دانلود پروژه

 پروژه دانشجویی مقاله رله و حفاظت سیستم ها در pdf دارای 44 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد پروژه دانشجویی مقاله رله و حفاظت سیستم ها در pdf   کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی پروژه دانشجویی مقاله رله و حفاظت سیستم ها در pdf ،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن پروژه دانشجویی مقاله رله و حفاظت سیستم ها در pdf :

رله و حفاظت سیستم ها
امروزه با گستردگی شبکه های انتقال و توزیع نیروی الکتریکی و سیستم های تولید انرژی الکتریکی طبعا حفاظت از آنها از اهمیت ویژِهای برخوردار خواهد گردید .

قبلا اغلب رله های حفاظتی با تکنولوژی الکترومکانیکی ساخته می شدند وهنوز هم این رله ها در شبکه های الکتریکی مشغول به کار هستند مانند :

رله های جریان زیاد و اتصال کوتاه – رله های ارت فالت – رله های دیستانس – رله های دیفرانسیل و
با ظهور علم الکترونیک تکنولوژی ساخت این رله ها تغییر یافت و رله های الکترونیک ساخته شدند واین رله ها جای رله های مکانیکی را گرفتند .

طبعا این رله ها از لحاظ دقت، ابعاد، مصرف انرژی و مهمتر این که ساخت تابع های پیچیده تر با این تکنولوژی ممکن تر میباشند ، دارای امتیازات بسیاری بودند .
مهمتر این که رله های حفاظتی که مهمترین قسمت یک سیستم الکتریکی هستند باید عناصر قابل اعتماد و با دقتی باشند . و رله های الکترونیکی دارای این امتیازات بودند .
تا این که تکنولوژی جدیدی ابداع شد !!!!

با ورود میکروپروسسورها تکنولوژی ساخت رله های حفاظتی متحول شد . با توجه به توانایی های بالای میکروپروسسورها وقدرت برنامه ریزی آنها توانایی های کاربردی رله های حفاظتی نسل جدید نیز متحول گردید و فزونی یافت وتوانایی های زیر به آنها اضافه شدند : برنامه ریزی ساده این رله ها جهت کاربردهای متفاوت که رله های چند تابعی نسل جدید معمولا به یک پی ال سی نیز مجهز هستند . اتصال رله های حفاظتی به باس های اطلاعاتی وارسال و دریافت سیگنالهای آنالوگ مانند کمیت های الکتریکی وهمچنین اطلاعات مربوط به خطاها و تنظیم رله ها از طریق باسهای اطلاعاتی اتصال وبرنامه ریزی از طریق کامپیوترهای شخصی توسط نرم افزارهای کمپانی سازنده رله قدرت خطا یابی و چک کردن مدارات داخلی رله ها و ;.
همانطوری که قبلا اشاره کردیم حفاظت سیستم های الکتریکی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و امروزه کمپانی های متعددی در حال طراحی و ساخت رله های حفاظتی می باشند . برخی از کمپانی های معتبر که در این زمینه مشغول به فعالیت می باشند را معرفی می کنیم .

Siemens -Alstom – ABB – GE Power – Schneider – CEE – Reyroll
به طور کلی رله های حفاظتی باید دارای مشخصات زیر باشند :
سرعت عملکرد : این پارامتر در رله های حفاظتی بسیار حائز اهمیت است چون رله های حفاظتی هنگام خطا موظفند با سرعت هرچه تمامتر بخش های معیوب را از قسمت های سالم جدا نمایند .

حساسیت : این پارامتر به حداقل جریانی که سبب قطع رله می گردد بر میگردد .
تشخیص و انتخاب در شرایط خطا : این پارامتر نیز بسیار مهم است زیرا در شبکه هایی که دارای چند باس بار و رله حفاظتی هستند هنگام وقوع خطا می باید قسمت معیوب به درستی تشخیص داده شده و از شبکه جدا گردد و قسمتهای سالم به کار خود ادامه دهد.

پایداری : این پارامتر به این باز میگردد که یک رله حفاظتی به تمامی خطاهایی که در محدوده حفاظتی خود به درستی عکس العمل نشان دهد و در مقابل خطاهای خطاهای این محدوده عکس العملی نشان ندهد .
دسته بندی رله های حفاظتی بر اساس پارامترهای اندازه گیری :

الف) رله های جریانی : این رله ها بر اساس میزان جریان ورودی به رله عمل می کند . حال این جریان می تواند جریان فازها – جریان سیم نول – مجموع جبری جریانهای فازها است (رله های جریان زیاد – رله های ارت فالت و ;. ) و حریان ورودی رله می تواند تفاضل دو یا چند جریان باشد ( رله های دیفرانسیل و رستریکت ارت فالت

ب) رله های ولتاژی : این رله ها بر اساس ولتاژ ورودی به رله عمل میکند این ولتاژ می تواند ولتاژ فازها باشد (رله های اضافه یا کمبود ولتاژ و ;.) و یا میتواند مجموع جبری چند ولتاژ باشد ( رله تغییر مکان نقطه تلاقی بردارهای سه فاز

ج) رله های فرکانسی : این رله ها بر اساس فرکانس ولتاژ ورودی عمل میکند ( رله های افزایش و کمبود فرکانس
د) رله های توانی : این رله ها بر اساس توان عمل می کنند به عنوان مثال رله هایی که جهت توان را اندازه گیری می کنند یا رله هایی که توان اکتیو و راکتیو را اندازه گیری می کنند .

ه) رله های جهتی : این رله ها از جنس رله های توانی هستند که بر اساس زاویه بین بردارهای ولتاژ و جریان عمل میکنند مانند رله های اضافه جریان جهتی که در خطوط چند سوتغذیه رینگ و پارالل بکار می روند و یا رله های جهت توان که جهت پرهیز از موتوری شدن ژنراتور هنگام قطع کوپلینگ آن بکار میرود .
و) رله های امپدانسی : مانند رله های دیستانس که در خطوط انتقال کاربرد فراوانی دارند .
ز) رله های وابسته به کمیت های فیزیکی : مانند حرارت – فشار – سطح مایعات و ;. مانند رله بوخ هلتس ترانسفورمرها ح) رله های خاص : رله هایی هستند که برای منظورهای خاص به کار میروند مثلا رله تشخیص خطای بریکر – رله مونیتورینگ مدار تریپ بریکر – رله لاک اوت و ;..
حفاظت اضافه ولتاژ سیستم کابل زمینی
یکی از مطالعاتی که شرکت DSTAR در آمریکا در مورد کابل های زمینی انجام داده است ، بررسی اثرات ولتاژهای گذرای ضربه در آنها به دلایلی همچون صاعقه می باشد . نقص کابل های زمینی با عایق پلی اتیلنی و امثال آن بخشهایی از صنعت را دچار مشکل کرده است. یکی از دلایل اصلی خرابی های زودرس، اضافه ولتاژهای مکرری است که بعلت حالت های گذرا در سیستم ایجاد می شوند .

یک سیستم کامل آزمایشی در آزمایشگاه GE (جنرال الکتریک) برای آزمایش روشهای مختلف حفاظت کابل در مقابل اضافه ولتاژ ایجاد شده است. این مجموعه شامل کابل نوترال مرکزی لخت بوده که در یک محفظه انعطاف پذیر حمل می گردد و امکان آزمایش کابل های کوتاه( ft300 ) و بلند ( f t 1350 ) را فراهم می کند.

برای انجام آزمایش ولتاژ ضربه یک سر کابل را به یک riser pole وصل نموده که از طریق آن ولتاژ ضربه شبیه سازی شده صاعقه به آن اعمال میگردد. ولتاژ ضربه مشابه صاعقه توسط یک مولد ولتاژ ضربه از نوع مارکس با قابلیت تولید ولتاژ ضربه 6 میلیون ولتی تولید میگردد. طرح های مختلف از نحوه نصب برقگیر با یکدیگر مقایسه گردیده اند. در بعضی از آنها صرفا” در محل riser pole برقگیر نصب شده ودربعضی دیگر علاوه برriser pole در طول کابل نیز برقگیر قرار داده شده است. یکی از یافته های مهم این بود که معلوم شد در سیستم های کابل نواری یا دو شاخه ای ، اضافه ولتاژ شدید تر عمل کرده و در این سیستم ها نیاز به توجه بیشتری در نصب برقگیرها می باشد . نتایج حاصل از این آزمایشها اکنون بوسیله شرکتها جهت بهینه سازی حفاظت کابل در مقابل اضافه ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد.

آزمایش ولتاژ ضربه برروی سیستم کابل زمینی برای انواع دیگر کابل ها ادامه یافت. کابل جلددار (jacketed cable) بطور وسیع برای به حداقل رساندن مشکلات ناشی از خوردگی نول به کار می رود. سیم نول خود یک هادی عایق شده است که می تواند امواج ضربه را همانگونه که در شکل (1) دیده می شود انتقال دهد .

تحقیقاتDSTAR نشان داد که حالت های گذرای سیم نول ، مشکلات دیگری را نیز ایجاد می کند. وقتی یک اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه باعث می شود که برقگیر تخلیه کند ، جریان بین زمین برقگیر و نول کابل تقسیم می شود .

ولتاژهای قابل توجه ای بین نول کابل و زمین ایجاد می گردد و جلد کابل می تواند سوراخ شود. به خصوص این حالت زمانی رخ میدهد که مقاومت زمین پای برقگیر زیاد باشد و در نتیجه جریان بیشتری از نول کابل عبور کند.آزمایشهای دیگری برای تشخیص میزان مقاومت جلد کابلها در DSTAR انجام شده است .

در صورت عدم تخلیه صاعقه دربرقگیر محل riser pole خطر انتقال ولتاژ ضربه به سیم پیچی های ترانسفورماتور و صدمه به آنها در طرف اولیه و یا ثانویه وجود خواهد داشت. نتایج آزمایشها نشان میدهند که در حالت استفاده از برقگیر تنها در محل riser pole خطر خرابی و آسیب وجود دارد.

برای حل مشکل فوق و جلوگیری از سرایت اضافه ولتاژ صاعقه به سیم پیچی های ترانسفورماتور تحقیقات قابل ملاحظه ای انجام گرفته است که بر اساس آنها ایده استفاده از یک سیم لخت خوابانده شده در کنار کابل جلددار بمنظور کاهش ولتاژ ایجاد شده در بدنه کابل ارائه گردیده است. این روش باعث کاهش چشمگیر ولتاژ بین نول و نقطه زمین محلی می گردد.
یکی دیگر از روشهای مهم کاهش حالت های گذرای نول درکابلها، بهبود سیستم زمین میباشد. نوع دیگری از کابل که توسط بعضی از شرکت ها مورد استفاده قرار می گیرد ، کابل جلددار از نوع نیمه هادی است . این نوع جلد ، نول را در مقابل خوردگی محافظت می کند و باعث میرا شدن حالت های گذرای نوترال می

شود. نتایج آزمایشها برروی این کابلها نشان میدهد که ولتاژ بین نول و زمین بشدت کاهش می یابد. ولیکن، جریان ضربه نوترال در این نوع کابلها به سرعت نوترال های مرکزی لخت ، میرا نمی شود .
علاوه بر صاعقه هایی که به خطوط هوایی تغذیه کننده سیستم زمینی برخورد می کنند ، حالت های گذرای ضربه در اثر برخورد صاعقه به زمین در نزدیکی گودال کابل نیز می توانند در نول کابل ایجاد شوند . DSTAR با آزمایشهای گسترده ای ، جریان القاء شده در نول را بصورت تابعی از محل برخورد صاعقه اندازه گرفت. این کار با کابل های لخت ، دارای جلد عایق و دارای جلد نیمه هادی انجام شد .

حفاظت ثانویه ترانس اندازه گیری ولتاژ
موضوع شکست مدار جریان بعنوان یک روش الکترومکانیکی جهت تحدید جریان خطا در مسیرهای حاوی نیروی محرکه الکتریکی (EMF) قبل از پیدایش مواد ابررسانا تنها ایده مطرح جهت پاکسازی خطا از مدارهای الکتریکی بوده است ، با این حال همین روش ساده با توجه به نیازمندیهای شبکه های مدرن الکتریکی از ظرفیتهای بالایی جهت جذب و بکارگیری گروه قابل توجهی از رشته های تخصصی شامل برق ، مکانیک ، علم مواد ، الکترونیک و کامپیوتر است.
علاوه بر آن مکان یابی مناسب جهت نصب مدار شکنهای مورد بحث ، موضوع دسته دیگری از تحقیقات و پژوهشهای انجام شده در قالب تحلیلهای ریاضی شبکه های الکتریکی همچنین ایمنی و قابلیت اطمینان بهره برداری از آنها است ، که بحث حاضر از جهاتی در این گروه قابل دسته بندی است .
ترانس ولتاژ به واسطه اتصال اولیه آن از دید مدار ثانویه علیرغم ماهیت انتقالی آن ، یک منبع انرژی امپدانس داخلی مشخص است ،‌هر چه کلید حفاظتی منصوب در ثانویه ترانس به سیم پیچی آن نزدیکتر باشد از ناحیه تحت حفاظت بیشتری برخوردار است . بطور مثال در ترانسهای ولتاژ مستقر در پستهای فشار قوی ،‌ اولین مکان بعد از سیم پیچی جهت نصب مناسب کلید حفاظتی ، جعبه پیش بینی شده روی ترانس ولتاژ توسط سازنده است و مکان بعدی تابلو توزیع پیش بینی شده در محوطه پست جهت انشعابات مورد نیاز است .
بعضی از سازندگان بدلیل اجتناب از قبول مسئولیتهای ناشی از دسترسی بهره بردار پست به کلید حفاظتی منصوب در جعبه ترانس ولتاژ ، بطور کلی از نصب آن صرفنظر و این حفاظت را خارج از محدوده ترانس ولتاژ به عهده استفاده کننده
می گذارند . در این حالت ناحیه بینابینی ترانس ولتاژ و تابلو توزیع محوطه و مسئله عدم حفاظت آن ناحیه در قبال اتصال کوتاه یا نشتی جریان موضوع یک رشته از مباحث فنی بین طراح و مسئولین بهره برداری پست خواهد بود .

سئوالی که در اینجا مطرح می شود آن است که چگونه می توان ناحیه مزبور را به بهترین روش و صرف کمترین هزینه ممکن تحت پوشش حفاظتی قرارداد ؟ آیا کلید حفاظتی منصوب در تابلوی توزیع محوطه علاوه بر نواحی پائین دست قادر به پوشش نواحی بالا دست خود نیز

هست ؟ پاسخ سئوال مذکور در اتصالات مرسوم منفی است ، زیرا کلید یاد شده تنها قادر به پوشش نواحی پائین دست خود است و جریان گذرنده از نواحی بالا دست را احساس نمی کند ، اما اگر اتصال یاد شده به نحو دیگری انجام شود پاسخ باز هم منفی است ؟
در شکل زیر با انتقال کلید حفاظتی از ناحیه شماره 1 به ناحیه شماره 2 (انتقال کلید از سیم فاز به سیم نول در داخل تابلوی توزیع محوطه) می توان بدون تغییر مکان نصب کلید نواحی بالا دست را نیز در مقابل دسته بسیار بزرگی از خطاها حفاظت کرد.
در شکل زیر مسیر عبور جریان اتصال کوتاه به ازای خطای تکفاز به زمین در ناحیه بالا دست نشان داده شده که ناگریز از تحریک کلید حفاظتی است .
در شکل زیر نیز مسیر عبور جریان فاز – فاز در اثر خطای رخ داده در ناحیه بالا دست که باعث عملکرد کلید منصوب در پائین دست می شود ، ملاحظه می شود .

با دقت در اشکال بالا ملاحظه می شود ، اصل اساسی شکست جریان خطا همچنان جاری است و تنها بایستی مفهوم بالا دست (Up stream) و پائین

دست (down stream) در اتصالات غیر متداول مورد بازنگری قرار گیرد . با این حال حفاظت مذکور هنوز در مقابل اتصال کوتاه های سیم نول هر یک از ترانسهای ولتاژ در بالا دست بی عمل باقی می ماند که به دلیل احتمال کم آن در مقابل مزایای دیگر طرح قابل چشم پوشی است .
نکته قابل توجه دیگر لزوم اطمینان از برقراری اتصال زمین در ثانویه ترانس ولتاژ است که به صراحت در بسیاری از استانداردها بدان اشاره شده است .چنانکه ملاحظه می شود ، با قطع کلید حفاظتی ، ثانویه ترانس ولتاژ از زمین حفاظتی منفک شده که امری مخاطره آمیز است ، زیرا به هر دلیل در صورت تخریب عایقی ترانس ، ولتاژ اولیه روی بخشهای فلزی ثانویه ظاهر شده که می تواند در شرایطی همراه با عدم عملکرد حفاظتهای اولیه باشد . در این شرایط ممکن است سیستم فشار ضعیف در معرض اضافه ولتاژهای خطرناک قرار گیرد .

بنابراین ضعف طرح مذکور صرف نظر کردن از مزایای زمین حفاظتی در مواقع قطع کلید است که به دلیل صراحت استاندارد ها قابل چشم پوشی نیست .ضعف مذکور در سیستمهایی که حاوی ترانس ولتاژ واسطه در مدارات داخلی هستند قابل جبران است . بدین نحو که با اعمال زمین در نقطه صفر ترانس ولتاژ واسطه عملا کمبود زمین حفاظتی در ثانویه ترانس ولتاژ فشار قوی جبران
می شود .

یک مزیت قابل توجه دیگر نصب کلید حفاظتی در مدار نول سیستم سه فاز گسترش ناحیه مورد حفاظت حتی در داخل سیم پیچی تجهیز مورد استفاده است . مزیتی که به طور منحصر به فرد تنها با اینگونه اتصال قابل تحصیل است.

کلمات کلیدی :