سنسورهای جریان فیبر نوری @electroscience

✅ سنسورهای جریان فیبر نوری یا Fiber Optic Current Sensors (FOCS) :
یکی از روش های اندازه گیری جریان dc که امروزه مطالعات زیادی بر روی آن در حال انجام است استفاده از سنسور جریان فیبر نوری است. از این سنسور معمولا میتوان در صنایعی که نیاز به اندازه گیری جریان dc دارند , مثل کارخانه های ذوب آلومینیوم، کوره های قوس DC، کارخانه های ذوب منیزیم و ... استفاده کرد.
اساس این روش بر مبنای قانون مغناطیسی – نوری (magneto-optical effect) فارادی است که این اصل بر این مبنا میباشد که نور یک موج الکترومغناطیسی است و وقتی از یک بلور که در راستای این بلور میدان مغناطیسی وجود دارد , قرار میگیرد زاویه انتشار نور فرق میکند و این تغییر در زاویه انتشار طبق رابطه ی شکل 1 بدست می آید که در این رابطه v ثابت وردت مواد (بی نظم یا کریستال ; جامد یا مایع یا گاز) که چرخش را ایجاد می‌کند و d که طول چرخاننده است و B هم چگالی میدان مغناطیسی است. به این بلورکه میدان مغناطیسی در داخل آن قرار دارد ,چرخاننده ی فارادی میگویند.
ایده در این روش این است که جریان عبوری از یک هادی , میدان مغناطیسی متناسب با جریان تولید میکند که این میدان را در راستای بلور قرار میگیرد و بر حسب میزان انحرافی که ایجاد میشود میتوان شدت میدان را متوجه شد (شکل 2).
پیاده سازی این روش را در شکل 3 مشاهده میکنید. نور را توسط دیودهای نوری در داخل فیبر نوری منتشر میکنند , این نور که یک موج الکترومغناطیسی است در تمامی جهات منتشر میشود , بوسیله ی یک صفحه پلاریزاسیون عمودی تنها نور را در یک جهت عبور میدهند و مابقی جهت های آن فیلتر میشود, سپس این نور که در یک جهت است را از داخل چرخاننده ی فارادی عبور میدهند و بر حسب میزان انحراف این نور میتوان فهمید که شدت میدان چقدر بوده و بر اساس شدت میدان نیز میتوان , میزان جریان را متوجه شد.
شکل 4 هم یکی از این سنسورهای FOCS ساخت شرکت ABB را نشان میدهد.
@electroscience

راه های ذخیره سازی انرژی برق @electroscience

✅✅✅ راه های ذخیره سازی انرژی برق:
✅ 1. روش ذخیره انرژی تلمبه ذخیره‏ای:
در این روش در زمان کم مصرفی آب پشت سد را به بالا پمپ میکنند و در زمان پرمصرفی آبی که در ارتفاع قرار گرفته را به پایین رها میکنند و انرژی پتانسیل ذخیره شده در آن پره‏های توربین را می‏چرخاند:
✅ 2.روش ذخیره انرژی بوسیله فشرده سازی هوا یا Compressed Air Energy Storage (CAES):
این روش به این ترتیب هست که در زمان کم‏باری انرژی تولیدی اضافی یک موتور پمپ هوا را می‏چرخاند و این هوا در داخل زمین محبوس میشود و زمانیکه به انرژی نیاز است این هوای فشرده که در داخل زمین گرم هم شده است یک ژنراتور را می‏چرخاند. 2 مدل از این روش در نیروگاه‏های دنیا وجود دارد:1) در نیروگاه Huntorf در کشور آلمان 2)در آلابامای آمریکا حال سوالی که پیش می‏آید این است که چرا بیشتر از این روش استفاده نمیکنند و پاسخ آن در یک کلمه: هزینه. نسبت انرژی ذخیره شده بوسیله سوخت‏های فسیلی به قیمت این سیستم ذخیره کننده به صرفه نیست اما به شدت برای تولیدات حاصل از انرژی‏های تجدیدپذیر مفید است. برای مثال وزش باد در شب بسیار بیشتر است اما از این انرژی در روز بیشتر استفاده می‏شود یا خورشید که در روز است و در شب از این انرژی باید استفاده نمود میتوان به این روش انرژی را ذخیره کرد.
✅ 3.روش ذخیره انرژی بوسیله چرخ طیار یا FlyWeel
اخیرا صنعت شاهد پیدایش مجدد یکی از قدیمی ترین تکنولوژی های ذخیره سازی انرژی یعنی فلایویل بوده است. چرخ طیار های جدید دارای اشکال متنوعی هستند. از چرخ طیار های کامپوزیتی که برای سرعت های دورانی بسیار بالا مناسب هستند گرفته تا چرخ های فولادی قدیمی که به موتور های دورانی کوپل می گردند. واحدی که یکی از جالب ترین گونه های چرخ طیارهای نوین و قدیمی می باشد. این سیستم در حالیکه فضایی در حدود ۱۱ فوت مربع را اشغال می کند قادر است توانی برابر ۵۰۰ کیلو وات را منتقل نماید.اساس کار آن نیز از یک قانون قدیمی ناشی شده و آن این است یک جسم در حال دوار به حرکت خود ادامه می‏دهد تا زمانیکه یک نیروی خارجی آن را متوقف سازد.
چرخ طیارها نسبت به تکنولوژی های قدیمی ذخیره انرژی دارای برتری های خاصی می باشند. یکی از این برتری ها به ساختار ساده ذخیره انرژی در آنها بر می گردد. یعنی ذخیره انرژی به صورت انرژی جنبشی در یک جرم در حال دوران. سالها از این ایده برای نرم و یکنواخت کردن حرکت موتورها استفاده می شد. در بیست سال اخیر به تدریج یک منبع جدید انرژی در اختیار طراحان و مخترعان قرار گرفت و طراحان از این منبع جدید در وسایل نقلیه الکتریکی و تجهیزات کنترل ماهواره استفاده کردند.ایمنی بالا، حجم کم، سازگاری با محیط زیست، پایین بودن هزینه تعمیر و نگه داری و داشتن عمر مفید بالا و قابل پیشبینی. اخیرا برای کنترل و ثابت نگه داشتن سرعت وقتی که منبع اصلی انرژی به طور متناوب قطع و وصل می شود از چرخ طیار استفاده می گردد. به دلیل نارضایتی مصرف کنندگان از باطری های الکتروشیمیایی و از طرف دیگر به علت پایین بودن هزینه تولید و عمر مفید بالای چرخ طیار اکنون در بسیاری از سیستم ها از این وسیله استفاده میشود.
پس از پیشرفت های پی در پی در زمینه ی الکترونیک قدرت اولین بار از چرخ طیار به عنوان محافظ رادار استفاده شد و امروزه یک ابزار قدرت مند و کم هزینه، در حجم بالا به بازار تجهیزات انتقال قدرت ارائه می شود.
✅ 4.استفاده از باتری‏های مقیاس بزرگ یا Grid battry storage:
یکی دیگر از راه‏های ذخیره انرژی بویژه برای انرژی های نو استفاده از باتری‏ها میباشد ولی این روش نسبتا پرهزینه است و توانایی ذخیره‏سازی انرژی کمتری دارند:


@electroscience

سرقت برق طی سال های اخیر روند رو به رشدی داشته است تا آنجا که سالانه بیش از ۲۱۰ میلیارد کیلووات ساعت برق به ارزش تقریبی هزار میلیارد تومان برق . @electroscience

جابجایی شگفت آور یک توربین عظیم الجثه از پیچ های خطرناک جاده ..

سیستم CVT یا ترانسفورماتور ولتاژ خازنی @electroscience

✅ ترانسفورماتور ولتاژ خازنی یا CVT :
در سطوح پایین تر از 63 کیلوولت برای لندازه گیری ولتاژ از ترانسفورماتور ولتاژ یا PT استفاده میکنند اما در ولتاژهای بالاتر از 63 کیلوولت این امکان وجود ندارد چرا که سیم پیچی PT به صورت لایه ای است و این سیم پیچی قابلیت تحمل بالاتر از 63 کیلوولت را ندارد برای همین بایستی ولتاژهای بالاتر را به نحوی کاهش داد و سپس به PT داد برای همین CVT ها ساخته شدند. ترانسفورماتور ولتاژ خازنی یا CVT برای اندازه گیری ولتاژ در سطوح بالاتر از 63 کیلوولت استفاده میشود. اکثر انواع CVT ها به صورت تک قطب هستند یعنی بین فاز و زمین قرار میگیرند. نحوه کار CVT ها به این ترتیب است که از یک مقسم خازنی استفاده میشود تا ولتاژ را کاهش دهد سپس در مسیر آن یک سلف سری (راکتور جبرانساز) قرار دارد و وظیفه آن این است تا امپدانس معادل سری دیده شده از اول ترانس اندازه گیری ولتاژ (PT) را صفر کند (مجموع سلف و خازن همدیگر را در 50 هرتز خنثی کنند) چرا که خطای PT ها ناشی از همین امپدانس سری میباشد و ما ترجیح میدهیم در 50 هرتز این امپدانس سری به صفر میل کند .
یکی دیگر از کاربردهای خازنهای CVT استفاده از آنها برای انتقال اطلاعات فرکانس بالا است (PLC) . و نحوه کار به این ترتیب میباشد که این خازنها در فرکانس های بالا مثلا 500 کیلوهرتز با سلف خط رزونانس میکنند و امپدانس سری صفر میشود و به این ترتیب داده ما روی خط انتقال قرار میگیرد. یکی از مشکلاتی که در CVT ها بوجود می آید رخ دادن پدیده فرورزونانس است و برای اینکه این مشکل را حل کنند در ثانویه ترانسفورماتور ولتاژ یا PT یک سیم پیچ مقاومتی اضافه میکند و این سیم پیچ که با یک مدار LC سری است و این سیم پیچ باعث میشود که در فرکانس هایی که فرورزونانس رخ میدهد آن سلف و خازن سری با مقاومت سیم پیچ اتصال کوتاه شود و مقاومت فقط بماند و این مقاومت باعث میشود دمپینگ مدار بالا رود و مشکل فرورزونانس برطرف شود. در تصاویر شکل CVT ها در پست , بلوک دیاگرام نحوه کار, شکل مقسم خازنی آن و پلاک یک CVT را مشاهده میکنید.
@electroscience

نحوه کار موتور دی سی @electroscience

دانلود کتاب راهنمای طراحی خط @electroscience

سطوح ولتاژ توزیع @electroscience

✅ سطوح ولتاژ توزیع :
استاندارد سطوح ولتاژ توزیع معمولا بین 4 تا 35 کیلوولت میباشد. این مقادیر به صورت ولتاژ خط به خط میباشند. برای طبقه بندی سطوح ولتاژ تجهیزات و ادوات در سطح توزیع چهار کلاس اصلی ولتاژ در نظر گرفته میشود : 5 , 15 , 25 و 35 کیلوولت . بعنوان مثال در کلاس 15 کیلوولت میتوان تجهیزات 12.47 , 13.2 و 13.8 کیلوولت را استفاده نمود منظور از تجهیزات : کابلها , مقره ها , بوشینگ ها , ریکلوزرها و ... میباشد.
صنایع معمولا از کلاس ولتاژ 15 کیلوولت استفاده میکنند که معمولا تجهیزات مورد استفاده 12.7 کیلوولتی است که ولتاژ فاز به زمین آن 7.2 کیلوولت میشود.
مرز بین سطح ولتاژ توزیع و فوق توزیع بسیار باریک است برخی از خطوط انتقال وارد سیستم توزیع میشوند و بعد از آن با یک ترانس مثلا 20 کیلوولت به 400 ولت بار خانگی تامین میشود و همچنین میتواند آن خط به طور مستقیم ورودی یک کارخانه را نیز تامین کند بعنوان مثال مصرف کارخانه 34.5 کیلوولت است.
در اواخر قرن بیستم این علاقمندی به افزایش ولتاژ در بحث انتقال , فوق توزیع و توزیع ایحاد شد. افزایش سطح ولتاژ مزایا و معایب خود را دارد که در زیر مزایا و معایب آن را به اختصار میگوییم:
مزایا: مهم ترین مزیت این است که با افزایش ولتاژ میتوان توان بیشتری را از خط عبور داد بواسطه اینکه جریان کاهش میابد و تلفات کمتر میشود , همچنین از مزایای افزایش سطخ ولتاژ میتوان به افت ولتاژ کمتر , تلفات کمتر و کمتر شدن تعداد پست ها در یک سیستم قدرت اشاره کرد چرا که بواسطه افزایش ولتاژ میتوان مسافت بیشتری را یک خط انتقال طی کند و در نتیجه تعداد پست نیز کاهش میابد.
عیوب : مهمترین عیب سیستم های ولتاژ بالا بحث قابلیت اطمینان آنهاست. همچنین بحث حفاظت و ایمنی نیز یک چالش اساسی است چرا که سطوح ولتاژ بالا میتوانند بسیار خط آفرین باشند . عیب دیگر آن بحث بالا رفتن هزینه عایقی تجهیزات میباشد که به تبع آن هزینه تجهیزات مورد نیاز نیز بالا میرود. در جدول 1 سطح توان استاندارد هر یک از سطوح ولتاژ توزیع نشان داده شده است.


@electroscience

راهنمای فنی ABB برای درایو موتورهای AC به روش کنترل مستقیم گشتاور @electroscience

انواع مقاومت های غیرخطی @electroscience

✅ مقاومت های غیرخطی:
مقاومت غیرحطی مقاومتی است که جریان عبوری از آن مطابق با قانون اهم تغییر نمی‏کند و به صورت غیرخطی رفتار می‏کند بعنوان مثال جریان تابعی از دما یا ولتاژ اعمالی است.
اگر جریان عبوری از مقاومت با دمای بدنه تغییر کند به اینگونه از مقاومت ها ترمیستور می‏گویند و اگر جریان عبوری از مقاومت با تغییر ولتاژ اعمالی تغییر کند به این مقاومت ها وریستور یا VDR (Voltage Dependent Resistors) میگویند. طبقه بندی مقاومتهای غیرخطی به صورت زیر میباشد:
1- ترمیستور
2- وریستور (یا VDR)
3- مقاومتهای نوری یا LDR
✅ ترمیستور :
ترمیستور یهپک عنصر 2 پایه است که بسیار به دما حساس میباشد. ترمیستور از کبالت، نیکل، استرانسیم و اکسیدهای فلزی منگنز ساخته شده است. مقاومت یک ترمیستور متناسب با عکس درجه حرارت است، یعنی با کاهش دما مقدار مقاومت افزایش میابد و این به این معناست که دارای ضریب دمایی منفی است که به آنها NTC (negative temperature coefficient) نیز گفته میشود. در مقابل این حالت PTC وجود دارد که دارای ضریب دمایی مثبت است و از مواد نیمه هادی تیتانات باریم ساخته شده و با افزایش دما مقدار مقاومت آن کاهش میابد.
✅ وریستور :
وریستورها مقاومتهای وابسته به ولتاژ (VDR) میباشند و برای از بین بردن حالتهای گذرای ولتاژ بالا استفاده می‏شود. یکی از کاربردهای وریستور در مدار , حفاظت از مدار در برابر ضربه‏های ولتاژ میباشد. در این مقاومتهای ورسیتور با افزایش ولتاژ میزان مقاومت کاهش میابد و موجب میشود ولتاژ اضافی از طریق جریان خنثی شود. دوگان وریستور در شبکه های قدرت , برقگیر میباشد که اضافه ولتاژهای گذرا مانند صاعقه و سوییچینگهای شبکه را از بین میبرد و نمیگذارد تا به ادوات پست برسد.
✅ مقاومتهای نوری یا LDR :
مقاومتهای نوری یا LDR (Light Dependent Resistors) مقاومتهایی هستند که مقدار مقاومت آنها وابسته به شدت نور است. مواد سازنده این مقاومت , هادی نوری () نامیده میشود مانند : سولفید کادمیوم، سولفید سرب و ...
هنگامیکه نور بر روی سلولهای این مقاومت قرار میگیرد , حاملهای آزاد (جفت الکترون حفره) انرژی نور را جذب میکنند و موجب جابجایی میشود و به این ترتیب میزان مقاومت نیمه هادی کاهش میابد.

@electroscience

روغن کاری ادوات پست فشار قوی @electroscience

✅ از کارهای مهمی در فرآیند تعمیر و نگهداری، روغن کاری و روان کاری تجهیزات است که امروزه برای اجرای آن در پست های فوق توزیع لازم است تجهیزات مورد نظر بی برق شوند. در این روش ابتکاری که جدیدا بکارگیری شده است، از یک دستگاه تفنگ مشابه تفنگ پینت بال استفاده می گردد که اپراتور می تواند پس از گذراندن آموزش های مربوطه، از آن برای روغن کاری و روان کاری بخش های مکانیکال تجهیزات OUT DOOR پست های برق، بدون اعمال خاموشی به تجهیزات استفاده نماید. شایان ذکر است در تکنیک فوق برای روغن کاری از توپ های حاوی روغن بعنوان گلوله استفاده شده که اپراتور از فاصله مناسب و ایمن از تجهیز ، می تواند به محل جوینت ها شلیک نماید و به این ترتیب در یک سکسیونر که قسمت مکانیکی آن باز و بسته می شود روغن کاری موجب روان شدن می شود. در زیر فیلمی در این ارتباط را مشاهده می کنید:

@electroscience