مقاله تشخیص عیوب زمین در شبکه توزیع – پروژه تشخیص عیوب زمین در شبکه توزیع

چکیده 

به طور کلی این گزارش در مورد عیب های سیستم های زمین میباشد که این عیب ها شامل جریان عیب و همچنین ترانس هایی که به صورت اشتباه در سیستم های توزیع صنعتی از آنها استفاده شده است و  در صنعت برق کشورمان دخیل می باشد که با راهکارهایی که مهندسان برق کشورمان در سالهای اخیر ارائه داده اند این عیب ها به حداقل رسیده اند،(منظور از به حد اقل رسیدن این عیب ها فقط در سیستم های توزیع صنعتی بعضی از مراکز صنعتی شامل پالایشگاهها،صنعت پتروشیمی و بعضی مراکز دیگر)در این گزارش علاوه بر عنوان کردن عیبهای زمین در سیستم های توزیع صنعتی به راه حل های بنیادی که از استاندارد جهانی برخوردار می باشند و کاربرد بهینه و اثرات مطلوبی نیز در صنعت داشته اند، میپردازیم.

بعد از این که روشهای برطرف کردن عیوب ذکر شد به حفاظت جریانهای عیب زمین در سیستم های توزیع صنعتی می پردازیم.

 

تشخیص عیوب زمین در شبکه توزیع و حفاظت آن,مقاله تشخیص عیوب زمین در شبکه توزیع,پروژه تشخیص عیوب زمین در شبکه توزیع,شبکه,زمین,عیوب زمین,تشخیص عیوب شبکه,پروژه های برق,دانلود پروژه های برق,دانلود مقاله های برق,مقاله تشخیص عیوب زمین,عیوب زمین در شبکه,شبکه توزیع و عیوب زمین,پروژه تشخیص عیوب زمین

برای توضیحات بیشتر و دانلود به ادامه مطلب بروید

 

 

١﴾خصوصیات عیوب فاز-زمین در شبکه های توزیع صنعتی

شبکه توزیعی که مورد بحث ما است تحت سه ردیف ولتاژ ۲۰ ،۱۱و۳/۶کیلوولت میباشد شبکه ۲۰ کیلو ولت دارای اتصال ستاره زمین شده می باشد،شبکه فوق تنها در نقطه ستاره ترانسفورماتور تغذیه زمین شده،کلیه اتصالات سه فاز مربوط به طرف اول ترانسفورماتورها، تحت ۲۰ کیلو ولت،دارای اتصال مثلث می باشند.(ازجمله موتورها دارای اتصال مثلث میباشند)

شبکه های ۶۳کیلوولت و١١کیلوولت از طریق ترانسفورماتورهای جداگانه تغذیه می شوند که در سمت فشار ضعیف  دارای اتصال مثلث بوده،ولی از طریق Earthing Trans زمین شده اند .

شبکه تحت ولتاژ۳/۶ کیلووات شامل دو شبکه جدا و مستقل میباشند،شبکه اول از طریق ترانسفو رماتور به منظور تغذیه موتورهای ۳/۶ کیلوولت به صورت ایزوله ،شبکه دوم از طریق تراسفورماتورهایی نیز به صورت نول زمین شده بامقاومت پیش بینی شده اند.

چنانکه ملاحظه می شود ،شبکه۲۰ کیلولت به صورت ستاره زمین شده بدون هرگونه مقاومت  در نول پیش بینی شده به عنوان شبکه زمین شده کامل یا Solidly Grounded شبکه ١١ کیلولت به صورت زمین شده با تراسفورماتور زمین کننده(ET) و شبکه ۳/۶ کیلو ولت دوم به صورت زمین شده با مقاومت می باشد.

سه شبکه تحت ولتاژهای مختلف توزیع، از نظر جریانهای عیب زمین خصوصیات متفاوت را دارا می باشند، در شبکه ٢٠ کیلوولت ، بروز عیب زمین در هر نقطه با برقراری جریان عیب فاز -زمین به میزان قابل ملاحظه همراه بوده ،لازم است با بروز هر گونه عیب زمین ،جریان عیب زمین در حداقل فاصله زمانی تشخیص داده شده،خط یا دستگاه معیوب از شبکه جدا شود.

در شبکه ١١ کیلوولت بروز عیب در هر نقطه شبکه با برقرراری جریان محدود زمین کمتریا برابر با مقدار مشخص شده بر روی Trans Earthing همراه می باشد.

در شبکه ۳/۶کیلوولت اول تغذیه شده از هیچ گونه جریان فاز – زمین را برقرار نساخته، لذا به قطع کلیدها و توقف موتورها درقبال بروز عیوب زمین نیاز نمی باشد.

درشبکه۳/۶کیلوولت دوم زمین شده با مقاومت، مقدار جریان عیب زمین محدود وناچیز بوده،عوارض حرارتی جریان عیب در طول مسیر جریان عیب ودر محل بروز عیب تا فاصله زمانی چنددقیقه قابل تحمل بوده و لذا قطع کلیدها ورفع عیب با تاخیر زمانی تا چند دقیقه امکان پذیر می باشد.

چنانکه دیده میشود وضیعت شبکه ها تحت ولتاژهای ٢٠،١١و۳/۶کیلوولت از نظر اتصال به زمین و برقراری جریانهای زمین متفاوت از یکدیگر بوده،تفاوت در مقدار جریان زمین با توجه به نوع بار و اهمیت قطع مصرف کننده ها صورت می پذیرد.

 

به عبارت دیگر وضیعت نقطه نول تراسفورماتورهای تغذیه با توجه به نوع بار و درصد قطعی های قابل قبول شبکه مصرف ،پیش بینی شده وبهره برداری شبکه ومیزان قطعی های مصرف کننده ها را تحت تاثیر قرار می دهد.

وضیعت نقطه نول به ترتیب فوق خصوصیات شبکه ها را در قبال برقراری جریانهای عیب  زمین به شرح زیر مشخص می سازد:

١-مقدار جریان عیب زمین در شبکه ها با نقطه نول زمین شده کامل ،از طریق مقاومت ET و نول ایزوله متفاوت از یکدیگر بوده ،نوع رله ها وتاخیر زمانی مربوطه به منظور قطع کلیدها مختلف می باشند.

٢-فاصله زمانی قطع جریان به مقدار جریان عیب زمین بستگی داشته ،در شبکه ها با نول زمین شده کامل ،مقدار جریان عیب زمین قابل ملاحظه بوده ،قطع جریان زمین در حداقل فاصله زمانی ضروری میباشد.

در شبکه های زمین شده از طریق مقاومت مقدار جریان زمین نا چیز بوده،قطع سریع لحظه ای جریان عیب ضروری نبوده،در شبکه های نول ایزوله هیچ گونه جریان زمین برقرار نشده لذا قطع جریان و قطع دستگاه معیوب نظیر موتورها ضرورت نمییابد.

۳)با توجه به مقدار جریان عیب زمین طبق بند٢،تعداد قطعی های شبکه و توقف واحدهای تولیدی ناشی ازعیوب فاز-زمین بستگی مستقیم با وضعیت نقطه نول شبکه تغذیه و مقدار جریان عیب زمین خواهد داشت.

به عنوان مثال در شبکه های نول ایزوله هیچ گونه قطع کلیدها در قبال عیوب زمین ضروری نمی باشد،در شبکه های زمین شده با مقاومت به علت فاصله زمانی در قطع جریان،به فرصت کافی منظور قطع دستی کلیدها و یا کنتاکتور کلیدهای معیوب موجود بوده،امکان راه اندازی موتور رزرو و حفظ روند تولید در خط موجود می باشد.

۴)میزان صدمات و خسارات ناشی از بر قراری جریان عیب ،در مسیر جریان عیب و در تجهیزات قطع و وصل به انرژی حرارتی حاصل از قوس یا مقدار جریان عیب بستگی داشته،در شبکه ها با جریان عیب زمین محدود شده،استهلاک تجهیزات قطع و وصل به میزان قابل ملاحظه تقلیل می یابد.

۵)مقدار جریان عیب زمین از نظر صدمه به ایزولاسیون تجهیزات مسیر جریان و انرژی حرارتی حاصل از ان مورد نظر بوده ،نوع رله های حفاظتی به منظور تشخیص سریع عیوب حائز اهمیت می باشد.در روش نول ایزوله به علت عدم برقراری هرگونه  جریان عیب زمین دشوار بوده لازم است با پیش بینی های لازم صورت گیرد.

درشبکه ٢٠کیلوولت مورد اشاره با توجه به زمین بودن کامل نقطه نول تغذیه ،بابروز عیب زمین در هر نقطه جریان عیب زمین از طریق نقطه نول ترانسفورماتور تغذیه برقرار شده،مدارآن بسته می شود .بروز عیب زمین در هر نقطه از شبکه،اهم از تجهیزات فشار قوی،هادی ها ،کابلهاوغیره جریان را در محل عیب به سمت زمین برقرار ساخته،در محل نقطه نول تغذیه    جریان از زمین  به سمت نقطه نول خواهد بود.جهت جریانهای زمین به شرح فوق قطعی و مشخص بوده ،جهت جریان در نقطه نول،از جمله نقطه نول اتصال ستاره ترانسفورماتورها، نقطه نول ET،نقطه نول ژنراتورها وغیره از زمین به سمت نقطه نول خواهد بود. با توجه جهت مشخص و ثابت جریان عیب زمین در کلیه نقاط نول شبکه توزیع ،بردار جریان عیب زمین در نقطه نول در ردیف کمیت مبنا یا مرجع، نظیر بردار ولتاژ شبکه توزیع برای رله های حفاظتی به کار برده میشود.

از نظر بستگی جریان عیب زمین با مولفه های متقارن جریان برقرار شده به زمین ، سه برابر  مولفه صفرجریان می باشد.

در صورتیکه مقدار جریان عیب زمین مشخص باشد، دراینصورت مقدار مولفه صفر جریان با استفاده از ضریب ۳/٠ محاسبه میشود.

توزیع جریان عیب زمین با مقدار سه برابر مولفه صفر جریان در نقطه نول تراسفورماتورها به  صورت متقارن در سیمپیچهای سه فاز تشکیل دهنده نقطه نول نظیر سیم پیچ های ترانسفور ماتور ، راکتورهاو غیره توزیع شده ودر هر فاز مولفه صفر جریان برقرار می شود، به عبارت دیگر با برقراری جریان عیب زمین در نقطه نول و مولفه صفر جریان در سیم پیچی هر فاز جریان مشابه متناسب با نسبت تبدیل ترانسفورماتور ،در هر فاز در سیم پیچی طرف دیگر به عنوان مولفه صفر برقرار می شود .

درصورت پیش بینی اتصال ستاره زمین شده در دو طرف،برقراری جریان مولفه صفر در هر طرف،جریان مولفه صفر مشابه را در سیم پیچی فاز طرف دیگر و در هادیهای فاز بر قرار مینماید.در صورت اتصال ستاره زمین شده-ستاره ایزوله،جریان مولفه صفر تنها در طرف ستاره زمین شده برقرار می شود و در طرف ستاره ایزوله جریان مولفه صفر بر قرارنمی شود.

در صورت اتصال مثلث -ستاره زمین شده،جریان مولفه صفر تنها در سیم پیچی ها با اتصال ستاره زمین شده برقرار میشود ودر دو طرف با اتصال مثلث جریان برقرار شده در هر فاز در مدار بسته حاصل از سه سیم پیچی سه فاز گردش نموده ، در هادی های فاز خط برقرار نمی شود.

باتوجه به تاثیر نوع اتصال سیم پیچی ها در برقراری جریان مولفه صفر ، جریان مولفه صفر برای ترانسفور ماتور سه سیم پیچی با سه اتصال مختلف ستاره ، ستاره زمین شده و مثلث می باشد .

با مقایسه جریان برقرار شده در سیم پیچی ها با اتصالات مختلف ملاحظه می شود که تنها در اتصال ستاره زمین شده، در هر دو طرف ترانسفورماتور جریان مولفه صفر از یک طرف به طرف دیگر و بلعکس برقرار ومنتقل می شود. در صورتیکه در یک طرف اتصال مثلث یا ستاره ایزوله پیش بینی شود جریان مولفه صفر از طرف ستاره زمین شده به طرف دیگر منتقل نمیشود .

به طور خلاصه جریانهای زمین و مولف صفر در پی بروز عیب زمین،هنگامی برقرار خواهند شد که نقطه نول تغذیه به زمین متصل شده مدار بسته را شامل محل عیب و هادی های فاز به وجود اورده باشد،نقطه نول تغذیه ممکن است از طریقTrans Earthing  و یا اتصال ستاره ژنراتورها و یا اتصال ستاره طرف اول ترانسفورماتورهای ولتاژحاصل شود.وجود نقاط نول در شبکه تغذیه به شرح فوق به عنوان مولفه صفر جریان نامیده می شود،در صورت وجود نقاط نول متعدد،با بروز عیب زمین،جریان زمین یا مولفه صفر جریان از طریق کلیه نقاط نول برقرار شده،به عنوان شبکه توزیع با منابع متعدد مولفه صفر نامیده می شود.

به طور خلاصه خصوصیات شبکه توزیع صنعتی برای دو وضیعت متفاوت نقطه نول که شامل نول زمین شده کامل ونول ایزوله می باشند به شرح زیر می باشند:

۱-در شبکه های تغذیه با نول زمین شده کامل ،بروز هر گونه عیب زمین در هر نقطه شبکه با برقراری جریان قابل ملاحظه زمین،در حدود ۴۰درصد جریان عیب سه فاز متقارن همراه بوده،با نزدیک شدن محل عیب به ترانسفورماتور تغذیه ،افزایش می یابد. با دور شدن از نقطه نول تغذیه ،مقاومت یا امپدانس مسیر جریان افزایش می یابد و موجب کاهش جریان زمین  می شود، کلیه عیوب رویداده در هر نقطه شبکه ،جریان عیب زمین را از طریق نقطه نول زمین برقرار می سازد و با توجه به عارضه حرارتی جریان عیب لازم است هر چه سریعتر نسبت به قطع جریان عیب اقدام شود.برای این منظور پیشبینی رله های حفاظتی مناسب به منظور تشخیص سریع عیوب زمین قطع کلیدها ضروری می باشد.با توجه به اینکه عیوب زمین بالغ بر۶۰ الی ٧۰درصد تعداد کل عیوب روی داده در شبکه را تشکیل می دهند ، لذا اولین مشخصه عمده این نوع شبکه ها درصد بالای قطعی در تجهیزات توزیع خواهد بود.

حداکثر جریانهای زمین در قبال بروز عیب در نزدیکترین نقطه به ترانسفورماتور تغذیه نظیر ترمینالهای خروجی یا شینه طرف  دوم یا  کلید طرف دوم برقرار خواهد شد.در این حالت تنها امپدانسهای مستقیم ،معکوس و صفر ترانسفورماتور در مسیر جریان عیب واقع می شوند و جریان عیب زمین با توجه به سه مقاومت فوق محدود می شود.

۲-شبکه ها ی توزیع از نوع ایزوله-در شبکه نول ایزوله هیچ نقطه از شبکه از جمله نقاط نول به زمین متصل نبوده ،کلیه هادی های خطوط،سیم پیچ ها،نقاط نول از زمین ایزوله بوده، هیچ گونه جریان برقرار نمی شود .در صورت اتصال یک نقطه به زمین به علت بسته نشدن مدار ،جریان عیب برقرار نخواهد شد ولی مدار به منظور برقراری جریان خازنی اماده شده و شبکه فشار قوی وزمین مشابه دو صفحه خازن در محل عیب به یکدیگر متصل می شود و جریان خازنی را برقرار می سازند.به عبارت دیگر با بروز عیب فاز -زمین در شبکه نول ایزوله ،هادی های فاز به عنوان یک صفحه خازن ،وزمین به عنوان صفحه دیگر محسوب شده،در فاصله دو صفحه،با توجه به اتصال زمین به شبکه توزیع ولتاژ فاز -زمین بین دو صفحه اعمال شده،جریان خازنی بین دو صفحه یا زمین و شبکه فشار قوی برقرار می شود. تاهنگامی که اتصالی یک فاز به زمین رخ نداده ،دو صفحه خازن از یکدیگر ایزوله بوده ومدار بسته  به منظور برقراری جریان خازنی تشکیل نخواهد شد. مقدار جریان خازنی به خاصیت خازنی شبکه با زمین بستگی داشته،متناسب با نوع شبکه،هوایی یا زمینی و وسعت شبکه فزونی می یابد.با توجه به خاصیت خازنی معمول در خطوط هوایی و خطوط کا بل که تا حدودی مستقل از ولتاژ اسمی میباشد،مقدار جریان خازنی بر حسب طول خطوط محا سبه شده،تغییرات خطی را با وسعت شبکه دارا می باشد.

جریان خازنی در کلیه تجهیزات فشار قوی از جمله کابل ها،موتورها،ترانسفورماتورها و غیره از طریق بدنه هادیها و ماده ایزوله به سمت هادی تحت ولتاژ به عنوان صفحه خازنی تحت ولتاژ برقرار شده،افزایش درجه حرارت ماده ایزوله را موجب شده،آن را به سرعت ضایع  می سازد. به همین علت لازم است مقدار جریان خازنی از حدود مشخص و معین تجاوز ننماید.

در شبکه های نول ایزوله وسعت شبکه توزیع و مجموع طول شبکه به طور مناسب محاسبه و انتخاب می شود ان چنان که در صورت اتصال یک نقطه به شبکه توزیع،جریان خازنی ناشی از اتصالی فاز-زمین از سطح ۲۰-۱۰آمپرتجاوز ننماید.مقدار جریان خازنی مجاز در پی اتصال یک فاز به زمین در شبکه های توزیع هوایی در ردیف ولتاژهای توزیع۲۰-۶ کیلو ولت،به ترتیب در فاصله ۱۵-۳ آمپرودر شبکه های زمین در حدود ۱۰ آمپر بالغ میشود.در این صورت طول یا وسعت شبکه های توزیع زمینی ۱۴ کیلو متر و در شبکه های هوایی۳۵ کیلو متر می باشد.

۳-مقدار جریان عیب در شبکه های زمین شده از طریق T.E و یا مقاومت در نقطه نول در قسمت بعد تو ضیح داده خواهد شد.

 

 

 

 

فهرست مطالب          

خصوصیات عیوب فاز-زمین در شبکه های توزیع صنعتی

– روش های تشخیص عیوب زمین و رله های حفاظتی مربوطه در شبکه های زمین شده کامل

– مقابله با قطعی ها در شبکه های توزیع صنعتی که نول آنها زمین شده اند

– شبکه های توزیع با نول ایزوله

– روش زمین نمودن نقطه نول شبکه های توزیع صنعتی از طریق مقاومت

– انتخاب مقاومت نول در روش HRG وسایرپیش بینی های اضافی در شبکه توزیع

– تعیین مقاومت نقطه نول در شبکه توزیع صنعتی با نول زمین شده به روش LIG

– شبکه تغذیه با نول زمین شده به روش مقاومت بالا(HIG)

– تشخیص بروز عیب زمین در موتورهای ACوDC در روش زمین نمودن با امپدانس بالا

– استفاده از جریان زمین ومولفه صفر به عنوان کمیت پلاریزه و محافظت سلکتیویته ترانسفورماتورهای توزیع

– روش زمین نمودن نقطه نول در شبکه های توزیع شهری وروستایی

– منابع

 

تصاویر فایل پروژه:

  

 

 

 

 

خرید آنلاین پروژه

کليک جهت خريد کالا ، به منظور پذيرش قوانين و مقررات سايت مي باشد .

 

 

  • فرمت فایل : Word –  تعداد صفحات : ۵۱ صفحه
  • حجم فایل : کمتر از یک مگا بایت
  • برای دانلود مقالات و پرژوه های بیشتر در گرایش برق قدرت اینجا کلیک کنید.

درصورت بروز مشکل در هنگام خرید با ایمیل زیر در ارتباط باشید.

ایمیل مدیریت پارسی برق : admin@parsibargh.com