فصل هشتم _ افت ولتاژ در مدارها

فصل هشتم

افت ولتاژ در مدارها

433-800- پیشگفتار

800-1- ملاحظات عمومی

برای محاسبه و انتخاب اجزای یک مدار فشار ضعیف در توزیع با تاسیسات برقی، معمول بر این است که به ترتیب زیر عمل شود:

1-بر آورد بار مدار (شدت جریان طرح ) بخش711)، که بقیه اجزا با توجه به آن انتخاب می شوند.

2-انتخاب وسایل حفاظتی مدار با توجه به جریان نامی آن (بخش 712)

3-انتخاب و یا محاسبه سطح مقطع هادیهای مدار (بخشهای 713 تا 716 و پیوستهای 7P2، 7P3  و 7P4)

4-محاسبه جریانهای حداکثر و به ویژه حداقل اتصال کوتاه در سیستم TN بین هادی فاز و حفاظتی (L-PE) با هادی فاز و هادی مشترک حفاظتی/خنثا (L-PEN)(بخش 717 و پیوست 6P4 از فصل ششم) برای اطوینان از عمل به موقع وسیله حفاظتی.

5-کنترل و حصول اطمینان نسبت به اینکه وسایل حفاظتی قرار گرفته به شکل پشت سر هم (سرس)، نسبت به هم دارای تمایز (discrimination) می باشند.

6-و در خاتمه، کنترل آن از نظر اطمینان به ولتاژی است که در دورترین نقطه مدار و در بدترین شرایط کاری تحویل خواهد داد.

بحث ما در این فصل محاسبه ولتاژ در انتهای مدار یا محاسبه افتی است که نسبت به ولتاژ شروع مدار به دلیل وجود مقاومت و امپدانس در مدار، بوجود می آید.

801- استاندارد افت ولتاژ در مدارهای فشار ضعیف طبق IEC60038  (افت ولتاژ مجاز)

    در کشورهای مختلف، ولتاژ حداقلی را که شرکتهای برق باید در محل ورودی مشترک(کنتور) در شرایط عادی به وی تحویل دهند، قانون مشخص می کند. افت ولتاژ گذزا به علت اختلالات در شبکه، راه اندازی موتورها و دیگر لوازم، به حساب آورده نمی شوند. البته باز هم به طور معمول مقدار حداقل قانونی که عملاً تحویل داده می شود، کمتر است. این کار برای پیشگیری از شکایتهای احتمالی به عمل می آید.

هم اکنون طبق استاندارد (amendment 1-1983) IEC 60038) در فشار ضعیف، تفاوت ولتاژ تحویلی در محل انشعاب مشترک(کنتور) نسبت به ولتاژ نامی فشار ضعیف،نباید از %10-/+ بیشتر باشد.

به عبارت دیگر در کشورهایی که ولتاژ نامی فشار ضعیف تکفاز آنها 230 ولت است(مانند کشور خودمان که در زمانی نه چندان دور ولتاژ رسمی فشار ضعیف 230/400 ولت را همسو با دیگر کشورها انتخاب کرده است) ولتاژ تکفاز تحویلی نباید بیشتر از 255 ولت و کمتر از 207 ولت باشد.

طبق همان استاندارد، در داخل هر ساختمان حداکثر افتی که مجاز شناخته می شود4% است بنابراین در کل، ولتاژ در دورترین نقطه ساختمان نباید از %10+ نسبت به ولتاژ نامی بیشتر و از %14- نسبت به آن کمتر باشد (به ترتیب 255 ولت و 198 ولت). ملاحظه می شود که مقدار مجاز ولتاژ مخصوصاً حد پایین آن، خیلی بدتر از انتظار می باشد. از علتهای انتخاب این مقادیر، وجود اختلالاتی بود که کشورهای در گیر در تغییر ولتاژ اسمی220/380 ولت به 230/400 ولت، دچار آن بودند. ناگفته نماند که در استاندارد گفته شده در بالا، وعده داده شده است که در آینده، افت ولتاژ مجاز از مقدار ذکر شده، محدودتر انتخاب خواهد شد.

تصور نشود که اشکال فقط در سمت پایین ولتاژنسبت به ولتاژ اسمی است(%14%) . اضافه ولتاژ هم ممکن است برای دستگاههای الکتریکی مخصوصاً اگر از نوع چراغهای با لامپهای التهایی باشند. بسیار مضر و کوتاه کننده عمر آنها باشد10%) +). بسیاری از موتورها و لوازم برقی دیگر نیز ممکن است همین حالت را دارا باشند. البته در عمل بهترین حالت آن است که در همه نقاط تاسیسات ولتاژ برابر مقدار نامی آن باشد که البته این امر غیر ممکن است.

پس افت ولتاژ کل از دو بخش تشکیل می شود:

1-افت ولتاژ از سر خروجی ترانسفورماتور تا محل ورودی به ساختمان مشترک (%10-/+)

2-افت ولتاژ از محل ورودی مشترک (کنتر) یا تابلوی اصلی ساختمان تا دورترین مصرفکننده(%4-)

با این شرح، تکلیف قانون گذار پایان یافته به حساب می آید ولی مهندس طراح به چه نحو باید مقررات بالا را پیاده کند؟ برای مثال اگر یک مدار چند مصرف کننده (چند تابلو) را تغذیه کند نحوه تقسیم افت ولتاژ در هر یک از قسمتهای مدار از تابلوی ورودی اصلی ساختمان تا آخرین تابلو چگونه باید انجام شود و سهم افت ولتاژ  در مدارهای نهایی تغذیه کننده پریزها و چراغها چقدر باید انتخاب شود. و این موضوع فقط مربوط به %4 افت ولتاژ است. البته اگر منبع تغذیه و مدارهای آن از تابلوی اصلی منبع تا تابلوی اصلی ساختمان متعلق به شرکتهای توزیع برق باشد، مهندس طراح برق وظیفه دیگری نخواهد داشت.اما اگر منبع تغذیه(پست) خصوصی باشد و طراحی خطوط اصلی از تابلوی ترانسفورماتور تا ورودی به ساختمان هم به عهده طراح باشد، آیا صلاح است عدد %10- برای این قسمت از کار انتخاب شود؟

البته نباید فراموش کرد که انتخاب مشخصه های اصلی مدار با توجه به بار آن انجام می شود(شدت جریان طرح  ) و این مطلب مخصوصاً با در نظر گرفتن ضریب تقلیل دما که در کشور ما بالامی باشد سطح مقطع بزرگتری را برای کابل تعیین می کند. بنابراین کمتر اتفاق می افتد که در یک خط توزیع خصوصی افت ولتاژ در خط توزیع به مقدار حداکثر مجاز آن (%10-) برسد.  از طرف دیگر باید به یاد داشته باشیم که مسایلی مختلفی ممکن است بر افت فشار تاثیر منفی بگذارند که مهمتریت آنها عدم پیش بینی دقیق بارور شد آن در طول زمان است و مدارهای اصلی هم اجزایی نیستند که بتوان به سادگی آنها را تعویض و تبدیل نمود. با توجه به این مطلب، افت ولتاژ در مدارهای توزیع نباید از %5- بدتر انتخاب شود که در مبحث 13 از مقررات ملی ساختمانی ایران،علیرغم %19- مجاز طبق استاندارد، مقدار%5- انتخاب شده است.

در همان مقررات افت ولتاژ در داخل ساختمان به جای -4%، برای همه مدارها به علت حساسیت روشنایی به ولتاژ برای این مدارها%3- و برای سایر مدارها%5- مقرر شده است.

شکل 801-1 طرحواره کلی افت ولتاژ و مدارهای سیستمهای توزیع و تاسیسات داخلی را نشان می دهد و 801-2 طرحواره های نحوه تقسیم افت ولتاژ در مدارهای مختلف را طبق مقررات مبحث 13، ارائه می دهد.

شکل801-1 طرحواره نحوه تقسیم افت ولتاژ بین مدارهای مختلف

شکل 801-2 طرحواره حالتهای مختلف تقسیم افت ولتاژ در مدارهای مختلف

جدول8-1   حداکثر مجاز افت ولتاژ در مدارهای توزیع ترانسفورماتورهای اختصاصی و مدارهای تاسیسات