اتصالات الکتریکی

اتصالات الکتریکی

5.3 اتصالات الکتریکی

1 کلیات

5.3.1.1 ایزوله سازی لرزش

تمامی دستگاه های مولد در هنگام عملیات عادی دارای لرزش هستند، مساله ای ساده که باید به آن رسیدگی کرد. این 5.3.

دستگاه ها یا به همراه ایزوله ساز های داخلی طراحی شده اند و یا کل مجموعه روی ایزوله گر های فنری سوار شده است تا امکان حرکت را فراهم سازد و لرزش را از ساختمان و یا دیگر سازه ها جدا سازد. ممکن است حرکت های شدید تر نیز بر اثر تغییر بار ناگهانی یا ایجاد نقص و یا در طول شروع به کار یا خاموش شدن به وجود آید. لذا تمامی اتصالات به دستگاه مولد، چه مکانیکی یا الکتریکی، باید قادر باشند تا حرکات لرزشی و شروع به کار/پایان کار را جذب نمایند. خروجی نیرو، عملکرد کنترل، سیستم خبر دهی و مدار های اضافی همگی به هدایت کننده های انعطاف پذیر رشته ای و سیمراه های انعطاف پذیر بین دستگاه مولد و ساختمان، سازه ی سوار شده و یا پی نیاز دارند.

با وجود این که تصور می شود کابل های بزرگ سخت انعطاف پذیر باشند ممکن است آن ها نتوانند امکان خم شدن را به میزان لازم فراهم کنند. این مساله در مورد بعضی سیم راه ها، مانند بعضی سیم راه های مایع-سخت که نسبتا انعطاف ناپذیرند، نیز صادق است. این نکته را نیز در ذهن داشته باشید که کایل ها یا سیم راه ها در راستای طول آن ها قابل فشرده شدن نیستند، لذا انعطاف پذیری در آن بُعد باید توسط طول، انشعاب و یا انحنای کافی فراهم شود.

در ضمن، نقطه های اتصال الکتریکی روی دستگاه مولد – غلاف، رابط فشار قوی، قطعات ترمینال و دیگر نقطه ها – به گونه ای طراحی نشده اند که این حرکات و فشار های مربوطه را جذب کنند (این مساله خصوصا در کابل های بزرگ سخت یا سیم راه های سخت “قابل انعطاف” مشهود است). ناتوانی در ایجاد انعطاف پذیری کافی به صدمه خوردن بدنه، سیم رابط، کابل، عایق بندی و یا نقاط اتصال منجر می شود.

نکته: ممکن است اضافه کردن سیم راه یا کابل نرم به سادگی نتواند توانایی کافی در جذب حرکات لرزشی دستگاه مولد را فراهم کند. کابل ها و سیم راه های قابل انعطاف در انعطاف پذیری متفاوت هستند و کشیده یا فشرده نمی شوند. این معضل را می توان با اضافه کردن حداقل یک انحنا بین بدنه خروجی مولد و سازه (کف سیمانی، لوله ی عایق، دیوار …) جهت ایجاد فضا برای حرکت های سه بُعدی رفع کرد.

5.3.1.2 مناطق لرزه خیز

در مناطقی با ریسک زمین لرزه وجود دارد، رویه های نصب الکتریکی خاص که شامل نصب لرزه خیز ابزار می شود الزامی است. جرم، مرکز گرانش و ابعاد نصب ابزار در شکل های طرح های کلی نشان داده شده است.

5.3.1.3 سیم کشی کنترل

سیم کشی کنترل AC و DC (به امکانات کنترل راه دور و هشدار دهنده ی راه دور) باید در سیم راه های مجزا از کابل های نیرو کار کنند تا تداخل مدار نیرو را در مدار کنترل به حداقل برسانند. رساناهای رشته ای و بخشی از سیم راه قابل انعطاف باید برای اتصالات دستگاه مورد استفاده قرار گیرند.

5.3.1.4 مدار های شاخه اضافی

مدار های شاخه باید برای تمامی امکانات اضافه ای که برای عملکرد دستگاه مولد الزامی هستند تعبیه شوند. این مدار ها باید از ترمینال های بار یک سوئیچ انتقال اتوماتیک با از ترمینال های مولد تغذیه شوند. از انواع این امکانات اضافه می توان به پمپ انتقال سوخت، پمپ های سرد کننده برای رادیاتور های دور، و دریچه های موتوری برای تهویه اشاره کرد.

مدار های شاخه ای، که از صفحه ی فرمان نیروی معمول تغذیه می شوند، باید در صورت استفاده از شارژر باتری و هیتر های سرد کننده، برای آن ها فراهم شوند. به شکل 38 مراجعه شود.

5.3.2 اتصالات نیروی AC در مولد

همتایی مناسب برای تعداد رساناها در هر فاز و اندازه ی آن ها نسبت به ظرفیت های لاگ منتشر شده ی امکانات (مدار شکن ها و سوئیچ های انتقال) پیدا کنید.

باید بر یک دستگاه قطع کننده ی اصلی (قطع کننده ی مدار/سوئیچ) نظارت شود و ترتیبی اتخاذ شود که در صورت باز بودن آژیر هشداری را فعال کند. بعضی فراهم کنندگان سیستم هشداری که “در حالت اتوماتیک نیست” را در زمان باز بودن CB تعبیه کرده اند. گزینه های اتصال در مولد می توانند شامل موارد زیر باشند:

5.3.2.2 سوئیچ قطع سوار بر مولد (محفظه ی قالبی)

اتصالات را می توان به سوئیچ قطع سوار بر مولدی نصب کرد. این امکان در مواردی فراهم است که مولد شامل ابزاری جدا نشدنی از محافظ جریان بالای مولد، مثل “پاور کامند” باشد. سوئیچ به منظور قطع جریان سطح نقص به کار نمی رود، چرا که درجه قطع آن تنها برای جریان های بار کافی است.

5.3.2.3 ترمینال های مولد

ممکن است اتصالات به ترمینال های مولدی ایجاد شوند که در آن ها به هیچ مدار شکن سوار بر مولد یا سوئیچ قطع نیاز نیست و خود مولد ابزاری جدا نشدنی از محافظ جریان بالای مولد داشته باشد.

شکل 38. کنترل دستگاه مولد معمول و سیم کشی اضافه

5.3.3 رساناهای نیروی AC

خروجی AC دستگاه مولد به رساناهای نصب شده به زمینی اتصال پیدا می کنند که سایز آن ها نسبت به جریان های بار، نوع کاربرد، و مقررات انتخاب شده است. رساناهایی که از ترمینال های مولد به اولین دستگاه جریان بالا وصل می شوند رساناهای بند آور محسوب می شوند، و می توانند مسافت های کوتاه را بدون محافظت مدار کوتاه طی کنند. یک قطع کننده مدار مولد نیز ممکن است در انتهای بار رساناهای ذخیره مولد فرار گیرند (بطور مثال، قطع کننده های جریان موازی در صفحه ی سوئیچ یا قطع کننده ی اصلی در پنل پخش) و در عین حال نقش محافظت از بار بیش از حد را برای رساناها ایفا کنند.

اگر دستگاه مولد به صورت آکبند مجهز به قطع کننده مدار خط اصلی نیست، جریان پذیری رساناهای فاز AC نصب شده در محل از ترمینال های خروجی مولد به اولین دستگاه جریان بالا باید بدون کاهش دما و یا ارتفاع حداقل برابر با 115 درصد جریان بار کامل اندازه گیری شده باشد.

اگر دستگاه مولد مجهز به پاور کامند باشد ممکن است جریان پذیری رساناها 100 درصد جریان بار کامل اندازه گیری شده باشد. سازنده دستگاه مولد درجه های آمپر خطی دستگاه مولدی خاص در ولتاژ خاص مورد نیاز را مشخص می کند. اگر این میزان مشخص نبود، با استفاده از یکی از فرمول های زیر آن را به دست آورید:

در حالی که:

l LINE = جریان خطی (بر حسب آمپر)

kW = میزان کیلووات دستگاه مولد

kVA = میزان kVA دستگاه مولد

V L-L = ولتاژ اندازه گیری شده ی خط به خط

به نمودار های (a) و (b) در شکل 39 در صفحه ی 93 مراجعه کنید. مدت زمان کارکرد رساناهای بندآور مولد به اولین دستگاه جریان بالا باید تا حد ممکن کوتاه باشد (معمولا در حدود 25 تا 50 فوت، 7.5 تا 15 متر).

نکته: اگر مولد به سیم رساناگر مجهز است، ممکن است اندازه ی سیم های رساناگر کوچک تر از آن چه که رساناهای نصب در مکان لازم دارند باشد، چرا که سیم های رساناگر مولد روکش نوع CCXL (یا مشابه آن) دمای بالا دارند که در 125 درجه یا بالاتر درجه بندی شده است.

شکل 39. جریان پذیری سوخت رسان

اگر دستگاه مولد به صورت آکبند مجهز به قطع کننده مدار خط اصلی باشد، جریان پذیری رساناهای فاز AC نصب شده در محل که به ترمینال های بار قطع کننده ی مدار متصل هستند باید برابر یا بیشتر از درجه بندی قطع کننده مدار باشد. به نمودار (c) در شکل 39 در صفحه ی 93 مراجعه کنید.

حداقل جریان پذیری رساناگر خنثی معمولا برابر یا بیشتر از عدم توازن بار تک فاز حداکثری است. در مواردی که بخش زیادی از بار خطی نیست، اندازه ی خنثی باید طبق جریان خنثی باشد ولی از 100 درصد درجه بندی شده کمتر نباشد. جریان پذیری خنثی مولد که توسط تولید نیروی کامینز فراهم می شود با رساناهای فاز برابر است.

نکته: کابل ولتاژ متوسط (بیشتر از 600VAC ) باید دقیقا طبق توصیه های سازنده ی کابل نصب و قطع شود، و توسط کسی انجام شود که این رویه را از طریق آموزش و تمرین تحت نظارت دقیق فرا گرفته باشد.

5.3.3.1 محاسبه های کاهش ولتاژ

آمپدانس رساناگر به دلیل مقاومت و واکنش باعث می شود ولتاژ در یک مدار AC کاهش پیدا کند. برای به دست آوردن عملکرد دلخواه ابزار بار، اندازه ی رساناگر ها باید معمولا به گونه ای باشد که ولتاژ بیش از 3 درصد در یک شاخه یا مدار سوخت رسان، یا در کل بیشتر از 5 درصد بین کاهش سرویس و ابزار بار نشود. در هر حالی که محاسبات دقیق پیچیده هستند، با استفاده از رابطه ی زیر مقدار تقریبی نسبتا نزدیکی را می توان به دست آورد:

 

 

محاسبه ی نمونه: درصد کاهش ولتاژ در 500 فوت از کابل مسی 1/0 را در سیمراهی استیلی که باری 3 فاز، 100 kW، 480 ولت را فراهم می کند و عامل نیروی آن 0.91 PF است را حساب کنید.

 

در حالی که:

Z = آمپدانس رساناگر

R =مقاومت رساناگر

X = واکنش رساناگر

L = طول رساناگر به فوت

N = تعداد رساناگرها به ازای هر فاز

pf = عامل نیرو

R = 0.12 اهم/1000 فوت (NEC فصل 9، جدول 9، مقاومت برای رساناگر های مسی AWG در سیمراه استیل)

X = 0.055 اهم/1000 فوت (NEC فصل 9، جدول 9، مقاومت برای رساناگر های مسی AWG در سیمراه استیل)

 

            5.3.3.2 عدم توازن باز تک فاز جایز

بارهای تک فاز باید تا حد امکان به صورت یکدست بین سه فاز یک دستگاه مولد سه فازه پخش شوند تا از گنجایش درجه بندی شده ی دستگاه (kVA و kW) به طور کامل استفاده شود و عدم توازن ولتاژ را محدود کند. همان گونه که در مثال شکل 40 در صفحه ی 95 نشان داده شده است، می توان از این شکل برای مشخص کردن حداکثر درصد جایز بار تک فاز نامتوازن استفاده کرد.

نیروی تک فاز را میتوان تا 67 درصد درجه بندی سه فاز، تا 200/175 kW در دستگاه های مولد “کامینز پاور جنریشن” بالا برد.

عموما هرچه که دستگاه مولد بزرگ تر باشد، درصد نیروی تک فازی که می توان آنرا به کار برد پایین تر است. شکل 40 در صفحه ی 90 شامل خطوط درصدی تک فاز برای مولد های فریم 4 و فریم 5 سایز متوسط “کامینز پاور جنریشین” است. اندازه ی فریم را با مراجعه به برگه اطلاعات دینام که توسط برگه ی مشخصات دستگاه مولد توصیه شده است تائید کنید. عدم توازن بار تک فاز نباید بیش از 10 درصد شود.

شکل 40. بار تک فاز نامتوازن جایز (مولد معمول سه فازه متعلق به “تولید نیروی کامینز”)

محاسبه ی نمونه: بار تک فاز حداکثری را که می تواند در تقارن بار کلی سه فاز 62 kVA توسط دستگاه مولدی درجه بندی شده در 100kW/125 kVA تولید شود را محاسبه کنید.

  1. بار سه فاز را به عنوان درصدی از درجه بندی kVA مولد پیدا کنید.

درصد بار سه فاز

  1. همانگونه که در شکل 40 توسط فلش ها نشان داده شده است، درصد بار تک فاز جایز را پیدا کنید.
  2. بار حداکثر تک فاز را بیابید:

حداکثر بار تک فاز

  1. همانگونه که نشان داده شده است دقت داشته باشید که جمع بار سه فاز و حداکثر بار تک فاز جایز کمتر از درجه بندی kVA دستگاه مولد است:

62 kVA + 42.5 kVA = 104.5 kVA

و

104.5 kVA ˂ 125 kVA (درجه بندی دستگاه مولد)

نکته: باردهی نامتوازن دستگاه مولد باعث می شود تا بارهای فازی نامتوازن به وجود آیند. سطوح عدم توازن بار که توسط این دستورالعمل ها پیش بینی شده است نباید منجر به صدمه زدن به خود دستگاه مولد شود. با این وجود، ممکن است سطوح مطابق عدم توازن ولتاژ برای بار هایی مثل موتورهای سه فاز قابل قبول باشد.

به دلیل ولتاژهای فاز نامتوازن، بارهای ضروری باید به فازی متصل شوند که رگلاتور ولتاژ، در زمان استفاده از یک فاز به عنوان مرجع، به عنوان ولتاژ مرجع استفاده می کند (L1-L2 به همان گونه که در نمودار دستگاه مولد تعریف شده است).