پیشگفتار
آزمایشگاه فشار قوی اهمیت خود را آنجا نشان میدهد که باید آزمونهای مختلفی روی تمامی تجهیزات فشار قوی قبل از نصب و بهرهبرداری و در حین نصب و بهرهبرداری ، بر روی آنها انجام شود.
امروزه در کشور ما کارخانجات متعددی، تجهیزات فشارقوی مختلف از جمله ترانسفورماتور، برقگیر، مقره ، خازن و … را تولید میکنند . با توجه به لزوم انجام آزمون بر روی آنها، احتیاج مبرمی به یک آزمایشگاه فشارقوی مجهز و کامل در داخل کشور احساس میشود. این نیاز وقتی جدی شده و بیشتر خودش را نشان میدهد که بدانیم هزینه تست تجهیزات در آزمایشگاههای خارج از کشور، بسیار بالا بوده و زمان زیادی را نیز مصروف خواهد داشت. .
با توجه به اینکه در ایران آزمایشگاههای فشار قوی متعددی وجود دارد، به جرات میتوان گفت که آزمایشگاههای موجود نه بعنوان آزمایشگاههای کامل و مجهز مطرح میباشند و نه بعنوان آزمایشگاههای اقتصادی شناخته میشوند. به این معنی که تقریباً تمامی آزمایشگاههای موجود، به منظور رفع نیازهای محلی احداث شدهاند. آزمایشگاه فشارقوی پژوهشگاه نیرو نیز دارای نارساییها وکاستیهای بسیاری می باشد بطوریکه بطور کامل وموثر نمی تواند در خدمت صنعت برق باشد. لذا با طرح توسعه آزمایشگاه فشار قوی سعی شده است که حتیالمقدور با رفع کمبودها ونارساییها آزمایشگاه را در جهت رفع نیازهای پژوهشگاه وصنعت برق موثرتر وکارآمدتر نمود.
فصل اول- مشخصات فعلی آزمایشگاه فشار قوی
1-1- تجهیزات موجود در آزمایشگاه فشار قوی
مقدمه
تجهیزاتی که در آزمایشگاه فشار قوی پژوهشگاه نیرو موجود میباشند ساخت کمپانیهای Tettex، HaeFely TrenCh و Baur میباشند که در این بخش مورد بررسی قرار میگیرند.
لازم به توضیح است که جزوههای مربوط به مشخصات کامل دستگاهها و همچنین نحوه عملکرد آنها در انتهای این گزارش به پیوست آمدهاند.
1-1-1- سیستم تست AC مجهز به آشکارساز میزان تخلیه جزئی
این سیستم از 2 ترانسفورماتور با اتصال متوالی (CasCade) تشکیل شده است و مجهز به آشکارساز تخلیه جزئی نیز میباشد و میتواند میزان تخلیههای جزئی در عایقهای مختلف را اندازهگیری نماید.
سیستم فوق از قسمتهای زیر تشکیل شده است:
1-1-1-1- ترانسفورماتور ولتاژ بالا
مشخصات عمومی این ترانس به شرح زیر است:
مدل ترانس: PZTL 2
اتصال اولیه: موازی
ولتاژ اولیه: V 380
جریان اولیه: A 66
ولتاژ ثانویه: kV 200
میزان تخلیه جزئی: در ولتاژ 100 کیلوولت
وزن: kg 800
ارتفاع: mm 1720
ترانس فوق را میتوان به دو صورت مورد استفاده قرار داد.
الف) استفاده غیر مداوم بصورت 15 دقیقه روشن و یک ساعت خاموش
جریان نامی ثانویه: A 25/0
قدرت خروجی: kVA50
امپدانس اتصال کوتاه: 15%=Uk
ب) استفاده مداوم:
جریان ثانویه: A1/0
قدرت خروجی: kVA 20
امپدانس اتصال کوتاه: 7%=Uk
مشخصات کامل دستگاه و نحوه عملکرد آن در پیوست شماره 1 آمده است.
1-1-1-2- ترانسفورماتور تنظیم
این ترانس در حقیقت یک اتو ترانس میباشد که ولتاژ اولیه ترانس بند (1-1-1-1) را به صورت پیوسته تنظیم میکند. این ترانسفورماتور در یک محفظه جداگانه قرار گرفته که یک مدار شکن قدرت ویک کنتاکتور برای کلیدزنی نیز در آنجا قرار دارند. ترانسفورماتورهای اندازهگیری جریان و ولتاژ مورد نیاز نیز در همین محفظه قرار دارند.
مدل: STL
ولتاژ اولیه: V400
ولتاژ ثانویه: V380-0
قدرت خروجی: kVA 25
مشخصات کامل دستگاه و نحوه عملکرد آن در پیوست 1 آمده است.
1-1-1-3- واحد کنترل OT 247
واحد کنترل قلب سیستم تست رزونانس میباشد. این واحد به منظور ایمنی و مراقبت کافی به یک مدار کنترل کننده میکروپروسسوری مجهز گردیده است.
واحد فوق کنترل کننده انجام آزمون میباشد و توسط این واحد مراحل مختلف انجام آزمون را میتوان کنترل کرد.
محل نصب آن بر روی میز کنترل میباشد.
مشخصات کامل دستگاه و نحوه عملکرد آن در پیوست 1 آمده است.
1-1-1-4- خازن کوپلاژ فشار قوی
خازن کوپلاژ یکی از قسمتهای مدار فشار قوی مربوط به اندازهگیری میزان تخلیه جزئی میباشد.
مدل: kk 200-1
ظرفیت: pF 10000-5000
مشخصات کامل دستگاه و نحوه عملکرد آن در پیوست 1 آمده است.
1-1-1-5- کالیبراتور قسمت مربوط به اندازهگیری تخلیه جزئی kAL 451
این کالیبراتور پالسهایی از 2 تا 200 پیکوکولن یا 20 تا 2000 پیکوکولن تولید میکند که بوسیله کلیدهای موجود بر روی کالیبراتور میتوان رنج اندازهگیری میزان تخلیه جزئی را در محدوده مورد دلخواه کالیبره کرد.
مدل: kAL 451
ابعاد: mm 70 x 90 x 160
وزن: gr 500
تغذیه: V 5/1 x 4 باطری
دمای عملکرد: 50-5
ماکزیمم رطوبت مجاز: 95%
پالسهای تولیدی: pC 200/100/50/20/10/5/2 با استفاده از خازن pF 100
pC 2000/1000/500/200/100/50/20 با استفاده از خازن nF 1
درصد خطا (تلورانس): 3%
مشخصات کامل دستگاه و نحوه عملکرد آن در پیوست 1 آمده است.
1-1-1-6- سیستم تست کابل
این سیستم برای اندازهگیری میزان تخلیه جزئی و ضریب تلفات عایقی کابلهای ولتاژ متوسط با عایق پلاستیکی مورد استفاده قرار میگیرد. این سیستم از روغن به عنوان عایق استفاده میکند. در شرایط عادی روغن استفاده شده در محفظه دستگاه فوق تا ماهها میتواند بدون احتیاج به تصفیه یا تعویض مورد استفاده قرار گیرد.
مدل:
kEV 75
ولتاژ نامی: kV 75
ولتاژ تست به مدت یک دقیقه در فرکانس Hz 50: kV 90
میزان تخلیه جزئی در ولتاژ نامی:
وزن: kg 45
مناسب برای کابلهای با:
ماکزیمم قطر خارجی: mm 70
ماکزیمم قطر هادی: mm 35
طول: mm 1090
عرض: mm 600
ارتفاع: mm 1360
مشخصات کامل دستگاه و نحوه عملکرد آن در پیوست 1 آمده است.
1-1-2- دستگاه مولد ضربه ولتاژ
دستگاه فوق از نوع مدار Marx بوده و تولید ولتاژ بر مبنای مدارهای 4 طبقه صورت میگیرد که خازنهای آن بصورت موازی شارژ شده و بصورت سری تخلیه میشوند.
امکان اتصال تعدادی مقاومت بصورت سری یا موازی به خازنها وجود دارد که تنظیم شکل موج ضربه را بر عهده دارند.
این دستگاه دارای قابلیت تولید شکلهای موجهای ضربه صاعقه وکلیدزنی میباشد.
سیستم فوق از قسمتهای زیر تشکیل شده است:
1-1-2-1- ژنراتور ضربه
مشخصات عمومی:
ماکزیمم ولتاژ تولیدی: kV 400
تعداد طبقات: 4
ماکزیمم ولتاژ هر طبقه: kV 100
قدرت: kJ 20
مقاومتهای ولتاژ: k 950
مقاومتهای زمین: k 6
خازنهای ضربه: kV 50
الف) مشخصات موج ضربه صاعقه:
زمان پیشانی موج: 36/0 2/1
زمان دنباله موج: 10 50
ب) مشخصات موج ضربه کلید زنی:
زمان پیشانی موج: 50 250
زمان دنباله موج: 1500 2500
مشخصات کامل دستگاه و نحوه عملکرد آن در پیوست 2 آمده است.
1-1-2-2- دستگاه شارژ کننده ژنراتور ضربه، واحد کنترل SCR و یکسوساز مدل A 7812
سیستم شارژر بوسیله یک ترانس فشار قوی، یک مدار یکسو ساز و واحد کنترل SCR وظیفه شارژ خازنهای ژنراتور ضربه را بر عهده دارد.
ولتاژ یکسو شده با استفاده از یک ترانس فشار قوی، یک دیود فشار قوی برای مدار یکسو ساز
نیم موج یا با 2 دیود فشار قوی و یک خازن کوپلاژ برای مدار دو برابر کننده ولتاژ بدست میآید.
پلاریته موج ضربه را میتوان با دوران دیودهای فشار قوی بوسیله دست یا موتور تغییر داد.
ولتاژ یکسو شده خروجی بوسیله یک مقسم، اندازهگیری شده و بر روی میز کنترل نشان داده میشود.
فهرست مطالب
فصل اول- مشخصات فعلی آزمایشگاه فشار قوی 1
1-1- تجهیزات موجود در آزمایشگاه فشار قوی 1
مقدمه 1
1-1-1- سیستم تست AC مجهز به آشکارساز میزان تخلیه جزئی 1
1-1-2- دستگاه مولد ضربه ولتاژ 5
1-1-3- مجموعه DC 9
1-1-4- سیستم اندازهگیری ضریب تلفات عایقی و ظرفیت خازنی عایقهای مایع و جامد 11
1-1-5- دستگاه تست دی الکتریک مواد عایقی 15
1-2- مشخصات سیستم زمین آزمایشگاه فشار قوی 16
1-3- مشخصات سیستم قفس فارادی آزمایشگاه 18
1-4- مشخصات ساختمان آزمایشگاه فشار قوی 19
1-5- سوابق آزمایشهایی که تا کنون انجام شدهاند. 21
1-5-1- آزمون تعیین ولتاژ شکست الکتریکی عایقهای جامد 21
1-5-2- آزمون تعیین ضریب تلفات عایقی و ظرفیت خازنی عایقهای جامد 22
1-5-3- آزمون تعیین ضریب تلفات عایقی و ظرفیت خازنی عایقهای مایع 23
1-5-4- آزمون الکتریکی کلاه ایمنی شرکت بازرگانی صدف 24
1-5-5- آزمون تعیین نسبت تبدیل ترانسهای جریان شرکت پرما 25
1-5-6- آزمونهای ولتاژ فرکانس قدرت و اندازهگیری میزان تخلیه جزیی مقرههای عبوری (بوشینگهای) ترانس وبریکر63 کیلوولت نیروگاه گازی سمنان 26
1-5-7- آزمون جریان ضربه دستگاه شمارنده ضربه (Surge Counter) شرکت نادر پرداز 27
1-5-8- آزمونهای ولتاژ فرکانس قدرت، اندازهگیری تخلیه جزیی و تعیین نسبت تبدیل ترانسهای جریان 20 کیلو ولتی شرکت باهاما. 28
1-5-9- آزمونهای ولتاژ فرکانس قدرت و ولتاژ ضربه صاعقه بر روی برقگیر و واحد تنظیم LMU 29
1-5-10- آزمون جریان ضربه شمارنده ضربه شرکت رضا ترانس ورک 30
1-5-11- آزمونهای ولتاژ پایداری فرکانس قدرت و ضربه صاعقه مقرههای سوزنی kV20 شرکت پرتو سبز تجارت 31
1-5-12- آزمونهای ولتاژ پایداری فرکانس قدرت و ضربه صاعقه سلول تابلو فشار قوی kV33 شرکت جابون 32
1-5-13- آزمون ولتاژ پایداری فرکانس قدرت و اندازهگیری مقاومت عایقی مقرههای مخابراتی شرکت آزمایش ابزار 33
1-5-14- آزمونهای تعیین ولتاژ شکست فرکانس قدرت، ضربه صاعقه و اندازهگیری میزان تخلیه جزیی رخ داده د رمقرههای چینی با لعاب نیمه هادی شرکت NGk، شیشهای و غیره مربوط به پروژه مقرههای لعاب نیمه هادی 34
1-5-15- آزمون اندازهگیری میزان تخلیه جزیی CT 230 کیلو ولتی شرکت برق منطقهای باختر 35
1-5-16- آزمون آنتی استاتیک شرکتهای پدرام و آتک 35
1-5-17- آزمون محفظه کات اوت فیوز شرکت پارس فیوز 35
1-6- لیست قیمت آزمونها 36
1-7- کاتالوگ آزمایشگاه فشار قوی 37
فصل دوم-مشخصات کلی یک آزمایشگاه فشار قوی]2[ 38
2-1- کاربردهای آزمایشگاه فشار قوی 39
2-1-1- آزمایشگاه فشار قوی کنترل کیفیت 39
2-1-2- آزمایشگاه فشار قوی پژوهشی(لابراتوار تحقیقاتی فشار قوی) 44
2-2- تجهیزات تاسیساتی آزمایشگاههای بزرگ 45
2-3- محصور کردن-زمین کردن و محفوظ کردن در آزمایشگاه 47
2-3-1- محصور کردن 47
2-3-2- تاسیسات زمین 47
2-3-3- محفوظ کردن 52
2-4- تاسیسات الکتریکی آزمایشکاه فشار قوی 53
2-4-1- مدار تغذیه انرژی و مدار حفاظت 53
2-4-2- ساختار مدار فشار قوی 57
فصل سوم-وضعیت آزمایشگاههای فشار قوی در دنیا و ایران 59
مقدمه 59
3-1- آزمایشگاه فشار قوی STRI سوئد 60
3-1-1-آزمون فشار قوی 60
3-1-2- ابعاد و رنج تجهیزات تست 61
3-1-3- تستهای آلودگی/محیطی 63
3-1-4- تست در محیط بیرونی 65
3-2- آزمایشگاه فشار قوی HYDRO QUEBEC کانادا 66
3-2-1- محفظههای آزمون آلودگی 67
3-2-2- سالن تست ترانسفورماتور 68
3-2-3- انواع تستها 69
3-2-4- آزمایشگاه جریان بالا 70
3-3- آزمایشگاه فشارقوی KEMA (هلند) 71
3-4- آزمایشگاه فشارقوی CESI (ایتالیا) 73
3-5- آزمایشگاه فشارقوی CPRI (هندوستان) 75
3-6- آزمایشگاه فشار قوی الکتریکی دانشگاه صنعتی مونیخ 77
3-6-1- آزمایشگاه فشار قوی سرپوشیده 77
3-6-2- آزمایشگاه در فضای باز 78
3-6-3- آزمایشگاه حرارتی و برودتی 78
3-6-4- آزمایشگاه جریان الکتریکی 78
3-7- آزمایشگاه دانشکده برق دانشگاه فنی زوریخ (سویس) 80
3-7-1- آزمایشگاه فشار قوی 80
3-7-2- آزمایشگاه جریان متناوب 82
3-7-3- آزمایشگاه فشار الکتریکی دائم 82
3-7-4- آزمایشگاه اندازهگیری تخلیه الکتریکی ناقص 83
3-8- آزمایشگاه فشارقوی دانشگاه صنعت آب و برق 84
3-9- آزمایشگاه فشارقوی شرکت نیرو ترانس 85
3-10- مقایسه مشخصات چند آزمایشگاه فشارقوی 87
فصل چهارم: انحرافات از معیارها، کاستیها و مشکلات 89
4-1- سیستم زمین 89
4-2- قفس فارادی 90
4-3- ساختمان 91
4-4- تاسیسات 92
4-5- سیستمهای حمل و نقل داخلی و خارجی 94
4-6- ایمنی آزمایشگاه 95
4-7- سیستمهای ثبات و نشانگر 95
فصل پنجم:تجهیزات مورد نیاز برای ارایه خدمات به پروژه ها 96
5-1- سیستم آزمون تر 96
5-2- سیستم آزمون مه نمکی (آلودگی) 98
5-2-1- منابع آلودگی 98
5-2-2- تاثیر آلودگی بر عملکرد مقره 99
5-2-3- انواع مختلف آلودگی 100
5-3- دستگاه تست طول عمر قرص برقگیر 102
5-4- ژنراتور جریان ضربه 104
5-5- آزمون های جریان زیاد 107
فصل 6 : طرح جدید آزمایشگاه فشارقوی 110
6-1- سیاست استفاده از آزمایشگاه فشار قوی 110
6-1-1- انجام آزمون های مربوط به پروژه های پژوهشگاه نیرو 110
6-1-2- سرویس به صنعت برق 110
6-1-3- آموزش فشار قوی جهت صنعت و آزمایشگاه های جدید 111
6-2-تجهیزات مورد نیاز آزمایشگاه 112
6-2-1- سیستم آزمایش تر 112
مقدمه 112
1- بررسی طرحهای پیشنهادشده در استانداردهای مختلف 121
2- ارائه طرح نهائی 122
3- تحلیل نتایج آزمایش 123
4- بررسی روی جنس مواد اجزای نازل 123
6-2-2- سیستم پیرسازی قرص برقگیر 125
4-1-کارتA/D 133
4-2-کارت ترموکوپل 134
5- نرم افزار 135
6-2-3- 135
6-3-سیستم زمین آزمایشگاه 136
6-4- طراحی حصارهای حفاظتی در برابر میدانهای الکترومغناطیسی در آزمایشگاههای فشار قوی 143
6-5-اصلاحات ساختمانی 176
6-6- اصلاحات تاسیساتی 179
6-7- لیست تجهیزات وابزارهای مورد نیاز آزمایشگاه فشار قوی 184
فصل هفتم- تجهیزات، ابزارها و استانداردهای موجود در آزمایشگاه فشار قوی 189
7-1- لیست تجهیزات و ابزارهایی که از ابتدا در آزمایشگاه فشار قوی خریداری شده اند. 189
7-1-1- لیست تجهیزات موجود در آزمایشگاه فشار قوی 189
7-2 - لیست استانداردهای موجود در آزمایشگاه فشار قوی 193
مراجع 196
فهرست اشکال
شکل (1-1)-موقعیت آزمایشگاه فشار قوی 20
شکل (1-2)-مدار آزمون اعمال جریان ضربه 27
شکل (1-3)-مدار آزمون اعمال جریان ضربه 30
شکل (2-1) مدار ساده فشار قوی در حال جرقه 48
شکل (2-2) مسیر جریانهای زمین در تاسیسات فشار قوی 49
شکل (2-3) تاسیسات فشار قوی محصور و زمین شده 50
شکل (2-4) مدار تک خطی تغذیه تاسیسات یک آزمایشگاه آموزشی فشار قوی 55
شکل (2-5) دیاگرام تک خطی مدار فرمان و کنترل 55
شکل (5-1): عوامل موثر بر ولتاژ شکست و ایستادگی 100
شکل (5-2 ): تاثیر دما بر افت خواص مقاومتی 104
شکل (6-2-1) طرح نازل پیشنهادشده در استاندارد IEC 60-1 (کلیه ابعاد برحسب میلیمتر میباشد) 114
شکل (6-2-2) دومین طرح پیشنهادشده در استاندارد IEC 60-1 (کلیه ابعاد برحسب میلیمتر میباشد) 115
شکل (6-2-3) طرح پیشنهادشده در استاندارد IEC 60-1 و IEEE STD4 (کلیه ابعاد برحسب میلیمتر میباشد) 115
شکل (6-2-4) سومین طرح پیشنهادشده در استاندارد IEC 60-1 (کلیه ابعاد برحسب میلیمتر میباشد) 116
شکل (6-2-5) انجام آزمون مرطوب در شرکت STRI 120
شکل 6-2-6-تاثیر دما بر افت خواص مقاومتی 127
شکل (6-4-1) 144
شکل (6-4-2) 144
شکل 6-4-3- حفاظ با شبکه توری 146
شکل 6-4-4- حفاظ با صفحات فلزی 146
شکل 6-4-5- جوشکاری نقطهای 147
شکل 6-4-6- تلفات جذبی A 150
شکل (6-4-7)-تلفات انعکاسی میدان مغناطیسی 153
شکل (6-4-8)- تلفات انعکاسی میدان الکتریکی 154
شکل (6-4-9)- تلفات انعکاسی موج مسطح 156
شکل (6-4-10)- حفاظ با جوش نقطهای
شکل (6-4-11)-قسمتی از دیوار حفاظ 161
شکل (6-4-13) 162
شکل (6-4-14)-کاهش اثر حفاظ جوش نقطهای 163
شکل (6-4-15)-کاهش اثر حفاظ جوش نقطهای 163
شکل (6-4-16)-میدانهای مغناطیسی
شکل (6-4-17)- میدانهای الکتریکی 164
شکل (6-4-18)-صفحات سوراخدار 165
شکل (6-4-19)-کاهش اثر حفاظ در صفحات سوراخدار 165
شکل (6-4-20-) حفاظ دوبل 167
شکل (6-4-21)-حفاظ مشبک 168
شکل (6-4-22) 169
فهرست جداول
جدول (1-1)-مشخصات ترانس AC 9
جدول (2-1)-ولتاژهای آزمون و حداقل فاصله آزمونه از دیوار …………………………………...40
جدول (2-2) راهنمایی برای انتخاب ترانسفورماتور آزمایشگاهی 42
جدول (2-3) را هنمائی برای انتخاب مولد ولتاژ ضربهای 42
جدول (6-2-1) نمایش دادههای بدستآمده در مورد جت آب با فرض ثابت ماندن فشار در محدوده ATM 4-3 روی نازلهای پیشنهادشده در استاندارد 116
جدول (6-2-2) مقایسه مقادیر آزمون، در روش اروپایی و آمریکایی نسبت به استاندارد 117
جدول (6-2-3)-مشخصات آون 129
جدول (6-4-1) 149
جدول (6-4-2)-اثر حفاظ برای مس 158
جدول (6-4-3)-اثر حفاظ برای قلع 158
جدول (6-4-4)-اثر حفاظ میدان مغناطیسی برای مواد مختلف 159
جدول (6-4-5) 159
جدول (6-4-6) 169
شامل 218 صفحه word
دانلود تحقیق تهیه و پیادهسازی روشهای استاندارد آزمون تجهیزات فشار قوی
