کلیدهای قدرت و نقش و کاربرد آن در سیستم قدرت
کلیدهای قدرت به منظور قطع و وصل خطوط انتقال انرژی، و سایر تجهیزات فشار قوی بکار میروند. تجهیزات فشار قوی توسط کلید قدرت به شبکه متصل و یا از شبکه جدا میگردند. هنگامیکه لازم است تا دو قسمت شبکه از یکدیگر جدا شده و یا ارتباط دو قسمت برقرار گردد از کلید فشار قوی استفاده میشود. همچنین زمانی که عیبی در تجهیزات و خطوط انتقال انرژی روی دهد ولازم است تا قسمت معیوب فوراً از شبکه جدا گردد، کلیدهای قدرت بطور اتوماتیک قطع شده و از ادامه برقراری عیب در شبکه جلوگیری مینماید.
انواع قطع و وصل کلیدهای قدرت
قطع و و صل کلیدهای قدرت در شبکه به دو صورت مختلف زیر انجام میگیرد.
- قطع کلید با برنامه قبلی و با اطلاع مسئولان شبکه به منظور انجام تعمیرات، سرویس، بازرسی تجهیزات غیره در این حالت کلید بطور دستی توسط اپراتور قطع و وصل میشود.
- قطع کلید بدون برنامه قبلی که در نتیجه بروز عیب در شبکه روی میدهد. در این حالت کلید بطور اتوماتیک توسط رلههای حفاظتی و سایر سیستمهای کنترل اتوماتیکه قطع میگردد. در پارهای از تجهیزات نظیر خطوط فشار قوی ممکن است کلید بطور اتوماتیک مجدداً وصل گردد.
بنابراین کلیدهای قدرت یکی از تجهیزات اصلی و پراهمیت شبکه بوده که در هنگام بروز عیب و یا ضرورت برقدار یا بیبرق نمودن شبکه قطع و وصل میگردند.
نقش کلیدهای قدرت در سیستم قدرت
نقش اصلی کلیدها درپی بروز عیب درشبکه ظاهر می گردد. چنانچه با بروز عیب وضرورت قطع اتوماتیک خط، کلید خط بعللی عمل نکرده ویا موفق به قطع جریان عیب نگردد، شبکه با خاموشی موضعی مواجه میگردد. ولی درصورتی که بعللی خاموشی کامل باشد این خاموشی توأم با صدمات وخسارات جبران ناپذیر خواهد بود. کلیدها درشرایط کارعادی شبکه ودرهنگام وصل بودن، نقش مهمی درتأمین انرژی مصرف کنندهها به عهده ندارند نقش اصلی آنها تنها درهنگام بروز عیب ظاهر میگردد. درهنگام بروزعیب که قطع ویا وصل فوری آنها ضروری است،باید با صدور فرمان بطور اتوماتیک وبا اطمینان کافی عمل نمایند. اختلاف عمده کلیدها با سایر تجهیزات شبکه ازهمین جا ناشی میگردد، درحالیکه کلید درشرایط عادی ممکن است برای مدت طولانی مورد استفاده واقع نگردد، قطع و وصل آن درلحظه بروزعیب میبایست از اطمینان فوقالعاده برخوردار بوده واحتمال بروزعیب درآنها و مکانیزم کارآنها حداقل باشد. هرگونه عیب الکتریکی درشبکه وتجهیزات فشارقوی بصورت انواع مختلف اتصالی ظاهر میگردد.
رلههای حفاظتی پیشبینی شده بروز عیب را درشبکه احساس کرده وفرمان قطع را به کلید قدرت تعیین شده اعلام میدارند. با قطع کلید، قسمت معیوب وصدمه دیده که عیب درآن روی داده است ازقسمتهای سالم شبکه جدا می گردد. بروز عیب درشبکه امری عادی بوده وقابل پیشبینی نمیباشد. بطوریکه هیچگاه نمیتوان بطور کامل و صددرصد ازبروز آن جلوگیری نمود وتنها میتوان با قطع سریع وبه موقع کلیدها ازادامه عیب واثرات مخرب آن درشبکه جلوگیری نمود وخسارات وصدمات ناشی ازعیب را به حداقل کاهش داد.
قطع و وصل کلیدها درهنگام بروز عیب وبطور اتوماتیک، بیش از قطع و وصل دستی آنها اهمیت دارد. درهنگان بروز عیب، جریان خطایی که ازکلید میگذرد تا چندین کیلوآمپر رسیده و بسیار بیش ازجریان عبور کرده ازکلید درهنگام قطع و وصل دستی کلید میباشد. لذا قطع و وصل کلید درهنگام بروز عیب با دشواری بیشتری صورت گرفته ودرشرایط سنگین مربوط به عبور جریان عیب انجام میگردد.
عمل اصلی حفاظت شبکه درهنگام بروز اتصالها وبرقراری جریان عیب توسط کلیدهای قدرت صورت میپذیرد. با قطع کلید قدرت، قسمت معیوب شبکه ازقسمتهای بدون عیب ودرحال کار شبکه جدا شده و ادامه کار وثبات شبکه تأمین میگردد. بروزهرگونه عیبی درکلید قدرت، بطوریکه با بروز عیب درشبکه وبکارافتادن رلههای حفاظتی، کلید عمل نکرده وبه موقع قسمت معیوب شبکه را جدا ننماید، قطع بی مورد ونابجای سایرکلیدها وازکار افتادن قسمتی ازشبکه را به همراه خواهد داشت. عیب درکلید ممکن است ناشی ازبروز اشکال درمدار فرمان کلید، بروزعیب درمکانیزم قطع و وصل کلید، عدم توانائی کلید درقطع جریان عیب، افزایش زمان قطع کلید وغیره باشد.
با توجه به تعداد عیوبی که درخطوط انتقال انرژی وسایر تجهیزات شبکه درسال روی میدهند ودرکلیه عیوب روی داده کلیدهای قدرت نقش اصلی را درقطع قسمت معیوب وحفظ شرایط عادی شبکه عهدهدار میباشند، اهمیت کلیدهای قدرت وتأثیر آنان درادامه کارعادی شبکه روشن میگردد. عدم قطع به موقع وبجای کلیدها درهنگام بروزعیب منجر به قطع سایرکلیدها درنقاط دیگری ازشبکه شده وقسمتهای بیشتری ازشبکه را با قطع برق وخاموشی مواجه مینمایند. تأخیر درقطع کلیدها، مدت باقی بودن عیب و برقراری جریان عیب درشبکه را افزایش داده وبازگشت شبکه را به شرایط عادی دشوارتر مینماید.
با روشن شدن اهمیت ونقش کلیدهای قدرت درحفظ شرایط پایداری شبکه و جلوگیری از خاموشیهای مکرر، درجه اطمینان وقابلیت کلیدهای قدرت تعیین می گردد. این امر موجب میشود تا کلیدها ازحداکثر اطمینان و توانائی برخوردار باشند. هرقدر عیوب روی داده درکلیدها ومکانیزم کارآنها کمترباشد، ثبات کارشبکه بیشترشده وقطعیهای شبکه کمترمیگردد. دستیابی به حداکثر اطمینان در عملکرد کلیدهای قدرت درشبکه وتوانائی کامل آنها درقطع جریان عیب، موجب میگردد تا بررسیهای لازم به منظور تعیین توانائی آنها درقطع جریان عیب وتعیین نوع مناسب آنها بادقت زیاد وبا توجه به کلیه پارامترهای شبکه صورت پذیرد. درشبکهای که کلیدهای قدرت نصب شده درآن بازدهی خوبی نداشته ونتوانند درمقابل عیوب روی داده درشبکه با سرعت کافی عمل نمایند، همواره عدم رضایت مشترکین ومصرف کنندگان انرژی وجود خواهد داشت.
نیازهایی از شبکه که کلید قدرت باید تامین نماید
بطور کلی کلیدهای قدرت تجهیزاتی هستند که باید توانایی قطع ووصل مدار فشار قوی راهم درشرایط عادی سیستم وهم درشرایط وقوع خطا داشته باشند. یک کلید قدرت مناسب باید بتواند عمل قطع و وصل شبکه را درشرایط مختلف بار واتصال کوتاه درمحدوده شرایط ومقادیر نامی تعیین شده برای کلید طوری انجام دهد که خود آسیب ندیده وشبکه نیزبه نحومطلوب کنترل شود.
بطور کلی کلیدهای قدرت بایستی بتوانند نیازهای زیررا بدون ایجاداضافه ولتاژ گذرای خارج ازتحمل عایقبندی شبکه بدون اینکه آسیبی به خود وسایر تجهیزات شبکه وارد آید برآورده نمایند:
- تحمل عبورجریان پیوسته نامی مدار بدون اینکه حرارت اضافی درآنها تولید شود و به کلید صدمهای برسد.
- قطع جریانهای خطا (بدون افزایش غیرمجاز تنشهای حرارتی ومکانیکی)
- قطع و وصل جریانهای خازنی (نظیر جریانهای خطوط انتقال نیروی بی باربا انتهای باز)
- قطع و وصل جریانهای اندوکتیو (نظیر جریانهای ترانسفورماتورهای بی بار وجریان راکتورهای موازی)
- قطع جریانهای اتصال کوتاه ترانسفورماتورها و راکتورها
- وصل مجدد اتوماتیک
منبع : برق نیوز