فرهنگ و تاريخ | سرگرمي | نيازمنديها | مذهبي | اقتصادي | خانواده و اجتماع | هنر | اخبار | ورزش | کامپيوتر | گردشگري | صنعت و دانشگاه | صفحه اصلي

صفحه اول بخش الکترونيک
دانشگاه ها و اساتيد برق
آموزش علوم رشته برق
آموزش نرم افزارهاي برق
مراکز تحقيقاتي رشته برق
پروژه هاي تحقيقاتي برق
رده بندي سايتهاي برق
آشنايي با متخصصين برق
بانک مقالات رشته برق
پايان نامه هاي دانشجويي
کتاب ، جزوه ، مجلات برق
گالري عکسهاي رشته برق
 
 

عنوان: تله خط يا تله موج (line trap)

نويسنده: محمد             ايميل: mhmd1162@yahoo.com

منبع اطلاعاتي: barghe1162.blogfa.com            تاريخ نگارش: 16/05/1386

عکس
 

 

گالري تصاوير

 

- - - -

   
 
 

◄   وظايف تله خط:
دو منظور اساسي از بکارگيري تله خط در شبکه دنبال مي شود:
1- خط يک امپدانس تعريف شده بدون توجه به شرايط بهره برداري در شبکه فشار قوي پشت تله خط (اين ويژگي تله خط مانع اتلاف بيهوده قدرت سيگنال کاربر در اثر نشت آن به شبکه پشت تله خط، که ممکن است با کليد زني آرايشهاي مختلفي داشته باشد، خواهد شد)
2- محدود کردن سيگنالهاي مخابراتي به بخشي از شبکه انتقال انرژي که تله خط در انتهاي آن قرار دارد (شبکه مخابراتي) و جلوگيري از نفوذ اين سيگنالها به شبکه هاي مجاور (چنانچه اين هدف برآورده شود مي توان در بخشهاي ديگر شبکه مجدداً از باندهاي فرکانس مشابه استفاده نمود)

◄   ساختمان تله خط:
در شکل 1 اجزاء اصلي تشکيل دهنده يک تله خط LT معرفي شده اند. از ميان آنها عناصر اصلي تله خط LT ، که معرف رفتار وسيله در شبکه انتقال انرژي و شبکه مخابراتي هستند، در شکل 5 نشان داده شده اند. اين اجزاء عبارتند از :
1- پيچک اصلي (Main coil)
2- وسيله تنظيم (Tuning device)
3- وسيله محافظ (Protective device)
يک تله خط با اجزاء فوق براي نصب در حد فاصل نقطه ورودي سيگنال کاربر و ساير تجهيزات شبکه قدرت نظير تسمه ها و ترانسفورماتورها در نظر گرفته مي شود. پيچک اصلي همراه با وسيله تنظيم، در حاليکه از اميدانس قابل اغماضي در فرکانس شبکه انتقال انرژي (50 يا 60 هرتز) برخوردار مي باشد، در برابر يک يا چند فرکانس کاربر و با باند فرکانسي، اميدانس نسبتاً بزرگي از خود نشان داده و مايع نفوذ سيگنالهاي مخابراتي به محيط سست مي گردد.
در يک بررسي دقيق (هنگام ارزيابي فني پيشنهادهاي مختلف) لازم است وظيفه و مشخصه هاي الکتريکي و غيرالکتريکي ساير اجزاء تله خط نيز مورد توجه قرار گيرند :
4- ترمينالهاي اتصال تله خط به شبکه فشار قوي
5- حلقه محافظ کرونا
6- اسپايدر (Spider)
7- جمعه آويز (Suspension ring)
8- تسمه هاي نگهدارنده (Insulated tie bars)
9- پايه (جهت نصب تله خط روي پايه)
10- توري جهت ممانعت از ورود پرندگان

◄   مشخصات عمومي اجزاء يک تله خط:
الف) پيچک اصلي (Main coil)
پيچک اصلي نقش يک اندوکتيويته را در تله خط ايفاء مي کند. يک تله خط در محل ورود خط انتقال به پست فشار قوي و سري با خط قرار مي گيرد. به همين دليل پيچک اصلي که رابط واقعي شبکه انتقال انرژي و پست فشار قوي است، علاوه بر شرايط آب و هوايي محل پست بايد قادر باشد کليه مشخصات لاينفک خط انتقال، نظير جريان نامي، جريان اتصال کوتاه، تنشهاي ولتاژي و مکانيکي شبکه را تحمل نمايد. عموماً تله خط ها بايد از قابليت دسترسي (Availability) بالايي برخوردار باشند. در واقع طرح آنها بايد آنچنان باشد که در طول عمر مفيد خود با حداقل تعداد خرابي و زمان تعمير و نگهداري مواجه گردند. زيرا هر بار خارج شدن تله خط از مدار به معني از دست دادن يک خط انتقال انرژي مي باشد. از اين نظر مشخصات عمومي که در زير مطرح مي شوند حائز اهميت بسياري در طراحي ساختمان پيچک اصلي مي باشند.
پيچک اصلي اساساً از يک هادي که بصورت سيلندري پيچيده مي شود تشکيل شده است. در دو انتها، پيچک به ترمينالهايي ختم مي شود که از يک طرف به خط انتقال و خازن کوپلاژ و از سمت ديگر به پست فشار قوي متصل مي گردد. هادي پيچک اصلي غالباً از جنس آلومينيوم و بصورت رشته اي (Stranded) با مقطع مستطيلي ساخته مي شود. انزولاسيون مثال حلقه هاي مجاور پيچک به دو روش کلي تأمين مي گردد. هر يک از اين روشها داراي مزايا و معايبي هستند که در زير بررسي مي شوند :


1- روش اول: پيچک اصلي با عايق هوا (Non-insulated / Air-insulated)
در اين روش که روش متداولتري است، هادي آلومينيومي در حاليکه فاقد پوشش عايقي بوده و مستقيماً با هواي آزاد در تماس است، پيچيده مي شود. استقامت الکتريکي ميان حلقه ها توسط فواصل هوايي تأمين مي گردد. اين فواصل هوايي از نظر فيزيکي توسط مجموعه اي از فاصله نگهدارها (Spacers) و با نوارهاي عايقي از جنس Fiberglass حفظ مي شوند. به منظور افزايش استقامت اين عايقها در برابر شرايط مختلف آب و هوايي نوعي Rosin هم به آن اضافه مي کنند. در هنگام وقوع يک اتصال کوتاه، نيروهاي حاصله توسط اين فاصله نگهدارها و يا نوارهاي عايقي جذب مي شوند.
با اين آرايش هر يک از رشته هاي سازنده هادي اصلي در مجاورت هوا اکسيده شده و يک لايه عايقي در سطح خارجي خود پديد مي آورند. اين لايه عايقي مي تواند شدت جريانهاي گردابي (Eddy current) ناشي از ميدان مغناطيسي قوي درون پيچک را تغليل داده و از تلفات حرارتي پيچک بکاهد. ضمن اينکه تبادل حرارتي ميان پيچک و محيط اطراف بدون واسطه صورت مي پذيرد. در اين روش هادي پيچک مستقيماً در معرض آلودگي محيط واقع شده و ممکن است در شرايط بحراني، فاصله خزشي (Creepage distance) ميان حلقه ها نيازمند توجه خاص باشد. براي اينکه اشياء خارجي و پرندگان نتوانند با وارد شدن به درون پيچک اتصال کوتاهي ميان حلقه ها ايجاد نمايند، بايد در اماکني که احتمال اين خطر پيش بيني مي شود از تورهايي در طرفين پيچک (Bird barriers) به منظور ممانعت از ورود اشياء خارجي و يا پرندگان استفاده نمائيم.


2- روش دوم : پيچک اصلي با پوشش عايق (Insulated)
در اين روش ابتدا هادي آلومينيومي در يک پوشش عايقي از جنس Fiberglass و Resin پوشانده شده و در مرحله بعد پيچانده مي شود. به اين ترتيب پس هر دو حلقه مجاور، دو لايه عايقي قرار گرفته و پيچک از استقامت مناسب در برابر تنشهاي الکتريکي و مکانيکي برخوردار خواهد بود (در اين وضعيت نيروهاي مکانيکي در امتداد محيط هر حلقه بصورت يکنواخت توزيع مي شوند، برخلاف روش اول که اين نيروها را تنها نقاط خاصي از محيط حلقه که داراي فاصله نگهدار هستند، تحمل مي نمايند). در اين روش هادي پيچک مستقيماً در مجاورت هواي آزاد قرار ندارد. اين ويژگي باعث مي شود که مشکل آلودگي محيط و اتصال کوتاه ميان حلقه ها بدنبال ورود اشياء خارجي و پرندگان به درون پيچک مطرح نبوده و بنابراين لزومي به وجود توري (Bird barrier) نيز احساس نگردد.

تبادل حرارتي با محيط در اين روش با واسطه و دشوارتر از روش نخست صورت مي پذيرد. اثرات حرارتي و ديناميکي جريان اتصال کوتاه، جريان عادي شبکه و اضافه بارها ممکن است باعث ترک خوردن پوشش رزيني شده و اين از جمله معايب اين روش است. بکار بردن روکش عايقي روي هادي پيچک اصلي، ظرفيت خازن خودي (Self-capacitance) پيچک را افزايش داده و به اين ترتيب فرکانس تشديد آن را کوچکتر مي نمايد، تغييري که از ديد تبادل اطلاعات در شبکه مخابراتي، مطلوب ارزيابي نمي شود. بسته به جريان نامي شبکه نقل انرژي و اندوکتيويته مورد نياز شبکه مخابراتي، پيچک با سيم ساده و با دوبل و بصورت تکه لايه با چند لايه پيچيده مي شود. چند لايه پيچيده شدن پيچک ظرفيت خودي آن را افزايش مي دهد و همانطوريکه گفته شد اين يک مزيت براي آن محسوب نمي گردد.


از نظر مکانيکي حداکثر نيروي وارده به تله خط، حين عبور جريان اتصال کوتاه و در يک نخست آن اتفاق مي افتد. علاوه بر نيروهاي وارده در دو جهت محوري و شعاعي، بايد نيروهايي را که از طريق ترمينالها اعمال مي شوند نيز در نظر گرفته شوند. معمولاً کنترل نيروهاي وارده از طريق ترمينالها با اصلاح آرامش فيزيکي آنها صورت مي پذيرد. همچنين بايد از عبور جريان اتصال کوتاه از طريق اسپايدرها احتراز شود، زيرا اين پديده سست ظهور نيروهاي الکترومغناطيسي بزرگ مي گردد. مقطع پيچک اصلي غالباً بصورت مستطيلي ساخته مي شود. با اين شکل اگر پيچک طوري پيچيده شود که بهاي کوچکتر مستطيل متوجه سطوح جانبي سيلندر باشد، پيچک از استقامت بيشتري برخوردار خواهد بود.

در هر صورت استقامت مکانيکي پيچک اصلي در برابر نيروهاي منقبض شونده محوري و نيروهاي منبسط شونده شعاعي بايد طي تله خط را مي توان برحسب وزن، ابعاد، تعداد، فواصل هوايي مجاز، مشخصات ترانسفورماتور ولتاژ خازني (CVT) ، پست و... تصور مختلف آويز، عمودي (روي CVT با مقره ايکايي) و با افقي (روي مقره انکايي) نصب نمود. نصب افقي تله خط ساعت کاهش نرخ تبادل حرارتي آن مي شود. براي بارگيري بهينه از تله خط نصب عمودي مناسب تر است.
هر پيچک علاوه بر اندوکتانس خودي با حقيقي Lt داراي يک ظرفيت خارجي خودي Cr (Self-capacitance) هم مي باشد. همانطوريکه گفته شد اين ظرفيت خازني از نظر کمي تابعي از طرح ساختماني پيچک اصلي بوده و اهميت نسبي آن با افزايش فرکانس بيشتر مي شود. فرکانس تشديد ذاتي (Self-resonant frequency) يک پيچک، فرکانسي است که در آن اندوکتانس حقيقي Lt با ظرفيت خودي Cr پيچک در وضعيت تشديد الکتريکي قرار مي گيرند. براي عملکرد صحيح سيگنال کاربر، در طراحي ساختمان پيچک اصلي در کنار ساير مشخصات لازم بايد در جهت افزايش فرکانس تشديد ذاتي تلاش گردد. مطابق استاندارد IEC 353 فرکانس تشديد ذاتي پيچک اصلي يک تله خط بايد از kHz 500 بزرگتر باشد. مگر براي تله خط هايي که اندوکتانس نامي آنها از Mh 5/0 بزرگتر است و ممکن است دست يافتن به جنس شرطي از نظر ساختمان فيزيکي عملي نباشد.

ب) وسيله تنظيم (Tuning device)
يک وسيله تنظيم آرايه اي از خازنها، سلفها و مقاومتها است که از نظر فيزيکي در داخل و از نظر الکتريکي موازي با پيچک اصلي نصب مي شود. وسيله تنظيم TD و پيچک اصلي MC ، از ديد شبکه مخابراتي، بصورت يک فيلتر يا يک يا چند فرکانس قطع و يا يک بايد قطع گسترده عمل مي کنند.
همانطوريکه قبلاً هم گفته شده يک تله خط بايد از قابليت دسترسي (Availability) بالايي در طول عمر خود بهره مند باشد. زيرا هر بار تعمير تله خط و يا تعويض و تنظيم مجدد وسيله تنظيم به معني قطع و از دست دادن يک خط انتقال انرژي است از اين نظر معني قابليت اعتماد سيستم PLC و ارسال مطمئن سيگنالهاي کاربر، وسيله تنظيم در درجه اول اهميت قرار دارد. به همين علت طراحي وسيله تنظيم بايد آنچنان باشد که بدليل افزايش درجه حرارت و با ميدان مغناطيسي در درون پيچک اصلي (در اثر عبور جريان دائم بامي IN ، جريان کوتاه مدت بامي IKN و با اضافه بارهاي اضطراري) هيچگونه آسيب فيزيکي نديده و نيز تعبير قابل توجهي در مشخصه قطع و يا سد کنندگي تله خط (Blocking requirements) بوجود نيامد.

علاوه بر اين براي حفاظت اجزاء وسيله تنظيم در برابر شرايط آب و هوايي مختلف بايستي اين اجزاء در يک محفظه غير قابل نفوذ يک يا چند لايه اي جاسازي شوند. جهت حفاظت وسيله تنظيم در برابر تنشهاي ولتاژي بايد در تعيين استقامت عايقي آن از يک حاشيه ايمني مطمئن (طبق استاندارد حداقل go 30) نسبت به اضافه ولتاژهاي موقتي و سطوح حفاظتي وسيله محافظ PD استفاده شود. وسيله تنظيم بايد آنچنان در داخل پيچک اصلي نصب گردد که امکان تعويض و تنظيم آن بدون دستگاري تله خط موجود باشد.

ج) وسيله محافظ (Protective device)


د) ساير اجزاء

پيچک اصلي در دو انتها دو اسپايدر (Spider) ختم مي شود. اسپايدرها معمولاً داراي 4 يا 6 و يا 8 بازو بوده و بايد از مواد غير مغناطيسي ساخته شوند تا بدين ترتيب از گرم شدن آنها در اثر ميدانهاي مغناطيسي قوي درون پيچک جلوگيري به عمل ايد. با اين ساختمان، پيچک اصلي يک سيلندر خود نگهدار (Self-supporting) را تشکيل مي دهد و مي تواند توسط يک پايه نگهدارنده (Pedestal) روي مقره هاي اتکايي، خازن کوپلاژ و يا CVT نصب گردد. پايه نگهدارنده نيز بدلايل گفته شده بايد در مواد غير مغناطيسي ساخته شود. بعلاوه پايه مذکور بايد از ارتفاع کافي برخوردار باشد تا بدين وسيله حرارت بيش از حد مجاز به مقره امکاني ، خازن کوپلاژ و يا CVT مستقل نگردد.

در تله خط هايي که بصورت آويز نصب مي شوند، در يک مجموعه تسمه هاي نگهدارنده (Tie bars) که اسباندر فوقاني را به اسباندر تحتاني وصل مي کند، استفاده مي نمايند. استقامت کششي تله خط تابع تعداد و استقامت اين تسمه هاي نگهدارنده عايق که از جنس Fiberglass + Resin ساخته مي شوند، مي باشد. مطابق استاندارد IEC 353 استقامت کششي تله خط هاي آويزي حداقل بايد دو برابر وزن تله خط بعلاوه N 5000 باشد. گاهي اوقات به منظور جلوگيري از نوسان تله خط هاي آويزي و حفظ حداقل فواصل هوايي مجاز آنها را بتوسط حلقه لنگر (Anchor ring) مهار مي کنند.
برحسب نياز مي توان اجزاء ديگري نظير حلقه کرونا و توري پرندگان را روي تله خط نصب نمود. با توجه به مسائل فوق الذکر و ساير مشخصات بامي، تله خط ها در پروژه استاندارد پستهاي 132 کيلوولت عموماً روي CVT نصب خواهند شد.

◄   نحوه اتصال تله خط به شبکه فشار قوي:
شکل 1 همچنين نشان مي دهد که يک تله خط LT در انتهاي خط انتقال انرژي و در نقطه ورود به پست قرار گرفته و بصورت سري با شبکه متصل مي گردد. اين مسئله حائز اهميت زيادي است. زيرا تحت اين شرايط تله خط LT بايد قادر باشد آثار الکتريکي، مکانيکي و حرارتي مختلفي را که از جريانهاي نامي و اتصال کوتاه شبکه، اضافه ولتاژهاي صاعقه و کليد زني و... ناشي مي شوند و نيز شرايط آب و هوايي و محيطي از قبيل آلودگي را بخوبي تحمل نمايد.
اينکه روي کداميک از فازهاي يک خط انتقال بايد تله خط نصب نمائيم، بستگي به اين دارد که بخواهيم از چند فاز خط انتقال انرژي جهت مخابره اطلاعات استفاده کنيم. همانطوريکه در بند 3 گفته شده، کوپلاژ سيستم PLC ممکن است با اشکال مختلف تکفازه، دوفازه و يا سه فازه انجام گيرد. انتخاب يکي از اين انواع به عوامل مختلفي بستگي داشته و از پيش نمي توان يک قاعده کلي ارائه نمود. به هر حال در طرح استاندارد پستهاي 132 کيلوولت امکان نصب تله خط روي هر سه فاز ملحوظ خواهد شد.
بطور کلي از تله خط به منظور ايزوله کردن شبکه مخابراتي از شبکه نقل انرژي استفاده مي شود. گاهي اوقات براي اينکه بتوانيم از دو قسمت يک شبکه نقل انرژي به هم پيوسته براي تبادل اطلاعات مختلف در يک باند فرکانسي مشترک استفاده کنيم، از يک سيستم تله خط در حدفاصل اين دو شبکه به منظور ايزوله نمودن آنها از لحاظ مخابراتي استفاده مي نمائيم. البته توصيه شده است که براي استفاده از يک بايد فرکانسي مشترک، دو شبکه بايد حداقل به اندازه دو تست انتقال انرژي با هم فاصله داشته باشند با تضعيف لازم در سيگنالهاي مخابراتي ايجاد شده و تداخل قابل ملاحظه اي در شبکه هاي مربوطه از لحاظ دريافت و ارسال اطلاعات حاصل نگردد.

◄   روشهاي مختلف نصب تله خط در پست فشار قوي:
يک تله خط به دو شکل کلي در پست فشار قوي نصب مي گردد :


1- نصب تله خط بصورت آويز (Supension mounting) :
تله خط هايي که قرار است بصورت آويز نصب گردند بايد به حلقه هاي آويز (Suspension ring) مجهز باشند. معمولاً اين حلقه ها بطور مستقيم به اسپايدر فوقاني متصل مي گردند و تعداد آنها بسته به بزرگي تله خط ممکن است به دو ، سه و يا چهار عدد نيز افزايش يابد. در اين طريقه نصب بايد ابعاد تله خط، از لحاظ فواصل هوايي مجاز (Clearances) ميان فازهاي مجاور و فازها و گنتري، مورد توجه قرار گيرند. گاهي اوقات ممکن است لازم باشد، براي جلوگيري از نوسان تله خط و حفظ فواصل هوايي مجاز، از يک حلقه لنگر (Anchor ring)، که به اسپايدر تحتاني متصل شده و تله خط توسط آن مهار مي شود، کمک گرفته شود. بعلاوه در اين نحوه اتصال، وزن تله خط در رابطه با استقامت کشش آن، که به تعداد و استقامت کششي تسمه هاي نگهدارنده (Tie bars) بستگي دارد، اهميت مي يابد.
 

2- نصب تله خط روي پايه (Pedestal mounting) :
در اين روش نصب تله خط با يک پايه (Pedestal) مجهز شده و روي مقره هاي اتکايي نصب مي گردد. تله خط هاي کوچک با متوسط با وزن و ابعاد کم را معمولاً مي توان روي خازن کوپلاژ و يا روي CVT نصب نمود. اين طريقه نصب علاوه بر اينکه از لحاظ جاگيري مناسب تر است، هزينه هاي مربوط به سازه نگهدارنده و ساير اتصالات فشار قوي را نيز کاهش مي دهد. در مورد تله خط هاي بزرگ اين نحوه نصب عملي نموده و بايد از سه يا چهار مقره اتکايي براي نصب آنها سود جست. برحسب نياز، نصب تله خط ها بصورت افقي نيز عملي مي باشد. هر چند نصب عمودي تله خط از نظر تبادل حرارتي مناسبتر مي باشد.
بطور کلي نصب تله خط روي پايه از لحاظ بهره برداري، تعويض و يا تنظيم مجدد وسيله تنظيم TD مناسبتر است. هر چند ممکن است در مورد تله خط هاي بزرگ، فواصل هوايي فاز- فاز محتاج توجه ويژه اي باشند.


بررسي آماري که از پستهاي 132 کيلو ولت سراسر کشور جمع آوري شده نشان مي دهد که بيشتر خطوط مجهز به تله خط هايي با اندوکتانس نامي حداکثر تا Mh5/0 و جريان نامي 1000 تا A 1250 هستند. در موارد نادري تله خط هاي mH 1 نيز بکار گرفته شده است. بررسي مقادير اندوکتانس و جريان نامي تي پي کال تله خط هاي بکار گرفته شده در سطح ولتاژي 132 کيلوولت و مشخصاتي که از طرف سازندگان ارائه مي شود نشان مي دهد که تله خط ها با مشخصات فوق در اغلب موارد قابل نصب روي CVT هستند. با توجه به مزاياي پيشگفته براي نصب تله خط روي CVT در طرح استاندارد پستهاي 132 کيلوولت اين طريقه پيشنهاد شده است. در موارد نادري که بيشتر در مورد تله خط ها با اندوکتانس و با جريان نامي هاي بزرگ پيش مي ايد و بدليل سنگيني و حجم و ابعاد، امکان نصب روي CVT وجود نداشته باشد ، تله خط ها بصورت آويز نصب خواهند شد. در طراحي گستري ها مشخصات لازم از نظر حداقل فواصل هوايي و طرح فونداسيون آن براي نصب آويز حداکثر دو تله خط در نظر گرفته خواهد شد.
 

 

 

 

 

گروه علمي فدک

کليه مطالب ارسالي با نام اشخاص و ذکر منبع در اين سايت درج مي شود

راهنما  |  آمار سايت  |  درباره ما  |  تماس با ما  |  نظر خواهي  | آرشيو  |  عضويت در سايت