کلیدهای قدرت و نقش کاربرد آنها در سیستم قدرت

كلیدهای قدرت به منظور قطع و وصل خطوط انتقال انرژی، و سایر تجهیزات فشار قوی بكار می‌روند. تجهیزات فشار قوی توسط كلید قدرت به شبكه متصل و یا از شبكه جدا می‌گردند. هنگامیكه لازم است تا دو قسمت شبكه از یكدیگر جدا شده و یا ارتباط دو قسمت برقرار گردد از كلید فشار قوی استفاده می‌شود. همچنین زمانی كه عیبی در تجهیزات و خطوط انتقال انرژی روی دهد ولازم است تا قسمت معیوب فوراً از شبكه جدا گردد، كلیدهای قدرت بطور اتوماتیك قطع شده و از ادامه برقراری عیب در شبكه جلوگیری می‌نماید.

• انواع قطع و وصل کلیدهای قدرت

قطع و و صل كلیدهای قدرت در شبكه به دو صورت مختلف زیر انجام می‌گیرد.

1- قطع كلید با برنامه قبلی و با اطلاع مسئولان شبكه به منظور انجام تعمیرات، سرویس، بازرسی تجهیزات غیره در این حالت كلید بطور دستی توسط اپراتور قطع و وصل می‌شود.

2- قطع كلید بدون برنامه قبلی كه در نتیجه بروز عیب در شبكه روی میدهد. در این حالت كلید بطور اتوماتیك توسط رله‌های حفاظتی و سایر سیستمهای كنترل اتوماتیكه قطع می‌گردد. در پاره‌ای از تجهیزات نظیر خطوط فشار قوی ممكن است كلید بطور اتوماتیك مجدداً وصل گردد.

بنابراین كلیدهای قدرت یكی از تجهیزات اصلی و پراهمیت شبكه بوده كه در هنگام بروز عیب و یا ضرورت برق‌دار یا بی‌برق نمودن شبكه قطع و وصل می‌گردند.

نقش کلیدهای قدرت در سیستم قدرت

نقش اصلی كلیدها درپی بروز عیب درشبكه ظاهر می گردد. چنانچه با بروز عیب وضرورت قطع اتوماتیك خط، كلید خط بعللی عمل نكرده ویا موفق به قطع جریان عیب نگردد، شبكه با خاموشی موضعی مواجه می‌گردد. ولی درصورتی كه بعللی خاموشی كامل باشد این خاموشی توأم با صدمات وخسارات جبران ناپذیر خواهد بود. كلیدها درشرایط كارعادی شبكه ودرهنگام وصل بودن، نقش مهمی درتأمین انرژی مصرف كننده‌ها به عهده ندارند نقش اصلی آنها تنها درهنگام بروز عیب ظاهر می‌گردد. درهنگام بروزعیب كه قطع ویا وصل فوری آنها ضروری است،‌باید با صدور فرمان بطور اتوماتیك وبا اطمینان كافی عمل نمایند. اختلاف عمده كلیدها با سایر تجهیزات شبكه ازهمین جا ناشی می‌گردد، درحالیكه كلید درشرایط عادی ممكن است برای مدت طولانی مورد استفاده واقع نگردد، قطع و وصل آن درلحظه بروزعیب می‌بایست از اطمینان فوق‌العاده برخوردار بوده واحتمال بروزعیب درآنها و مكانیزم كارآنها حداقل باشد. هرگونه عیب الكتریكی درشبكه وتجهیزات فشارقوی بصورت انواع مختلف اتصالی ظاهر میگردد.

رله‌های حفاظتی پیش‌بینی شده بروز عیب را درشبكه احساس كرده وفرمان قطع را به كلید قدرت تعیین شده اعلام می‌دارند. با قطع كلید، قسمت معیوب وصدمه دیده كه عیب درآن روی داده است ازقسمتهای سالم شبكه جدا می گردد. بروز عیب درشبكه امری عادی بوده وقابل پیش‌بینی نمی‌باشد. بطوریكه هیچگاه نمی‌توان بطور كامل و صددرصد ازبروز آن جلوگیری نمود وتنها می‌توان با قطع سریع وبه موقع كلیدها ازادامه عیب واثرات مخرب آن درشبكه جلوگیری نمود وخسارات وصدمات ناشی ازعیب را به حداقل كاهش داد.

قطع و وصل كلیدها درهنگام بروز عیب وبطور اتوماتیك، بیش از قطع و وصل دستی آنها اهمیت دارد. درهنگان بروز عیب، جریان خطایی كه ازكلید می‌گذرد تا چندین كیلوآمپر رسیده و بسیار بیش ازجریان عبور كرده ازكلید درهنگام قطع و وصل دستی كلید می‌باشد. لذا قطع و وصل كلید درهنگام بروز عیب با دشواری بیشتری صورت گرفته ودرشرایط سنگین مربوط به عبور جریان عیب انجام می‌گردد.

عمل اصلی حفاظت شبكه درهنگام بروز اتصالها وبرقراری جریان عیب توسط كلیدهای قدرت صورت می‌پذیرد. با قطع كلید قدرت، قسمت معیوب شبكه ازقسمتهای بدون عیب ودرحال كار شبكه جدا شده و ادامه كار وثبات شبكه تأمین می‌گردد. بروزهرگونه عیبی دركلید قدرت، بطوریكه با بروز عیب درشبكه وبكارافتادن رله‌های حفاظتی، كلید عمل نكرده وبه موقع قسمت معیوب شبكه را جدا ننماید، قطع بی مورد ونابجای سایركلیدها وازكار افتادن قسمتی ازشبكه را به همراه خواهد داشت. عیب دركلید ممكن است ناشی ازبروز اشكال درمدار فرمان كلید، بروزعیب درمكانیزم قطع و وصل كلید، عدم توانائی كلید درقطع جریان عیب، افزایش زمان قطع كلید وغیره باشد.

با توجه به تعداد عیوبی كه درخطوط انتقال انرژی وسایر تجهیزات شبكه درسال روی می‌دهند ودركلیه عیوب روی داده كلیدهای قدرت نقش اصلی را درقطع قسمت معیوب وحفظ شرایط عادی شبكه عهده‌دار می‌باشند، اهمیت كلیدهای قدرت وتأثیر آنان درادامه كارعادی شبكه روشن می‌گردد. عدم قطع به موقع وبجای كلیدها درهنگام بروزعیب منجر به قطع سایركلیدها درنقاط دیگری ازشبكه شده وقسمتهای بیشتری ازشبكه را با قطع برق وخاموشی مواجه می‌نمایند. تأخیر درقطع كلیدها، مدت باقی بودن عیب و برقراری جریان عیب درشبكه را افزایش داده وبازگشت شبكه را به شرایط عادی دشوارتر می‌نماید.

با روشن شدن اهمیت ونقش كلیدهای قدرت درحفظ شرایط پایداری شبكه و جلوگیری از خاموشی‌های مكرر، درجه اطمینان وقابلیت كلیدهای قدرت تعیین می گردد. این امر موجب می‌شود تا كلیدها ازحداكثر اطمینان و توانائی برخوردار باشند. هرقدر عیوب روی داده دركلیدها ومكانیزم كارآنها كمترباشد، ثبات كارشبكه بیشترشده وقطعی‌های شبكه كمترمی‌گردد. دستیابی به حداكثر اطمینان در عملكرد كلیدهای قدرت درشبكه وتوانائی كامل آنها درقطع جریان عیب، موجب می‌گردد تا بررسی‌های لازم به منظور تعیین توانائی آنها درقطع جریان عیب وتعیین نوع مناسب آنها بادقت زیاد وبا توجه به كلیه پارامترهای شبكه صورت پذیرد. درشبكه‌ای كه كلیدهای قدرت نصب شده درآن بازدهی خوبی نداشته ونتوانند درمقابل عیوب روی داده درشبكه با سرعت كافی عمل نمایند، همواره عدم رضایت مشتركین ومصرف كنندگان انرژی وجود خواهد داشت.

نیازهایی از شبکه که کلید قدرت باید تامین نماید

بطور كلی كلیدهای قدرت تجهیزاتی هستند كه باید توانایی قطع ووصل مدار فشار قوی راهم درشرایط عادی سیستم وهم درشرایط وقوع خطا داشته باشند. یك كلید قدرت مناسب باید بتواند عمل قطع و وصل شبكه را درشرایط مختلف بار واتصال كوتاه درمحدوده شرایط ومقادیر نامی تعیین شده برای كلید طوری انجام دهد كه خود آسیب ندیده وشبكه نیزبه نحومطلوب كنترل شود.

بطور كلی كلیدهای قدرت بایستی بتوانند نیازهای زیررا بدون ایجاداضافه ولتاژ گذرای خارج ازتحمل عایق‌بندی شبكه بدون اینكه آسیبی به خود وسایر تجهیزات شبكه وارد آید برآورده نمایند:

1- تحمل عبورجریان پیوسته نامی مدار بدون اینكه حرارت اضافی درآنها تولید شود و به كلید صدمه‌ای برسد.

2- قطع جریانهای خطا (بدون افزایش غیرمجاز تنشهای حرارتی ومكانیكی)

3- قطع و وصل جریانهای خازنی (نظیر جریانهای خطوط انتقال نیروی بی باربا انتهای باز)

4- قطع و وصل جریانهای اندوكتیو (نظیر جریانهای ترانسفورماتورهای بی بار وجریان راكتورهای موازی)

5- قطع جریانهای اتصال كوتاه ترانسفورماتورها و راكتورها

6- وصل مجدد اتوماتیك