سلولهای خورشیدی

ساختمان سلول های خورشیدی

 سلول های خورشیدی استفاده فزاینده از الکتریسیته حاصل از آفتاب

امروزه بشر با دو بحران بزرگ روبرو است که بیش از آنچه ما ظاهرا تشخیص می دهیم با یکدیگر ارتباط دارند. از یک طرف جوامع صنعتی و همچنین شهرهای بزرگ با مشکل الودگی محیط زیست مواجهند و از طرف دیگر مشاهده می شود که مواد اولیه و سوخت مورد نیاز همین ماشینها با شتاب روز افزون در حال اتمام است.

اثرات مصرف بالای انرژِی در زمین و آب و هوا آشکارا مشخص می باشدو ما تنها راه حل را در پایین اوردن میزان مصرف انرژی می دانیم ,حال انکه این امر نمی تواند به طور موثر ادامه داشته باشد.توجه و توصل به انرژی اتمی به عنوان جانشینی برای سوختهای فسیلی نیز چندان موفقیت آمیز نبوده است.

صرف هزینه های سنگین و همچنین تشعشعات خطر ناکی که ازنیروگاههای اتمی در فضا پخش شده ,نتیجه مثبتی نداشته است و اگر یکی از این نیروگاهها منفجر شود زیانهای فراوان و جبران ناپذیری به بار خواهد اورد.به علاوه به مشکل اساسی که در مورد مواد سوختی نظیر نفت ,گاز و زغال سنگ داشتیم بر می خوریم بدین معنی که معادن اورانیم که سوخت این نیروگاهها را تامین می کند منابع محدودی هستند و روزی خواهد رسیدکه این ذخایر پایان خواهد یافت و ماده ای که جایگزین آن شود وجود نخواهد داشت.
انرژی خورشیدی :
خورشید به عنوان یک منبع بی پایان انرژی می تواند حلال مشکلات موجود در مورد انرژی و محیط زیست باشد.انرژی بدون خطر ...

 

طریقه دریافت الکتریسیته از انرژی خورشیدی :

1-نیروگاه های حرارتی که حرارت لازم توسط اینه هایی که نور خورشید را روی دیگ بخار متمرکز میکنند, تولید میشود.
2-اثر فتوولتایی:در این روش انرژی تابشی مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.قطعاتی که اثر فتوولتایی از خود نشان میدهند به سلول خورشیدی معروفند .
و در حال حاظر بیشترین استفاده از انرژی خورشیدی با این روش است.در برخی کشورها نیروگاه های فتوولتائیک ساخته شده که برای تولید برق است.
اما بیشترین استفاده از سلولهای خورشیدی در نیروگاه(( فتو ولتائیک50مگاواتی جزیره کرت یونان))است.


اساس کار سلولهای خورشیدی :

سلول خورشیدی عبارت از قطعات نیمرسانایی هستند که انرژی تابشی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند.رسانندگی این مواد به طور کلی به دما ,روشنایی ,میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی موجود در نیم رسانا بستگی دارد.
از ویژگی های سلولهای خورشیدی میتوان به این موارد اشاره کرد:
جای زیادی اشغال نمی کنند .قسمت متحرک ندارند .بازده انها با تغییرات دمایی محیط تغییرات چندانی نمی کنند.نسبتا به سادگی نصب می شوند.به راحتی با سیستمهای به کار رفته در ساختمان جور می شوند.
همچنین از اشکالات سلولهای خوشیدی می توان به تولید وسایل فتوولتائیک که هزینه زیادی دارد و چگالی انرژی تابشی که بسیار کم است اشاره کرد که در فصول مختلف و ساعات متفاوت شبانه روز تغییر می کند که باید ذخیره شود و همین موضوع بسیار هزینه بر است.


کاربردهای سلولهای خوشیدی :

1-تامین نیروی حرکتی ماهواره ها و سفینه های فضایی
2-تامین انرژی لازم دستگاهایی که نیاز به ولتاژهای کمتری دارند مثل ماشین حساب و ساعت
3-تهیه برق شهر توسط نیروگاههای فتوولتائیک
4-تامین نیروی لازم برای حرکت خودروها و قایقهای کوچک

 

مسائل انرژی برای محیط زیست زمین حیاتی است. برای روز زمین( 2005 – 22 آوریل( – واشنگتن فایل یک سری گزارش در خصوص انرژی تجدید شونده را در اختیار جهان قرار داد. تبدیل آفتاب به انرژی – انرژی خورشیدی – از دست کم 1861 که اولین موتور خورشیدی در فرانسه به ثبت رسید برای بسیاری از مخترعین یک رویا بوده است. امروز، نوآوری ها، سرمایه گذاری ها، و پیشرفت های فنی و علمی فناوری هایی در زمینه انرژی خورشیدی به وجود آورده که با تولید اکتریسیته تاکید بر لزوم وجود زیرساخت ضروری الکتریکی را کاهش می دهند.

مهم ترین فناوری های موجود در زمینه انرژی خورشیدی فناوری های خورشیدی حرارتی، تمرکز انرژی خورشیدی، و فتوولتائیک هستند.

تجهیزات خورشیدی حرارتی از گرمای مستقیم خورشید استفاده کرده و از آن برای هر کاری، از گرم کردن استخرهای شنا گرفته تا تولید بخار در نیروگاه های برق استفاده می کنند.

نیروگاه هایی که انرژی خورشیدی را متمرکز می کنند با تبدیل آفتاب به حرارت های بالا توسط آینه های بزرگ و سپس انتقال انرژی این حرارت به ژنراتورهای معمولی برق تولید می کنند. این نیروگاه ها متشکل از دو بخش هستند – یکی که انرژی خورشیدی را جمع آوری و به حرارت تبدیل می کند، و دیگری که انرژی حرارتی را به الکتریسیته تبدیل می کند.

از دو شیوه حرارتی خورشیدی و تمرکز انرژی خورشیدی در سرتاسر جهان استفاده شده که این امر به رشد فناوری های تجدید شونده خورشیدی کمک می کند. اما سریع ترین روند رشد در این زمینه به فناوری فتوولتائیک مربوط می شود. این کلمه متشکل است از فتو به معنی نور و ولتائیک به معنی تولید ولتاژ.

سلول های فتوولتائیک از آفتاب سوخت می گیرند، نه از حرارت. این سلول ها که غالبا از سیلیکن نیمه هادی ساخته شده اند، نور آفتاب را مستقیما به برق تبدیل می کنند.

 

دن آرویزو  مدیر آزمایشگاه ملی انرژی تجدید شونده  وزارت انرژی ایالات متحده واقع در کلرادو می گوید، ” فتوولتائیک فناوری بسیار زیباتری است. فتوولتائیک یکی از بزرگ ترین برنامه های در حال اجرای وزارت انرژی است. در واقع، بزرگ ترین برنامه ما در آزمایشگاه است.”

ساده ترین سلول های فتوولتائیک نیروی مورد نیاز ساعت های مچی و ماشین حساب ها را تامین می کنند؛ سیستم های پیچیده تر با اتصال به شبکه برق، برق مورد نیاز برای پمپاژ آب، راه انداختن تجهیزات ارتباطی، روشن کردن منازل و کار کارخانه ها را تامین می کنند.

در فرایند فتوولتائیک، ذرات نور که فوتون نام داشته به داخل سلول ها نفوذ کرده و با آزاد کردن الکترون از اتم های سیلیکن جریان الکتریکی تولید می کنند. تا زمانی که تابش نور به داخل سلول در جریان باشد، الکتریسیته تولید می شود. این سلول ها الکترون های خود را مانند باتری ها تمام نمی کنند – آنها مبدل هایی بوده که یک نوع انرژی (خورشیدی) را به نوعی دیگر (جریان الکترون ها) تبدیل می کند.

سلول های فتوولتائیک معمولا در مدول هایی که هر یک از 40 سلول تشکیل شده ترکیب می شوند. ده مدول این چنینی در یک مجموعه فتوولتائیک نصب می شود. با استفاده از این مجموعه ها می توان به اندازه یک ساختمان، یا در تعداد بیشتر به اندازه یک نیروگاه برق تولید کرد.

به گفته آرویزو، اگر چه هزینه بیشتر است، اما “در میان فناوری های خورشیدی، بیشترین فعالیت در زمینه فتوولتائیک صورت می گیرد. هزینه هر کیلووات ساعت برق تولید شده با روش فتوولتائیک 20 تا 25 سنت است. اما به دلیل شکل مدولار این فناوری، می توان آن را در سیستم های کوچک تر اجرا کرد.” در مقایسه، هزینه هر کیلووات ساعت برق تولید شده با فناوری باد پنج تا شش سنت است.

چاک مک گوین ، رهبر فنی در زمینه انرژی باد در موسسه تحقیقات نیروی برق  که مرکز مستقل و غیر انتفاعی ای است، می گوید بخشی از دلیل گرانی فناوری خورشیدی در مقایسه با دیگر انواع فناوری های انرژی های تجدید شونده راندمان تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته است.

“راندمان تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته چیزی در حدود 10 درصد است. اگر فقط 10 درصد از انرژی به برق تبدیل می شود، پس یعنی 90 درصد دیگر آن به صورت گرما تلف می شود. در صورتی که راندمان تبدیل 20 درصد بود، مساحت سلول های خورشیدی لازم برای تولید برق با ضریب دو کاهش می یافت.”

آرویزو گفت، علی رغم هزینه، یکی از مزیت های سیستم های فتوولتائیک این است که می توان از آنها در مناطق دور دست استفاده کرد. “در هر جایی که ژنراتورهای دیزلی فناوری منتخب محسوب شده، سیستم های فتوولتائیک از لحاظ هزینه در دراز مدت اغلب گزینه برتر محسوب می شوند.”

سیستم های خوداتکا مستقل از شبکه برق نیرو تولید می کنند. در برخی مکان هایی که خارج از شبکه قرار داشته، حتی با فاصله نیم کیلومتر از خطوط برق، استفاده سیستم های خوداتکا فتوولتائیک می تواند از کشیدن انشعاب مقرون به صرفه تر باشد. این سیستم ها خصوصا برای مناطق دور، و از لحاظ زیست محیطی حساسی مانند پارک های ملی، کلبه ها، خانه های واقع در مناطق دور مناسب است.

در بسیاری از مناطق روستایی، از مجموعه های خورشیدی کوچک خوداتکا برای روشنایی، شارژ حصارهای برقی و پمپاژ آب برای دام ها استفاده می شود. بعضی از سیستم های مرکب انرژی خورشیدی را با انرژی باد یا دیزل ترکیب می کنند.

مزیت دیگر فناوری فتوولتائیک این است که می تواند با مصالح ساختمانی ترکیب شده و در خود ساختمان و نه فقط روی سقف جاسازی شود.

در چنین ساختمان هایی، سیستم های فتوولتائیک تبدیل به بخشی از عناصر تشکیل دهنده ساختمان می شوند.

مک گوین گفت، “شرکت ها پانل های خورشیدی ای تولید کرده که شبیه مصالح ساختمانی هستند – برای مثال توفال های شیروانی. همچنین می توان با قرار دادن لایه ای نازک [از موادی با نام آمورفوس سیلیکن] روی شیشه، پنجره های سلول های خورشیدی تولید کرد.”

صنعت فتوولتائیک در سرتاسر جهان صنعت چند میلیارد دلاری ای بوده که در حال کمک کردن به رشد و توسعه فناوری خورشیدی است.

برنامه سیستم های نیروی فتوولتائیک برای مثال، موافقتنامه تحقیق و توسعه گروهی ای بوده که آژانس بین المللی انرژی از آن حمایت می کند.

این طرح از طریق شبکه ای از تیم های ملی کشورهای عضو، که شامل ایالات متحده هم می شود، فعالیت می کند. ماموریت آن “بهبود همکاری های بین المللی ای است که موجب می شوند انرژی خورشیدی فتوولتائیک در آینده نزدیک به منبع انرژی تجدید شونده مهمی مبدل گردد.”

به گفته آژانس بین المللی انرژی، این طرح فرض می کند که سیستم های فتوولتائیک ساختمانی، بازار سیستم های فتوولتائیک را به تدریج از بازارهای محلی کابردهای در دور دست ها و محصولات مصرفی به سمت بازارهای گسترده تری هدایت خواهد کرد.

به منظور حمایت از این گسترش، شرکای این برنامه – 21 کشور و کمیسیون اروپا – جهت کاهش هزینه فناوری فتوولتائیک و از میان برداشتن مشکلات فنی و سایر موانع برسر راه توسعه آن، اطلاعات خود در خصوص عملکرد سیستم های فتوولتائیک، دستورالعمل های طراحی، روش های برنامه ریزی و دیگر جوانب این فناوری را به اشتراک می گذارند.

تحقیقات در آزمایشگاه ملی انرژی تجدید شونده، در حال کمک به کاهش های احتمالی در هزینه فتوولتائیک است. پیشرفت های مهم علمی شامل سازه های نانو (در سطح مولکولی) و نقطه ها و میله های کوانتوم است. اینها ذرات آنچنان کوچکی از ماده هستند که اضافه کردن یا کم کردن یک الکترون می تواند در خواص آنها تغییر ایجاد کند.

آرویزو گفت، “چون مهندسی در سطح مولکولی انجام و کارایی لازم در آنجا گرفته می شود، مفاهیم جدیدی در زمینه سازه های نانو در حال شکل گیری است [که راندمان را افزایش و هزینه را کاهش می دهد].”

برای جامعه علمی، نقطه ها و میله های کوانتوم فرصت دست یافتن به راندمان های بسیار بالایی را فراهم می کنند. راندمان های معمول در سیستم های فتوولتائیک بین 10 تا 15 درصد بوده، و این پیشرفت ها می تواند این رقم را به بیشتر از 50 برساند.”

پیش بینی اینکه چنین فناوری هایی چه زمان به بازار می رسد دشوار است، اما آرویزو گفت سیستم های فتوولتائیک عملی “مطمئنا در همان چارچوب زمانی سلول های سوختی و افتصاد هیدروژنی قرار دارند.”

او افزود، فناوری سازه های نانو احتمالا تا 20 سال دیگر در دسترس خواهد بود، “اما آنچه که مردم را واقعا به هیجان می آورد این واقعیت است که می توان فناوری روز را به این سیستم های پیشرفته تبدیل کرد – بدون نیاز به یک تغییر مدل جدید.

اطلاعات فنی در مورد سیم پیچی موتورهای سه فاز

 

برای سیم پیچی موتورهای سه فاز یا تک فاز همان طور که قبلا گفتم باید یک سری اطلاعات فنی را درباره موتوری که در دسترس داریم بدست آوریم.این اطلاعات معمولا از روی پلاک موتور بدست می آید .(البته هر چند که می توان از راهکارهای دیگری به این مهم رسید. مثلا اگر موتوری خالی بدون سیم و نیز بدون پلاک برای ما بیاورند محاسبه نوع سیم پیچی این موتورها نیز امکان پذیر است. در این موتور ها با در نظر گرفتن و نیز یادداشت اطلا عات فیزیکی موتور مثل قطر داخلی استاتور Ds و ارتفاع یوغ Hc و طول هسته Ls ونیز محاسبه مقدار شار مغناطیسی Bmو مقدار اندکسیون یوغ Bc و لحاظ ضریب K می توان مقدا رتوان ثانویه را بدست آورد.) اما ما مبنا را بر این قرار داده ایم که موتور حال حاضر ما دارای پلاک بوده وقرار است مشخصات آنرا بدست آوریم. گزینه های روی پلاک را (مواردی که کاربردی تر هستند ) را توصیح می دهیم.

1- MARK : در این بخش نشانه یا آرم کارخانه تولید کننده البته در بالای پلاک وبا اندازه ای بزرگتر از سایر گزینه ها درج می شود. اهمیت این گزینه زمانی مهم جلوه می کند که لازم است درباره اعتبار کارخانه تولید کننده بدانیم . برخی تولید کننده ها ی الکتروموتور از اعتبار فوق العاده ای در زمینه تولید موتور های مرغوب برخوردارند . معمولا در این بخش نام کارخانه هم درج می شود.

2- TYPE : در این بخش بطور معمول موتور را از جهت کارکرد در برق AC یا برق DC معرفی می کند.هر چند که در برخی موتور ها این گزینه شامل کدها و اعدادی می شود که نماینگرمشخصات فیزیکی موتورخواهد بود.

3- FRAM : در این قسمت اعدای قید می شود که آنها توسط انجمهای ملی تولید کننده قابل شناسایی است که بیشتر شامل قالبهای اندازه 42 -46 و56 می باشد.

4- Hp : در مفابل آن عددی قید می شود که نماینگر مقدار توان خروجی موتور می باشد. این توان بر اساس اسب بخار است و هر اسب بخار هم حدود 736 وات می باشد.

5- Ph : چند فاز بودن موتور را عنوان می کند برای موتور های سه فاز عدد 3 و برای موتور های تک فاز عدد 1 قید می گردد. ( البته ناگفته نماند که می توان با راهکارهایی بسیار ساده از موتور سه فاز به جای موتور تک فاز هم استفاده نمود . )

6- RPM : مخفف ROUNT PER MINUTE ( یعنی دور در دقیقه) می باشد. این عدد مقدا رسرعت روتور را به ما می دهد. قطعا مقدار سرعت روتور از مقدار سرعت سنکرون در فضای استاتور کمتر است .البته این کاهش هم چندان زیاد نیست . من معمولا با دیدن این عدد به مقدار سرعت استاتور می رسم و براحتی تعداد قطبهای موتور را حساب می کنم .کافیست شما مقادیر سرعت سنکرون را در فرکانس برق 50 هرتز بدانید .

سرعت سنکرون اگر به مقدار 3000 دور در دقیقه باشد این موتور در فضای استاتور خود ایجاد 2قطب متفاوت N و S نموده است بنابر این اگر تعداد قطبها را با P2 نشان دهیم برای این سرعت در این موتور P2=2 خواهد بود. خوب اگر موتور به شما دادند که برروی پلاکش عدد 2850 دور بوده این سرعت روتور است که به دلیل لغزش از مقدار دور سنکرون کاهش یافته است.ار مقدار لغزش صرف نظر کرده و از رابطه Ns=60 * f/p تعداد قطبهای موتور را حساب می کنیم. در این رابطه Ns همان سرعت سنکرون است که الان مقدار آنرا داریم (3000) و f مقدار فرکانس برق شهری است که در ایران 50 هرتز است.( لازم به یاد آوری است در این رابطه علامت * نشانه ضربدر و علامت / نشانه تقسیم می باشد.) با جایگزینی اعدادی که داریم مقدارP بدست خواهد آمد.P=1 و P2 برابر با 2 خواهد شد. پس وجود RPM بر روی پلاک خیلی از مسایل بربوط به سیم پیجی را برای ما حل خواهد کرد.

7- HZ یا SYCLES : در این بخش مقدار فرکانس برق شهری که موتور بر اساس آن طراحی شده است را نشان می دهد. برای موتورهای شبکه ایران این عدد 50 است.

 

8- HOUSING : در این بخش به ما گفته می شود که موتور باید در محیط بسته یا رو باز کار کند .

9- Volt : از جمله مهمترین بخش در امر پلاک خوانی توجه به این گزینه می باشد . در واقع اگر کسی از اعداد روی پلاک در این بخش اطلاعاتی نداشته باشد باید با اطمینان گفت که چیزی از موتور نمی داند

معمولا در موتور های سه فاز در بخش ولت دو عدد قید می شود که به وسیله خط کسری یا ممیز از هم جدا می شوند مثل 220/380 و یا 115/230 . این اعداد بیانگر این موضوع هستند که این موتور در چه شبکه با چه ولتازی کار می کند . برق شبکه معمولا در ولتاز های 115 - 230- 440 و 660 می باشد.

از دو عددی که بر روی پلاک ارائه شده عدد کمتر همان ولتازی است که باید از شبکه به سر هر فاز از سیم پیچی موتور داده شود. اگر ولتاز شبکه از مقدار راهنمایی شده بیشتر بود الزاما این موتور باید بصورت اتصال ستاره کار کند . و اگر موضوع بر عکس بود یعنی ولتاز شبکه از عدد اول ارائه شده کمتر بود می توان موتور را هم مثلث و هم ستاره به شبکه وصل نمود. ( به خاطر داشته باشید که اتصال های ستاره و مثلث بحث های بسیار ساده و راحتی هستند که در ادامه بطور مفصل بحث خواهیم کرد.)

در شبکه برق ایران که ولتاز230/400 داریم موتوری که بر روی پلاکش اعداد 380/660 قید شده باشد این موتور برای این که بتواند توان واقعی خود را داشته باشد باید بااتصال مثلث به شبکه وصل شود و اگر بخواهیم از 1/3 قدرت آن استفاده نماییم باید از اتصال ستاره استفاده کنیم.

10- Amps : مقدار جریانی که موتور زیر باردر ولتازوجریان اسمی خواهد کشید دراین بخش قید میگردد.

11- Deg C Rise : درجه حرارت بدنه موتور است که بطور معمول بعد کارکرد زیاد نباید از 50 درجه بیشتر شود .هرچند که امروزه با بهره گیری از عایق های خوب مثل الیافهای شیشه ای - طلق و چینی و کوارتز موتور ها را در دمای کار بالا طراحی می کنند تا موتوررا با حجم کوچکتری روانه بازار نمایند.

12- IP : نوع حفاظت استاندارد شده است که از نظر بین المللی شناخته شده می باشد.

اگر مقابل IP دو تا 0 باشد (OO ) نماینگر این است که موتور در مقابل اجسام خارجی بدون حفاظ می باشد

اگر مقابل IP دو عدد 11 باشد نشان می دهد که موتور مقابل اجسام بزرگ وابزار و دست محافظت شده است .

هر چه مدار اعداد قید شده سیر صعودی به خود بگیرد دقت محافظت موتور در مقابل اجسام خارجی - آب و نیز رطوبت بیشتر می شود.مثلا موتوری که مقابل IP آن عدد 55 باشد این موتور مقابل آب و گرد و غبار محافظت خواهد

طرح قرآنی

در کلاس عاشقی عباس غوغا می کند                در دل هر عاشقی عباس ماوا میکند

 

با سلام

طرح قرآنی زیر از تاریخ 1/2/87  به طور هماهنگ برگذار می شود لذا از علاقه مندان به شرکت در این طرح دعوت می شود که تقویم تاریخ قرآنی را در یافت نمایید .

شرکت کننده عزیز : با در یا فت تقویم روزانه در طرح تلاوت نیم حزب قرآن شرکت نموده و متعهد میگردید که هر روز نیم حزب قرآن (حدود 3 صفحه ) و ترجمه آن را از جایی که مشخص گردیده تلاوت نمایید . تاریخ شروع طرح 1/2/87 می باشد به همین ترتیب تا آخر تقویم ادامه دهید و سپس از ابتدای تقویم خود شروع نمائید .

مدت زمان ختم قرآن 8 ماه(240 روز) می باشد. دوستانی که از طریق اینترنت وارد طرح می شوند لطفا از سوره شوری آیه 13 (شرع لکم ) شروع نمایند .

 

دوستان عزیز می توانند تمام تقویم را از لینک زیر دریافت کنند:

http://donyayefane.blogfa.com/

تئوري و تعاريفي از ترانسفورماتورها

 

ترانسفورماتورها به زبان ساده و شکل اوليه وسيله‌اي است که تشکيل شده از دو مجموعه سيم پيچ اوليه و ثانويه که در ميدان مغناطيسي و اطراف ورقه‌هايي از آهن مخصوص به نام هسته ترانسفورماتور قرار مي‌گيرند. مقره‌ها يا بوشينگها يا ايزولاتورها و بالاخره ظرف يا محفظه ترانسفورماتور.
کار ترانسفورماتورها بر اساس انتقال انرژي الکتريکي از سيستمي با يک ولتاژ و جريان معين به سيستم ديگري با ولتاژ و جريان ديگر است. به عبارت ديگر ترانسفورماتور دستگاهي است استاتيکي که در يک ميدان مغناطيسي جريان و فشار الکتريکي را بين دو سيم پيچ يا بيشتر با همان فرکانس و تغيير اندازه يکسان منتقل مي‌کند.

 

انواع ترانسفورماتورها

 

سازندگان و استانداردها در کشورهاي مختلف هر يک به نحوي ترانسفورماتورها را تقسيم بندي کرده و تعاريفي براي درجه بندي آنها ارائه داده‌اند. برخي ترانسها را بنا بر موارد و ترتيب بهره برداري آنها متفاوت شناخته‌اند، مانند ترانسهاي انتقال قدرت ، اتو ترانس و يا ترانسهاي تقويتي و گروهي از ترانسها را به غير از ترانسفورماتور اينسترومنتي(ترانس جريان و ولتاژ) ، ترانس قدرت مي‌نامند و اصطلاحا ترانس قدرت را آنهايي مي‌دانند که در سمت ثانويه آنها فشار الکتريکي توليد مي‌شود.

اين نوع تقسيم بندي در عمل دامنه وسيعي را در بر مي‌گيرد که در يک طرف آن ترانسفورماتورهاي کوچک و قابل حمل با ولتاژ ضعيف براي لامپهاي دستي و مشابه آن قرار مي‌گيرند و طرف ديگر شامل ترانسهاي خيلي بزرگ براي تبديل ولتاژ خروجي ژنراتور به ولتاژ شبکه و خطوط انتقال نيرو است. در بين اين دو اندازه (حد متوسط) ترانسهاي توزيع و يا انتقال در مؤسسات الکتريکي و ترانسهاي تبديل به ولتاژهاي استاندارد قرار دارند.

ترانسها اغلب به صورت هسته‌اي يا جداري طراحي مي‌شوند. در نوع هسته‌اي در هر يک از سيم پيچها شامل نيمي از سيم پيچ فشار ضعيف و نیمی از سیم پیچ فشار قوی هستند و هر کدام روی یک بازوی هسته‌ای قرار دارند. در نوع جداری ، سیم پیچها روی یک هسته پیچیده شده‌اند و نصف مدار فلزی مغناطیسی از یک طرف و نصف دیگر از طرف هسته بسته می‌شود.
در اکثر اوقات نوع جداری برای ولتاژ ضعیف و خروجی بزرگ و نوع هسته‌ای برای ولتاژ قوی و خروجی کوچک بکار می‌روند (بصورت سه فاز یا یک فاز).

ترانسهای تغذیه و قدرت مانند ترانس اصلی نیروگاه ترانس توزیع و اتو ترانسفورماتور ، ترانسفورماتورهای قدرت معمولا سه فاز هستند، اما گاهی ممکن است در قدرتهای بالا به دلیل حجم و وزن زیاد و مشکل حمل و نقل از سه عدد ترانس تک فاز استفاده کنند. ترانسهای صنعتی مانند ترانسهای جوشکاری ، ترانسهای راه اندازی و ترانسهای مبدل ترانس برای سیستمهای کشش و جذب که در راه آهن و قطارهای الکتریکی بکار می‌رود. ترانسهای مخصوص آزمایش ،‌ اندازه گیری ، حفاظت مصارف الکتریکی و غیره.

 

نقش فناوري تشخيص بهنگام تخلية جزئي در افزايش عمرعايق سيم پيچي استاتور

معيوب شدن ژنراتورها بر اثر شكست عايقي ميتواند باعث وارد شدن خسارات فاجعه آميز به تجهيزات، فقدان يا كاهش توان توليدي، خروج اجباري طولاني و تحميل هزينه هاي سنگين براي شركت هاي برق گردد. بنابراين رديابي شروع ضعف هاي عايقي و آشكار نمودن هر چه سريعتر امكان بروز خطا حائز اهميت فراوان است. مواجهه با فشار روز افزون جهت افزايش آمادگي واحدهاي نيروگاهي در ضمن كاهش هزينه هاي نگهداري، باعث ميل به سياست «نگهداري براساس شرايط» به جاي  «نگهداري براساس زمان» گرديده است. مالكان و بهره برداران ژنراتورها و موتورهاي بزرگ براي نظارت بهنگام بر سيستم عايقي  استاتور، سيستمهاي تجزيه و تحليل تخلية جزئي PDA  (Partial Discharge Analysis)را  مورد استفاده قرار داده اند.

اندازه گيري بهنگام تخلية جزئي، به عنوان يك روش مؤثر و مطمئن براي ارزيابي شرايط عايقي استاتور و هشدار به بهره برداران نيروگاه در خصوص احتمال وقوع خطا شناخته شده است. اندازه گيريها در طول عملكرد عادي ماشين انجام شده و بخش لاينفك برنامة " نگهداري براساس شرايط " را تشكيل مي دهند. نظارت منظم بر شرايط عايقي سيم پيج استاتور مي تواند كاربران را از عملكرد ايمن ماشينها، حتي در صورتي كه تا حدودي از جانب شكست الكتريكي دچار تهديد شده باشند، مطمئن سازد.

ژنراتورها و موتورها در حين عملكردشان مواجه با تنشهاي الكتريكي، مكانيكي، حرارتي و محيطي هستند كه ممكن است فرسودگي و شكست سيستم عايقي استاتور آنها را در پي داشته باشد. ضعف عايق سيم پيچي استاتور عامل مهمي در كاهش طول عمر ژنراتورها و موتورهاي فشار قوي است. تخليه هاي جزئي، نشانة از بين رفتن عايق استاتور هستند. ضعف عايقي سيستم استاتور در بيشتر ژنراتورها و موتورها يك فرايند تدريجي است. شكست الكتريكي عايق سيم پيچي استاتور هميشه در يك دورة زماني سالانه يا ده ساله روي مي دهد و روزها و ساعتها در آن مطرح نمي باشد. بنابراين انجام اندازة گيريهاي PD  با فواصل زماني  سه ماهه براي رديابي آغاز ضعف عايقي و نظارت بر روند پيشرفت آن بسيار ايده ال و مناسب خواهد بود. به محض آنكه تخلية جزئي آشكار شد، ارزيابي شرايط عايقي استاتور را مي توان بر مبناي اطلاعات به دست آمده از PD  شروع كرد.صاحب ماشين در چنين شرايطي به بهره برداري از آن ادامه مي دهد تا شرايط به مرز بحراني خود نزديك شود و به اين ترتيب عمر عملكرد ماشين افزايش خواهد يافت. همچنين با انجام عمليات نگهداري قبل از بروز مشكل، مي توان از شكستهاي عايقي جلوگيري نمود.

                                                                آسانسور

_{پارامترهاي اصلي آسانسورها :}

 

وزن مسافر برای هر نوع  75 کیلو در نظر گرفته می شود                                                                   پس مثلا اگر ظرفيت اسمي آسانسوري 6 نفر باشد پس آن آسانسور در واقع توانائي حمل 6 * 75 يعني : 450 کيلوگرم را دارد .

 پارامتر هاي فني عبارتند از :

الف ) ارتفاع مسير ( بالا رفتن کابين ) تعداد و محل توقف ها
ب ) ابعاد چاه آسانسور ، کابين و موتورخانه
پ ) ولتاز برق اصلي ، تعداد استارت آسانسور در ساعت و فاکتوربار
ت ) سيستم کنترلآسانسور
ث ) سيستم درب هاي آسانسور و ورود و خروج و نوع کنترل
ج ) تعداد آسانسورهاي و مکان آنها در ساختمان
چ ) شرايط محيطکار کرد

قطعات اصلي آسانسورهاي الکتريکي عبارتند از:

الف ) وسايل تعليق کابين و وزنه تعادل که مي تواند سيم بکسل فولادي و يا زنجير باشد .

ب ) وسيله رانش که محرک آسانسور است و شامل:
- موتور الکتريکي
- گيربکس
- ترمز
- فلکه کششي و يا دنده زنجير
- شاسيماشين – کوپلينگها ، محورها ، ياتاقانها

پ ) کابين که مسافرين و يا بار را حمل مي کند ، شامل يوک، که چهارچوبي فلزي است و کابين ازطريق آن به سيستم تعليق متصل مي شود ، کف کابين که بار را نگهداري مي کند و بدنه کابين به کف متصل است .
قطعات ديگر عبارتند از :
- سيم تعليق
- راهنماها که باعث هدايت کابين در مسير حرکت خود مي شود .
- درب کابين و محرک درب

ت ) وزنه تعادل که براي جبران وزن کابين و قسمتي از ظرفيت بکار مي رود

ث ) چاه آسانسور Hoist Way

اين فضا قسمتي يا تماما پوشيده است و از کف چاله تا سقف ( کف موتورخانه ) ادامه دارد در اين فضا کابين و وزنه تعادل حرکت مي کنند و شامل ريلهاي راهنما براي کابين و وزنه تعادل و درهاي طبقات و ضربه گير در کف چاه مي باشد .

ج ( سيستم ايمني
يک وسيله مکانيکي است که در صورت بروز هر گونه خرابي ، یا شل شدن سیم بکسل( زنجیر تعلیق) وسیله توقف و نگاه داشتن کابین و یا وزنه تعادل در روی ریل راهنما می باشد و اگر سرعت کابین در جهت پائین رفتن از مقدار مشخص شده ای تجاوز کند این مکانیزم عمل می نماید ، عملکرد این مکانیزم توسط گاورنر که معمولا در موتور خانه است شروع می شود .

چ ( ضربه گیر ها
کابین یا وزنه از حدود تعیین شده در چاهک گذشته و امکان برخورد با کف چاهک پیش آید این وسیله از برخورد خشن جلوگیری می نماید . ضربه گیر ممکن است از جنس پلی اورتان ، فنر یا نوع روغنی انتخاب شود که بستگی به سرعت اسمی داشته و طوری طراحی می شود تا انرزی جنبشی کابین یا وزنه تعادل را جذب کرده ( نوع فنری ) و یا مستهلک نماید .

ح ( تجهیزات الکتریکی
که شامل امکانات ایمنی و روشنایی نیز می گردد .

خ ( سیستم کنترلی
موتور و گیربکس بالا بر
موتور و کاهنده های بدون چرخ دنده معمولا برای سرعت های بیشتر از 2.5 متر بر ثانیه استفاده میشود در حالیکه برای سرعت های کمتر ، از گیربکس های دارای چرخ دنده استفاده می شود قبلا از گیربکس با چرخ دنده های ساده استفاده می شد ولی با پیشرفت روش های طراحی و تولید ، چرخ دنده های حلزونی یک استاندارد قابل قبول مورد استفاده در گیربکس آسانسورها شد .

 

 

 

 

نحوه کار آسانسور

اصول عملکرد: يک آسانسوربرقي با نيروي محرکه کششي داراي اتاقکي است که ازکابلهاي فولادي آويزان است و اين کابلها برروي قرقره محرک شيار دارحرکت مي کنند.کابلهاي فولادي از يک طرف به بالاي اتاقک و از طرف ديگر به قاب وزنه تعادل متصل مي شوند.وزنه تعادل ازميزان بار روي موتور الکتريکي به اندازه اختلاف وزن موجود ميان اتاقک همراه با بار و وزنه تعادل يا اصطکاک کم مي کند.اين اختلاف وزن را ((بار غير متعادل))مي نامند.وزنه تعادل معمولاً ۴۰ تا ۵۰ درصد وزن اتاقک به علاوه بار آن و اصطکاک وزن دارد. اصطکاک معمولاً ۲۰ درصد وزنه تعادل است.

انواع کابل کشي:

۱-کشش تک رشته اي: اين شکل از کابل کشي معمولاً همراه با ماشينهاي گير بکسي به کارمي رود، اما از آن مي توان براي ماشينهاي بدون گيربکس با سرعتهاي پايين تر ۱.۷۵ تا ۲.۵متر بر ثانيه نيز استفاده کرد.در اين دو حالت معمولاً زاويه تماس کابل فولادي باقرقره محرک به ترتيب ۱۴۰ و ۱۸۰ است. قرقره محرک به ندرت از چنان قطري برخوردار است که در فاصله مياني مرکز اتاقک و وزنه تعادل قرار گيرد،به همين دليل استفاده از قرقره انحراف ضرورت پيدا مي کند.

۲-کشش دو رشته اي: چون استفاده از قرقره انحراف خطر لغزش کابل فولادي را در نتيجه کاهش سطح اصطکاک کابل با قرقره محرک افزايش مي دهد ، مي توان از قرقره دو رشته اي استفاده کرد.از اين روش در آسانسورهاي پر سرعت وسنگين بار استفاده مي شود.

 ۳-کابل کشي ۲ به ۱ : از اين روش گاهي به همراه ما شينهاي گيربکسي در سرعتهاي پايين تر اتاقک يعني در حدود ۱.۷۵ تا ۳ متر بر ثانيه استفاده مي شود.در اين حالت سرعت اتاقک و وزنه تعادل نصف سرعت محيطي قرقره محرک است و اين بار روي قرقره را به نصف کاهش مي دهد وامکان استفاده از موتورهاي پر سرعت را فراهم مي سازد که نسبت به موتورهاي کم سرعت ارزانتراند.

 ۴-کابل کشي ۳ به ۱: از اين نوع کابل کشي براي آسانسورهاي سنگین کالا در مواردی استفاده می شود که باید توان موتوروفشار روی یاتاقانها راکم کرد.

۵-کابلهای توازن: در ساختمانهای بلند بالاتر از ده طبقه،بار کابل فولادی که در حین حرکت اتاقک از آن به وزنه تعادل(و بر عکس)منتقل می شود مقدار قابل توجهی است و با رسیدن اتاقک به بالا، بار کابل سیمی به وزنه تعادل منتقل می گردد.برای توازن و کاهش این پدیده،به قسمت تحتانی اتاقک و وزنه تعادل، کابلهای توازن متصل می گردد. برای جای دادن کابلهای توازن به یک گودال عمیق تر نیاز است

اتاق ماشین آلات در سطح پایین :

در صورتی که اتاق ماشین آلات در یک طبقه میانی یا در کف چاه آسانسور واقع شود به کابل سیمی طویلتری احتیاج است ودر این حالت کابل از دور قرقره های بیشتری عبور می کند که این خود به مقاومت اصطکاکی بالاتر و ضرورت کار نگهداری بیشتر منجر می گردد. اما چنانچه اتاق ماشین آلات در طبقه همکف قرار گیرد، چاه آسانسور از وزن ماشینهای کابل پیچی و تجهیزات کنترل خلاص می شود. موقعیت اتاق ماشین آلات مسیله نفوذ دال بام و هوابندی را نیز منتفی می سازد.

محرک استونه ای:

 در این شکل کابل در جهت حرکت عقربه های ساعت و کابل دیگر در خلاف جهت حرکت عقربه های ساعت به دور یک استوانه می پیچد، بنابر این زمانی که کابل به دور استوانه می پیچد ، کابل دیگر از دور آن باز می شود ، نقطه ضعف محرک استوانه ای آن است که با افزایش ارتفاع ،استوانه بزرگ و سنگین می شود و بنا بر این استفاده از این سیستم به ارتفاع حداکثر ۳۰ محدود می گردد.

کابلهای سیمی :

این نوع ازکابلهای مورد استفاده، کابلهای سیم فولادی با مقاومت کششی بالا هستند و تعداد کابلهای هر آسانسور بین ۴ تا ۱۲ عدد است . قطر کابلها ۹ تا ۱۹ میلیمتر و ضریب ایمنی آنها ۱۰ است.

موتورهای کابل پیچی:

درصورتی که نیروی محرکه انتقالی به قرقره کششی از طریق یک چرخ دنده حلزونی باشد،موتور از «نوع گیربکسی»است. اما چنانچه نیروی محرکه از طریق اتصال مستقیم از موتور به قرقره کشش منتقل گردد،موتور از«نوع بدون گیر بکس» است. توان موتورهای بدون گیر بکس از۲۲تا ۸۳کیلو وات متفاوت است،اما موتورهای گیر بکسی کشش از توان۳ تا ۳۰ کیلو وات برخوردارند

 موتورهای گیر بکسی تک سرعته کششی:

 این نوع موتور شامل یک چرخدنده حلزونی است و با برق مستقیم یا متناوب کار می کند.زمانی که اتاقک به فاصله کمی از پا گرد طبقات میرسد،ترمز به صورت اتوماتیک عمل می کند تا اتاقک به شکل آرامی متوقف شود

موتورهای گیر بکسی دو سرعته کششی:

در این حالت از یک موتور با دو سیستم سیم پیچ جداگانه یا از دو موتور جداگانه استفاده می شود .در زمان شروع،موتور با سیم پیچ پر سرعت به کارمی افتدو برای محدود کردن جریان،یک مقاومت بصورت سری به آنها متصل است.شتاب گیری آرام اتاقک با کاهش تدریجی میدان مقاومت صورت می گیرد.با نزدیک شدن به پا گرد طبقه،موتور یا سیم پیچ پر سرعت از کار می افتدوموتور با سیم پیچ کم سرعت متصل به چوک به کار می افتد.سرعت اتاقک تا رسیدن به فاصله کمی از پا گرد به صورت تدریجی کاهش می یابدودر این زمان جریان برق قطع می شود و ترمز به صورت اتوماتیک اتاقک را به آرامی متوقف می سازد

موتورهای گیر بکسی ولتاژ متغیر کششی:

در سیستم ولتاژ متغیر مزایایی وجود دارد که با دیگر سیستمها نمی توان به آن دست یافت.شتاب گیری مثبت ومنفی بسیار آرام،این سیستم را نسبت به سیستمهای یک یا دو سرعته برتر می سازد.تجهیزات این سیستم شامل موتوری با برق متناوب است که برق مستقیم موتور محرک ماشین گیر بکسی را تأمین می‌کند.

موتورهای بدون گیر بکس ولتاژ متغیر کشش:

وجود این تجهیزات برای آسانسور های پرسرعتی با سرعت ۱.۷۵ متر بر ثانیه و بالاتر بسیار مهم است. این تجهیزات بیانگر بهترین روش جدید در برآورنده ساختن شرایط ترافیکی با کارآیی بالا است. برای شتاب گیری آرام،در مدار میدان ژنراتور از رگولاتور تنظیم کننده ای استفاده می شودکه بازده خروجی ژنراتور را کنترل می کند.یک مقاومت متغیر در مدار میدان به تدریج میزان مقاومت را کاهش و ولتاز ژنراتور را افزایش می دهد تا اتاقک آسانسور باشتاب گیری آرام به سرعت کامل برسد. با ایجاد سرعت کامل، ولتاژ ژنراتور تا کاهش سرعت اتاقک ثابت باقی می ماند.برای کاهش سرعت و توقف اتاقک از یک مجموعه کلید القایی استفاده می شود.ترمزها تنها در زمان ثابت بودن اتاقک عمل می کنند.

ترمزهای آسانسور:

 برای انواع تجهیزات ماشینی آسانسور وجود یک ترمز برقی- مکانیکی با عملکرد ایمنی در زمان قطع برق ضرورت دارد.زمانی که آسانسور در حال حرکت است،کفشکهای ترمز به صورت برقی- مکانیکی از استوانه ترمز فاصله می گیرند،یعنی بر نیروی فنرهای لوله ای یا صفحه ای ترمز در زما ن ثابت بودن اتاقک غلبه می شود. قطع جریان برق سبب به کار افتادن ترمز می شود و بنا براین در موقع رفتن برق ترمزها ایمنی ایجاد می کنند.

اتاق ماشین آلات:

در موارد ممکن،اتاق ماشین آلات را باید در بالای چاه آسانسور قرار داد،،این مکان بالاترین کارایی را ایجاد می کند .این اتاق را باید تهویه کرد و با عایق کردن پایه بتنی ماشین آلات از دیوارها و کف به کمک صفحات چوب پنبه فشرده ،به مسیله انتقال صوت توجه نمود. وجود یک تیر بالابر سقفی درست در بالای ماشین آلات برای نصب یا پیاده کردن تجهیزات ضروری است ودر داخل کف در بالای پا گرد نیز باید یک دریچه دسترسی ایجاد کرد تا از طریق آن بتوان تجهیزات را در صورت ضرورت جهت تعمیر یا تعویض پایین برد.برای این اتاق باید یک در قفل دار نصب کرد و وجود فضای کافی جهت کنترل کنندها، انتخاب کننده طبقات و دیگر تجهیزات ضروری است. دراین اتاق وجود پریز و تجهیزات روشنایی خوب ضرورت داردو استفاده کافی از نور طبیعی روز توصیه میشود.دمای اتاق نباید از۱۰ درجه کمتر و از ۴۰ درجه بیشتر شود و برای این منظور وجود امکانات گر مایش و تهویه ضروری است . برای پرهیز از ایجاد گرد و غبار باید دیوارها،سقف و کف را رنگ کرد،

 

مقررات ايمني ترمز آسانسور

 

 

در صورت قطع برق و يا قطع برق سيستم کنترل ، سيستم ترمزآسانسور بايد به طور اتوماتيک عمل کند ، لذا ، از ترمز هاي اصطکاکي الکترو مغناطيسي استفاده مي شود .اگر کابين با 125% بار نامي خود در سرعت معمول خود حرکت کند ، ترمز ها بايد قادر به توقف کامل سيستم باشند و بلافاصله سيستم را در حالت ساکن نگهدارند .

 

 
- ترمز بايد توسط فنرهاي فشاري و يا نيروي وزن عمل کند .

 

- ترمز توسط الکترومغناطيس و يا الکتروهيدروليک بايد باز شود .

 

- اگر جريان برق قطع شود بايد حداقل دو وسيله مستقل الکتريکي کنترل کننده داشته باشد .

 

- در صورت قطع جريان برق ، ترمز بايد بلافاصله عمل نمايد .

 

- هنگاميکه موتور گيربکس با يک وسيله دستي اضطراري مجهز باشد

 

- ترمز بايد طوري طراحي شده باشد که توسط دست بتوان آن را باز کرد و با فشار دائمي توسط  يک نفر اين ترمز باز بماند .

 

 

_{انواع آسانسور از نظر کاربرد :} 

 

 _{آسانسور حمل بار و مسافر :  آسانسورري است که براي حمل ونقل کالا طراحي شده است و معمولا عمل حمل ونقل بهمراه افراد صورت مي گيرد}

 

 _{آسانسور خدماتي : آسانسوري است دائمي که براي جابجايي کالا بين طبقات ساختمان مي باشد و در طبقات مشخصي عمل مي کند ، ...}

 

 

_{آسانسور خودرو بر : در ساختمان هاي خصوصي آسانسوري که اتاقک آن ابعاد مناسبي براي جابجايي خودروهاي سواري داشته و طراحي آن امکان اين جابجايي را مي دهد .}

 

 

 

تاثيرات عفاف وپاکدامني در زندگي دنيا و آخرت :

1.  درک لذت ايمان: امام علي (ع) فرمودند:نگاه کردن به نامحرم تيري است از تيرهاي شيطان هر کس آن را ترک کند به خاطر ترس از خداوند،خداوند شيريني عبادت را در قلبش بوجود مي آورد وکسي که لذت عبادت را بچشد هم او بفکر خدااست وهم خدا بفکر اوست .

2.  رهايي از غم و اندوه : امام علي (ع) فرمودند: چه بسا نگاه کردن به يک نامحرم غصه ها و غم هاي طولاني را به همراه دارد.

3.  عزت واعتبار : امام علي (ع) فرمودند:انسان پاکدامن هم در دنيا اعتبار دارد پيش مردم وهم در آخرت اعتبار دارد چرا که جوان پاکدامن پيش خداوند از ملائکه برتر است وگويا ملکي از ملکهاي آسماني است که در زمين زندگي مي کند .

 

 اصول زندگي از ديدگاه امام علي (ع)

امام علي (ع) فرمودند:

1.  هر انساني در دنيا چشم و گوش خود را از حرام پر ميکند خداوند روز قيامت آب داغ جوشاني در گوش و چشم او مي ريزد که اگر يک مقدار از آن آب داغ بر کوهها بريزند ذوب ميشود .

2.  با آنکه در فرمان توست نيکي کن تا کسي که تو در فرمانش هستي (خداوند ) به تو نيکي کند .

3.  با کسي که به توبدي کرد نيکي کن وبه کسي که با تو نيکي کرد پاداش نيکو به او بده.

4.  خانه اي که در آن قرآن خوانده شود ، و در آن خانه خداي عزوجل ياد شود برکتش زياد گردد و فرشتگان در آن خانه حضور يابند وشياطين از آن خانه دوري کنند وبراي اهل آسمان بدرخشد آنچنانکه ستارگان براي اهل زمين ميدرخشند .

5.  بدانيد که اين قرآن خير خواهي است که خيانت نمي کند و هدايت کننده اي است که گمراه نمي سازد و محدثي است که دروغ نمي گويد .

6.  هر کس که کارآخرت خويش را اصلاح کند خداوند متعال کار دنياي او را اصلاح خواهد کرد.

7.  سه چيز است که بنده را به خشنودي خدا ميرساند: بسيار طلب آمرزش کردن ،فروتني ،بسيار صدقه دادن

8.  اسلام آن است که قلبت تسليم فرمانهاي الهي باشد ومسلمانان از دلت و زبانت در آسايش باشند.

9.  بخشنده باش اما ولخرج مباش ،به اندازه خرج کن اما مقتر و سخت گير مباش .

10.                   به راستي که امر به معروف و نهي از منکر دو صفت از صفات خداوند سبحان است که نه مرگ کسي را نزديک مي کند و نه از روزي کسي مي کاهند .

11.                   نفرين خدا بر آنکساني باد که امر به معروف کنند وخودشان آنرا ترک کنند ، ونهي از منکر کنند و خودشان مرتکب آن شوند .

12.                   بترسيد از گناه در حضور شاهد خدا ،آنهم شاهدي که فردا خودش قاضي است.

مجتمع كردن اتوماسيون پستها

---

در دهه 70 ميلادي، با پيدايش ميكرو پروسسور، سازندگان تجيهزات (پستها) سعي كردند وسايل الكترومكانيكي را با وسايل نيمه هادي مجهز به ميكروپروسسور جايگزين كنند. اين وسايل در صنعت به نام وسايل الكترونيكي هوشمند (IED) شناخته شدند. IED  قابليتها و توانايي‌هاي اضافي به وسايل افزودند نظير تشخيص خطا وچك كردن خودشان، داشتن رابطهاي مخابراتي و قابليت ذخيره داده ها و وقايع سيستم. همچنين IED‌ها باعث شدند تا وسايل تكراري، حذف شوند چون قابليت چندكار را داشتند.
مجتمع كردن سيستم كنترل ايستگاهي (به هم پيوستن تمام IEDها به يك سيستم كنترل مجتمع پست (ISCS)) باعث كم شدن هزينه سيم‌كشي،‌ارتباط، نگهداري و بهره‌برداري مي‌شود و كيفيت برق و قابليت اطمينان آن را افزايش مي‌دهد.
با تمام اين مزايا ISCS در آمريكاي شمالي پيشرفت چشمگيري نداشته و يكي از دلايل عمده آن اين است كه رابطهاي سخت‌افزاري و پروتكلها براي IED ها استاندارد نشده‌اند. البته زمان زيادي براي وضع استانداردها براي IEDها صرف شده است اما عليرغم فوري بودن اين مساله هنوز توسط صنايع، استاندارد مشخصي پذيرفته نشده است. برخي استانداردها در اين زمينه عبارتند از (UCA2.0)، Profibus (از IEC) و (DNP 3.0).
به جاي استفاده از يك سخت‌افزار جانبي و يك پروتكل براي هر IED، مي‌توان از gateway استفاده كرد. gateway به عنوان يك مبدل پروتكل عمل مي‌كند. با استفاده از gateway مي‌توان IEDهاي شركتهاي مختلف را به هم مربوط كرد. مثلاً رله‌هاي حفاظتي از يك شركت، سيستم مونيتورينگ از شركت ديگري و سيستمهاي PLC از شركت ديگري باشد.
موضوع مهمي كه در مجتمع كردن IED در يك سيستم كنترل دستگاهي بايد مورد توجه قرار گيرد اين است كه بسياري از IEDها تنها داراي يك پورت ارتباطي هستند و موقع ارسال فرمان توسط كاربر يا عامل به IED، داده‌هاي ديگر براي IED قابل دسترس نيستند. اين وضعيت براي حالتي كه اين داده‌ها براي عمليات زمان حاضر لازم باشند، يك وضعيت بحراني است. سيستم بايد بتواند اين شرايط را تشخيص داده و به ديگر عاملان سيستم اعلام كند. درحال حاضر بسياري از سازندگان IED محصولات خود را با دو پورت (ورودي – خروجي) توليد مي‌كنند تا ازاين مشكل جلوگيري شود.
در ISCS نياز به يك شبكه ارتباطي داريم و شبكه محلي (LAN) توپولوژي مناسبي است. در يك شبكه محلي سرعت مسير ارتباطي بايد بالا باشد. براي حفاظت ايستگاه، زمان انتقال بايد 2تا 4 ميلي‌ثانيه باشد و بايد زمان انتقال بدترين حالت، محدود و قابل پيش‌بيني باشد. (دقت در حد ميلي ثانيه بندرت در پروتكلهاي LAN سطح بالا رعايت مي‌شود). LAN بايد قابليت سنكرون كردن را داشته باشد. اين يك قابليت حياتي براي سيستمهاي امروزي است تا بتوانند حوادث گذشته را تحليل كنند و ترتيب اتفاقات (متوالي) در يك سيستم را مشخص كنند.
رابطه انسان و ماشين شايد مهمترين قسمت در كل ISCS باشد. اطلاعات بايد به صورت واضح و با يك روش مناسب، بدون هيچ خطا و ابهامي براي كاربر بيان شود. در حال حاضر PC براي اين كار انتخاب شده است.
آنچه سرمايه‌گذاري براي ISCS را توجيه مي‌كند اين است كه بتواند از نرم‌افزارهاي نگهداري و بهره‌برداري به خوبي استفاده كند. نرم‌افزارهاي در دسترس يا در حال توسعه تحت اين عناوين طبقه‌بندي مي‌شوند:
- براي افزايش بازدهي نظير كاهش VAR متعادل كردن بار فيدر و بار انتقالي
- براي قابليت اطمينان نظير تشخيص خطا، مديريت بار و كليد‌زني خازنها و بار انتقالي
- براي كاهش نگهداري سيستم نظير ثبت ديجيتالي خطاها و ضبط ترتيب حوادث و وقايع
- پيش‌بيني قانونمند نگهداري سيستم كه اين مورد هنوز يك فن‌آوري نوظهور است.
- در ISCS به دليل قابليت اطمينان بايد سيستم تغذيه مجهز به UPS باشد و وسايل و تجهيزات حياتي از پشتيبان همزمان و موازي برخوردار باشند. (Redundancy)
سيستمهاي كامپيوتري اتوماسيون پستها حداقل ازپنج سال پيش، نصب شده‌اند. براي پاسخگويي به برخي مسائل نظير ايمني كاركنان كه باطيف وسيعي از تجهيزات برقي سروكار دارند. افزايش بازده كاري و صرفه‌جويي در سرمايه باعث شده تا بسياري از شركتها به سيستمهايي با رابط تصويري (CRT) براي كاربران رو بياورند.
(Person Machine Interface) PMI براي كاربران به عنوان يك جايگاه عملياتي است تا هم شرايط پستها را نظارت كنند و هم از طريق آن عمليات معمول يا اضطراري مربوط به كليدها را انجام دهند.
در حقيقت PMI تنها قسمتي از يك سيستم كنترل مجتمع اتوماسيون يك پست برق است و ساير قسمتها عبارتند از:
وسايل الكترونيكي هوشمند IED، شبكه‌هاي ارتباطي، سايتهاي كامپيوتر و سيستمهاي عامل.
در اين مقاله مزايا و معايب واقعي و پيشنهادي PMI بررسي و چگونگي به كارگيري ومجتمع‌ كردن تكنولوژي‌هاي قسمتهاي مختلف و روش رفع موانع آن در يك سيستم كنترل پست برق تحليل مي‌شود.

حركت به سمت استفاده بدون خطر از تجهيزات
به خاطر اينكه هر وسيله، مشخصات فني خاص خود را دراد و صنعت‌برق در بسياري از جاها با طيف وسيعي از تجهيزات برقي مربوط به سالهاي مختلف روبروست و به لحاظ ايمني كاركنان عملياتي سيستم، به خصوص در محدوده پستها، اين كاركنان تنها روي چند وسيله محدود كار مي‌كنند (تا خوب به آن مسلط باشند). اين مساله باعث مي‌شود كه قابليت انعطاف سيستم اداري كاركنان كم شود، يعني شرايط استخدام مشكلو هزينه آموزش و تربيت نيروي ماهر زياد مي‌شود. پيش‌بيني مي‌شودكه پيشرفت شغلي آن دسته از كاركناني كه آموزشهاي اضافي (و به روز) مي‌بينند، محدود شده و اين باعث افزايش خطرپذيري آنها در كارهاي عملياتي شود.
برخي شركتهاي برق براي انجام عمليات در محوطه پست ها، يك PMI در اختيار كاركنان قرار مي دهند تا كاركنان بتوانند از طريق آن به قطع‌كننده‌ها، ترانسفورماتورها و ساير تجهيزات فرمان قطع و وصل بدند. PMI اپراتور را از حركت در اطراف پست بي‌نياز مي‌كند و در نتيجه خطراتي كه متوجه افراد است ر ا كاهش مي‌دهد.

مزاياي واقعي
به خاطر هزينه زياد تجهيزات و (معمولاً) رشد كم تقاضاي (مصرف) سيستم، كمتر اتفاق مي‌افتد كه تجهيزات دو پست كاملاً يكسان باشد. بنابراين اگرتجهزات از سازندگان مختلفي تهيه شوند كه تكنولوژي، رابطها و پيكربندي وسايل آنها با يكديگر اختلاف داشته باشد، امري عادي است. حتي براي تجهيزات يكسان، تنظيم‌هاي عملياتي (مانند محدودكننده‌هاي بار و تنظيم‌هاي حفاظت) براي هر وسيله به صورت اختصاصي تنظيم مي شود. در نتيجه به خاطر ايمني كاركنان عملياتي سيستم، به خصوص در محدوده پستها، آنها تنها روي جند وسيله محدود كار مي‌كنند (تا خوب به آن مسلط باشند). PMI اپراتور را از حركت در اطراف تجهيزات بي‌نياز مي‌كند و در نتيجه خطرات را كاهش مي‌دهد اين بحث در سالهاي آينده يكي از مباحث مهم ايمني و سلامت شغلي است. به خصوص در پستهاي قديمي كه قطع‌كننده‌هاي مدار براي فرونشاندن قوس ناشي از قطع‌كننده‌ها،‌ امكانات كافي ندارند.
با بالا رفتن سرعت و صحت عمل كاركنان، شركتها مي‌توانند از كاركنان خبره در قسمتهاي ديگر سيستم نيز استفاده كنند و بازده كاري افراد بالا مي‌رود.
تابلوهاي mimic كه فن‌آوري قبلي مورد استفاده در پستها بود، دو اشكال اساسي دارند. يكي اينكه آنها از تعداد زيادي اجزاي جداگانه تشكيل شده است كه نياز به نگهداري زيادي دارد. ديگر اينكه اضافه كردن يك نمايشگر يا كنترل‌كننده به سيستم خيلي پرهزينه است.
PMI اين معايب را ندارد، ميزان خرابي نرم‌افزار و سخت‌افزار مربوط به آن (پس از نصب و آزمايش) خيلي كم است. تنها قسمتي كه احتمال بيشترين خرابي را دارد صفحه نمايش است. اما چون در مواقعي كه استفاده نمي‌شود معمولاً خاموش است. در مقايسه با صفحات نمايش با كاربردهاي معمول، عمر بيشتري دارد. همچنين در مقايسه با روش تابلو mimic از نظر فضا صرفه‌جويي زيادي دارد و اگر براي اتوماسيون يك پست جديد از اين روش استفاده كنيم. از نظر كار ساختماني نيز صرفه‌جويي اساسي مي‌شود. با واگذاري عملياتهايي نظير تنظيم ولتاژ ترانسفورماتور و مديريت بار به نرم‌افزار، كاهش بيشتري در تعداد تجهيزات امكان‌پذير مي‌شود. كمتر شدن تجهيزات نظارت و كنترل به معني كاهش هزينه‌هاي نگهداري است.
اتوماسيون پستهاي مبتني بر نرم‌افزار، مي‌تواند فرصت خود چك كردن و تشخيص خطاي قابل ملاحظه‌اي را فراهم كند. مثلاً اشكالات ولتاژ را تشخيص دهد و به ساير اپراتورهاي محلي يا دورتر اعلام كند. از ديگر امكانات PMI بيان راحت و ساده امكانات تصويري مانند طرح و صفحه تصوير رنگها، قلمها، نشانه‌هاي تجهيزات و متحرك‌سازي (برخي فرايندهاي سيستم) است.
اپراتورهاي پستهاي امروزي، ممكن است فردا اپراتورهاي مركز كنترل باشند، لذا كار روزمره با PMI حداقل فايده‌اي كه براي شركت و خود او دارد، آمادگي بيشتر براي آموزشهاي آينده است. اپراتورهاي پستهاي امروزي، ممكن است فردا اپراتورهاي مركز كنترل باشند. لذا كار روزمره با PMI حداقل فايده اي كه براي شركت و خود او دارد. آمادگي بيشتر براي آموزشهاي آينده است. اپراتورهاي پست هاي امروزي، ممكن است فردا اپراتورهاي مركز كنترل باشند. لذا كار روزمره با PMI حداقل فايده اي كه براي شركت و خود او دارد آمادگي بيشتر براي آموزشهاي آينده است.
در بعضي از سيستمها، مي‌توان در يك زمان اطلاعات سيستم را هم به سيستم محلي و هم به ايستگاه مركزي ارسال كرد. در اين حالت ايمني ذاتي سيستم به خاطر اينكه دو اپراتور به اطلاعات يكساني از سيستم دسترسي دارند بيشتر مي‌شود. البته دو اپراتوري بودن سيستم همه‌جا مناسب نيست. پارامترهايي مانند مباحث كاري، ظرفيت و انعطاف‌پذيري ايستگاه اصلي و نرم‌افزار ايستگاه فرعي، پروتكل ارتباط و محدوديتهاي باند فركانسي مهمترين مباحثي هستند كه در هر وضعيت و حالتي بايد موردتوجه قرار گيرد.

معايب
با گسترش ايستگاههاي كامپيوتري، شركت‌ها مجبورند افرادي را كه توانايي نگهداري و ايجاد سيستم (يا حداقل توانايي تغيير پيكربندي سيستم) PMI را دارند به كار گيرند. افرادي با اين مهارت‌ها طبيعتاً خيلي ماندگار نيستند و اين در درازمدت ممكن است به يك مشكل تبديل شود و شركت‌ها مجبور شوند از افراد يكديگر به صورت نوبت كار استفاده كنند.
PMI برخي هزينه‌هاي كوچك به سيستم تحميل مي‌كند نظير هزينه‌هاي سخت‌افزار PC، هزينه طراحي اوليه و هزينه نگهداري بعدي از سيستم PMI، اما اين هزينه‌ها با مزاياي آن جبران مي‌شود. ضمن اينكه افزايش سرعت عملياتي، ايمني و قابليت اطمينان كه به خاطر استفاده از PMI حاصل مي‌شود، ممكن است فوايد پنهان ديگري نيز در برداشته باشد، مانند: كاهش اضطراب كاركنان عملياتي و افزايش رضايت مشتري.

كنترل از راه دور ايستگاهها و تجهيزات آن
كنترل از راه دور ايستگاهها از دهه 1960 شروع شد و در حدود دهه 70، جايگزيني وسايل الكترومكانيكي با ابزارهاي نيمه‌هادي در مرحله ابتدايي و مقدماتي بود.
يك طرح اتوماسيون پست، قبل از دهه 90 به طور معمول شامل سه ناحيه عملياتي اصلي بود: كنترل نظارتي و جمع‌آوري داده‌ها (Scada) كنترل پست شامل اندازه‌گيري و نمايش، حفاظت، نمايي از اين سيستم در جدول 1 ديده مي‌شود. تجهيزات اتوماسيون مورد استفاده در هر يك از نواحي به طور عمده شامل وسايل الكترومكانيكي نظير وسايل اندازه‌گيري، رله‌ها و وسايل حفاظت، زمان‌سنج‌ها، شمارنده‌ها و وسايل نمايش آنالوگ و ديجيتال بود. سيستم‌هاي آنالوگ و ديجيتال اطلاعات دراين سيستم‌ها را در محل وسايل و يا روي پانلهاي مدل سيستم نمايش مي‌دهند. همچنين دراين پانلها سوئيچهاي الكترومكانيكي قرار داشت كه اپراتورهاي پست براي كنترل وسايل اوليه داخلي پست استفاده مي‌كردند. معمولاً براي نمايش تجهيزات مربوط به هر يك از سه ناحيه عمليات اصلي قسمتي از پانل كنترل اختصاص داده شده بود.
با ظهور ريزپردازنده‌ها دردهه 70، شرايط عوض شد. سازندگان تجهيزات پست‌ها جايگزيني وسايل الكترومكانيكي ساخت خود را با وسايل نيمه‌هادي شروع كردند. اين وسايل مبتني بر ريزپردازنده‌ كه بعداً در صنعت به وسايل الكترونيكي هوشمند (IED) معروف شدند، مزاياي چندي نسبت به وسايل قديمي داشتند. آنها قابليتهاي اضافي نظير تشخيص خطا،‌خود چك كردن توانايي ذخيره داده‌ ها و ثبت وقايع، رابطهاي مخابراتي و واحد ورودي خروجي مجتمع با قابليت كنترل از راه دور داشتند. همچنين به خاطر اينكه چندين قابليت را مي‌توان در يك IED فشرده ساخت،‌مي‌توان وسايل جانبي را حذف كرد. براي مثال، وقتي IED به يك ترانسفورماتور ولتاژ و جريان در مدار وصل است. اين وسيله مي‌تواند همزمان وظيفه حفاظت، اندازه‌گيري و كنترل از راه دور را به عهده بگيرد.
از امتيازات جالب توجه IED قابليت اطمينان، راحتي نگهداري و سرعت مشكل‌دهي و پيكربندي سيستم است.
دهه 70 و اوايل دهه 80 كه اين وسايل عرضه شدند به خاطر شك و ترديد در موردقابليت اطمينان آنها و همچنين هزينه زياد، از آنها استقبال نشد. اما با كمتر شدن قيمت و پيشرفت در قابليت اطمينان و اضافه شدن قابليتها، آنها پذيرش بيشتري پيدا كردند.
در همين حال، شركتهاي برق جايگزين كردن PLC را به جاي رله‌هاي الكترومكانيكي (كه درمنطقه رله‌اي و منطق كنترل حفاظت در تابلوهاي تجاري و معمول كنترل پستها به كار مي‌رفتند) شروع كردند. البته فروشندگان تجهيزات هنوز اين روند را متوقف نكرده‌اند.آنها همچنين زير سيستم رابط گرافيكي كاربر را گسترش دادند. به طوري كه اكنون روي يك سكوي كامپيوتري ارزان قيمت متكي به PC قابل اجراست. اين سكوهاي گرافيكي براي برقراري يك رابط انسان ماشيني (PMI) پيشرفته‌تر (نسبت به اندازه‌گيري‌هاي قديمي آنالوگ و صفحات نمايش ديجيتال) از واحدهاي كنترل از راه دور و PLC استفاده كردند. هر چه توابع و فعاليتهاي اتوماسيون پستها در يك دستگاه تنها فشرده‌تر مي شد، مفهوم يك IED گسترش مي‌يافت. اين كلمه هم‌اكنون در مورد يك وسيله مبتني بر ريزپردازنده‌ با يك درگاه ارتباطي (مخابراتي). كه همچنين شامل رله‌هاي حفاظت، اندازه‌گيريها، واحدهاي خروجي، PLCها، ثبت‌كننده‌ ها ديجيتالي خطا و ثبت‌كننده ترتيب وقايع نيز مي‌شود، به كار مي‌رود.


گفته‌هاي گروه‌كاري
IED اولين سطح فشرده‌سازي اتوماسيون است. اما حتي با استفاده گسترده از آن نيز تنها جزيره‌هايي از اتوماسيون در بين پستهاي مختلف پراكنده مي‌شوند. صرفه‌جويي بيشتر موقعي حاصل مي شود كه تمام IEDها در يك سيستم كنترل ايستگاههاي متمركز (ISCS) قرار گيرند. تحقق سيستمهاي كنترل كاملاً مجتمع، هزينه‌هاي سيم‌كشي، تعمير و نگهداري، مخابراتي و عملياتي را كاهش و كيفيت برق و قابليت اطمينان سيستم را افزايش مي‌دهد.
اگر چه اين مزايا ارزشمند است اما مجتمع كردن سيستم اتوماسيون ايستگاهها (مثلاً در آمريكاي شمالي) پيشرفت كمي داشته است و دليل عمده آن اين است رابطهاي سخت‌افزاري و پروتكلها براي IED استاندارد نيستند. تعداد پروتكل‌ها برابر تعداد سازندگان وسايل و يا بلكه بيشتر، به خاطر اينكه توليدات يك كارخانه نيز اغلب پروتكلهاي مختلفي دارند.
يك راه‌حل براي اين مشكل نصب و برقراري يك gateway است كه به عنوان يك سخت‌افزار ورابط پروتكل بين IED و يك شبكه عمل مي‌كند. gateway به شركت برق اجازه مي‌دهد تا با اجزاي يك شبكه و پروتكل ارتباطي مشترك، وسايل مختلف را با هم روي يك ايستگاه مجتمع كند. gateway به يك رابط فيزيكي بين IED و استانداردهاي الكتريكي شبكه و همچنين به يك مبدل پروتكل بين آنها است.
Gateway باعث مي‌شود تمام IEDها ازديدگاه شبكه مورد استفاده در پست، از نظر ارتباطي يكسان به نظر برسند. از آنجا كه براي هر IED يك نرم‌افزار نوشته شده اين وضعيت نرم‌افزار نيز كار را پيچيده‌تر و مشكل‌تر كرده است. براي مثال ممكن است يك شركت بخواهد تعدادي رله حفاظت از نوع DEL، رله‌هاي حفاظت فيدر از نوع ABB، مونيتورهاي با كيفيت بالاي GE Multilim اندازه‌گيريهاي PML و يك PLC نوع Modicon را در سيستم كنترلي ايستگاهي خود مجتمع كند. رله‌هاي SEL براي ارتباط از يك فرمت ASCLL كه توسط SEL پشتيباني مي‌شود استفاده مي‌كند. رله‌هاي ABB و GE پروتكل ENP3.00 را مورد استفاده قرار مي‌دهند و اندازه گيري هاي PML نيز از همين پروتكل استفاده مي كنند. در حالي كه PLC براي ارتباط از پروكتل Modbus كه Modicon تهيه كرده است،استفاده مي كند. براي داشتن تمام اين IED ها و پروتكلهاي نامتجانس آنها روي يك سكوي كامپيوتري،استفاده از درگاه بهترين راه حل است.
درگاه نه تنها به عنوان يك رابطه بين لايه فيزيكي شبكه محلي و درگاههاي RS232/RS485 كه روي IED ها هستند عمل مي كند بلكه به عنوان يك مبدل پروكتل،پروكتلهاي خاص هر IED را (مانند SEL DNP3.0 يا Modbus) به پروكتل استاندارد مورد استفاده شبكه محلي نصب شده ترجمه
مي كنند.

درگاهها
دو روش در استفاده از درگاه براي ارتباط دادن وسايل با شبكه ايستگاهي مورد توجه است. در يك روش براي وسيله هوشمند يك درگاه ارزان قيمت تك ارتباطي استفاده مي شود و در روش دوم از يك درگاه كه داراي چندين گذرگاه است براي ارتباط با چندين IED استفاده مي شود (شكل 1). اينكه كدام روش اقتصادي تر است به محل استقرار IED ها بستگي دارد. اگر آنها در يك محل مركزي جمع شده باشند روش استفاده از چند درگاه مطمئناً مناسبتر است.
يك مشكل ديگر كه هنگام مجتمع كردن IEDها بايد مورد توجه قرار گيرد پيكربندي تجهيزات است. تعداد زيادي از IEDها تنها يك درگاه ارتباطي دارند كه دو منظور را پشتيباني مي‌كند. يكي دريافت داده‌هاي گذشته و داده‌هاي زمان حاضر سيستم و ديگري خواندن و چندين كانال به صورت ترتيبي كار كند. اگر IDEها در تمام ايستگاه پخش شده باشند، هزينه كابل‌كشي ممكن است خيلي سنگين شود.
همبند شدن قسمتهاي منطقي و هماهنگ عمل كردن، به يك كابل‌كشي مخرب نياز دارد. چرا كه معمولاً وروديها به صورت سخت‌افزاري به محلهاي مناسب وسيله متصل مي‌شوند. اين ارتباط مي‌تواند به صورت يك شبكه محلي (LAN) به عنوان يك نوع مسير ارتباطي خوب برقرار شود.
سرعت مسير ارتباطي براي انتقال اطلاعات حفاظت پست بايد بالا باشد (با زمان انتقال 2-4 ميلي‌ثانيه و اين مقدار اجباري است) يعني بدترين محدوديت قابل پيش‌بيني زمان انتقال منظور شود
براي جايگزيني و تعويض كابل‌كشي شبكه بايد قابليتهاي اضافه‌تري در مواجهه با تغييرات محيطي (فيزيكي و الكتريكي) و تاخير در پردازش و فراخواني داده و قابليت سنكرون شدن داشته باشد. سنكرون شدن در شبكه‌هاي كنترل ايستگاهي، براي تحليل وقايع گذشته و تعيين ترتيب وقايع در يك سيستم حادثه ديده حياتي است. اما دقت در حد ميلي‌ثانيه كه مناسب اين نوع كارها باشد، به ندرت در پروتكلهاي شبكه‌هاي سطح بالا پيش‌بيني شده است. اگر چه به نظر مي رسد به خاطر اين مشكلات استفاده از LAN روش خوبي نيست، اما به كمك ماهواره مي‌توان به وسايل مورد نياز، سيگنال سنكرون كننده (زمان يكسان) ارسال كرد و مشكل سنكرون نبودن سيستم را برطرف كرد.
در سيستمهاي آينده مبتني بر استانداردهاي باز LAN دسترسي به قسمت سوم تجهيزات و مجموعه‌هاي مهارتي آسانتر است. استفاده گسترده‌تر و معمولتر از استاندارد باعث مي شود تا قسمت سوم تجهيزات به سازگار بودن محصولاتشان با محصولات يكديگر مطمئن شوند و به عنوان آخرين مزيت، اين براي سرمايه‌گذاران اشتغال خوبي است كه به سادگي تجهيزات خود را با يكي از تجهيزات بزرگ موجود و پايه‌سازگار كنند.
جدا از بحث مربوط به نيازهاي يك شبكه، در حال حاضر دو شبكه استاندارد وجود دارد. حداقل آنها در بين شركت‌ها و سازندگان آمريكا و اروپا بيشتر از همه مورد توجه هستند. اين دو عبارت‌اند از: اترنت و پروفيبوس. هيچكدام از آنها تمام نيازهاي پيش‌گفته را برآورده نمي‌كنند، اما هر دو راه‌حلهاي تجاري خوبي هستند.
مزيت بزرگ، اترنت اين است كه سخت‌افزار و امكانات آن را سازندگان زيادي عرضه مي‌كنند، از كاربردهاي چند لايه پشتيباني مي‌كند،‌كيفيت مناسب دارد پشتيباني پروتكل شبكه مطابق با استانداردهاي صنعتي و كميت ناچيز وسايل آزمايش است. اما مهمترين نقص آن براي استفاده در پست، طبيعت احتمالي و غيرقطعي است كه در نسخه استاندارد استفاده شده است (البته روشهايي براي رفع اين مشكل ابداع شده است)
از شبكه پروفيبوس براي فرآيندهاي صنعتي در اروپا خيلي وسيع استفاده مي‌شود و قطعي و غير احتمالي گزارش شده است. اما پروتكل‌هاي شبكه و لايه‌هاي كاربردي تنها به استانداردهاي تعريف شده پروفيبوس محدود مي‌شود و تجهيزات و سخت‌افزار اضافي آزمايش خيلي بيشتر از آنهايي است كه براي اترنت در دسترس است.
به فرض اينكه تمام مشكلات و مباحث مربوط به سخت‌افزار IED، تكنولوژيهاي LAN و پروتكل IED و LAN حل شده باشد، سوال بعدي اين است كه تمام اين اطلاعات مجتمع را به چه روش اقتصادي و مناسبي براي اپراتور پست نمايش دهيم.

رابطهاي غيرمبهم مناسب كاربر
رابطه انسان – ماشين (PMI) شايد مهمترين قسمت در كل ISCS باشد. از طريق اين رابط است كه اپراتور پست بايد كل پست را نظارت و كنترل كند.
داده‌ها بايد براي اپراتور با دقت و آشكار بيان شود. امكان خطا و يا ابهام نبايد وجود داشته باشد. چرا كه عمليات اپراتور روي تجهيزات سيستم مهم و حساس است، همان طور كه ايمني افراد اهميت دارد.
تكنولوژي انتخاب شده دراينجا PC است. PC يك مركز كامپيوتري قوي براي كاربردها فراهم مي‌كند. نرم‌افزارهاي گرافيكي براي ارتباط با كاربر PC را قادر مي‌كند كه به صورت يك وسيله پيشرفته نظارت و كنترل براي اپراتورهاي پست باقي بماند. كارت‌هاي شبكه زيادي براي ارتباط PC با شبكه LAN در دسترس است. همچنين محدوده انتخاب كامپيوترهاي قوي گسترده است. Pentium Pro, Pentium) و ...)
در يك دستگاه كامپيوتري، نرم‌افزارهاي كنترل نظارتي و ثبت اطلاعات،‌داده‌ هاي سيستم را از طريق اطلاعات،‌داده‌هاي سيستم را از طريق IEDهاي واصل به شبكه جمع‌آوري و در يك پايگاه داده مركزي ذخيره مي‌كند. سپس داده‌ها به راحتي توسط نرم‌افزارهاي كاربردي و رابطهاي گرافيكي در دسترس كاربر هستند. عمليات SCADA مي‌تواند هر دستور كنترلي اجرا شده به وسيله اپراتور را به IED مورد نظر بفرستد. در حال حاضر بسياري از نرم‌افزارهاي گرافيكي به اپراتورها كمك مي‌كنند تا كار نظارت و كنترل پستها را با راندمان بالايي انجام دهند. وضوح تصوير خوب و قابليت كامل گرافيكي بسياري از نرم‌افزارها به اپراتورها امكان مي‌دهد تا اطلاعات را به صورت‌هاي مختلف ببيند (به صورت جدولي، شماتيكي و يا هر نوع روش مناسب ديگر). حتي برخي بسته‌هاي نرم‌افزاري قوي توانايي اين را دارند كه بسياري از فرآيندهاي داخل يك پست را با متحرك‌سازي نمايش دهند. شكل 2 مروري سريع بر وضعيت يك پست اتوماسيون مجتمع را نشان مي‌دهد.

پيشرفت‌ در اقتصادي شدن طرح
طرح iscs كه از IEDها، LANها، پروتكلها، رابطهاي گرافيكي كاربران (PMI) و كامپيوترهاي ايستگاهي تشكيل شده، پايه و اساس پستها و ايستگاهها خودكار است.اما بلوكهاي ساختماني كاربردي (كه متشكل از نرم‌افزارهاي عملياتي و نگهداري است). باعث سوددهي و توليد نتايج مطلوب شده و سرمايه‌گذاري در يك iscs را توجيه مي‌كند.
كاربردهاي در دسترس يا در حال توليد امروزي كه باعث افزايش ظرفيت و سود سيستم مي‌شوند تحت عناوين زيرند:

• براي بازده عمليات: كاهش ولتاژ، كاهش VAR، متعادل كردن بار ترانسفورمرها و متعادل كردن بار فيدرها
• براي قابليت اطمينان عملياتي: تشخيص خطا، مجزا كردن خطا و اصلاح سيستم، مديريت بار، بارزدايي، كليدزني راكتور و خازن و انتقال بار.
• براي كاهش نگهداري: نظارت مدار شكن‌ها، نظارت ترانسفورمرها، ضبط ديجيتالي خطاها و ضبط ترتيب وقايع
• نگهداري بر اساس پيش‌بيني به كمك‌ قوانين
اين موارد آخري اگر چه هنوز يك تكنولوژي نوظهور است، اما قادر است آنقدر قابليت اطمينان سيستم را بالا ببرد كه به تنهايي سرمايه‌گذاري در يك iscs را از نظر اقتصادي توجيه كند.

لزوم وجود پشتيبان براي سيستم
هر چه تعداد عمليات بيشتري بر روي يك سيستم تنها متمركز شود، اهميت قابليت اطمينان سيستم افزايش پيدا مي‌كند. براي مثال مشكلات كامپيوتر با قطع برق، ممكن است اجزايي از سيستم را به طور موقت از كار خارج كند. در يك طراحي خوب براي سيستمهاي كنترل مجتمع ايستگاهي بايد امكان خرابي تجهيزات سيستم را در نظر داشت و سيستمهاي كنترلي و نظارتي پشتيبان كافي قرار داد. بنابراين بايد همه تجهيزات و عملياتهاي مهم از پشتيبان برخوردار باشند. يك سيستم كنترل و حفاظت پشتيبان كه به عمليات سيستم كامپيوتري وابسته نباشد، بايد براي انجام عمليات مناسب وجود و سيستم براي قطع ناگهاني برق آمادگي داشته باشد.

بررسي ساير موانع
در مجموع يك iscs از يك سكوي كامپيوتري پشتيباني مي‌كند تا تمام فعاليتهاي يك پست برق در يك سيستم منفرد هوشمند و خودكار مجتمع شود. شركتهاي هماهنگ با اين محيط رقابتي به چند فايده دست پيدا مي‌كنند. صرفه‌جويي در هزينه‌هاي عمليات و نگهداري افزايش قابليت اطمنيان و معماري مدولار و قابل انعطاف كه در نتيجه به نيازهاي مشتري سريعتر پاسخ مي‌دهد و سرويسهاي مشتري بهتري فراهم مي‌كند.
با وجود اين قبل از پياده سازي اتوماسيون كامل پستها، مهندسان شركت با مشكلات چندي روبرو هستند. يك بررسي كه اخيراً شركت تحقيقي نيوتن – ايوان انجام داده است اين موارد را به ترتيب اهميت و اندازه به صورت زير فهرست مي‌كند.
توجيهي نبودن كامل درستي پروژه، كمبود نقدينگي، عدم اعتقاد مديريت به فلسفه كار، كمبود مهارت مورد نياز در شركت، نبود تكنولوژي مناسب و اهميت هزينه‌هاي تغييرات مورد نياز سيستم براي بعضي از مديران.
معمولاً دو مانع اول وابسته هستند،‌به اين معني كه سرمايه‌گذاري موقعي انجام مي‌شود كه بتوان ثابت كرد نسبت سود به هزينه مثبت است. اما در شركتهاي كوچك شده امروزي پيدا كردن وقت و منابع مالي كافي براي توجيه اين كار بسيار سخت است. به خصوص اگر دانش داخلي مجموعه ناكافي باشد. دراين حالت تعدادي از مشاوران فني كار آزموده مي‌توانند درطرح و توسعه يك پروژه معقول و گويا كمك كنند. همچنين برخي از سازندگان رده اول تجهيزات اتوماسيون پستها مي‌توانند از نظر دانش فني نيز به خريداران براي توجيه و نصب سيستم كمك كنند.

مطالعه وضعيت اتوماسيون پستها در چند شركت برق

الف) شركت «انرژي استراليا»
اين شركتها بزرگترين شركت خدمات انرژي در استراليا است و يك پنجم نياز انرژي برق استراليا راتامين مي‌كند. در حال حاضر اين شركت، شش سيستم اتوماسيون پست مبتني بر صفحه نمايش دارد و سه پست ديگر از اين نوع در دست اقدام دارد. سه شركت سازنده اين سيستم‌ها را پشتيباني مي‌كنند و اولين نمونه در سال 1993 فروخته شده است.
قبل از كامپيوتري كردن سيستم از يك تابلوي كنترل تركيبي (CCB) استفاده مي‌شد كه تمام قسمتهاي نمايش و كنترل بر روي آن سوار مي‌شد. بعضي از اين تابلوها از قسمتهاي كنترلي كوچكتر تشكيل مي‌شد كه براي تعمير قابل جابه‌جايي بود و برخي از آنها از تابلوهاي ثابت تشكيل مي‌شد. در هر دو صورت هزينه طراحي، ساخت وتعمير و نگهداري آنها بالا بود. درانرژي استراليا از چهار نمونه CCB استفاده شده بود.
در طرحي كه از RTU‌هاي پراكنده در سيستم استفاده مي شود، اگر چه RTUهاي اضافي و شبكه ارتباط به همراه آن يك هزينه اضافي است، اما اطلاعات اضافي كه از سيستم به دست مي‌آيد نظير عملكرد رله‌ها، خود نظارتي و ثبت خطاها جبران اين هزينه اضافي را مي‌كند. يك نمونه سيستم اتوماسيون در شكل 3 ديده مي‌شود.
در طراحي اتوماسيون پستها قوانين زير توسط «انرژي استراليا» به كار گرفته شده است.
• سيم‌كشي براي سيستم اتوماسيون بايدحداقل ممكن باشد. يعني به طور معمول يك RTU ساده و ارزان قيمت درداخل تابلو قرار مي‌گيرد و به يك يا دو وسيله يا تابلوي ديگر وصل مي شود، يا حداكثر به پنج رله هوشمند محلي متصل به bus وصل مي شود.
• تعداد صفحه رابط با كاربرد معمولاً دو تا نيست، اما طرح به گونه‌اي است كه صفحه نمايش مي‌تواند توسط هر يك از SMUها استفاده شود.
• عمليات اتوماسيون براي هر كار عملياتي مناسب با سطح همان كار انجام مي‌شود.
اين قوانين ثابت نيستند، اما بر اساس پارامترهاي زير به صورت قابل انعطاف اعمال مي شوند:
• اهميت ايستگاه
• تجهيزات و امكانات فيزيكي موجود
• تكنولوژي قابل دسترسي
يكي از فوايد سيستم PMI نسبت به سيستم CCB براي شركت انرژي استراليا اين بود كه هزينه آن كمتر از نصف هزينه يك سيستم مشابه CCB بود.
با تركيب برخي وسايل براي PMI يك پشتيبان قرار مي‌دهند (چرا كه در صورت خرابي PMI كار عملياتي براي اپراتور روي تجهيزات كليدزني خطرناك خواهد بود). مثلاً از تابلوي mimic به عنوان پشتيبان استفاده مي شود.
سيستمهاي نمايش PMI معمولاً دوگانه نبوده بلكه منفرد است، چون قابليت اطمينان آنها بالا است و در ضمن به طور دايم استفاده نمي‌شود و در ساعات غيرضروري خاموش هستند.

ب) شركت «قدرت الكتريكي آمريكا»
قدرت الكتريكي آمريكا (AEP) در كلمبوواهايو تشكيل شده ودر هفت ايالت، با جمعيت حدود هفت ميليون نفر، فعاليت دارد. AEP تا سال 1997 ده سيستم اتوماسيون ايستگاهي نصب شده است.
فوايد مشاهده شده در اتوماسيون پستها كه شامل PMI هستند عبارتند از:
• كاهش هزينه به خاطر كاهش تجهيزات و فضاي ساختماني
• كمتر شدن هزينه طراحي و نگهداري
• بيشتر شدن انعطاف و توان عمليات سيستم: آرايش PMI به راحتي مي‌تواند به گونه‌اي انتخاب شود كه داده‌هاي عملياتي را در فرمتهاي مختلف بيان كند يا با ديگر داده‌ها تركيب كند.
• تمركز اطلاعات: داده‌هاي سيستم در يك محل قرار مي‌گيرد و استفاده از آنها را براي عمليات ساده مي‌كند.
در AEP مي‌توان حدود 20% كاهش هزينه در سيستم كنترل و حفاظت يك پست توزيع را نشان داد. بيشترين صرفه‌جويي از حذف تابلوهاي كنترل ناشي شده است.
از روش مجتمع كردن اتوماسيون سيستم به طور وسيع استفاده شده است تا بسياري از فاكتورهاي هزينه‌اي مانند ساخت و نصب و نگهداري درازمدت سيستم كنترل ايستگاه كاهش داده شود.
تقريباً پنج رله هوشمند (بسته به اندازه ايستگاه) نيازهاي عملياتي در يك ايستگاه توزيع را انجام مي‌دهند (اندازه‌گيري، اخطارها، حفاظت، كنترل و SCADA). اين رله‌ها به وسيله يك شبكه محلي و از طيق Modbus بر پايه پروتكل ارتباطي به يكديگر وصل هستند.
ايستگاههاي كامپيوتري رابطهاي اوليه اي تهيه ديده‌اند تا اطلاعات در يك روش معمول وسازماندهي شده بيان شوند. نمايشگرهاي رله‌اي پشتيباني براي سيستم كنترل و نمايش ايستگاه كامپيوتري است. هر قسمت از اطلاعات در دسترس روي ايستگاه PMI در قسمت جلوي يك IED نيز دردسترس است. اين روش براي پيدا كردن اطلاعات كمي سخت‌تر است و به اندازه سيستم گرافيكي مورد استقبال نيست.
IED هاي مورد استفاده قابل برنامه‌ريزي هستند. IED رابط كاربر AEP را به گونه‌اي طراحي كرده است كه اجازه تغيير موقعيت سوئيچهاي كنترل را مي‌دهد. رابط كنترلي IED به سادگي استفاده از ايستگاه فرعي PMI نيست، اما AEP اعتقاد دارد كه اين روش مي‌تواند به عنوان يك كنترل پشتيبان در صورت از دست رفتن ايستگاه فرعي PMI عمل كند.

ب) شركت ComEd آمريكا
اين شركت چهارمين شركت بزرگ برق در آمريكا است. طرح اتوماسيون پستها تنها روي دو پست جديد اجرا شده و براي بعضي پستها در دست انجام است. در اين شركت يك پروژه جديد به منظور جمع‌آوري داده‌هاي بادقت بالا (جهت حفاظت و تحليل جريان خطا) تعريف شده است. اگرچه (به عنوان قسمتي از شبكه WAN) كارهاي نظارت و كنترل از طريق مركز كنترل انجام مي‌شود اما حفاظت سيستم به پروژه اتوماسيون واگذار نشده است.
ComEd كنترلهاي محلي تجهيزات را برنداشته و آنها در زمان خرابي سيستم اتوماسيون پست به عنوان پشتيبان عمل مي‌كنند.
رابط WAN براي ComEd كاربرد اصلي را دارد. اين شبكه اجازه مي‌دهد تا هر يك از محل‌هاي كامپيوتري بتواند اطلاعات خود را بامحل ديگر مبادله كند و در نتيجه امكان كاربرد اتوماسيون توزيع را فراهم كند. همچنين اين مساله در سطوح بالاتر باعث مجتمع‌تر شدن بين اپراتور محلي و مركزي مي‌شود.
اخيراً يك آزمايشگاه كاري ايجاد شده است تا تغييرات نرم‌افزاري قبل از نصب آن روي ايستگاه كامپيوتري، آزمايش شود.

 

تخمين بازدهي و تلفات ترانسفورماتورهاي توزيع

---

اگر چه‌ ترانسفورماتورها در صنعت‌ برق‌ به‌ عنوان‌ تجهيزات‌ با بازدهي‌ بالا شناخته‌مي‌شوند اما تفاوت‌ بسيار زياد ميزان‌ مصرف‌ انرژي‌ الكتريكي‌ در زمانهاي‌ اوج‌ مصرف‌ وكم‌ باري‌ و نيز لزوم‌ توجه‌ به‌ رشد سالانه‌ بار ترانسفورماتورها باعث‌ دشواري‌ انتخاب‌بهينه‌ ظرفيت‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ و در نتيجه‌ بالا بودن‌ تلفات‌ كلي‌ آنها مي‌شود. اين‌تفاوت‌ ميزان‌ مصرف‌ زمانهاي‌ مختلف‌ را نمي‌توان‌ به‌ مقدار زيادي‌ تغيير داد بنابراين‌ بايدبا بكارگيري‌ روشهاي‌ مديريت‌ بار ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ و نيز استفاده‌ از طراحي‌ ومواد مناسب‌تر و با در نظر گرفتن‌ طرحهاي‌ فني‌ - اقتصادي‌ با زمانهاي‌ برگشت‌ سرمايه‌كوتاه‌ مدت‌، نسبت‌ به‌ بهبود بازده‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ و كاهش‌ تلفات‌ آنها اقدامات‌موثري‌ انجام‌ داد. بررسيهاي‌ انجام‌ شده‌ در نوشتار حاضر نشان‌ مي‌دهد كه‌ بازده‌ واقعي‌ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ نصب‌ شده‌ در كشور (ظرفيت‌ متوسط) در شرايط بارگيري‌،سالانه‌ در حدود 96 تا 97 درصد است‌.
طراحي‌ اوليه‌ و ساخت‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ با استفاده‌ از مواد و طرحهاي‌مناسب‌تر باعث‌ افزايش‌ بازدهي‌ آنها تا حدود 98 الي‌ 99 درصد با زمان‌ برگشت‌ سرمايه‌ 3 تا 5/3 سال‌ خواهد شد.
ارزيابي‌ تلفات‌ و روشهاي‌ كاهش‌ آن‌ دربخشهاي‌ توليد، انتقال‌ و توزيع‌ انرژي‌الكتريكي‌ از جمله‌ مسائل‌ مورد توجه‌ در چندسال‌ اخير در كشور بوده‌ است‌ و در اين‌ ميان‌ باتوجه‌ به‌ سهم‌ بسيار بالاي‌ تلفات‌ سيستم‌ توزيع‌، اهميت‌ كاهش‌ اين‌ نوع‌ تلفات‌ بيش‌ ازساير بخشهاست‌. از جمله‌ مسائل‌ فني‌ وغيرفني‌ كه‌ باعث‌ افزايش‌ ناخواسته‌ تلفات‌سيستم‌ توزيع‌ كشور شده‌ است‌ مي‌توان‌ به‌طراحيهاي‌ غيرمهندسي‌، استانداردهاي‌ قديمي‌ و ناكارآمد، گستردگي‌ و پراكندگي‌فراوان‌ شبكه‌هاي‌ فشار ضعيف‌ و روستايي‌،استفاده‌هاي‌ غيرمجاز برق‌ و... اشاره‌ كرد كه‌ درهر حال‌ آشنايي‌ با سهم‌ هر يك‌ از مولفه‌هاي‌تلفات‌ شبكه‌ توزيع‌ و ظرفيت‌ واقعي‌ كاهش‌اين‌ تلفات‌ از طرق‌ عملي‌ و اقتصادي‌ ارزش‌فراواني‌ داشته‌ و تصميم‌گيري‌ در اين‌ زمينه‌ را آسانتر مي‌كند.
در ميان‌ تجهيزات‌ مختلف‌ شبكه‌ توزيع‌،ترانسفورماتورها كه‌ وظيفه‌ تبديل‌ ولتاژ را درپستها و خطوط برعهده‌ دارند، همواره‌ به‌عنوان‌ دستگاههايي‌ با بازدهي‌ بسيار بالامطرح‌ بوده‌اند. بر اين‌ اساس‌ در كشور ما سهم‌كمي‌ از تلفات‌ انرژي‌ الكتريكي‌ را ناشي‌ از آنهادانسته‌ و يا آن‌ كه‌ لااقل‌ پتانسيل‌ فني‌ -اقتصادي‌ ناچيزي‌ را براي‌ كاهش‌ تلفات‌ توزيع‌كشور از طريق‌ بهبود بازدهي‌ آنها در نظرداشته‌اند كه‌ دليل‌ عمده‌ اين‌ امر نيز از يك‌طرف‌ عدم‌ لحاظ شرايط بارگيري‌ واقعي‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ در طولاني‌ مدت‌ وتاثير فراوان‌ اين‌ نحوه‌ بارگيري‌ بر بازده‌ وتلفات‌ واقعي‌ اين‌ تجهيزات‌ (مسائل‌ فني‌)است‌. از طرف‌ ديگر با توجه‌ به‌ غيررقابتي‌بودن‌ صنعت‌ ساخت‌ ترانسفورماتورها واستفاده‌ از فن‌آوريهاي‌ نسبتٹ ارزان‌ و قديمي‌ وحمايت‌ از اين‌ سيستم‌ در كشور در بيشترحالتها با اهميت‌ دادن‌ فراوان‌ به‌ مسائل‌ فني‌ديگر نظير بهبود ولتاژ و عامل‌ قدرت‌ شبكه‌ ازطريق‌ خازن‌ گذاري‌ و... و نيز مهم‌ دانستن‌مسائل‌ غيرفني‌ نظير استفاده‌هاي‌ غيرمجاز ازبرق‌ و... لزوم‌ توجه‌ بيشتر به‌ اين‌ مساله‌ مهم‌ ازنظر اولويت‌ بندي‌ در رده‌هاي‌ پايين‌تري‌ قرار گرفته‌ است‌.
بررسيهاي‌ انجام‌ شده‌ در اورپا و آمريكاي‌شمالي‌ نشان‌ داده‌ است‌ كه‌ در ميان‌ عوامل‌موثر و روشهاي‌ مناسب‌ براي‌ كاهش‌ تلفات‌شبكه‌هاي‌ توزيع‌، بهبود بازده‌ و مديريت‌ بارترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌، بالاترين‌ ارزش‌ افزوده‌ را دارد. استفاده‌ از روشهاي‌ ديگر نظيرخازن‌ گذاري‌، بهبود و افزايش‌ ولتاژ شبكه‌ ياافزايش‌ سطح‌ مقطع‌ هاديهاي‌ مورد استفاده‌ در خطوط انتقال‌ و توزيع‌ در اولويتهاي‌ بعد قرارمي‌گيرند. همچنين‌ تحقيقات‌ صورت‌ گرفته‌ دركشورهاي‌ مختلف‌ نشان‌ داده‌ است‌ كه‌ در ميان‌تجهيزات‌ الكتريكي‌، پس‌ از موتورها،ترانسفورماتورهاي† ? توزيع‌، بيشترين‌ پتانسيل ‌را براي‌ كاهش‌ اقتصادي‌ تلفات‌ دارند.
بنابراين‌ مشخص‌ است‌ كه‌ بررسي‌ بازده‌ وتلفات‌ واقعي‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ نصب‌شده‌ در كشور و امكان‌ كاهش‌ اين‌ تلفات‌ با درنظر گرفتن‌ مسائل‌ اقتصادي‌ اهميت‌ فراواني‌داشته‌ و در اين‌ نوشتار اين‌ موضوع‌ موردارزيابي‌ قرار مي‌گيرد.

تلفات‌ و بازده‌ واقعي‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ كشور
اگر چه‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ مانندساير ترانسفورماتورها از جمله‌ تجهيزات‌ بابازده‌ بالاي‌ ساخته‌ شده‌ توسط بشر به‌ حساب‌مي‌آيند اما دو نوع‌ اصلي‌ تلفات‌ انرژي‌ در اين‌گونه‌ تجهيزات‌ مي‌تواند سبب‌ كاهش‌ بازده ‌كلي‌ آنها شود كه‌ عبارتند از: تلفات‌ بي‌ باري‌ناشي‌ از تلفات‌ هسته‌ و پراكندگي‌ترانسفورماتورها و تلفات‌ بار كه‌ به‌ طور عمده‌شامل‌ تلفات‌ اهمي‌ و پراكندگي‌ سيم‌ پيچ‌هاي‌ترانسفورماتور است‌.
براي‌ دانستن‌ بازده‌ يا تلفات‌ واقعي‌ترانسفورماتورها، نياز به‌ دانستن‌ ضريب‌ بار ونحوه‌ بارگيري‌ از آنها و نيز عامل‌ قدرت‌(COSF) اين‌ تجهيزات‌ است‌. ضريب‌ بارترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ كه‌ به‌ نحو قابل‌ملاحظه‌اي‌ بر روي‌ تلفات‌ بار و در نتيجه‌ بازده‌كلي‌ آنها تاثير مي‌گذارد عموما براي‌ ترانسفورماتورهاي‌ مختلف‌ موجود در شبكه‌ ودر زمانهاي‌ متفاوت‌، تغييرات‌ وسيعي‌مي‌يابد(حالتهاي‌ بي‌ باري‌ كامل‌ و شرايط اوج‌بار). لازم‌ به‌ ذكر است‌ اين‌ تغييرات‌ ضريب‌ بار،تاثير چنداني‌ بر تلفات‌ بي‌ باري‌ ترانسفورماتورها نداشته‌ و عمومٹ فرض‌مي‌شود كه‌ در هر ضريب‌ باري‌ تلفات‌ بي‌باري‌ترانسفورماتورها ثابت‌ است‌. محاسبه‌ وتخمين‌ دقيق‌ اين‌ ضريب‌ بار متوسط و موثربراي‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌، بسيار دشوار بوده‌ و بخصوص‌ با توجه‌ به‌ گستردگي‌ فراوان‌انواع‌ مختلف‌ ترانسفورماتورها در بخشهاي‌خانگي‌، تجاري‌، صنعتي‌ و... و رژيمهاي‌ بارگيري‌ متفاوت‌ از اين‌ تجهيزات‌، عملاتعيين‌ مقدار دقيق‌ اين‌ ضريب‌، ممكن‌ نيست‌. براي‌ حل‌ اين‌ مشكل‌ و ارزيابي‌ نحوه‌بارگيري‌ و ضريب‌ بار موثر ترانسفورماتورهاي‌توزيع‌ در يك‌ محدوده‌ زماني‌ مشخص‌ (مثلايك‌ سال‌) روشهاي‌ مختلف‌ و پيچيده‌اي‌ ارايه‌شده‌ كه‌ تخمين‌هاي‌ قابل‌ قبولي‌ از شرايطواقعي‌ ترانسفورماتور ارايه‌ كرده‌ است‌.
بررسيهاي‌ انجام‌ شده‌ توسط محققان‌مختلف‌ و همچنين‌ دپارتمان‌ انرژي‌ آمريكانكات‌ جالبي‌ را در مورد ضرايب‌ بارترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ نشان‌ مي‌دهد. بار متوسط، اوج‌ بار و ضريب‌ بارمتوسط ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ سه‌ فازنمونه‌ را در آمريكا در محدوده‌ سالهاي‌ 1995تا 1996 ميلادي‌ نشان‌ مي‌دهد. همان‌ گونه‌كه‌ ديده‌ مي‌شود متوسط ضريب‌ بار سالانه‌ترانسفورماتورهاي‌ مورد نظر براي‌ظرفيت‌هاي‌ مختلف‌ در محدوده‌ 4/0 تا 15/0 است‌ كه‌ اين‌ امر مي‌تواند نمايانگر تعداد بسيار زياد ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ نصب‌شده‌ در آمريكا باشد. در كشورهاي‌ مختلف‌،اين‌ ضريب‌ بار متوسط و موثر بستگي‌ به‌مقدار و الگوي‌ مصرف‌ انرژي‌، تعدادترانسفورماتورهاي‌ موجود، اعمال‌ روشهاي‌ مديريت‌ بار اين‌ تجهيزات‌، صنعتي‌ بودن‌كشور و... دارد اما در هر حال‌ به‌ نظر مي‌رسدكه‌ ضريب‌ بار متوسط ترانسفورماتورهاي‌توزيع‌ در كشورهاي‌ مختلف‌ تقريبا در همين‌محدوده‌ قرار مي‌گيرد و عملا نحوه‌ بارگيري‌ ازترانسفورماتور توزيع‌ در يك‌ كشور يك‌منحني‌ شبه‌ نرمال‌ خواهد بود كه‌ متوسطضريب‌ بار ترانسفورماتورها نيز همان‌ مقادير را خواهد داشت‌.
در اين‌ نوشتار با توجه‌ به‌ نبود اطلاعات ‌مناسب‌ براي‌ تعيين‌ دقيق‌ ضرايب‌ بارترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ در كشور و نيز ساده‌تر كردن‌ بحث‌، ضريب‌ بار ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ به‌ صورت‌ سه‌ كميت‌ متفاوت‌ براي‌ سه‌ محدوده‌ زماني‌مختلف‌، ارايه‌ شده‌ است‌. به‌ اين‌ ترتيب‌ كه‌ فرض‌ شده‌ است‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ در15 درصد از ساعتهاي‌ سال‌ در شرايط نزديك ‌به‌ اوج‌ با ضريب‌ بار تقريبي‌ 9/0 تا يك‌، در40 درصد از ساعتهاي‌ سال‌ در شرايط بارگيري‌ متوسط با ضريب‌ بار تقريبي ‌5/0 تا 6/0 و در 45 درصد از ساعتهاي‌ سال‌ درشرايط كم‌ باري‌ با ضريب‌ بار تقريبي‌ 1/0 درحال‌ بهره‌ برداري‌ هستند. تحت‌ چنين‌ حالتي‌ضريب‌ بار متوسط سالانه‌ ترانسفورماتورهاي‌توزيع‌ نصب‌ شده‌ در حدود 4/0 به‌ دست‌مي‌آيد و اين‌ امر با در نظر داشتن‌ آن‌ كه‌ظرفيت‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ نصب‌ شده‌در كشور در حدود سه‌ تا چهار برابر مقدارانرژي‌ توليدي‌ در هر سال‌ است‌ و تقريبٹ هيچ‌گونه‌ مديريت‌ باري‌ در زمينه‌ اين‌ تجهيزات‌صورت‌ نمي‌گيرد منطقي‌ است‌. براي‌ محاسبه‌ بازده‌ ترانسفورماتورها، تعيين‌ مقدار متوسطعامل‌ قدرت‌ (CosF)نيز لازم‌ است‌ كه‌ دراين‌ نوشتار مقدار 85/0 براي‌ آنها لحاظ شده‌است‌. همچنين‌ با توجه‌ به‌ آن‌ كه‌ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ در رده‌هاي‌ ولتاژي ‌مختلف‌ و در ظرفيتهاي‌ متفاوت‌ در حال‌بهره‌برداري‌ در شبكه‌ است‌، متوسط ظرفيت‌آنها محاسبه‌ شده‌ كه‌ درحدود 150 تا 160كيلوولت‌ آمپر است‌. ولتاژ اوليه‌ اين‌ترانسفورماتورها نيز 20 كيلوولت‌ آمپر در نظرگرفته‌ شده‌ است‌.
مقادير تلفات‌ بي‌باري‌ و تلفات‌بار ترانسفورماتورهاي‌ مورد نظر براساس‌ استاندارد IEC76انتخاب‌ شده‌ كه‌ همان‌مقادير پذيرفته‌ شده‌ در كشور ما حين‌ طراحي‌و ساخت‌ ترانسفورماتورهاست‌. تنها با در نظرگرفتن‌ نحوه‌ بارگيري‌ و ضرايب‌ بار عملي ‌ترانسفورماتورهاي‌ در حال‌ بهره‌برداري‌، بازده‌واقعي‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ نصب‌ شده‌در كشور در حدود 96 تا 97 درصد به‌ دست‌مي‌آيد و در صورت‌ لحاظ كردن‌ ساير عوامل‌تاثير گذار بر روي‌ بازده‌ ترانسفورماتورهاي‌درحال‌ بهره‌برداري‌ نظير تاثير تغييرات‌ ولتاژشبكه‌ و هارمونيكها، كاهش‌ بازده‌ترانسفورماتورها به‌ مرور زمان‌ و... بازده‌ اين‌تجهيزات‌ حتي‌ از اين‌ مقادير نيز كمتر خواهدبود. براي‌ تخمين‌ مقدار انرژي‌ تلف‌ شده‌ دراين‌ تجهيزات‌ در سال‌ پاياني‌ برنامه‌ سوم‌توسعه‌ (1383)، با در نظر گرفتن‌ مقدار انرژي‌پيش‌ بيني‌ شده‌ براي‌ توليد در اين‌ سال‌ و نيزلحاظ كردن‌ تلفات‌ انرژي‌ در مراحل‌ توليد وانتقال‌ و با فرض‌ آن‌ كه‌ 85 درصد از انرژي‌عبور كرده‌ از شبكه‌ انتقال‌ از طريق‌ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ به‌ مصرف‌كنندگان‌نهايي‌ مي‌رسد، مقدار انرژي‌ تلف‌ شده‌ ناشي‌از ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ در اين‌ سال‌ درحدود 2/4 تا 5 ميليارد كيلووات‌ ساعت‌ خواهدبود. براساس‌ ضرايب‌ بار انتخابي‌، سالانه‌ در حدود 12 هزارو 350 كيلووات‌ ساعت‌ انرژي‌ الكتريكي‌ دريك‌ ترانسفورماتور 160 كيلوولت‌ آمپر تلف‌مي‌شود و با در نظر گرفتن‌ تعدادترانسفورماتورهاي‌ موجود در شبكه‌ توزيع‌كشور در پايان‌ برنامه‌ توسعه‌ (حدود 350 هزارعدد)، همان‌ مقدار چهار تا پنج‌ ميلياردكيلووات‌ ساعت‌ تلفات‌ كلي‌ به‌ دست‌ مي‌آيد.

نقش‌ مواد و طراحي‌ اوليه‌ در كاهش‌ تلفات‌
با توجه‌ به‌ تلفات‌ بسيار زياد تخمين‌ زده‌شده‌ در اين‌ نوشتار در رابطه‌ با ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌، بديهي‌ است‌ كه‌استفاده‌ از مواد و فن‌آوريهاي‌ مناسب‌ كه‌بتوانند به‌ نحو اقتصادي‌ و با زمانهاي‌ برگشت‌سرمايه‌ معقول‌ و كوتاه‌ مدت‌ باعث‌ افزايش‌بازده‌ ترانسفورماتورها شوند اهميت‌ بسيار زيادي‌ خواهد داشت‌. در اين‌ رابطه‌ به‌ منظورمقايسه‌، سه‌ حالت‌ ديگر براي‌ طراحي‌ اوليه‌ترانسفورماتورها در نظر گرفته‌ مي‌شود امانحوه‌ بارگيري‌ از ترانسفوماتورها بدون‌هيچ‌گونه‌ تغييري‌ مانند حالت‌ قبل‌ لحاظ مي‌شود. اين‌ سه‌ حالت‌ شامل‌ ساخت‌ترانسفورماتور مطابق‌ با استاندارد اروپايي‌ CENELEC HD 428(سطح‌ CCس)،استفاده‌ از هسته‌هاي‌ آمورف‌ همراه‌ باتلفات‌بار معادل‌ IEC و نيز استفاده‌ از هسته‌هاي‌ آمورف‌ همراه‌ با سطح‌ تلفات‌ بار معادل‌استاندارد HD 428(سطح‌ C) هستند. بااستفاده‌ از اين‌ حالتها،بازده‌ واقعي‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ تا حدود 98 الي‌ 99درصد افزايش‌ خواهد يافت‌. اما نكته‌ قابل‌ملاحظه‌ افزايش‌ قيمت‌ اين‌ نوع‌ترانسفورماتورهاي‌ جديد نسبت‌ به‌ترانسفورماتورهاي‌ ساخته‌ شده‌ مطابق‌ بااستاندارد IEC است‌. با بررسي‌ اطلاعات‌مختلف‌ به‌ نظر مي‌رسد كه‌ افزايش‌ قيمت‌ ترانسفورماتورهاي‌ حالت‌ اول‌ -HD428)سطح‌ CCس) نسبت‌ به‌ ترانسفوماتورهاي‌ IECدر حدود 20 درصد و در حالتهاي‌ دوم‌ وسوم‌ اين‌ افزايش‌ قيمت‌ به‌ ترتيب‌ 30 و 45درصد خواهد بود كه‌ هر يك‌ از اين‌ حالتهاي ‌سه‌ گانه‌ به‌ ترتيب‌ در حدود 1/1، 6/1 و 2درصد بازده‌ كلي‌ را افزايش‌ خواهد داد. در اين‌مرحله‌ توجه‌ به‌ اين‌ نكته‌ ضروري‌ است‌ كه ‌اگرچه‌ در نگاه‌ اوليه‌ به‌ نظر مي‌رسد ميزان‌تلفات‌ ترانسفورماتورهاي‌ داراي‌ بازده‌ كلي‌(سالانه‌) بالاتر، بايد كمتر از تلفات‌ترانسفورماتورهايي‌ باشد كه‌ بازده‌ كلي‌ وسالانه‌ آنها پايين‌تر است‌ اما با توجه‌ به‌ آن‌ كه ‌مقادير تلفات‌ بارداري‌ در حالتهاي‌ مختلف‌مي‌تواند بيش‌ از چند برابر تلفات‌ بي‌ باري‌ترانسفورماتورها باشد بنابراين‌ با در نظرگرفتن‌ ضرايب‌ بار انتخابي‌ و ساعتهايي‌ ازسال‌ كه‌ ترانسفورماتورها در ضرايب‌ بار مختلف‌ قرار مي‌گيرند ميزان‌ تلفات‌ آنهاممكن‌ است‌ از روند بازده‌ متوسط سالانه‌ آنهاتبعيت‌ نكند.
براي‌ تعيين‌ ميزان‌ تلفات‌ سالانه‌ هر يك‌از ترانسفورماتورهاي‌ مورد بررسي‌ و مدت‌زمان‌ برگشت‌ سرمايه‌هاي‌ لازم‌ براي‌ خريد ترانسفورماتورهاي‌ با بازده‌ بالاتر،ترانسفورماتورهاي‌ 160 كيلوولت‌ آمپر(متوسط ظرفيت‌ در كشور) با نحوه‌ بارگيري‌انتخابي‌ در نوشتار حاضر و عامل‌ قدرت‌ 85/0 انتخاب‌ مي‌شوند. با در نظر گرفتن‌ بازده‌ واقعي‌اين‌ ترانسفورماتورها، تلفات‌ انرژي‌ سالانه‌ دريك‌ ترانسفورماتور 160 كيلوولت‌ آمپر موجوددر كشور در حدود 12 هزار و 350كيلووات‌ ساعت‌، در مورد ترانسفورماتورساخته‌ شده‌ مطابق‌ با استاندارد HD 428(سطح‌ CCس) در حدود 7990 كيلووات‌ ساعت‌،براي‌ ترانسفورماتور Amorph-IECدرحدود 8880 كيلووات‌ساعت‌ و براي‌ترانسفورماتور Amorph-HD428(Cس)درحدود 5970 كيلووات‌ساعت‌ خواهد بود. باتوجه‌ به‌ اينكه‌ قيمت‌ ترانسفورماتورهاي‌ 160كيلوولت‌ آمپر موجود در كشور در حدود 10 تا15 ميليون‌ ريال‌ است‌ و نيز با اين‌ فرض‌ كه‌متوسط قيمت‌ هر كيلووات‌ ساعت‌ انرژي‌الكتريكي‌ تلف‌ شده‌ در ترانسفورماتورهاي‌توزيع‌ در حدود 200 ريال‌ است‌، مدت‌ زمان‌برگشت‌ سرمايه‌ براي‌ حالتهاي‌ ذكر شده‌ به‌ترتيب‌ در حدود4/3، 4/6 و 2/5 سال‌ خواهدبود و اين‌ امر با درنظر داشتن‌ عمر 30 تا 40ساله‌ ترانسفورماتورها اهميت‌ بسيار زيادي‌دارد. بديهي‌ است‌ كه‌ در صورت‌ درنظر گرفتن‌ساير محاسن‌ مربوط به‌ افزايش‌ بازده‌ترانسفورماتورها نظير افزايش‌ عمر آنها،كاهش‌ نياز اوج‌ بار و نياز معمولي‌ شبكه‌،كاهش‌ انتشار آلاينده‌هاي‌ زيست‌ محيطي‌ناشي‌ از نياز به‌ افزايش‌ توليد و... اين‌ مدت‌زمان‌ برگشت‌ سرمايه‌ بسيار كوتاهتر خواهدشد.
با توجه‌ به‌ تمام‌ مسائل‌ ذكر شده‌،پتانسيل‌ قابل‌ توجيه‌ كاهش‌ تلفات‌ انرژي‌الكتريكي‌ در شبكه‌ توزيع‌ از طريق‌ بهبودبازده‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ با زمان‌برگشت‌ سرمايه‌ كمتر از 5/3 سال‌، در سال‌1383 در حدود 5/1 ميليارد كيلووات‌ ساعت‌تخمين‌ زده‌ مي‌شود و بنابراين‌ لازم‌ است‌ تا به‌اين‌ امر مهم‌ بيشتر توجه‌ شود.

نتيجه‌گيري‌
1- بازده‌ واقعي‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌نصب‌ شده‌ در كشور (ظرفيت‌ متوسط) درشرايط بارگيري‌، سالانه‌ در حدود 97 تا 98درصد است‌.
2- در سال‌ پاياني‌ برنامه‌ سوم‌ توسعه‌ كشور درحدود چهار تا پنج‌ ميليارد كيلووات‌ ساعت‌ ازانرژي‌ الكتريكي‌ توليدي‌ در كشور به‌ دليل ‌تلفات‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ به‌ هدرمي‌رود كه‌ اين‌ رقم‌ معادل‌ انرژي‌ مصرفي‌توسط حدود 5/1 تا 2 ميليون‌ خانواده‌ است‌.
3- استفاده‌ از مواد و طراحيهاي‌ بهينه‌مي‌تواند بازده‌ واقعي‌ ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ كشور را به‌ نحو اقتصادي‌ و با زمان‌برگشت‌ سرمايه‌ 3 تا 3/5 سال‌ تا حد مطلوبي‌افزايش‌ دهد.
4- پتانسيل‌ افزايش‌ بازده‌ واقعي‌ترانسفورماتورهاي‌ توزيع‌ كشور 98 تا 99درصد است‌ و به‌ اين‌ وسيله‌ مي‌توان‌ تلفات‌شبكه‌ توزيع‌ را سالانه 5/1ميليارد كيلووات‌ساعت‌ كاهش‌ داد.

اتوماسيون كنترل بانكهاي خازني درشبكه‌ توزيع

---

شركت برق آيداهو واقع در ايالت آيداهوي آمريكا، در سال 1996 برنامه‌اي را براي تصحيح ناكارايي جبران‌سازي توان راكتيو كه منجر به كاهش ولتاژ در سيستم توزيع شده بود، شروع كرد. ضمن اينكه در پيك مصرف، مشكل نگهداري حاشيه مطمئن توان راكتيو سيستم نيز وجود داشت. اگر چه جبران‌سازي بار راكتيو را به شيوه‌هاي مختلفي مثلاً درمحل توليد انرژي، با استفاده از كندانسورهاي سنكرون و يا در محل پستهاو در شبكه توزيع (با استفاده از بانكهاي خازني) مي‌توان انجام داد، اما بهترين شيوه براي جبران‌سازي بار راكتيو، استفاده از بانكهاي خازني در محل بار است.
هنگام استفاده از بانك‌هاي خازني توزيع، در اكثر اين موارد، عمل كنترل با استفاده از كليدهايي صورت مي‌گيرد كه بصورت دستي و با لحاظ كردن شرايط فصلي، خازنها را وارد يا از مدار خارج مي‌كنند. چنين كنترلي، موثر و كارا نيست زيرا در شرايط پيك بار، سيستم توزيع دچار كمبود توان راكتيو و در شرايط بار كم، دچار اضافه توان راكتيو مي شود. اگر چه بانك‌هاي خازني توزيع،تك‌تك و كوچك هستند اما اثر مجموع آنها بر سيستم قابل ملاحظه‌اي است. هدف از برنامه‌اي كه از سوي اداره طراحي توزيع ارايه شده بود، ابداع سيستمي در دل سيستم مديريت انرژي موجودبود كه در آن بانكهاي خازني در فيدرهاي توزيع با توجه به ميزان توان راكتيو مورد نياز در پست‌ها انتخاب شوند.
ايده اصلي شركت
Stellar Dynamics Inc براي كنترل خازن‌هاي توزيع، اندازه‌گيري مقادير توان راكتيو و اكتيو در سطح پست‌هاي توزيع و سپس ارسال دستورات مناسب به تجهيزات كنترلي مخصوص نصب شده روي هر بانك خازني توزيع است. تجهيزات لازم براي ارتباط كنترل‌كننده پست با سيستم ديسپاچينگ يعني الگوريتم كنترل ديناميك بانك‌هاي خازني توزيع
DCC(Distribution Capacitor Control)امكان استفاده بهينه سيستم‌هاي انتقال و توزيع را فراهم مي‌آورد.
DCC يك دستگاه كنترل است كه با حذف يا كاهش جزء راكتيو وبهبود ضريب قدرت، ظرفيت شبكه را بالا مي‌برد. با بهبود ضريب قدرت، جريان سيستم كم شده و سيستم امكان مي‌يابد تا بار بيشتري را تغذيه كند. اين مزيت به ويژه در مورد تجيهزاتي كه ممكن است تحت تاثير اضافه بار حرارتي قرار گيرند، اهميت پيدا مي‌كند. همچنين، بهبود ضريب قدرت به ژنراتور امكان مي‌دهد تا توان اكتيو بيشتري راتوليد كند. به علاوه در صورت پيش آمدن شرايط غيرعادي در محل خازنها، دستگاه DCC هشدارهاي لازم را صادر مي‌كند. ترانسفورماتور توزيع، نقطه كنترل طراحي شده دراين الگوريتم است.
در سال 1996، نخستين DCC در يك پست 7/12 كيلوولت سه فيدره در غرب بويس (Boise) در آيداهو كه مشكل توان راكتيو و افت ولتاژ داشت نصب شد. به عنوان بخشي از اتوماسيون خازني، تعداد 14 بانك خازني تحت كنترل قرار گرفتند. بخشي از اين بانك‌ها از قبل وجود داشته و تعدادي ديگر تازه نصب شده بودند تا توان راكتيو اضافي توليد كنند. بعد از نوسانات اوليه، سيستم آنچه را از آن انتظار مي‌رفت، عملي ساخت. جبران‌سازي كامل در پست توزيع در يك محدوده وسيع بار انجام گرفت.
اتوماسيون خازن در سال 1997 در 16 پست و در سال 1998 در 14 پست ديگر نيز اجرا شد. پست‌هايي كه در سال 1997، تحت اتوماسيون قرار گرفتند، از مدول ارتباطي HarrisD-10 براي ارتباط RTU استفاده مي‌كردند. اين مدول بصورت يك كنترل‌كننده خازن عمل مي‌كند. در سال 1998 در آيداهو، شركت برق اين ايالت، تصميم گرفت سيستم مدول ارتباطي HarrisD-20 را طوري تغيير دهد كه اين ترمينالها را قادر سازد تا توسط سيستم مدريت انرژي براي كارهايي غير از كنترل خازن نيز مورد استفاده قرار گيرند. اين كار باعث شد تا كنترل خازن بااضافه كردن يك نرم‌كننده ساده در پست‌هايي كه داراي مدول D-20 براي كنترل، نظارت و اخذ داده هستند، انجام پذيرد. شكل (1) نتيجه عملكرد يك DCC براي كنترل توان راكتيو را در پستي در ناحيه بويس نشان مي‌دهد.
قبل از نصب DCC، شكل موج بار راكتيو از تقاضاي بار اكتيو پيروي مي‌كرد. بعد از نصب، الگوريتم كنترل باعث شد تا شكل بار راكتيو نسبت به منحني بار اكتيو عكس شود كه اين موضوع باعث كاهش تلفات انتقال و بهبود رگولاسيون ولتاژ سيستم شود. هرچند با نصب خازن‌هاي ثابت نيز ممكن است چنين نتيجه‌اي حاصل شود اما با كار انجام شده، امكان تنظيم و كنترل در محدوده وسيعي از بارهاي فصلي به شكل بهتري فراهم مي‌شود. سيستم اتوماسيون خازني بدون دخالت انسان، توان راكتيو را در هر يك از پست‌ها با پله‌هاي كوچك كنترل مي‌كند به نحوي كه راندمان كل سيستم بالا مي‌رود. با نصب كنترل‌كننده بانك خازني در يك پست، يك مگاوار توان راكتيو پشتيبان در آن شبكه توزيع (شامل ترانسفورماتور و فيدرهاي مربوط به آن) بدست آمد. اين كار با استفاده موثر از خازن‌هاي موجود و بدون نصب خازن‌هاي اضافي انجام گرفته است. در بيشتر نواحي روستايي به خصوص آنها كه با شبكه‌هاي شعاعي تغذيه مي‌شوند، بهبود پروفيل ولتاژ باعث كاهش يا به تاخير افتادن بازسازي مي شود.
اتوماسيون خازني، زمان لازم براي كنترل دستي بانك‌هاي خازني در فيدرهاي طولاني را به نحو چشمگيري كاهش داده است.

ژنراتورهاي الكتريكي اصلاح شده

---

ژنراتورهاي‌ توربيني‌ در بيش‌ از 100 سال‌ پيش‌ كه‌ براي‌ اولين‌ بار وارد عرصه‌ كاري‌شدند با هوا خنك‌ مي‌شدند. با اين‌ حال‌ همچنان‌ كه‌ خروجي‌ واحد ژنراتور افزايش‌ پيدا كردنياز به‌ خنك‌كنندگي‌ موثر افزايش‌ يافت‌. اين‌ نياز منجر به‌ تكميل‌ ژنراتورهايي‌ شد كه‌ باهيدروژن‌ و آب‌، خنك‌ مي‌شدند. هدايت‌ حرارتي‌ هيدروژن‌، هفت‌ برابر هوا بوده‌ و با همان‌فشار مطلق‌، چگالي‌ آن‌ يك‌ دهم‌ هواست‌.
پيش‌ از انتخاب‌ نوع‌ سيستم‌خنك‌كنندگي‌ مورد استفاده‌ براي‌ ژنراتور، دوموضوع‌ عمده‌ وجود دارد كه‌ عبارتند از:اندازه‌ مگاولت‌ آمپر ژنراتور و يك‌ سايت‌ هوابا كيفيت‌ خوب‌. با وجود اين‌ كه‌خنك‌كنندگي‌ با هوا نوعا براي‌ واحدهاي‌كوچكتر استفاده‌ مي‌شود هم‌ اكنون‌ اصلاح‌فن‌آوريهاي‌ جديد به‌ هوا اين‌ امكان‌ رامي‌دهد تا براي‌ ژنراتورهايي‌ كه‌ حداكثر30مگاولت‌ آمپر ظرفيت‌ دارند مورد استفاده‌قرار گيرد.
ژنراتورهاي‌ الكتريكي‌، حجم‌ زيادي‌ ازهوا را مصرف‌ مي‌كنند. در جايي‌ كه‌ كيفيت‌هوا مساله‌ ساز نيست‌ ژنراتورها با سيستم‌خنك‌كنندگي‌ هواي‌ باز كه‌ بازده‌ بالايي‌ از نظرفيلتراسيون‌ و آب‌ بندي‌ محوري‌ تحت‌ فشاردارند بهترين‌ انتخاب‌ و همچنين‌ داراي‌حداقل‌ هزينه‌ است‌.
سايتهاي‌ نيروگاه‌ قدرت‌ كه‌ داراي‌ ذرات‌ريز و سولفور قابل‌ ملاحظه‌ هستند بايدژنراتورهايي‌ را كه‌ خنك‌كنندگي‌ آنها با آب‌ وهواي‌ محبوس‌ انجام‌ مي‌شود مورد بررسي‌قرار دهند. اين‌ ژنراتورها چنانچه‌ داراي ‌سيستم‌ خنك‌ كنندگي‌ با آب‌ و آب‌ بندي‌محوري‌ تحت‌ فشار با فيلترهاي‌ هواي‌جبراني‌ باشند از نظر فيزيكي‌ بزرگتر هستند.ژنراتورهايي‌ كه‌ خنك‌كنندگي‌ آنها با آب‌ وهواي‌ محبوس‌ صورت‌ مي‌گيرد ازژنراتورهايي‌ كه‌ خنك‌كنندگي‌ آنها با هواي‌ بازانجام‌ مي‌شود گران‌تر بوده‌ و بازده‌ كمتري‌ نيزدارند.
با اين‌ همه‌ در حالي‌ كه‌ ذرات‌ ريز، يك‌موضوع‌ قابل‌ بررسي‌ است‌ و وقتي‌ كه‌مساله‌اي‌ از نظر ذخيره‌سازي‌ هيدروژن‌ درنيروگاه‌ وجود ندارد عموما ژنراتورهايي‌ كه‌ باهيدروژن‌ خنك‌ مي‌شوند انتخاب‌ مناسبي‌ به‌نظر مي‌رسد. با وجود آن‌ كه‌ اين‌ نوع‌ ازژنراتور گرانترين‌ نوع‌ است‌ ولي‌ بالاترين‌بازده‌ را دارد.

سيستمهاي‌ خنك‌ كنندگي‌
طراحي‌ واحدهايي‌ كه‌ با هيدروژن‌خنك‌ مي‌شوند در مقايسه‌ با ژنراتورهايي‌ كه‌با هوا خنك‌ مي‌شوند پيچيده‌تر است‌.سيستمهايي‌ كه‌ با هيدروژن‌ خنك‌ مي‌شوندبه‌ محفظه‌اي‌ كه‌ در مقابل‌ فشار مقاوم‌ باشد ونيز به‌ آب‌ بندي‌ خاص‌ و يك‌ دستگاه‌ تهويه‌گازي‌ نياز دارند. علاوه‌ بر آن‌ سيستمهايي‌ كه‌با هيدروژن‌ خنك‌ مي‌شوند قبل‌ از آن‌ كه‌براي‌ تعمير و نگهداري‌ از سرويس‌ خارج‌شوند بايد با دي‌ اكسيد كربن‌ پاكسازي‌ شوند. همچنين‌ قبل‌ از آن‌ كه‌ مجددٹ از هيدروژن‌ پرشوند و به‌ سرويس‌ بازگردند لازم‌ است‌ بادي‌اكسيد كربن‌ پاكسازي‌ شوند. با وجود آن‌كه‌ ژنراتورهايي‌ كه‌ با هوا خنك‌ مي‌شوند ازنظر فيزيكي‌ بزرگتر از ژنراتورهايي‌ هستند كه‌با هيدروژن‌ خنك‌ مي‌شوند، با اندازه‌ يكسان ‌داراي‌ هزينه‌ اوليه‌ كمتري‌ هستند. به‌ علاوه‌تعمير آنها ساده‌تر و با هزينه‌ كمتر است‌.ژنراتورهاي‌ بزرگي‌ كه‌ با هوا خنك‌ شده‌ ومتعلق‌ به‌ شركت‌ آلستوم‌ هستند عمومٹمجهز به‌ سيستم‌ خنك‌كنندگي‌ آب‌ - هواي ‌محبوس‌ (TEWAC) هستند. در سيستم‌خنك‌كنندگي‌ آب‌ - هوا، ژنراتور به‌ وسيله‌هوا خنك‌ مي‌شود. هواي‌ گرم‌ پس‌ از آن‌ كه‌در خنك‌كن‌هاي‌ آب‌ - هوا سرد شد مجددٹوارد سيكل‌ مي‌شود. در اين‌ واحدهاهاديهاي‌ سيم‌پيچ‌ ميدان‌ روتور تو خالي‌ بوده‌و به‌ صورت‌ محوري‌ خنك‌ مي‌شوند. برخلاف‌ بخش‌ فعال‌ ژنراتورهاي‌ قديمي‌ كه‌ باهوا خنك‌ مي‌شوند، سيم‌پيچهاي‌ ميدان‌جديدتر در هر ماشين‌ داراي‌ دو بخش‌خنك‌كن‌ است‌. در بخش‌ اول‌ جريان‌ هوا اززير استوانه‌ انتهايي‌ مي‌گذرد و قبل‌ از خروج‌به‌ داخل‌ هادي‌ تو خالي‌ جريان‌ پيدا مي‌كند.جريان‌ هواي‌ خنك‌ كن‌ براي‌ بخش‌ دوم‌ ازطريق‌ يك‌ شيار فرعي‌ كه‌ در زير سيم‌ پيچ‌تعبيه‌ شده‌ است‌ صورت‌ مي‌گيرد.
هسته‌ استاتور كه‌ به‌ شكل‌ محوري‌ به‌اتاقهايي‌ تقسيم‌ شده‌ است‌ هواي‌ خنك‌ كننده‌براي‌ استاتور را فراهم‌ مي‌آورد. اين‌ كار باجريان‌ متناوب‌ هوا به‌ داخل‌ و به‌ بيرون‌اتاقكهاي‌ تهويه‌ انجام‌ مي‌شود.
توليدكنندگان‌ با اضافه‌ كردن‌ اتاقكهاي‌تهويه‌ بيشتر نسبت‌ به‌ ماشينهاي‌ ژنراتور كوتاهتر قديمي‌ توانسته‌اند ميزان‌خنك‌كنندگي‌ ژنراتور را بهينه‌ كنند. طبق‌گزارش‌ آلستوم‌، بهينه‌ سازي‌ خنك‌كنندگي‌ واين‌ واقعيت‌ كه‌ هم‌ اكنون‌ خروجيهاي‌بيشتري‌ براي‌ هواي‌ خنك‌ كن‌ روتور وجوددارد توزيع‌ دما در سيم‌پيچ‌ استاتور و هسته‌را يكنواخت‌ كرده‌ است‌.

شكستن‌ مانع‌ 300 كيلوولت‌ آمپري‌
انجام‌ اصلاحات‌، طي‌ چند سال‌ اخير برروي‌ طراحي‌ ژنراتورهايي‌ كه‌ با هوا خنك‌مي‌شوند سبب‌ شده‌ است‌ كه‌ واحدهايي‌توليد شود كه‌ تا چند سال‌ گذشته‌ فقط باژنراتورهايي‌ كه‌ با هيدروژن‌ خنك‌ مي‌شوند امكان‌پذير بود. درطول‌ چهار دهه‌ گذشته‌ظرفيت‌ ژنراتورهايي‌ كه‌ با هوا خنك‌مي‌شوند از 90 مگاولت‌ آمپر به‌ بيش‌ از 300مگاولت‌ آمپر افزايش‌ يافته‌ است‌.
يكي‌ از توليدكنندگان‌ (آلستوم‌) خروجي‌ژنراتورهايي‌ كه‌ با هوا خنك‌ مي‌شوند را تا33 درصد افزايش‌ داده‌ است‌. اين‌ كار باافزايش‌ قطر روتور و طول‌ فعال‌ آن‌ به‌ ميزان‌10 درصد اجرا شده‌ است‌. افزايش‌ خطي‌ژنراتور نيز حجم‌ Slot (يكي‌ از شيارهاي‌نگهدارنده‌ رسانا در سطح‌ روتور يا استاتوريك‌ ماشين‌ گردنده‌ الكتريكي‌) را بزرگتر كرده‌و در نتيجه‌ سيم‌پيچهاي‌ بيشتري‌ قابل‌ اضافه‌كردن‌ بود.
متاسفانه‌ وقتي‌ قطر روتور افزايش‌ داده‌مي‌شود اتلاف‌ سيم‌پيچ‌ نيز افزايش‌ مي‌يابد.بخش‌ قابل‌ توجهي‌ از اتلاف‌ سيم‌ پيچي‌ناشي‌ از اصطكاك‌ سطح‌ است‌.
ژنراتورها ديگري‌ كه‌ توسط آلستوم‌تكميل‌ شده‌ يك‌ ماشين‌ 50 هرتز 500مگاولت‌ آمپري‌ است‌. اين‌ ماشين‌ يك‌پيشرفت‌ عمده‌ در فن‌ آوري‌ ژنراتورهايي‌ كه‌با هوا خنك‌ مي‌شوند بوده‌ و خنك‌كنندگي‌آن‌ به‌ شكل‌ معكوس‌ امكان‌پذير شد. درخنك‌كنندگي‌ معكوس‌، فنها در بالا دست‌كولر قرار مي‌گيرند و به‌ اين‌ ترتيب‌ بخش‌فعال‌ ژنراتور به‌ طور مستقيم‌ و بدون ‌هيچ‌گونه‌ پيش‌ گرمايشي‌ از هوايي‌ كه‌ ازكولرها مي‌آيد بهره‌مند مي‌شود. هوايي‌ كه‌ به‌طور مستقيم‌ از فنها تامين‌ شده‌ است‌همچنان‌ كه‌ از درون‌ فن‌ عبور مي‌كند،پيش‌گرم‌ مي‌شود.
هوا در پايين‌ دست‌ كولرها در ابتدا ازيك‌ ناحيه‌ مخلوط عبور مي‌كند كه‌ توزيع ‌همگني‌ از هواي‌ سرد را به‌ ورودي‌ ژنراتورمي‌رساند. حتي‌ اگر يك‌ كولر، خارج‌ ازسرويس‌ باشد اين‌ نوع‌ از خنك‌كنندگي‌ به‌ژنراتور اين‌ امكان‌ را مي‌دهد كه‌ با75 درصداز خروجي‌ اسمي‌ خود كار كند.
محفظه‌ ژنراتور 500 مگاولت‌ آمپرآلستوم‌ كه‌ با هوا خنك‌ مي‌شود كاملاجوشكاري‌ شده‌ و داراي‌ ياتاقانهايي‌ است‌ كه‌بر روي‌ محفظه‌اي‌ نصب‌ شده‌ و از يك‌سيستم‌ خنك‌كننده‌ بسته‌ استفاده‌ مي‌كند.ابتكار طراحي‌ عمده‌ ديگر آن‌ است‌ كه‌ژنراتور با راه‌ آهن‌ قابل‌ حمل‌ونقل‌ است‌.

بررسي‌ اصلاحات‌
در حالي‌ كه‌ بيش‌ از 20 سال‌ از كار اغلب‌نيروگاههاي‌ قدرت‌ ايالات‌متحده‌ مي‌گذرد متخصصان‌ نيروگاههاي‌ توليد برق‌ در جست‌و جوي‌ راههايي‌ بوده‌اند تا قابليت‌ اعتماد ودر دسترس‌ بودن‌ ژنراتورهاي‌ قديمي‌ رابهبود بخشند. غير از جايگزيني‌ ژنراتورها،برخي‌ از ژنراتورهاي‌ قديمي‌تر را معمولا مي‌توان‌ با سيم‌ پيچي‌ مجدد استاتورها ونوكردن‌ exciter (ژنراتور كمكي‌ كوچكي‌ كه‌جريان‌ ميداني‌ لازم‌ را براي‌ ژنراتوري‌ باجريان‌ متناوب‌ فراهم‌ مي‌كند) اصلاح‌ كرد.
دبليوجي‌ مور مدير مهندسي‌ كويل‌برق‌ ملي‌ در كلمبوس‌ اوهايو مي‌گويد كه‌ درهنگام‌ اصلاح‌ و بازسازي‌ ژنراتورهاي‌الكتريكي‌، يكي‌ از اولين‌ مراحل‌، آن‌ است‌ كه‌شرايط فورجينگ‌ روتور ارزيابي‌ شود.
در غير از مواردي‌ كه‌ مسائل‌ جدي‌ بروز كندجايگزين‌ كردن‌ روتور، لازم‌ نيست‌. هرگونه‌تركي‌ كه‌ در سوراخها پيدا شود عموما ازفركانس‌ پايين‌ و ناشي‌ از تنشهاي‌ چرخشي‌در اثناي‌ شروع‌ بكار و توقف‌ واحد است‌.
با اين‌ همه‌ چنين‌ تركهايي‌ را نبايد ناديده‌گرفت‌ چرا كه‌ مي‌توانند منجر به‌ گسيختگي‌كاتاستروفيك‌ روتور شوند. به‌ گفته‌ >مور<قبل‌ از بازگرداندن‌ يك‌ روتور قديمي‌تر به‌سرويس‌ بايد سوراخها به‌ طور كامل‌ بازرسي‌شوند تا شرايط كيفي‌ آنها براي‌ كاركرددرازمدت‌ تاييد شود.
علاوه‌ بر بازرسي‌ چشمي‌ سوراخ‌،آزمايشهاي‌ مغناطيسي‌ و ماوراي‌ بنفش‌UT)) نيز بايد اجرا شود. هرگونه‌ مسأله‌سطحي‌ را مي‌توان‌ با سنگ‌ زدن‌ سوراخ‌،اصلاح‌ كرد. با اين‌ حال‌، تركهاي‌ عميق‌تر بايدبا سوراخ‌ كردن‌ برداشته‌ شوند.
محلهاي‌ دندانه‌ دار روتور مي‌تواند درشعاعهاي‌ ماهيچه‌اي‌ بالاي‌ دندانه‌، ايجادترك‌ كند. اين‌ سوراخها را مي‌توان‌ با بازرسي‌چشمي‌، آزمايش‌ با جريان‌ گردابي‌ (آزمايش‌غير تخريبي‌ كه‌ در آن‌ تغيير امپدانس‌ يك‌كويل‌ آزمايش‌ كه‌ به‌ نزديك‌ نمونه‌ هادي‌آورده‌ شده‌ است‌ جريانهاي‌ گردابي‌ ايجادشده‌ به‌ وسيله‌ كويل‌ را از خود نشان‌ مي‌دهدو در نتيجه‌ برخي‌ از خواص‌ يا معايب‌ نمونه‌را آشكار مي‌كند)، نافذ رنگي‌ (مايعي‌ داراي‌رنگ‌ كه‌ براي‌ تشخيص‌ تركها يا ساير معايب‌سطحي‌ مواد غير مغناطيسي‌ بكار مي‌رود) ويا با آزمايش‌ ذرات‌ مغناطيسي‌ مرطوب‌،آشكار كرد. با اين‌ همه‌ >مور< مي‌گويد: >هيچ‌گزارشي‌ از وقفه‌ اجباري‌ ناشي‌ از تركهاي‌دندانه‌دار، ثبت‌ نشده‌ است‌. تركهاي‌ كوچك‌را مي‌توان‌ با بزرگ‌ كردن‌ شعاع‌ ماهيچه‌،برداشت‌ به‌ طور ي‌ كه‌ در عين‌ حال‌ تركهاي‌بزرگتر نياز به‌ برداشتن‌ بالاي‌ دندانه‌ها وسپس‌ بازسازي‌ يك‌ حلقه‌ حايل‌ طولاني‌تردارند<.
هنگامي‌ كه‌ رطوبت‌، وجود داشته‌ باشد حلقه‌هاي‌ حايل‌ غير مغناطيسي‌ از جنس‌5Cr 18Mn نسبت‌ به‌ تنش‌ ترك‌ خوردگي‌تاثير پذيرند و در اثناي‌ هر گونه‌ اصلاح‌ژنراتور بايد تعويض‌ شوند. معمولا اين‌ نوع‌حلقه‌ها با حلقه‌هايي‌ از جنس‌18 Cr 18Mn تعويض‌ مي‌شوند. طبق‌گزارش‌ G.E. فولاد ضد زنگ‌ غير مغناطيسي‌18-18 نسبت‌ به‌ تنش‌ ترك‌ خوردگي‌ مقاوم‌است‌.
ترك‌ خوردگي‌ شيار فنري‌ شبه‌ بست‌(نوعي‌ فنر كه‌ به‌ عنوان‌ بست‌ استفاده‌مي‌شود) به‌ وسيله‌ نيروهاي‌ متناوب‌ حلقه‌حايل‌ مخروطي‌ در حال‌ كشش‌ بالاي‌دندانه‌ها ايجاد مي‌شود. با اين‌وجود >مور< مي‌گويد: اين‌ تركها به‌ سادگي‌ بايك‌ آزمايش‌ نفوذ پذيري‌ فلورسنت‌ مغناطيسي‌ مرطوب‌، آشكار مي‌شوند. مشابه‌ترك‌ خوردگي‌ دندانه‌ روتور، تركهاي‌ درون‌شيار فنر شبه‌ بست‌ را مي‌توان‌ با بزرگ‌ كردن‌شعاع‌، اصلاح‌ كرد.

سيم‌ پيچها و عايق‌ بندي‌
سيم‌ پيچهاي‌ مسي‌ روتور، عمرنامحدودي‌ دارند ولي‌ وقتي‌ كه‌ يك‌ روتورتحت‌ تاثير گرماي‌ بيش‌ از حد قرار گيرد،مس‌، نرم‌ مي‌شود. اگر مس‌ بيش‌ از حد نرم‌شده‌ باشد، آزمايش‌، سختي‌ آن‌ را تعيين‌خواهد كرد. >مور< مي‌گويد: بازرسي‌ چشمي‌بايد هرگونه‌ اعوجاج‌ اضافي‌ را مشخص‌ كند.
ترك‌ خوردگي‌ درپيچهاي‌ مسي‌ روتور درروتورهايي‌ كه‌ روي‌ حلقه‌هاي‌ حايل‌ آن‌محور كوتاهي‌ نصب‌ شده‌ باشد عادي‌ است‌.
اين‌ ترك‌ خوردگيها را مي‌توان‌ با يك‌ آزمايش‌نافذ رنگي‌ بررسي‌ كرد. سيم‌ پيچهاي‌ مسي‌باز پخت‌ شده‌ با مقاومت‌ كم‌ كه‌ در واحدهاي ‌قديمي‌ نصب‌ شده‌اند بايد با نوعي‌ مس‌ بامقاومت‌ بيشتر جابه‌جا شوند. طبق‌ گفته‌>مور< اين‌ ماده‌ (مس‌ با مقاومت‌ بيشتر)نسبت‌ به‌ تغيير شكل‌، مقاوم‌ است‌. متاسفانه‌يك‌ سيم‌ پيچ‌ باز پيچيده‌ شده‌ جديد مسي‌ ازمسهاي‌ قديمي‌ كه‌ مجددا استفاده‌ شده‌ باشدگرانتر است‌.
اصلاحاتي‌ كه‌ در عايق‌ بندي‌ و صفحات‌لغزش‌ از جنس‌ ماده‌اي‌ با ضريب‌ اصطكاك‌ كم‌ انجام‌ شده‌ است‌ اعوجاج‌ سيم‌پيچهاي‌روتور را به‌ حداقل‌ رسانده‌ و كاركردژنراتورها را اصلاح‌ كرده‌ است‌ برخلاف‌سيم‌پيچهاي‌ روتوري‌ كه‌ به‌ صورت‌ اقتصادي‌مجددا پيچيده‌ شده‌ باشند عموما با سيم‌پيچهاي‌ استاتور جايگزين‌ مي‌شوند. باپيشرفتهايي‌ كه‌ هم‌ اكنون‌ در سيستمهاي‌عايق‌ بندي‌ انجام‌ شده‌، عايق‌بندي‌ كمتري‌مورد نياز است‌.
كاربرد ژنراتورهاي‌ الكتريكي‌ دراثردرجه‌ حرارت‌ حداكثر مجاز رساناهاي‌ مسي‌در سيم‌ پيچهاي‌ استاتور و نيز دراثر انتقال‌حرارت‌ در درون‌ عايق‌بندي‌، محدود شده‌است‌. با اين‌ وجود كاركرد ژنراتور در درجه‌ حرارتهاي‌ بالاتر براي‌ مس‌هاي‌ هادي‌ درهنگامي‌ امكان‌پذير است‌ كه‌ كلاس‌ حرارتي‌بالاتري‌ براي‌ ماده‌ عايق‌ بندي‌، استفاده‌ شده‌باشد. واضح‌ است‌ كه‌ با كاركرد ژنراتور دردرجه‌ حرارتهاي‌ بالاتر، خروجي‌ ژنراتور افزايش‌ پيدا مي‌كند. هم‌ اكنون‌ براي‌ كاركردژنراتور در درجه‌ حرارتهاي‌ بالاتر، موادجديدي‌ وجود دارد. به‌ دليل‌ اين‌ كه‌عايق‌بندي‌ جديد، مقاومت‌ حرارتي‌ كمتري‌دارد انتقال‌ حرارت‌ ميله‌هاي‌ استاتور، بهبودپيدا كرده‌ و خروجي‌ ژنراتور افزايش‌ مي‌يابد.
با وجود آن‌ كه‌ براي‌ ژنراتورهاي‌ بزرگترهنوز هم‌ روش‌ خنك‌ كنندگي‌ به‌ وسيله‌هيدروژن‌ مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرداصلاحات‌ اخير در سيستمهاي‌ خنك‌كنندگي‌با هوا و همچنين‌ عايق‌ بندي‌ به‌ روش‌ خنك‌كنندگي‌ با هوا اجازه‌ داده‌ است‌ تا باسيستمهاي‌ خنك‌كنندگي‌ به‌ وسيله‌ هيدروژن‌براي‌ ژنراتورهايي‌ كه‌ حداكثر ظرفيت‌ آنها500 مگاولت‌آمپر است‌ رقابت‌ كنند. طبق‌نظر سازندگان‌، استفاده‌ از ژنراتورهايي‌ كه‌ باهوا خنك‌ مي‌شوند و ظرفيتشان‌ بيش‌ از50مگاولت‌ آمپر باشد موضوعي‌ است‌ كه‌فقط زمان‌، آن‌ را حل‌ خواهد كرد.

یا علی

نگذارید علی بی کس و بی یار شود                نگذارید بنی ساعده تکرارشود

نکندحفظ علی بر همگان عارشود                    نکند حق علی در عمل انکارشود

صیلی زخم زبون نقش رخ یارشود                    محرم راز علی نخل و دله چاه شود