور از طریق ترانسفور ماتور توزیع

1-27زمین کردن با استفاده از ترانسفور ماتور زمین (اتصال زیگزاک )

1-28زمین کردن با استفاده از ترانسفورماتور زمین (اتصال ستاره –مثلث )

2-1هماهنگی فیوز ها

2-2حفاظت اضافه جریان

2-3رله اضافه جریان زمانی

2-4مشخصه رله های اضافه جریان با تاخیر زمانی معکوس

2-5تغییرات زمان عملکرد رله با تنظیمات مختلف زمان –جریان

2-6تنظیم زمان عملکرد رله ها در زمان معکوس اضافه جریان

2-7حفاظت اضافه جریان جهت دار

2-8حفاظت خطای زمین (E/F ررله خطای زمین ، O/C رله اضافه جریان )

2-9حفاظت خطای زمین جهت دار

2-11عملکرد حفاظت واحد

2-12تشخیص زمان رله دیستانس

2-13استفاده از کلید باز –بست اتوماتیک و تقسیم کننده خطا

2-14تقسیم کننده های خط با کنترل ولتاژی و مراحل عملکرد انها

2-15مشخصه ولتاژ –جریان یک برقگیر

2-16شکل موج جریان خطای امپدانس بالا نوعی

4-1اعوجاج جریان که به علت یک مقاومت غیر خطی ایجاد شده است

5-1ولتاژ ها به زمین تحت شرایط ماندگار

5-2مدار نوترال سیستم دیاگرام های معادل برای سیستم های زمین نشده و انواع مختلف سیستم های با نوترال زمین شده

5-3( A )سیم پیچ های هسته (B) اتصالات ترانسفور ماتور زمین زیگزاگ 3 فاز

5-4بردار های نشان داده شده پخش جریان در ترانسفور ماتور

5-5شیوه های اتصال ترانسفور ماتور زمین با یک اتصال مثلث

5-6دیاگرام تعبب خطا ی زمین با استفاده از رله جریان زیاد در مدار پسماند

5-7دیاگرام تعیین خطا ی زمین با استفاده از رله جریان زیاد متصل شده به توالی صفر ترانسفور ماتور

فهرست جدول :

1-1مقاومت انواع خاک ها

1-2فرمول تقریبی مقاومت های زمین برای الکترود های با اشکال مختلف

1-3مقاومت اندوکتیو سیم های هوایی

اصطلاحات معمول در زمین کردن :

زمین : زمین در این مبحث به معنای نوع و جنس زمین است مثل خاک رس ، ماسه ، شن ، سنگلاخ ، باتلاق و غیره

زمین کردن : عبارت است از اتصال عمدی یا اتفاقی یک مدار الکتریکی یا یکی از تجهیزات به زمین یا بدنه فلزی که می تواند به صورت زمین فرض شود .

زمین شده : یک سیستم یا مدار یا وسیله ای که جزئی از مدار برگشت زمین به حساب اید و پتانسیل ان تقریبا برابر پتانسیل زمین باشد .

جریان زمین : جریانی که از منبع به زمین یا یک وسیله ای که زمین شده است می گذرد .

الکترود زمین (میل زمین یا زمین کننده ): هادی هایی که در زمین دفن شده اند و برای هدایت جریان زمین و انتقال ان به زمین به کار می رود .

شبکه زمین : یک سیستم از هادی هایی که به طور افقی در زمین دفن شده است و یک زمین مشترک را برای اجزا الکتریکی و اسکلت های فلزی به وحود می اورد .

میل فرمان : عبارت است از یک صفحه فلزی صلب یا یک سیستم هادی های دفن شده و بهم مرتبط که گهگاه یه شبکه زمین وصل می شود و اغلب در عمق کمتری نسبت به شبکه زمین قرار می گیرد . واز ان برای حفاظت اضافی و کاهش پتانسیل های گامی ، تماسی در نقاط خاص یا مکان هایی که محل عبور و مرور هستند و تردد در انها زیاد است استفاده می شود . شضکل معمولی میل فرمان ، یک صفحه فلزی قرار گرفته روی خاک و متصل به زمین است که به روی ان را با سنگریزه پوشانده اند .

سیم زمین (هادی زمین ) : عبارت است از سیم رابط زمین بین زمین کننده (میل ) و زمین شونده

شین زمین : عبارت است تز شینی که تعداد زیادی سیم زمین از ان   منشعب شده است .

مقاومت مخصوص زمین : عبارت است از مقاومت قسمتی از زمین به ابعاد متر مکمعب که بین دو الکترود صفحه ای سنجیده شده باشد . مقاومت مخصوص زمین بستگی به نوع مواد تشکیل دهنده زیمن دارد و لذا در هرقسمت از زمین متفاوت است که مقدار متوسط ان برای زمین های مختلف توسط جداولی در دست است .

مقاومت گسترده میل زمین : عبارت است از مقاومت زمین بین میل زمین و نقطه ای از زمین هم سطح بر حسب اهم لذا مقاومت گسترده زمین بستگی به نوع زمین و مقاومت مخصوص زمین و نوع میل و طرز قرار گرفتن ان در زمین دارد .

حدود تحمل جریانی بدن :

عامل موثر در ایجاد حطر برای انسان یا هر موجود زنده دیگر جریان است که البته وجود اختلاف پتانسیل است که باعث عبور این جریان می شود . عبور جریان از قلب باعث می شود که عمل منظم تپش قلب نامنظم شده در رسیدن خون به مغز وقفه ای ایجاد شود . در نتیجه انسان پس از چند ثانیه بیهوش می وشد و پس از چند دقیقه می میرد . مقاومت بین اعضای مختلف بدن انسان به طور متوسط برابر است با :

دست ودست     تقریبا 4000اهم

دست وپا         تقریبا 4500 اهم

پا و پا         تقریبا 6500اهم

هردو دست و پاها       تقریبا 1800 اهم

مخاطراتی که ایجاد می شود به طور کلی بستگی به شرایط جریان عبور از اعم از فرکانس ، مقدار و مدت زمان عبور از جریان از بافت های حیاتی بدن دارد .

فرکانس جریان :

انسان ها در مقابل جریان های عبوری از بدنشان با فر کانس های 50 تا 60 هرتز بسیار حساس اند . جریا ن های تا حدود 1/0 امپر نیز می تواند در این فرکانس ها درد اور باشد . در فرکانس های DC بدن قادر است در حدود 5 برابر مقدار مذکور شده در بال را بدون هیچگونه خطری تحمل کند و در فرکانس 25هرتز بدن انسان قادر به تحمل جریان تا 2برابر مقدار ذکر شده می باشد . در فرکانس های 3000تا 10000 بدن انسان می تواند جریان های بسیار زیادی را تحمل نماید .مقدار جریان : اثرات مقدار جریان های مختلف نخست بای مدت زمان چند ثانیه یا بیشتر در نظر گرفته می شود . استانه درک و احساس عبور جریان معمولا در عبور جریان حدود یک میلی امپر اتفاق می افتد . جریان ها ی بیشتردر حدود 9 تا 25 میلی امپر می تواند کاملا درد اور باشد وممکن است باعث ایجاد حالت فقدان قدرت کافی جهت کنترل عضلات برای گرفتن اجسام به وسیله دست شود . در جریان های بالاتر عضلات تنفسی ممکن است دچار مشکل شوند با بالا رفتن جریان حالتی شبیه به خفگی ایجاد می شود ولی این اثرات پایدار نیستند .


مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

قیمت45000تومان