بررسی اجمالی توزیع نیرو و اقدامات حفاظتی

توزیع برق، پیوند نهایی یک سیستم قدرت است که مستقیماً به کاربران متصل شده و انرژی الکتریکی را بین آنها توزیع می کند.

این یک طبقه بندی کلیدی در طراحی و ساخت برق است که با ایمنی الکتریکی مرتبط است. انواع اصلی به شرح زیر است:

سیستم IT: نقطه خنثی منبع تغذیه زمین نیست. مزیت آن تداوم منبع تغذیه بسیار قوی است. هنگامی که یک خطای زمین تک فاز رخ می دهد، خاموش نمی شود. معمولاً در مکان هایی که قطع برق به راحتی قابل تحمل نیست، مانند اتاق های عمل بیمارستان و معادن استفاده می شود.

سیستم TT: نقطه خنثی منبع تغذیه به طور مستقیم به زمین متصل می شود و پوشش تجهیزات نیز به طور جداگانه به زمین متصل می شود. معمولاً در شبکه‌های برق روستایی و چراغ‌های خیابان در فضای باز دیده می‌شود، اما جریان خطا نسبتاً کم است و معمولاً به یک دستگاه جریان باقی‌مانده (RCD) نیاز است.

سیستم TN: در حال حاضر اصلی ترین سیستم، نقطه خنثی منبع تغذیه به طور مستقیم به زمین متصل می شود و پوشش تجهیزات از طریق یک هادی محافظ زمین (PE) به نقطه زمین متصل می شود. بیشتر به زیر تقسیم می شود:

سیستم TN{0}}C: هادی های خنثی (N) و زمین (PE) در یک (رسانای PEN) ترکیب می شوند. هزینه پایینی دارد اما ایمنی ضعیفی دارد و اغلب در ساختمان های قدیمی دیده می شود.

سیستم TN-S: سیم‌های خنثی (N) و زمین (PE) کاملاً از هم جدا شده‌اند و ایمنی بالایی را ارائه می‌دهند و آن را به انتخابی مطلوب برای اقامتگاه‌های مدرن، مراکز خرید و اتاق‌های رایانه تبدیل می‌کنند.

سیستم TN-C-S: قسمت جلویی- یکپارچه است، اما سیم‌ها پس از ورود به واحد از هم جدا می‌شوند، هزینه و ایمنی متعادل می‌شود و به طور گسترده در مسکن‌های تجاری نوساز استفاده می‌شود.

در برابر پس‌زمینه اهداف «دو-کربنی» و انتقال انرژی، سیستم‌های توزیع نیرو دستخوش تغییرات عمیقی شده‌اند و از شبکه‌های سنتی یک طرفه و غیرفعال به سیستم‌های هوشمند و فعال تبدیل شده‌اند.

سیستم توزیع برق سنتی: برق به صورت یک طرفه (از شبکه به کاربر) جریان می یابد و به صورت غیر فعال عمل می کند و وظیفه اصلی آن توزیع برق است.

سیستم توزیع برق هوشمند مدرن: به یک پلتفرم هوشمند دو طرفه و تعاملی تبدیل می شود.

 حفاظت پیشرفته و کمکی

در سناریوهای سخت‌تر (مانند کاربردهای صنعتی و ساختمان‌های بزرگ)، اقدامات حفاظتی پیچیده‌تری به کار گرفته می‌شود:

حفاظت از اتصال کوتاه: استفاده از خاموش شدن الکترومغناطیسی قطع کننده های مدار یا عملکرد فیوزها در عرض میلی ثانیه برای قطع جریان های مدار کوتاه{0} عظیم.

حفاظت از خطای زمین: جریان غیرعادی بین سیم‌های نول و زمین را برای جلوگیری از حوادث ناشی از محفظه‌های تجهیزات برق‌دار کنترل می‌کند.

کمبود ولتاژ/از دست دادن حفاظت ولتاژ: به طور خودکار در صورت افت غیرعادی ولتاژ خاموش می شود تا از راه اندازی ناگهانی تجهیزات و ضربه در هنگام بازسازی شبکه جلوگیری کند.

حفاظت از اضافه ولتاژ: محافظت در برابر ضربات صاعقه یا اضافه ولتاژهای عملیاتی، که معمولاً توسط برقگیرها یا دستگاه های حفاظت از ولتاژ (SPD) انجام می شود.

حفاظت توالی فاز/تلفات فاز: عمدتاً برای موتورهای سه فاز برای جلوگیری از فرسودگی موتور ناشی از توالی فاز معکوس یا عملکرد تک فاز استفاده می‌شود.

 پیکربندی‌های ویژه برای سیستم‌های-ولتاژ بالا:

اگر با توزیع برق 10 کیلو ولت و بالاتر از-ولتاژ بالا سر و کار دارید، استراتژی حفاظت پیچیده‌تر خواهد بود و معمولاً توسط دستگاه‌های حفاظت رله اجرا می‌شود:

حفاظت در برابر جریان اضافه لحظه ای: به جریان اتصال کوتاه- واکنش نشان می دهد و بدون تأخیر فوراً خطاها را برطرف می کند.

محافظت در برابر جریان اضافه: اقدام با تأخیر زمانی{0}}که به عنوان پشتیبان حفاظت از جریان اضافه آنی عمل می کند.

حفاظت دیفرانسیل: خطاهای داخلی را با مقایسه جریان های ورودی و خروجی تعیین می کند. حساس ترین محافظ برای ترانسفورماتورها و شینه ها.

حفاظت از گاز: مخصوص ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن{0}، گازهای تولید شده در اثر خطاهای داخل مخزن را کنترل می کند.

 توصیه های کاربردی کاربردی:

هماهنگی انتخابی: طراحی باید اطمینان حاصل کند که "هرکس شکست می خورد، سفر می کند." به عنوان مثال، قطع کننده های مدار انشعاب باید قبل از قطع کننده مدار اصلی کار کنند تا از بروز خطاهای جزئی که باعث قطع برق گسترده سیستم{1} نشود جلوگیری شود.

راستی‌آزمایی منظم: دستگاه‌های حفاظتی پس از نصب، راه حلی یکباره- نیستند. به خصوص برای دستگاه های جریان باقیمانده (RCD) و قطع کننده های مدار، قابلیت اطمینان عملیاتی آنها باید به طور دوره ای با فشار دادن دکمه تست (معمولاً با علامت "T") آزمایش شود.

رامدار شکن خلاء آهنربای دائم ZND-12Xیک مدارشکن خلاء پرکاربرد با ولتاژ نامی 12 کیلو ولت و AC 50/60 هرتز است. این یک مکانیسم عملیاتی کنترل مغناطیسی را اتخاذ می کند، اندازه بسیار کوچکی دارد و می تواند برای باز و بسته کردن بارهای الکتریکی مختلف استفاده شود. این به طور گسترده در شبکه های برق شهری، شبکه های برق روستایی و سایر پروژه های ساخت و ساز شبکه برق و ارتقاء محصول استفاده می شود و به ویژه برای کاربردهای عملیات مکرر مناسب است.