نیروگاه های تولیدکننده برق

نیروگاه های تولیدکننده برق

1- نیروگاه حرارتی: از اواخر قرن نوزدهم بشر برای تولید الکتریسیته از نیروگاه های حرارتی استفاده می کند. در این نیروگاه ها ابتدا زغال سنگ مصرف می شد و بعدها فرآورده های سنگین نفتی مورد استفاده قرار گرفت. اساس کار این نیروگاه ها بر گرم کردن آب تا حالت بخار است و سپس بخارهای تولید شده توربین های تولیدکننده الکتریسیته را به حرکت در می آورند. عیب این نوع نیروگاه ها تولید گاز کربنیک فراوان و اکسیدهای ازت و گوگرد و غیره است که در جو زمین رها شده و محیط زیست را آلوده می کنند. دانشمندان بر این باورند که در اثر افزایش این گازها در جو زمین اثر گلخانه ای به وجود آمده و دمای کره زمین در حال افزایش است. در کنفرانس های متعددی که درباره همین افزایش گازها و به ویژه گرم شدن کره زمین در نقاط مختلف جهان برگزار شد (لندن، ریو دوژانیرو و همین سال گذشته در کیوتو) غالب کشورهای جهان جز ایالات متحده آمریکا موافق با کم کردن تولید این گازها بر روی کره زمین بودند و تاکنون تنها به علت مخالفت آمریکا موافقتی جهانی حاصل نشده است.  

 

2- نیروگاه های آبی: در مناطقی از جهان که رودخانه های پر آب دارند به کمک سد آب ها را در پس ارتفاعی محدود کرده و از ریزش آب بر روی پره های توربین انرژی الکتریکی تولید می کنند. کشورهای شمال اروپا قسمت اعظم الکتریسیته خود را از آبشارها و یا سدهایی که ایجاد کرده اند به دست می آورند. در کشور فرانسه حدود 30 تا 40 درصد الکتریسیته را از همین سدهای آبی به دست می آورند. متاسفانه در کشور ما چون کوه ها لخت (بدون درخت) هستند غالب سدهای ساخته شده بر روی رودخانه ها در اثر ریزش کوه ها پر شده و بعد از مدتی غیر قابل استفاده می شوند.

3- نیروگاه های اتمی: در دهه اول و دوم قرن بیستم نظریه های نسبیت اینشتین امکان تبدیل جرم به انرژی را به بشر آموخت (فرمول مشهور اینشتین mc2=E). متاسفانه اولین کاربرد این نظریه منجر به تولید بمب های اتمی در سال 1945 توسط آمریکا شد که شهرهای هیروشیما و ناکازاکی در ژاپن را به تلی از خاک تبدیل کردند و چند صد هزار نفر افراد عادی را کشتند و تا سال های متمادی افراد باقی مانده که آلوده به مواد رادیواکتیو شده بودند به تدریج درپی سرطان های مختلف با درد و رنج فراوان از دنیا رفتند. بعد از این مرحله غیر انسانی از کاربرد فرمول اینشتین، دانشمندان راه مهار کردن بمب های اتمی را یافته و از آن پس نیروگاه های اتمی متکی بر پدیده شکست اتم های اورانیم- تبدیل بخشی از جرم آنها به انرژی- برای تولید الکتریسیته ساخته شد.

اتم های سنگین نظیر ایزوتوپ اورانیم 235 و یا ایزوتوپ پلوتونیم 239 در اثر ورود یک نوترون شکسته می شود و در اثر این شکست، 200 میلیون الکترون ولت انرژی آزاد شده و دو تکه حاصل از شکست که اتم های سبک تر از اورانیم هستند تولید می شود. اتم های به وجود آمده درپی این شکست غالباً رادیواکتیو بوده و با نشر پرتوهای پر انرژی و خطرناک و با نیمه عمر نسبتاً طولانی در طی زمان تجزیه می شوند. این پدیده را شکست اتم ها (Fision) گویند که بر روی اتم های بسیار سنگین اتفاق می افتد. در این فرایند همراه با شکست اتم، تعدادی نوترون به وجود می آید که می تواند اتم های دیگر را بشکند، لذا باید نوترون های اضافی را از درون راکتور خارج کرد و این کار به کمک میله های کنترل کننده در داخل راکتور انجام می گیرد و این عمل را مهار کردن راکتور گویند که مانع از انفجار زنجیره ای اتم های اورانیم می گردد.

از آغاز نیمه دوم قرن بیستم ساخت نیروگاه های اتمی یا برای تولید الکتریسیته و یا برای تولید رادیو عنصر پلوتونیم که در بمب اتم و هیدروژنی کاربرد دارد، شروع شد و ساخت این نیروگاه ها تا قبل از حوادث مهمی نظیر تری میل آیلند در آمریکا در سال 1979 میلادی و چرنوبیل در اتحاد جماهیر شوروی سابق در سال 1986 همچنان ادامه داشت وتعداد نیروگاه های اتمی تا سال 1990 میلادی از رقم 437 تجاوز می کرد. بعد از این دو حادثه مهم تا مدتی ساخت نیروگاه ها متوقف شد. در سال 1990 مقدار انرژی تولید شده در نیروگاه های صنعتی جهان از مرز 300 هزار مگاوات تجاوز می کرد.

ولی متاسفانه در سال های اخیر گویا حوادث فوق فراموش شده و گفت وگو درباره تاسیس نیروگاه های اتمی جدید بین دولت ها و صنعتگران از یکسو و دانشمندان و مدافعان محیط زیست آغاز شده است. بدیهی است اغلب دانشمندان و مدافعان محیط زیست مخالف با این روش تولید انرژی هستند و محاسبات آنها نشان می دهد که اگر قرار باشد تمام جهانیان از نیروگاه اتمی استفاده کنند، از یکسو احتمالاً تولید پلوتونیم از کنترل آژانس جهانی کنترل انرژی هسته ای خارج خواهد شد و امکان دارد هر دیکتاتور غیرمعقول و ناآشنا با مفاهیم علمی تعادل محیط زیست، دارای این سلاح خطرناک شود. از سوی دیگر افزایش مواد زاید این نیروگاه ها که غالباً رادیوایزوتوپ های سزیم 137 و استرانسیم 90 و پلوتونیم 239 است، سیاره زمین را مبدل به جهنمی غیر قابل سکونت خواهد کرد.

با وجود این، اخیراً ایالات متحده آمریکا مسائل فوق را فراموش کرده و برنامه ساخت نیروگاه های اتمی را مورد مطالعه قرار داده است. در کشورهای اروپایی نیز صنایع مربوطه و به ویژه شرکت های تولیدکننده برق دولت های متبوع خود را برای تاسیس نیروگاه های اتمی تحت فشار قرار داده اند. ولی خوشبختانه در این کشورها با مقاومت شدید مدافعان محیط زیست روبه رو شده اند. اما در کشورهای آسیایی، در حال حاضر 22 نیروگاه اتمی در دست ساخت است (تایوان 2- چین 4- هندوستان 8- کره جنوبی 2- ژاپن 3- کره شمالی 1- ایران 2) و در کشورهای کمونیستی سابق ده نیروگاه در حال ساخت است (اوکـراین 4- روسیه 3- اسلواکی 2- رومانی 1)

مواد زاید نیروگاه های موجود و در حال بهره برداری از 300 هزار تن در سال تجاوز می کند و تا سال 2020 که 33 نیروگاه در حال ساخت کنونی است به بهره برداری خواهند رسید، مواد زاید رادیواکتیو و خطرناک از مرز 500 هزار تن در سال تجاوز خواهد کرد. (مجله کوریه اینترناسیونال 17-11 دسامبر 2003 صفحه 12) اگر اروپایی ها و آمریکا و کانادا نیز ساخت نیروگاه های اتمی را شروع کنند، مواد زاید و رادیواکتیو جهان از حد میلیون تن در سال تجاوز خواهد کرد. باید توجه داشت که برای از بین رفتن 99 درصد رادیو اکتیویته این مواد باید حداقل 300 سال صبر کرد.

4- نیروگاه متکی بر پدیده پیوست اتم ها: از اواسط قرن بیستم دانشمندان با جدیت فراوان مشغول پژوهش و آزمایش بر روی پدیده پیوست اتم های سبک هستند. در آغاز نیمه دوم قرن بیستم کشورهای غربی (آمریکا، فرانسه و انگلستان و...) و اتحاد جماهیر شوروی، از این پدیده برای مصارف نظامی و تولید بمب هیدروژنی استفاده کرده و به علت ارزان بودن فرآورده های نفتی، کشورهای پیشرفته کمک مالی چندانی به دانشمندان برای یافتن وسیله کنترل بمب هیدروژنی نکردند و اکنون که قسمت اعظم ذخایر نفت و گاز مصرف شده، به فکر ساخت نیروگاهی براساس پدیده پیوست اتم ها افتاده اند که در آغاز به آن اشاره شد و در زیر اصول آن تشریح می شود.

الف) بمب هیدروژنی: بمب هیدروژنی در واقع یک بمب اتمی است که در مرکز آن ایزوتوپ های سنگین هیدروژن (دوتریم D و تریسیم T و یا فلز بسیار سبک لیتیم Li) را قرار داده اند. بمب اتمی به عنوان چاشنی شروع کننده واکنش است. با انفجار بمب اتمی دمایی معادل ده ها میلیون درجه (K10000000) در مرکز توده سوخت ایجاد می شود، همین دمای بالا سبب تحریک اتم های سبک شده و آنها را با هم گداخت می دهد. در اثر گداخت و یا در واقع پیوست اتم های سبک با یکدیگر انرژی بسیار زیادی تولید می شود. این است که در موقع انفجار بمب هیدروژنی دو قارچ مشاهده می شود، قارچ اول مربوط به شکست اتم های اورانیم یا پلوتونیم است و قارچ دوم مربوط به پدیده پیوست اتم های سبک با یکدیگر است که به مراتب از قارچ اول بزرگ تر و مخرب تر است. واکنشی که در خورشید اتفاق می افتد نتیجه پیوست اتم های هیدروژن با یکدیگر است، دمای درونی خورشیدها میلیون درجه است. (دمای سطح خورشید 6000 درجه است).

در مرکز خورشید از پیوست اتم های هیدروژن معمولی ایزوتوپ های دوتریم و تریسیم تولید می شود و سپس این ایزوتوپ به هم پیوسته شده و هسته اتم هلیم را به وجود می آ ورند. این واکنش ها انرژی زا هستند و در اثر واکنش اخیر 6/17میلیون الکترون ولت انرژی تولید می شود. و این واکنش ها همراه انفجار وحشتناک و مهیبی است که همواره در درون خورشید به طور زنجیره ای ادامه دارد و دلیل اینکه خورشید از هم متلاشی نمی شود اثر نیروی گرانشی بر روی جرم بی نهایت زیاد درون خورشید است. وقتی که ذخیره هیدروژن خورشید تمام شود، زمان مرگ خورشید فرا می رسد. (البته در 5 تا 6 میلیارد سال دیگر).

در مقایسه نسبی اوزان، در پدیده پیوست 4 برابر انرژی بیشتر از پدیده شکست اتم های اورانیوم تولید می شود.

ب) نیروگاه متکی بر پدیده پیوست:در این پدیده همانطور که گفته شد اتم های سبک با یکدیگر پیوست حاصل کرده و اتمی سنگین تر از خود به وجود می آورند، در واقع همان واکنشی است که در خورشید اتفاق می افتد ولی باید شرایط ایجاد آن را بدون کاربرد بمب اتمی به وجود آورد و به ویژه باید آن را تحت کنترل درآورد. از دهه 1950 تاکنون دانشمندان سعی در به وجود آوردن دمایی در حدود میلیون درجه کرده تا واکنش پیوست را به نحو متوالی در این دما نگه دارند، دستگاهی که برای این کار ساخته اند توکاماک Tokamak نام دارد. تاکنون در آزمایشگاه ها توانسته اند به مدت حداکثر 4 دقیقه این واکنش را ایجاد و کنترل کنند. در این دستگاه که در شکل نمایش داده شده است، میدان مغناطیسی بسیار شدیدی ایجاد کرده و شدت جریان الکتریکی در حدود 15 میلیون آمپر از آن عبور می کند (برق منزل شما 30 تا حداکثر 90 آمپر است). در مرکز این دستگاه اتم های سبک در اثر میدان مغناطیسی و الکتریکی، حالت پلاسما را خواهند داشت. (در روی زمین ما سه حالت از ماده را می شناسیم: جامد، مایع و بخار، ولی در داخل ستارگان یا خورشید ماده به صورت پلاسما است، یعنی در این حالت هسته اتم ها در دریایی از الکترون ها غرق اند.) در چنین حالتی اتم های سبک آنقدر تحریک و نزدیک به هم شده اند که در هم نفوذ می کنند و اتم جدیدی که هلیم است به وجود می آید. (ستارگان بسیار حجیم تر از خورشید دمای درونی بیش صدها میلیون و یا حتی میلیارد درجه است و در آنها اتم های سنگین تر نظیر کربن، ازت و اکسیژن با هم پیوست می کنند و عناصری مانند سلیسیم و گوگرد و... را به وجود می آورند .

آشنایی با DG

آشنایی با DG

 2-انواع

همانطور که در شکل 1 مشخص است انواع مختلفی از DG ها وجود دارند.به منظور داشتن توانایی در انتخواب این انواع را با هم مقایسه می کنیم که در این مقاله تمرکز بیشتر روی انوع جدید DG است.

1-2 ژنراتورهای احتراقی سنتی:

1-1-2میکرو توربین ها(MT):

به نظر می رسد که میکرو توربین ها آینده درخشانی داشته باشند.آنها توربین های احتراقی با ظرفیت های کوچک اند که می توانند با گاز طبیعی٬ پروپان وسوخت های نفتی کار کنند.در شکل ساده آن ها تشکیل شده اند از کمپرسور٬محفظه احتراق٬بازیابنده٬توربین های کوچک و ژنراتورکه فقط یک شفت متحرک دارند و به منظور انجام تهویه از روغن استفاده می شود. ابعاد آن ها کوچک و در حد 4/0تا1M^3)) و ظرفیت آنها در حدود 20 تا 500KW می باشد.توربین های احتراقی سنتی در فشار و دمای پایین وسرعت بالا کار می کنندکه در بعضی از مواقع به گیربکس نیاز می شود.این نوع DG دارای هزینه کم قابلیت اطمینان بالا و سرعت زیاد است .

1-1-2مزایای MT:

.می تواند در فضاهای محدود مورد استفاده قرار گیرد و در مقایسه با موتورهای احتراقی قدیمی دارای ابعاد فشرده تر و سبکترند

.تکنولوژی شناخته شده٬سرعت آماده به کار بالا٬مشخصه بار مناسب ونیاز به نگهداری کمی دارند

.بازده بالا(بیشتر از 80%) و تلفات کمی دارند

.هزینه اولیه و تولید برق در آنها در مقایسه با انواع دیگر پایین است

.با اتصال آن به ادوات الکترونیک قدرت میتوان آن را انعطاف پذیر و با بازده بالا و همچنین کنترل پذیر نمود

.انواع مختلفی از MTها با توجه به عملکردآن مانند توربین های احتراقی و گازی وجود دارد.

توربین های گازی ٬توربین های احتراقی با دما وفشار بالا هستند که از این گاز با فشار بالا به منظور چرخاندن شفت توربین استفاده می شود که کمپرسوری را به حرکت در می آورد و در نهایت ژنراتور برق را.توربین های گازی معمولا برای توان های بالای 1MW استفاده می شوند اما امروزه ژنراتورهای کوچک به نام توربین میکرو-گاز با ظرفیت 200KW وجود دارد.گرمای به وجود آمده را می توان باز یابی کرد و به منظور تولید بخار برای ایجاد سیکل ترکیبی(شکل2) ب وعملکرد مختلط (CHP)استفاده کرد.

انواع مختلف MT با توجه به ساختار سیکل عملیاتی آن ها متفاوت اند:

-توربین گازی سیکل-ساده:این توربین های در یکی از دو حالت تک شفته(با کمپرسور هوا وتوربین قدرت(PT) روی همان شفت) و یا شفت دوبل تقسیم کرد.همچنین دارای محفظه احتراق و ژنراتور الکتریکی که با قدرت توربین به حرکت در می آید نیز هستند.

-توربین گازی بهبود یافته:آنها مشابه توربین گازی ساده اند اما مبادله کننده گرمای ویژه ای نیز برای آنها در نظر گرفته شده است که با پیش گرم کردن هوای کمپرس شده در طول مسیر احتراق باعث افزایش بازده می شود.

-توربین های گازی سیکل ترکیبی:آنها از انرژی خسته شده در بازیابنده گرمای ژنراتور بخار(HRSG)با توجه به ایده باز یافت گرما که میتواند شامل یک محفظه احتراق به منظور افزایش در خروجی بخار استفاده می شود.به منظور افزایش بازده همانطور که در شکل 3 مشاهده می شودبخار خارج شده از HRSG توربین بخاری را به حرکت در می آورد که به ژنراتور اصلی اضافه می شود.

2-2-ژنراتورهای مدرن:

1-2-2-ادوات الکتروشیمیایی:

سلول های سوختی(FC):

وسیله ایست که به منظور تولید توان الکتریکی و فراهم آوردن انرژی گرمایی از انرژی شیمیایی در طی یک فرایند الکتروشیمیایی استفاده می شود.می توان آنرا باتریی در نظر گرفت که تا زمانی که سوختی وجود داشته باشد انرژی الکتریکی را تامین می کند.

بر خلاف باتری ها٬FC نیاز به شارژ شدن ندارد وتا زمانی که سوخت آن در طی پروسه الکتروشیمیایی در حال مصرف شدن است می تواند انرژی را تامین کند.FC ها تکنولوژی های شناخته شده ایند که از سال 1960 در صنایع مورد استفاده قرار گرفتند.

در سال 1997 دپارتمان انرژی امریکا بنزین را بدلیل در دسترس بودن به عنوان منبع انرژی برای FC ها امتحان کرد و ظرفیت FCها از KWبه MW به ترتیب برای واحد های سیار و ساکن تغییر داد.آنها توانایی تولید انرژی پاک و گرما را برای تعداد زیادی از کاربرد ها به وسیله استفاده از سوخت مایع و گاز دارند.FCها  میتوانند از انواع مختلف سوخت های هیدروژنی مانند گاز طبیعی ٬ گازولین٬ بیوگاز وپروپان استفاده کنند.FCها در دما وفشارهای متفاوتی کارمی کنندکه فشار در آنها از چند اتمسفر تا چند هزار اتمسفر تغییر می کند و دما از 20 تا 200 درجه سانتی گراد.شکل 4 نمونه از FCرا نشان می دهدکه شامل دو الکترود اکسید شده که توسط الکترو لیت از هم جدا شده اند می باشد.اکسیژن به عنوان اکسیدان از الکترودی(کاتد)تحت یکی از دو شرایط فشار کم(با استفاده از دمنده ها)و یا فشار زیاد(با استفاده از کمپرسور هوا)خارج می شود و هیدروژن نیز به عنوان سوخت از الکترود دیگر حرکت می کند و این دو در طی یک پروسه الکترو شیمیایی بدون انجام احتراق با هم ترکیب شده وانرژی آزاد می کنند.کاتالیزور اتم هیدروژن را به دو قسمت پروتون و الکترون می شکافد.پروتون در طول الکترولیت حرکت می کندو الکترون نیز جریان مجزایی ایجاد می کندکه میتوند قبل از رسیدن به کاتد مصرف و مولکول آب تشکیل شود.مراحل تولید انرژی در شکل 5 نشان شده است که جریان الکتریکی و آب و گرما مقداری گاز خروجی مانند NO و C0 حاصل آن است که پاک و بی خطر است.از  پردازنده سوختیی به منظور تبدیل سوخت به بخار سوخت که برای واکنش شیمیایی لازم است.به منظور اتصال به بار می توان از تجهیز الکترونیک قدرت و ایجاد جریان متناوب و همچنین تنظیم ولتاژ استفاده کرد.هیدروژن مورد نیاز را میتوان به یکی از دو روش تغییر شکل هیدرو کربن و یا الکترو لیز آب بدست آورد که روش اول متداول تر است و این کار را روی گاز طبیعی انجام میدهند زیرا به شکل تجاری موجود است و از طریق لوله کشی هم قابل انتقال است.در تولید هیدروژن به روش شیمیایی و استفاده از بخار روی کربن گرم شده خروجی H2 و C02 را به دنبال دارد.این پروسه به گرما برای کربن و بخار نیاز دارد که آن را می توان اتلاف پروسه دانست.روش دیگر تولید هیدروژن الکترو لیز آب است که بخاطر استفاده از انرژی الکتریکی مقرون به صرفه نیست.پروسه تغییر شکل که به عنوان"پروسه تغییر شکل کاتالیست بخار"شناخته می شود در دماهای بالا اتفاق می افتد در حدود800درجه بنا بر این برای دمای پایین مطابق شکل 5 به یک ابزار تغییر شکل خارجی نیاز است.

1-1-2-2مزایای FC

FC ها انرژی سوخت را به انرژی الکتریکی با بازده بالا تبدیل می کنند در حدود 60% که این رقم در حدود 2برابر ژنراتور های سوختی است.

.نبود قسمت های متحرک در عملکرد FC  بجز در دمنده های هوا(O2)و سوخت برای H2 و پمپ آب باعث کم صدا شدن آن و بازده بالای آن شده که هوا را کم آلوده می کند.

.به دلیل نبود احتراق در آن می توان آن را دوستدار محیط دانست.

.در سال های اخیر FCها با ابعاد کوچک تولید شده اند که می توانند در ساختمان های تجاری و مسکونی برای اهداف گرمایشی و  روشنایی و به طور همزمان استفاده شوند.

.امروزه به سلول سوختی های ستونی دسترسی داریم که با ایجاد انعطاف پذیری بالا توان را ثابت و صاف در اختیار می گذارند.

2-1-2-2 معایب FC

از نقطه نظر الکتریکی با افزایش عمر امپدانس داخلیشان افزایش می یابد پس به منظور تنظیم ولتاژ مناسب به ادوات الکترونیک قدرت نیاز است.

3-1-2-2 انواع تکنولوژی FC

این انواع مختلف متانسب با الکترولیت موجود در سلول است مانند:تبادل پروتون یا الکترولیت(PEMFC)٬سلول سوختی قلیایی(AFC)٬سلول سوختی متانول مستقیم(DMFC) ٬سلول سوختی اسید فسفریک(PAFC) ٬سلول سوختی کربنات مذاب(MCFC) ٬سلول سوختی اکسید جامد(SOFC) ٬همانطور که در جدول A.1 به نمایش در آمده است٬پروسه الکتروشیمیایی بر اساس واسطه الکترولیت که مشخص کننده دمای کاری FC است شکل می گیرد.

2-2-2 ابزار ذخیره

شامل باتری٬فلای ویل وتجهیزات دیگر است که در طول دوره کم باری شارژ می شوند ودر مواقع مورد نیاز مورد استفاده قرار می گیرند معمولا این ابزار با انواع دیگر DG به منظور تغذیه پیک لود و به طور همزمان استفاده می شوند.این باطری ها "سیکل عمیق"نامیده می شوندو متفاوت از باطری ماشین اند که "سیکل کم عمق"نامیده میشوند و تفاوت در این است که این باطری ها می توانند به دفعات به طور کامل و بدون آسیب شارژ و دشارژ کامل شوند.این باطری ها توسط کنترل کننده شارژ و دشارژ از شارژ و دشارژ اضافی محافظت می شوند.ابعاد و بزرگی باتری مشخص کننده طول دوره دشارژ باتری است و همچنین سیستم فلای ویل میتواند شارژ شده و توان در حدود700KW را درظرف کمتر از 5 ثانیه در اختیار گذارد.

3-2-2ادوات تجدید پذیر

انرژی های سبز انواع پاک و تجدیدی پذیر مانند خورشید٬باد٬آب هستند اما هزینه تولید انرژی الکتریکی در آنها به نسبت انواع مرسوم نفتی گران تر است و موارد مورد بحث در اینجا انواع ارزانتر آنها است.

1-3-2-2خورشیدی(PV)

1-ساختار:PVسلولی است که می تواند چهارگوش ویا مسطح باشد که از کریستال سیلکون ساخته می شود.سلول به شکل اتاقک و یا پنل به منظور تامین توان مورد نیاز به هم متصل شده است.

2-عملکرد و دسته بندی:سلول انرژی را از تابش خورشید جذب می کند.اشعه های خورشید الکترونهای سلول را به حرکت در می آورد و آن را به جریان DC تبدیل می کند.هر سلول متناسب با ابعاد آن جریان 2 تا 4 آمپر را تولید و ولتاژ خروجی 5/0 ولت را ایجاد می کند و به طور معمول چند تا از آنها را به هم سری و ولتاژ 12 ولت را برای شارژ باتری ها ایجاد می کند.

3-محدودیت ها:PV  ها به منظور ایجاد توان های مختلف به هم متصل می شوند اما محدودیت هایی از جمله توان خروجی کم٬هزینه زیاد لندی که PV آنجا نصب میشود(هر لند 150KWتوان تولید می کند)٬کاربرد محدود به نواحی خاص جغرافیایی و آب و هوایی دارد.

مثال هایی از کاربرد PV

.برنامه ها و کاربرد های فضایی که انرژی و توان لازم را برای ماهواره ها و مبادله کننده ها فراهم می آورد.

.ارتباط در مناطق دور افتاده٬روشنایی معابر٬پروژه های سقفی در کاربرد روشنایی و گرمایشی منازل و همچنین در کاربرد های تغذیه مستقیم بار مثل پمپ آب خورشیدی.

.به لحاظ اقتصادی بازده بالایی دارند مخصوصا زمانی که بار از شبکه فاصله زیادی داشته باشد

انواع مختلف کاربردPV:

.سیستم های ترکیبی PV و دیزل که در نظارت و سرپرستی کنترل و اطلاعات فراگیر(SCADA)برای پروسه کنترل استفاده می شود.

.PV های استند الون با اتصال مستقیم که توان مورد نیاز بارهای DCرا تامین می کنند و چون فقط زمانی که خورشید در دسترس است عمل می کند پس می توان آنها را با باتری های سیکل عمیق مورد استفاده قرار داد.

.به منظور تامین بارهای AC می توان آنرا با اینورتر مورد استفاده قرار داد.

2-3-2-2توربین های بادی(WT)

انرژی باد انرژی جدید و تازه شناخته شده ای نیست و سالهاست که از آن استفاده می شود.

یک WTشامل:روتور٬توربین٬ژنراتور٬درایو و یا وسیله کوپل٬شفت و ناسل(سرتوربین)که شامل گیربکس و درایو ژنراتور است٬می باشد.توربین های مدرن می توانند انرژی الکتریکی پاک را به صورت منفرد و یا جمعی فراهم کنند.هر توربین معمولا 2 یا 3 تیغه دارد که 10 تا 30 متر طول دارند.

عملکرد:باد تیغه ای را که به شفت ژنراتور متصل است به حرکت در می آورد که آن نیز باعث تولید انرژی الکتریکی می شود.مشخصه انرژی توربین های بزرگ بادی شبیه به منابع انرژی متمرکز است.توربین های کوچک را می توان با PV و یا باتری ترکیب و توانی در حدود 25 تا 100 KW دریافت کرد.

مزایای توربین های بادی:

.آلودگی هوا ایجاد نمی کنند برخلاف سوخت های قدیمی که ایجاد باران اسیدی (از دی اکسید سولفور و یا اکسید نیتروژن)یا گرمایش جهانی(از دی اکسید کربن)می کنند.

.پاکیزگی محیط برخلاف نیروگاه های هسته ای(تلفات و خطرات رادیواکتیو ندارند)

.آینده مناسب(سوخت ندارد و انرژی آن ققط باد است که پایانی ندارد)

.بر خلاف سوخت های سنتی با افزایش زمان هزینه آنها کاهش می یابد.

طبقه بندی انواع DG:

معمولا DG ها را از نظر نوع عملکرد و تکنولوژی آنها دسته بندی می کنندبنابراین دسته بندی آن ها از نقطه نظر الکتریکی مناسب بنظر می رسد.طبقه بندی را می توان بر اساس شرایط مختلف کارکرد الکتریکی آنها٬دوره تغذیه٬نوع توان تولیدی٬ریت الکتریکی و تجدید پذیر یا ناپذیر بودن آنها دسته بندی کرد.انواع پیشنهادات برای طبقه بندی DG در زیر آورده شده است:

1-3کاربرد:انواع مختلف DG با توجه به نیاز بار و به منظور نیاز های مختلف به کار گرفته می شود.بعصی از این انواع نیاز در زیر ذکر شده است:

شرایط آماده به کار(STANDBY)DG: را می توان در حالت آماده به کار برای تغذیه بارهای حساس مانند صنایع و یا بیمارستانها در زمان خاموشی گسترده به کار برد.

کاربرد منفرد:معمولا نواحی ایزوله شده که برای اتصال به شبکه سراسری مانعی در سر راه دارندکه هزینه اتصال را بالا می برد به جای اتصال به شبکه از DG استفاده می کنند.

اصلاح پیک بار:هزینه تولید با توجه به منحنی بار و میزان تولید در دسترس تغییر می کند . بنابراین می توان از DG برای تغذیه بار های صنعتی در زمان پیک بار استفاده کرد که هزینه تولید را کاهش خواهد داد.

کاربرد روستایی و مناطق دور دست:DG می تواند توان مورد نیاز مناطق دور افتاده را تامین کند. این کاربردها شامل روشنایی ٬سرمایش٬گرمایش٬ارتباطات و صنایع کوچک می باشد.همچنین استفاده از DG باعث تثبیت ولتاژدر کاربرد های روشنایی و در اتصال به شبکه میشود.

تولید همزمان گرما و توان(CHP):استفاده از (CHP) بازده انرژی زیادی را به دنبال دارد.گرمای تولید شده در پروسه تولید برق در موارد گوناگون مثل بیمارستانها و مراکز تجاری بزرگ و صنعت به کار گرفته شود.

بار پایه:از DG برای تامین بار پایه و به منظور بهبود پروفیل ولتاز و کاهش تلفات توان و بهبود در کیفیت توان استفاده کرد.

یک نوع طبقه بندی را میتوان با بیان انواع مختلف DG و همچنین مراکز تولید مرکزی سنتی با رنج های متفاوت عملیاتی به مانند جدول 1 نتیجه گرفت.

 دوره تغذیه و نوع توان:دوره توان خروجی DG ها با توجه به ابعاد٬نوع کاربرد آنها تغییر می کنددوره تغذیه در آنها می تواند در مواردی چون تغذیه بار پایه طولانی باشدویا دوره کوتاه مدت که به شبکه کمک می کنند.میتوان با توجه به میزان تولید توانDG و نوع توان تولیدی (اکتیو ویا راکتیو)به مانند جدول 2 انجام داد.

ظرفیت DG:ظرفیت آن به طور مشخصی تعریف نشده است و متناسب با نوع مصرف آن است.طبقه بندی معمول در این زمینه در شکل 6 نشان داده شده است این سطوح از یک واحد به اتصال چندتایی تغییر می کند.

نوع توان تولیدی:توان خروجی می تواند مستقیم ویا متناوب باشد.FCوPVوباتری ها جریان مستقیم تولید میکننداما به منظور تغذیه بار های متناوب می توان از ادوات الکترونیک قدرت برای متناوب کردن جریان استفاده کردو انواع دیگر DG جریان متناوب دارند که از ادوات الکترونیک قدرت به منظور رگولاسیون ولتاژ در آنها استفاده می شود.

تکنولوژی:روش دیگر طبقه بندی سوخت مورداستفاده است که می تواند فسیلی ویا غیر فسیلی باشد(شکل 7).

4-ساختارDG:DG روش تولید برق صنعتی ٬مارکتینگ و سیستم تنظیم نشده می باشد.تا کنون روش مناسبی برای تعریف ساختار DG ارایه نشده است اما روش های معمول را در زیر آورده ایم:

1-4اسم DG:معمولا اآنرا تولید پراکنده می نامند

2-4هدف DG:اساسا از DG به منظور تامین یک بخش و یا تمامی توان مورد نیاز مشترکین به توان اکتیو ویا به صورت آماده به کار استفاده می کنند.بنابراین نیازی به تولید توان راکتیو توسط DG مثلا برای FC نمی باشد.

3-4محل DG:تعیین محل DG به عنوان نصب و تولید توان الکتریکی که به طور مستقیم به شبکه توزیع متصل شده و یا در سمت مصرف کننده به شبکه اتصال دارد انجام می گیرد. سیستم انتقال را می توان به عنوان سیستمی که به وسیله یک کمپانی دیگر کار میکندو توان تولید نمیکندو همچنین شامل سیستم توزیع و خرده فروشی نمی شودتعریف کرد.سیستم توزیع را اینگونه تعریف می کنیم:سیستمی که با یک شرکت توزیع کار میکند که می تواند توان تولید وخرده فروشی کند.مطالب گفته شده در مورد سیستم انتقال وتوزیع و محل DG فوایدی دارد که در زیر آنها را ذکر میکنیم

.اگر یک مشترک  صنعتی بزرگ به طور مستقیم به خط انتقال اتصال یافته باشد و از سیستم CHP استفاده کند میتوان سیستمCHPرا DG محسوب نمود زیرا به طور مستقیم به مشترک متصل شده است.

.اگر ظرفیت یک شبکه توزیع محدود شده باشدمی توان یک نیروگاه بادی متوسط را به صورت مستقیم به خط انتقال متصل کرد در این شرایط می توان نیروگاه بادی را DG برشمرد.

درحالتی به خصوص و خارج از موضوعیت محل قرارگیری DG می توان آنرا به کمک ابزار مناسب در نیروگاه ها به منظور تامین پیک بار استفاده کرد دراین صورت DG را بعنوان ابزار جدید برای طراحی شبکه توزیع بررسی می کنند

4-4ریتینگ DG:مطابق شکل 6 انواع مختلفی برای ابعاد و رنج DG ها طبق قوانین کشورهای مختلف اریه شده است.

5-4 ناحیه تحت پوشش DG:تعریف و یا ساختار مشخصی در این مورد تا کنون ارایه نشده است٬اما چنین فرض می شود که DG انرژی را برای شبکه توزیع فراهم می کنداما اگر در شرایطی انرژی تولیدی توسط DG از مصرف شبکه توزیع بالا تر رفت این انرژی اضافی می تواند در شبکه انتقال جاری شود.

6-4محدودیت های عملیاتی:به منظور مطالعه در تاثیرات DG در شبکه توزیع باید در مورد محدودیت های کاربردی آن نیز بحث شود.مانند تمامی ادوات الکتریکی DG نیز دو مدل حالت ماندگار و دینامیک دارد.در اینجا مدل حالت ماندگار سیستم بیشتر مورد توجه واقع میشودزیرا که ما توانایی ها و پیچیدگی های   DG را بعنوان منبع تامین توان اکتیو ثابت در نظر میگیریم.معمولا هم از حالت ماندگار برای اختلالات کوچک موجود در سیتسم زمانی که DG در اتصال مستقیم به شبکه تحت فرکانس ثابت است و توان تزریق می کند استفاده می کنیم.اما محدودیت های کاربردی DG با توجه به انواع آن تفاوت می کند که در زیر به آنها اشاره می کنیم.

توربین های گازی و موتورهای احتراقی و ژنراتورهای آبی:این انواع به صورت یکسان بررسی می شوند امابا تولید مرکزی که قابلیت دیسپچ دارد تفاوت دارند و دو محدودیت اضافی دارند:

1)توان خروجی در DG ها دارای حداکثر و حداقلیست.حداقل توان خروجی بعضی از آنها در بعضی از کاربردها مانند مقاصد گرمایشی مفید است و حداکثر توان هم برای محدودیت های اضافه بار و گرمایی ژنراتور.Pgmin=

2)میزان شیب:این شیب متناسب است با تاخیر طبیعیDG در افزایش توان خروجی در یک بازه زمانی مشخص∆Pgt=<∆Pglimit.                                                         .

DG ها با انرژی تجدید پذیر:این انواع شامل WT وPV می باشد.مهمترین ویژگی این انواع غیر قابل دیسپچ شدن آنها است و خروجی آنها نیز متاثر از شرایط محیطی است. در بعضی از انواع توان تولیدی با فرکانس باسی که DG به آن اتصال دارد متناسب است.Pg=f(f,vg) 

ادوات ذخیره:بعضی از این انواع قابلیت دیسپچ دارند ولی هرکدام دارای مشخصه مخصوص به خود است ∑Pgt=  t=1:j

FC های تجدید پذیر و ادوات ذخیره سازی:فقط توان اکتیو تولید میکنند بنابراین توان راکتیو مورد نیاز سیستم را باید به یکی از انواع روش های:خازن ثابت٬خازن کنترل پذیر با ضریب توان ثابت و یا اتصال به شبکه توسط ادوات الکترونیک قدرت باید تامین کرد.

مزایای DG :

1-اقتصادی:

.DG ها توانایی تولید برای بارهای محلی را در محل بار دارند٬بنابراین آنها هزینه ساخت خطوط را ازبین میبرند و باعث کاهش ظرفیت خطوط در هنگام طراحی و عدم نیاز گسترش آنها می شوند.

.DG می تواند در هر مکانی به راحتی اسمبل شود که دو فایده مهم را بدنبال دارد:

1)در هر مکانی با کمترین زمان نصب میشود.هر قسمت به طور مجزا نصب و کار میکند.

2)میتوان با افزودن ویا کاهش هر قسمت ظرفیت کل را تغییر داد.

.چون DG ها در هر جایی پراکنده می شوند محدودیت مرکزیت توان ندارند ٬ بنابراین محل قرارگیری انها تاثیر قابل توجهی در هزینه ها دارد.

.ابعاد DG ها به شکلی است که به منظور تامین بار دقیق مشترک براحتی در آنها گسترشی ایجاد نمود

.DG هایی که در مناطق دورافتاده و به تنهایی کار می کنند می توانند خیلی اقتصادی باشند در این موارد از DG های CHP میتوان به منظور تامیین انرژی حرارتی مورد نیاز نیز استفاده کرد که بسیار اقتصادی است.

.DGها باعث کاهش در هزینه عمده فروشی توان توسط تزریق توان به شبکه می شوند که باعث کاهش در تقاضا می شوند.

.DG ها باعث کاهش در تجهیزات مورد نیاز سیستم٬ترانسفورمرها و صرفه جویی در سوخت می شوند.

.باعث کاهش نیاز به گسترش ساختمان نیروگاه ها می شوند بنابراین می توان از مارکتینگ در پیک بار استفاده کرد

.با توجه به تکنولوژی به کار رفته در آنها سوختشان نیز متفاوت است بنابراین نیازی به نوع مشخصی از سوخت نیست.

ازدید عملیاتی و کاربردی:

این موضوع به پیچیدگی های ایجاد شده در سیستم توزیع و پرفیل ولتاژ و مشکلات کیفیت توان مربوط است:

.DG ها باعث کاهش تلفات سیستم با کاهش در توان جاری شده در خط می شوند که باعث بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش محدودیت ها می شود.

.DG می تواند در برنامه های مدیریت بار و اصلاح پیک بار موثر باشد

.باعث بهبود در کارکرد و قابلیت اطمینان سیستم می شود بدینگونه که بجای یک واحد مرکزی تولید چندین واح کوچک وجود دارد مخصوصا برای مشترکینی که در انتهای خط قرار دارند که حداقل قابلیت اطمینان را دارند

.DG می تواند به منظور استفاده در مواقع اضطراری و خروج برخی از واحد ها به حالت آماده بکار مورد استفاده قرار گیرد(ایجاد قابلیت اطمینان محلی)

.DG ها با تغذیه رزرو مورد نیاز باعث ایجاد پایداری بهتر در سیستم میشوند

.سایز آنها از میکرو تا ابعاد بزرگ تغییر می کند بنابراین می توان انها را در شبکه توزیع با ولتاژکم و یا متوسط نصب کرد که باعث انعطاف پذیری بالا در شبکه و انتخاب ابعاد DG می شود

.DG های تجدید پذیر باعث کاهش آلودگی محیط زیست می شوند

نتیجه: 

در این مقاله انواع مختلف DG را بررسی کردیم٬همچنین انواع تکنولوژی های آنها و محدودیت ها و کاربرد هایشان را بیان کردیم.مزایای کاربردی و اقتصادی DG را بیان کردیم که کارایی DG را در شبکه توزیع نشان میداد.

ترانس

ترانس

1-تعریف پست:
پست محلی است که تجهیزات انتقال انرژی درآن نصب وتبدیل ولتاژ
انجام می شودوبا استفاده از کلید ها امکان انجام مانورفراهم می شود
درواقع کاراصلی پست مبدل ولتاژ یاعمل سویچینگ بوده که دربسیاری
از پستها ترکیب دو حالت فوق دیده می شود.
در خطوط انتقال DC چون تلفات ناشی از افت ولتاژ ندارد وتلفات توان
انتقالی بسیار پایین بوده ودر پایداری شبکه قدرت نقش مهمّی دارند لزا
اخیرا ُ این پستها مورد توجه قراردارند ازاین پستها بیشتردر ولتاژهای
بالا (800 کیلو ولت وبالاتر) و در خطوط طولانی به علت پایین بودن
تلفات انتقال استفاده می شود.
درشبکهای انتقال DC درصورت استفاده ازنول زمین می توان انرژی
الکتریکی دا توسط یک سیم به مصرف کننده انتقال داد.
2-انواع پست:
پستها را می توان ازنظر نوع وظیفه,هدف,محل نصب,نوع عایقی, به
انواع مختلفی تقسیم کرد. براساس نوع وظیفه وهدف ساخت:
پستهای افزاینده , پستهای انتقال انرژی , پستهای سویچینگ و کاهنده فوق توزیع .
ـــ براساس نوع عایقی:
پستها با عایق هوا, پستها با عایق گازی( که دارای مزایای زیراست):
پایین بودن مرکز ثقل تجهیزات در نتیجه مقاوم بودن در مقابله زلزله,
کاهش حجم, ضریب ایمنی بسیار بالا باتوجه به اینکه همهً قسمت های
برق دار و کنتاکت ها در محفظهً گازSF6 امکان آتش سوزی ندارد,
پایین بودن هزینهً نگهداری باتوجه به نیاز تعمیرات کم تر, استفاده د ر
مناطق بسیار آلوده و مرطوب و مرتفع .
معایب پستها با عایق گازی :
گرانی سیستم و گرانی گاز SF6 , نیاز به تخصص خاص برای نصب و تعمیرات,مشکلات حمل و نقل وآب بندی سیستم.
ـــ بر اساس نوع محل نصب تجهیزات :
نصب تجهیزات در فضای باز , نصب تجهیزات در فضای سرپوشیده .
معمولاُ پستها را از 33 کیلو ولت به بالا به صورت فضای باز ساخته
وپستهای عایق گازی راچون فضای کمی دارندسرپوشیده خواهند ساخت.
اجزاع تشکیل دهنده پست :
پستهای فشار قوی از تجهیزات و قسمتهای زیر تشکیل می شود :
ترانس قدرت , ترانس زمین و مصرف داخلی , سویچگر ,
جبران کنندهای تون راکتیو , تاً سیسات جانبی الکتریکی ,
ساختمان کنترل , سایر تاًسیسات ساختمانی .
ـ ترانس زمین:
از این ترانس در جاهایی که نقطهً اتصال زمین (نوترال) در دسترس
نمی باشد که برای ایجاد نقطهً نوترال از ترانس زمین استفاده می شود .
نوع اتصال در این ترانس به صورت زیکزاک Zn است .
این ترانس دارای سه سیم پیچ می باشد که سیم پیچ هر فاز به دو قسمت
مساوی تقسیم می شود و انتهای نصف سیم پیچ ستون اوٌل با نصف سیم
پیچ ستون دوٌم در جهت عکس سری می باشد .
ـ ترانس مصرف داخلی:
از ترانس مصرف داخلی برای تغذیه مصارف داخلی پست استفاده می شود .
تغذیه ترانس مصرف داخلی شامل قسمتهای زیر است :
تغذیه موتورپمپ تپ چنجر , تغذیه بریکرهای Kv20 , تغذیه فن و
سیستم خنک کننده , شارژ باتری ها , مصارف روشنایی , تهویه ها .
نوع اتصال سیم پیچ ها به صورت مثلث – ستاره با ویکتورکروپ
(نوع اتصال بندی) DYn11 می باشد . ـ سویچگر:
تشکیل شده از مجموعه ای از تجهیزات که فیدرهای مختلف را به
باسبار و یا باسبار ها را در نقاط مختلف به یکدیگر با ولتاژ معینی
ارتباط می دهند .
در پستهای مبدل ولتاژ ممکن است از دو یا سه سویچگر با ولتاژهای مختلف استفاده شود .
ـ تجهیزات سویچگر:
باسبار:
که خود تشکیل شده از مقره ها , کلمپها , اتصالات وهادیهای باسبار که به شکل سیم یا لولهًً توخالی و غیره است .
بریکر , سکسیونر , ترانسفورماتورهای اندازه گیری وحفاظتی , تجهیزات مربوت به
سیستم ارتباطی , وسایل کوپلاژ مخابراتی(که شامل : موج گیر , خازن کوپلاژ , دستگاه تطبیق امپدانس است ) ,
برقگیر:
که برای حفاظت در برابر اضافه ولتاژ و برخورد صاعقه به خطوط
است که در انواع میله ای , لوله ای , آرماتور , جرقه ای و مقاوتهای
غیرخطی است .
ـ جبران کنندههای توان راکتیو:
جبران کننده ها شامل خازن وراکتورهای موازی می باشندکه به صورت
اتصال ستاره در مدار قرار دارند و نیاز به فیدر جهت اتصال به باسبار
می باشند که گاهی اوقات راکتورها در انتهای خطوط انتقال نیز نصب می شوند .
ـــ انواع راکتور ازنظر شکل عایقی :
راکتور با عایق بندی هوا , راکتور با عایق بندی روغنی .
ـــ انواع نصب راکتور سری :
راکتورسری با ژنراتور, راکتورسری باباسبار, راکتورسری با فیدرهای خروجی, راکتورسری بافیدرهای خروجی به صورت گروهی.

ـ ساختمان کنترل:
کلیهً ستگاه های اندازه گیری پارامترها, وسایل حفاظت وکنترل تجهیزات
ازطریق کابلها از محوطهً بیرونی پست به داخل ساختمان کنترل ارتباط
می یابد همچنین سیستمهای تغذیه جریان متناوب ومستقیم (AC,DC) در
داخل ساختمان کنترل قراردارند,این ساختمان اداری تاًسیسات مورد نیاز
جهت کار اپراتور می باشد که قسمت های زیر را دارا می باشد :
اتاق فرمان , فیدر خانه , باطری خانه , اتاق سیستم های توضیع برق
(AC,DC) , اتاق ارتباطات , دفتر , انبار و ...

ـ باطری خانه:
جهت تامین برقDC برای مصارف تغذیه رله های حفاظتی, موتورهای
شارژ فنر و... مکانیزم های فرمان و روشنایی اضطراری و... نیاز به
باطری خانه دارند که در اطاقکی تعدادی باطری با هم سری می شوند و
دردو مجموعه معمولاً 48 و110ولتی قرارمی گیرد وهرمجموعه با یک
دستگاه باطری شارژ کوپل می شوند .

اصول کار ترانس فورماتور :
1-تعریف ترانس فورماتور:
ترانس فورماتور از دو قسمت اصلی هسته و دو یا چند قسمت سیم پیچ که روی هسته پیچیده می شود تشکیل می شود , ترانس فورماتور یک
دستگاه الکتریکی است که در اثرالقای مغناطیسی بین سیم پیچ ها انرژی
الکتریکی را ازمدارسیم پیچ اولیه به ثانویه انتقال می دهد بطوری که در
نوع انرژی و مقدار آن تغییر حاصل نمی شود ولی ولتاژ و جریان تغییر
می کند بنابراین باصرف نظراز تلفات ترانس داریم :
P1=P2 --- V1 I1 = V2 I2= V1/V2 = I2/I1 = N1/N2
که اصول کار ترانس فورماتور براساس القای متقابل سیم پیچ ها است .
2ـ اجزاع ترانس فورماتور:
هسته , سیم پیچ ها , مخزن روغن , رادیاتور , بوشینگ های فشار قوی وضعیف , تپ چنجرو تابلوی مکانیزم آن , تابلوی فرمان , وسایل اندازه گیری و حفاظتی , شیرها و لوله های ارتباطی , وسایل خنک کننده ,
ترانس جریان , شاسی و چرخ , ...

3ـ انواع اتصّال سیم پیچ:

اتصال سیم پیچ های اولیه و ثانویه در ترانس معمولاً به صورت ستاره ,
مثلث , زیکزاک است .
4ـ ترانس فورماتورولتاژ(PT,VT):
چون ولتاژهای بالاتر از 600 V را نمی توان به صورت مستقیم بوسیله
دستگاه های اندازه گیری اندازه گرفت , بنابراین لازم است که ولتاژ را
کاهش دهیم تا بتوان ولتاژ را اندازه گیری نمود و یا اینکه در رله های
حفاظتی استفاده کرد ترانس فورماتور ولتاژبه این منظوراستفاده می شود
که ترانس فورماتور ولتاژ از نوع مغناطیسی دارای دو نوع سیم پیچ اولیه و ثانویه می باشد که برای ولتاژهای بین 600 V تا 132 KV استفاده می شود .
5ـ ترانس فورماتورجریان(CT):

جهت اندازه گیری و همچنین سیستم های حفاظتی لازم است که از مقدار
جریان عبوری از خط اطلاع پیدا کرده و نظر به اینکه مستقیماً نمی شود
از کل جریان خط دراین نوع دستگاه ها استفاده کرد و در فشار ضعیف
و فشار قوی علاوه بر کمییت , موضوع مهم ایزوله کردن وسایل اندازه گیری و حفاظتی از اولیه است لزا بایستی به طریقی جریان را کاهش داده و از این جریان برای دستگاه های فوق استفاده کنیم واین کار توسط
ترانس جریان انجام می شود .
ـــ پارامترهای اساسی یک CT :
نقطه اشباع , کلاس ودقت CT , ظرفیتCT , نسبت تبدیل CT .
6ـ نسبت تبدیل ترانس جریان:
جریان اولیه Ct طبق IEC 185 مطابق اعداد زیرمی باشد که اصولاً
باید در انتخواب جریان اولیه یکی از اعداد زیر انتخواب شود:
10-15-20-25-30-40-50-60-75-100-125-150 Amp

درصورتیکه نیاز به جریان اولیه بیشتر باشد باید ضریبی از اعداد بالا
انتخواب شود . جریان ثاویه Ct هم طبق IEC 185 مطابق اعداد زیرمی باشد : 1-2-5
برای انتخواب نسبت تبدیل Ct باید جریان اولیه را متناسب با جریان
دستگاه های حفاظت شونده و یا دستگاه هایی که لازم است بار آنها
اندازه گیری شود انتخواب کرد .
در موردCt تستهای مختلفی انجام می شودکه رایج ترین آنهاعبارت اند:
تست نطقه اشباع , تست نسبت تبدیل , تست عایقی اولیه و ثانویه .
7ـ حفاظتهای ترانس:
الف : حفا ظتهای دا خلی :
1- اتصال کوتاه :
A دستگاه حفاظت روغن (رله بوخهلتز, رله توی ب) , B دستگاه حفاظت درمقابل جریان زیاد( فیوز, رله جریان زیادی زمانی ) , C رله دیفرانسیل
2- اتصال زمین :
A مراقبت روغن با رله بوخهلتز, B رله دیفرانسیل, C سنجش جریان زمین
3- افزایش فلوی هسته :
A اورفلاکس
ب : حفا ظتهای خارجی :
1- اتصالی در شبکه :
A فیوز, B رله جریان زیاد زمانی , C رله دیستانس
2- اضافه بار :
A ترمومتر روغن و سیم پیچ , B رله جریان زیاد تاخیری , C رله توی ب , D منعکس کننده حرارتی ,
3- اضافه ولتاژ در اثر موج سیار :
A توسط انواع برق گیر
ج : خفا ظتهای غیر الکتریکی :
1- کمبود روغن : رله بوخهلتز ,
2- قطع دستگاه خنک کن
3- نقص در تپ چنجر : رله تخله فشار یا گاز


انواع زمین کردن :

1ـ زمین کردن حفاظتی:
زمین کردن حفاظتی عبارت است از زمین کردن کلیه قطعات فلزی تاًسیسات الکتریکی که در ارتباط مستقیم ( فلزبه فلز ) با مدار الکتریکی
قرار ندارد .
این زمین کردن بخصوص برای حفاظت اشخاص درمقابل اختلاف سطح
تماس زیاد به کار گرفته می شود .
2ـ زمین کردن الکتریکی:
زمین کردن الکتریکی یعنی زمین کردن نقطه ای از دستگاه های الکتریکی و ادوات برقی که جزئی ازمدارالکتریکی می باشد.
مثل زمین کردن مرکز ستارهً سیم پیچ ترانسفورماتور یا ژنراتور .
که این زمین کردن بخاطرکارصحیح دستگاه و جلوگیری از ازدیاد فشار
الکتریکی فازهای سالم نسبت به زمین در موقع تماس یکی از فازهای دیگر با زمین .
3ـ روشهای زمین کردن:
ـــ روش مستقیم :
مثل وصل مستقیم نقطه صفر ترانس یا نقطه ای از سیم رابط بین ژنراتور جریان دائم به زمین .
ـــ روش غیر مستقیم :
مثل وصل نقطه صفر ژنراتور توسط یک مقاومت بزرگ به زمین یا
اتصال نقطه صفر ستاره ترانس توسط سلف پترزن (پیچک محدود کننده
جریان زمین)
ـــ زمین کردن بار:
باید نقطه صفریااصولاً هرنقطه از شبکه که پتانسیل نسبت به زمین دارد
توسط یک فیوز فشارقوی (الکترود جرقه گیر) به زمین وصل می شود.