سیستم چنج آور چیست؟

چنج آور چیست؟

عبارت لاتین چنچ آور changeover به معنی تغییر وضعیت بوده و اغلب در بیان خصوصیات کنتاکت ها و سیستم های برق اضطراری استفاده می شود. به صورت کلی اصطلاح چنج آور برای کنتاکت یا کلیدهایی به کار برده می شود که دارای یک ترمینال مشترک، یک نرمال باز و یک نرمال بسته هستند. همانطور که در بخش های قبلی مطالعه کردید پلاتین چنج آور با توجه به نوع تجهیز می تواند با صفر یا بدون صفر باشد. به عنوان مثال یک کلید قدرت چنج آور می تواند حالت یک، صفر و دو داشته باشد. پلاتین های فرمان Change Over اغلب دارای دو وضعیت بوده و در رله های کنترلی مانند تایمر، کنترل فاز، کنترل بار، بی متال و غیره استفاده می شوند. در تصویر زیر علامت مداری یک پلاتین چنج آور را مشاهده می کنید.

علامت مداری چنج آور، علامت اختصاری چنج آور

عملکرد و کاربرد کلید چنج آور

با تغییر وضعیت پلاتین یا کلید چنج آور می توان مشاهده کرد که ترمینال مشترک از حالت نرمال بسته جدا شده و به حالت نرمال باز متصل می شود. مزیت این روش این است که پلاتین مشترک نمی تواند در یک لحظه به هر دو خروجی باز و بسته متصل باشد. از طرفی هنگام تغییر وضعیت ابتدا کنتاکت بسته، باز شده و بعد از آن کنتاکت باز، بسته می شود. از معایب پلاتین چنج آور فرمان این است که حالت قطع نداشته و نمی توان از پلاتین باز و بسته در مدارهای متفاوت با ولتاژ مختلف استفاده کرد. برای رفع این مشکل در تجهیزات کنترلی اغلب یک ترمینال نرمال باز و یک ترمینال نرمال بسته قرار داده می شود.

کلیدهای دوطرفه یا چنج آور نیز بر مبنای پلاتین های چنج آور ساخته شده اند. می توان از این کلیدها برای جابجایی بار بین دو منبع اصلی و اضطراری، انتخاب حالت های مختلف و غیره در انواع مدار استفاده کرد. همانطور که می دانید کلیدهای چنج آور در مدل های بسیار متنوع فرمان، قدرت تک فاز و قدرت سه فاز ساخته می شوند. تفاوت این گروه ها در میزان جریان عبوری، تعداد پلاتین ها و نوع بار متصل شده به آن ها است.چنج آور ها می توانند با وضعیت قطع، بدون وضعیت قطع، برگشت فنری، دائم کار، موتور دار و یا ترکیبی از موارد ذکر شده باشند.

در آمپراژ پائین و متوسط از کلیدهای چنج آور گردان و در آمپراژ بالا از چنج آورهای قدرتمندی استفاده می شود که داخل تابلو برق ها قرار می گیرند. کلیدهای گردان کاملا دستی بوده و امکان بهره برداری خودکار در آن ها وجود ندارد. این مشکل در نسل جدید چنج آورهای قدرت که داخل تابلو قرار می گیرند حل شده است. در این کلیدها قابلیت استفاده از موتور برای تغییر وضعیت کلید در نظر گرفته شده است. با این روش می توان سیستم های خودکار، منعطف و بسیار هوشمندی طراحی کرد. در تصویر زیر انواع کلید چنج آور را مشاهده می کنید. گزینه ی (a) چنج آور گردان، گزینه ی (b) چنج آور موتوردار و گزینه ی (c) چنج آور خودکار یا اتوترانسفر را نشان می دهد. برای مشاهده اطلاعات مربوط به انواع سیستم چنج آور، انواع کلید چنج آور در گروه های گردان، قدرت، موتوردار و خودکار، مقالات کلید چنج آور قدرت و دستی، چنج آور موتور دار و چنج آور خوکار را مطالعه کنید.

چنج آور گردان، چنح آور دستی

در این مقاله و به منظور بررسی حالت های مختلف در جابجایی بین برق اصلی و اضطراری از دو عبارت سیستم چنج آور و کلید چنج آور استفاده شده است. به صورت کلی استفاده از ادوات جداگانه ی قطع و وصل در ساخت تابلو برق اضطراری را می توان سیستم چنج آور تعریف کرد. در این حالت ممکن است بیش از دو ورودی برای برق اصلی یا اضطراری وجود داشته باشد. به عنوان مثال دو ورودی برق شهر و دو دیزل ژنراتور را در نظر بگیرید. در این حالت بهتر است از چهار کنتاکتور یا کلید موتور دار یا بریکر موتور دار استفاده شود. در طرف مقابل کلید چنج آور وجود دارد. این کلیدها اغلب دارای مکانیزم یکپارچه و اینترلاک بوده و دارای دو وردی مجزا هستند. تفاوت این تجهیزات در ساخت چنچ آور در ادامه این مقاله و مقالات بعدی بررسی شده است.

سیستم های چنج آور

حداقل با دو عدد کنتاکتور یا کلید مجزا می توان یک سیستم چنج آور ایجاد کرد. این کلیدها می توانند کنار هم و یا در محل های جداگانه ای قرار بگیرند. همان گونه که در تصویر زیر مشاهده می کنید، برای این کار باید یک سمت کلیدها یا کنتاکتورها به هم و در نهایت به بار متصل شوند. در صورتی که کلید بیش از یک پلاتین داشت، این کار باید برای تمام آن ها انجام شود. مجموعه ی تجهیزات به کار رفته در این روش نقش جابجایی بار را داشته و تحت عنوان سیستم چنج آور طراحی و ساخته می شود. در ادامه سه نوع روش ساخت سیستم چنچ آور با دو کلید دستی، کلید موتوردار و کنتاکتور را بررسی می کنیم. در نظر داشته باشید که این کلیدها به صورت مجزا بوده و با عنوان کلید چنج آور شناخته نمی شوند. کلید چنج آور دارای مکانیزم های خاصی مانند اینترلاک بوده و از بروز اشتباه جلوگیری می کند.کلید چنج آور

چنج آور با دو کلید دستی

کلیدهای یک طرفه یا صفر و یک، دارای یک وضعیت وصل و قطع بوده و می توانند برای قطع و وصل انواع بار در تاسیسات کوچک و متوسط استفاده شوند. برای ساخت یک سیستم چنج آور می توانیم از دو کلید مجزا استفاده کنیم که یک طرف آن ها مشترک شده باشد. این کلیدها می توانند کنار هم و یا در محل های جداگانه قرار بگیرند. در تصویر زیر سیستم چنج آور با دو کلید دستی را مشاهده می کنید.سیستم چنج آور

مزایا و معایب این روش عبارت اند از:

مزایا

  • ساخت چنج آور با این روش بسیار ارزان است.
  • در این حالت می توان یک سیستم چنج آور با تعداد ورودی نا محدود طراحی کرد.
  • کلیدهای اصلی و منبع جایگزین می توانند آمپراژ متفاوتی داشته باشند.

معایب

  • در این روش نمی توان به سادگی از اینترلاک الکتریکی استفاده کرد. استفاده از اینترلاک مکانیکی بسیار محدود و وابسته به برند، سایز و نوع کلیدها است.
  • برای استفاده از اینترلاک مکانیکی حتما باید کلیدها در یک محل قرار بگیرند.
  • به علت عدم توانایی در استفاده از اینترلاک ها، احتمال بروز خطای انسانی مانند وصل هم زمان کلیدها، اتصال کوتاه بین دو منبع، وصل ماندن کلیدها و … بسیار زیاد است.
  • کار با این سیستم نیاز به آموزش داشته و هرکسی نمی تواند مسئولیت آن را بر عهده بگیرد.
  • با کلیدهای دستی نمی توان چنج آور خودکار طراحی کرد و جابجایی وابسته به حضور بهره بردار است.
  • جابجایی بین منبع اصلی و اضطراری همواره با خاموشی انجام می شود.

چنج آور با دو کلید موتور دار

همان گونه که مشاهده کردید استفاده از کلیدهای دستی در سیستم چنج آور نمی تواند ایمن، خودکار و قابل اعتماد باشد. برای رفع مشکلات ذکر شده می توان از ترکیب دو کلید موتور دار برای ساخت سیستم چنج آور استفاده کرد. در این روش نیز یک سمت کلیدها باید به یکدیگر و در نهایت به بار متصل شوند. این کلیدها می توانند در کنارهم و یا در محل های جداگانه قرار بگیرند. در تصویر زیر یک نمونه کلید قطع و وصل موتوردار ABB را مشاهده می کنید.انواع کلید چنج آور

مزایا و معایب این روش عبارتند از:

مزایا

  • کلیدهای اصلی و منبع جایگزین می توانند آمپراژ متفاوتی داشته باشند.
  • در این حالت می توان یک سیستم چنج آور با تعداد ورودی نا محدود طراحی کرد.
  • در این روش می توان از اینترلاک الکتریکی استفاده کرد.
  • با استفاده از کلیدهای موتور دار می توان هر دو حالت جابجایی دستی و خودکار را پوشش داد.
  • در صورت استفاده از رله های سنکرون، می توان جابجایی های با برنامه بین منبع اصلی و اضطراری را بدون خاموشی انجام داد. این کار فقط در روش خودکار امکان پذیر است.
  • بر خلاف کنتاکتورها، کلیدهای موتور دار فقط برای تغییر وضعیت نیاز به تغذیه دارند. در آن ها هیچ عنصر مصرف کننده ای به صورت دائم مانند بوبین وجود ندارد.
  • نسبت به روش کنتاکتوری استهلاک پائین تری دارند.
  • در این روش می توان از بریکرهای موتوردار به جای کلید موتوردار استفاده کرد. با این کار هر دو عمل حفاظت و جابجایی به صورت هم زمان انجام شده و حجم تابلو، اتصالات و سیم بندی را کاهش می یابد.
  • در صورت بروز اشکال در مدار فرمان، می توان جابجایی را به صورت دستی انجام داد.

معایب

  • استفاده از این روش نیاز به مدار فرمان و کنترل دارد.
  • استفاده از اینترلاک مکانیکی محدود و وابسته به برند، سایز و نوع کلیدها می باشد.
  • برای استفاده از اینترلاک مکانیکی حتما باید کلیدها در یک محل قرار بگیرند.
  • در حالت دستی و با استفاده از مکانیزم مکانیکی روی کلید، اینترلاک های الکتریکی بازدارنده نبوده و احتمال بروز خطا بالا می رود.
  • بهره برداری دستی در این روش نیاز به آموزش داشته و هرکسی نمی تواند مسئولیت آن را بر عهده بگیرد.

چنج آور با دو کنتاکتور

با استفاده از کنتاکتور نیز می توان سیستم چنج آور طراحی کرد. برای این کار حداقل به دو کنتاکتور که می توانند در کنار هم و یا در محل جداگانه قرار بگیرند نیاز است. همانند روش های قبلی، یک سمت این کنتاکتورها به یکدیگر و در نهایت به بار متصل می شود.سیستم چنج آور

مزایا و معایب این روش عبارتند از:

مزایا

  • کنتاکتورهای اصلی و منبع جایگزین می توانند آمپراژ متفاوتی داشته باشند.
  • در این حالت می توان یک سیستم چنج آور با تعداد ورودی نا محدود طراحی کرد.
  • در این روش می توان از هر دو اینترلاک الکتریکی و مکانیکی استفاده کرد.
  • با استفاده از کنتاکتور می توان هر دو حالت جابجایی دستی و خودکار را پوشش داد.
  • سرعت جابجایی و عملکرد این سیستم نسبت به کلیدهای دستی و موتوردار بیشتر است.
  • در صورت استفاده از رله های سنکرون، می توان جابجایی های با برنامه بین منبع اصلی و اضطراری را بدون خاموشی انجام داد. این کار فقط در روش خودکار امکان پذیر است.
  • با استفاده از مکانیزم لچ (این مکانیزم در فصل کلیدهای مغناطیسی و لوازم جانبی آن بررسی شده است.)، می توان بوبین کنتاکتور را در مدت زمان های طولانی از مدار خارج کرد.

معایب

  • استفاده از این روش در هر دو حالت دستی و خودکار نیاز به مدار فرمان و تغذیه ی الکتریکی دارد.
  • در صورت بروز اشکال در مدار فرمان، قطع منبع تغذیه و بوبین کنتاکتورها، امکان جابجایی دستی و خودکار وجود ندارد.
  • کنتاکتور برای وصل بودن نیاز به تغذیه داشته و به نوعی مصرف کننده ی الکتریکی می باشد.
  • استفاده از اینترلاک مکانیکی محدود و وابسته به برند، سایز و نوع کنتاکتورها می باشد.
  • برای استفاده از اینترلاک مکانیکی حتما باید کلیدها در یک محل قرار بگیرند.

کلیدهای چنج آور

در قسمت های قبلی نحوه ی ساخت سیستم چنج آور با استفاده از دو کلید و کنتاکتور مجزا بررسی شد. هر یک از روش های ذکر شده دارای مزایا و معایب خاصی بودند. برای کاهش برخی از اشتباهات، حجم تابلو، هزینه، سیم بندی و افزایش قابلیت اطمینان، هوشمندی و … به جای سیستم چنج آور، می توان از کلیدهای چنج آور استفاده کرد.

تفاوت اصلی کلیدهای چنج آور با سیستم آن، رابطه ی بین واحد های عمل کننده در آن ها ست. در سیستم چنج آور از دو تجهیز کاملا مجزا استفاده شده، پس مکانیزم فرمان آن ها نیز کاملا از هم جدا هستند. کلیدهای چنج آور اغلب دارای مکانیزم یکپارچه ای هستند. برخی از مزایا و معایب کلیدهای چنج آور در مقایسه با استفاده از دو تجهیز جداگانه عبارتند از:

مزایا

  • کلید چنج آور دارای مکانیزم یکپارچه بوده و با اعمال یک فرمان، تمام پلاتین ها تغییر وضعیت می دهند.
  • به علت داشتن یک مکانیزم فرمان، احتمال بروز اشتباه مثلا در وصل هم زمان برق شهر و ژنراتور از بین می رود.
  • به علت قرارگیری پلاتین ها و مکانیزم فرمان در یک قالب، حجم کلید چنج آور کوچک تر از دو تجهیز جداگانه می باشد.
  • در این کلیدها نیازی به استفاده از اینترلاک های الکتریکی و مکانیکی خارجی نمی باشد.
  • به علت وجود پلاتین مشترک، ضریب اشتباه در سیم بندی کاهش پیدا می کند.
  • با توجه به نوع کلید، امکان جابجایی دستی و خودکار بین دو ورودی وجود دارد.

معایب

  • با توجه به یکپارچگی فرمان، امکان وصل هر دو کلید به صورت هم زمان و جابجایی بدون خاموشی در سیستم های خودکار وجود ندارد. این قابلیت به صورت سفارشی در برخی کلیدها ایجاد می شود.
  • به علت یکسان بودن مشخصات پلاتین ها، نمی توان از مشخصه ی جریانی متفاوت در کلید استفاده کرد. این قابلیت به صورت سفارشی در برخی کلیدها ایجاد می شود.
  • به علت وجود تمام پلاتین ها در یک قالب، امکان سرویس، تعمیر و نگه داری مجزا بین ورودی های برق شهر و ژنراتور وجود ندارد.

در بخش های بعدی کلیدهای چنج آور در گروه های گردان، قدرت، موتوردار و خودکار به صورت کامل بررسی شده اند. با توجه به حساسیت و اهمیت بار می توان از تجهیزات معرفی شده استفاده کرد.

طراحی چنج آور

برای طراحی مدار چنج آور به اطلاعات زیادی نیاز است. این اطلاعات را می توان به دو بخش شناخت تجهیزات و نحوه ی کنار هم قرار دادن آن ها تقسیم کرد. در بخش های قبلی مقاله تجهیزات کلید زنی در مدارهای چنج آور به صورت کلی معرفی شدند. در ادامه و برای تصمیم گیری بهتر باید شرایط تاسیسات الکتریکی را مشخص کنیم. برای این کار می توان به سوال های زیر پاسخ داد:

  • تعریف شما برای بار اولویت دار چیست؟ بدون خاموشی، با خاموشی کوتاه
  • برای جابجایی بین دو منبع می توان از خاموشی استفاده کرد یا خیر؟ برخی از تاسیسات مهم هرگز نباید بی برق شوند.
  • میزان زمان خاموشی برای جابجایی بین منبع اصلی و اضطراری حداکثر چقدر باشد؟
  • در تابلو برق ها و تاسیسات داخلی به سادگی می توان بارهای مهم را از بارهای غیر مهم تفکیک کرد؟ به عنوان مثال بارهای مهم دارای سیم کشی، کلید یا باس جداگانه ای هستند؟
  • منبع اضطراری در تاسیسات الکتریکی شما چیست؟ در شرایط مختلف ممکن است منبع اضطراری یک دیزل ژنراتور، UPS، یک منبع دیگر برق شهر مانند ترانسفورماتور دوم، فیدر دوم و یا ترکیبی از تمام آن ها باشد.
  • در چه صورتی مایل هستید از منبع دوم استفاده کنید؟ این منبع فقط برای حالت های اضطرای استفاده می شود یا می توان از آن برای پیک سایی استفاده کرد؟
  • نسبت توان منبع اضطراری به اصلی چقدر است؟ آیا در حالت اضطراری تمام مدار می تواند در شرایط نرمال کار کند و یا فقط باید قسمت های مهم برق دار بمانند؟
  • برای سوئیچ مایل هستید از چه تجهیزاتی استفاده کنید؟ دو کنتاکتور، دو کلید موتوردار، یک کلید چنج آور موتور دار و …
  • آیا مایل هستید منبع اصلی و اضطراری یا چند منبع اضطراری را با یکدیگر پارالل کنید؟
  • تمایل دارید از چند نوع سیستم کنترلی استفاده کنید؟ حالت خودکار، کنترل از راه دور، دستی و یا ترکیبی از این حالت ها
  • در صورت بروز خطا در مدار فرمان، مایل هستید از سیستم دستی استفاده کنید؟
  • مایل هتسید از چه سیستم های بازدارنده مانند اینترلاک های الکتریکی و مکانیکی استفاده کنید؟
  • در صورت بروز چه خطاهایی مایل هستید منبع اصلی به اضطراری سوئیچ شود؟
  • تاسیسات موجود دارای چه سیستم های کنترلی و ارتباطی هستند؟ اگر منبع دوم دیزل ژنراتور باشد، آیا به سیستم های کنترلی، روشن و خاموش شدن خودکار، گاورنر و … مجهز می باشد؟
  • آیا نیاز است اطلاعات و شرایط مدار برای سیستم های کنترلی و مانیتورینگ ارسال شود؟
  • کمیت های مدار مانند ولتاژ، جریان، فرکانس، توان و … در حالت عادی و اضطراری باید نمایش داده شوند؟

جهت مطالعه ده ها مقاله ی تخصصی دیگر، بخش مقالات آموزش مدار فرمان را مشاهده کنید.

نوع و تفکیک بارها

برای پیاده سازی یک مدار چنج آور مناسب ابتدا باید مشخص کنیم که در تاسیسات چه نوع بارهایی وجود دارند. این کار با حضور متقاضی انجام شده و نظرات وی در اطلاعات پروژه ثبت می شود. بارهای الکتریکی باید از نظر اهمیت، نحوه ی جابجایی بین دو منبع و اندازه دسته بندی شوند.

اهمیت اولویت بالا اولویت متوسط بدون اولویت
نحوه ی جابجایی بدون خاموشی خاموشی زیر یک دقیقه بدون نیاز به جابجایی
اندازه بر اساس کیلو وات بر اساس کیلو وات بر اساس کیلو وات

طبق جدول فوق می توان بارهای الکتریکی را از نظر اهمیت به سه گروه اولویت بالا، اولویت متوسط و بدون اولویت تقسیم کرد. شرح هر یک از گروه ها عبارتند از:

بار با اولویت بالا

این بارها تحت هیچ شرایطی نباید بی برق شوند. خاموشی های بسیار کوتاه و حتی کمتر از یک ثانیه می تواند عملکرد نرمال این بار ها را برای چند دقیقه و حتی چند ساعت مختل کند. مراکز داده، کامپیوترها، تاسیسات امنیتی و … پس از قطعی های بسیار کوتاه نیاز به راه اندازی مجدد دارند. جابجایی این بارها بین دو منبع اصلی و اضطراری باید بدون خاموشی انجام شود. برای تامین نیروی مورد نیاز این بارها از UPS و ترکیب UPS و چنج آور استفاده می شود. قابل ذکر است که زمان استفاده از UPS به تنهایی محدود می باشد و برای رفع این مشکل، از یک UPS که بین دو منبع اصلی و اضطراری قرار گرفته است استفاده می شود. هر دو حالت فوق در تصویر زیر نمایش داده شده است.

چنج آور

بار با اولویت متوسط

بارهای اولویت متوسط می توانند خاموشی های کوتاه مدت را برای راه اندازی منبع اضطراری و جابجایی، تحمل کنند. زمان این خاموشی با توجه به نظر متقاضی، نوع منبع اضطراری و اهمیت بارها مشخص می شود. در حالت نرمال کمتر از یک دقیقه زمان نیاز است تا منبع دوم راه اندازی شده و تجهیزات مجدد برق دار شوند. برخی از خطوط تولید کارخانه ها، سیستم های حمل و نقل، تامین آب، تهویه، روشنایی اضطراری و … می توانند از گروه بارهای اولویت متوسط محسوب شوند. در تصویر زیر دیاگرام جابجایی بارهای اولویت متوسط بین دو منبع را مشاهده می کنید.

چنج آور

بار بدون اولویت

بارهای بدون اولویت می توانند تا پایان رفع مشکل منبع اصلی بی برق بمانند. این بارها در سیستم چنج آور قرار نگرفته و طبق نظر متقاضی مشخص می شوند. در تصویر زیر  مشخص شده که کلید چنج آور بین منبع اصلی و اضطراری قرار گرفته و فقط بار با اولویت متوسط را برق دار می کند. بار های بدون اولویت فقط از منبع اصلی منشعب شده و در صورت بروز خطا، تا پایان رفع آن بی برق باقی می مانند.

چنج آور

بعد از مشخص کردن اولویت و اندازه ی بارها، باید بررسی کنیم که آیا تفکیک بارها در سیستم انجام شده است؟ به عنوان مثال آیا از باس، کلید و یا سیم کشی جداگانه استفاده شده است؟ در صورت مثبت بودن پاسخ، باید میزان توان هر یک از بارها را اندازه گیری یا محاسبه کنید. در صورت منفی بودن پاسخ مشخص کنید که متقاضی تمایل به تفکیک بار و متحمل شده هزینه ی ناشی از آن را دارد یا خیر.

منابع اضطراری

بعد از بررسی اولویت و میزان بارها، باید نوع منبع اضطراری، اندازه و سطح ولتاژ آن را مشخص کنیم. با توجه به اهمیت تاسیسات و میزان خاموشی ها در منبع اصلی، می توان از منبع اضطراری بدون وقفه، با وقفه ی بسیار کوتاه، با وقفه ی کوتاه و یا ترکیبی از آن ها استفاده کرد. قابل ذکر است که در تاسیسات بسیار بزرگ و مهم، چنج آور بین سطوح ولتاژی مختلف مانند فشار ضعیف، فشار متوسط و فوق توزیع قرار می گیرند.

منبع بدون وقفه منبع با وقفه ی بسیار کوتاه منبع با وقفه ی کوتاه
انواع UPS باتری های شارژ شده و در حالت آماده باش با سوئیچ بسیار سریع دیزل ژنراتور، منبع دوم برق شهر مانند فیدر دوم فشار ضعیف، فیدر دوم فشار متوسط و …

در تصویر زیر ترکیب انواع منابع اضطراری را مشاهده می کنید. در گزینه ی (a) دوعدد ترانسفورماتور یا یک ترانسفورماتور و یک دیزل، در گزینه ی(b) دوعدد ترانسفورماتور و یک دیزل و در گزینه ی (c) یک عدد ترانسفورماتور با دو فیدر تغذیه کننده ی فشار متوسط و یک دیزل نمایش داده شده اند.

چنج آور

توان منبع اضطراری باید با توجه به میزان بارهای موجود و ضریب توسعه تعیین شود. در صورتی که بارها درست تفکیک شده باشند می توان میزان توان منبع را برابر با جمع بارهای اولویت بالا و متوسط قرار داد. در صورتی که خط تولید، کارخانه و یا … در حال توسعه باشد، برای تهیه ی منبع اضطراری باید ضریبی را برای بارهای آینده در نظر گرفت. در نظر داشته باشید که هرچه این منبع کوچک تر باشد هزینه های خرید، نصب، راه اندازی، سرویس و نگه داری و … کاهش می یابد.

در زمان های متفاوت استفاده از انرژی الکتریکی هزینه های متفاوتی دارد. این قیمت معمولا در بازه ی زمانی پیک حداکثر و چند برابر بازه های کم باری و میان باری می باشد. در صورتی که منبع اضطراری از انواع UPS و یا دیزل ژنراتور تشکیل شده باشد می توان از آن ها در پیک سایی و در نتیجه کاهش هزینه ها استفاده کرد. استفاده از تجهیزات در پیک سازی نیاز به بررسی دقیق هزینه ها دارد. برای این کار هزینه ی کاهش یافته به علت عدم مصرف انرژی الکتریکی از شبکه در مقابل استهلاک باتری ها، دیزل ژنراتور، سوخت و … قرار گرفته و توجیه می شود. در صورت وجود اختلاف قابل توجه بین این هزینه ها و با نظر مستقیم متقاضی، می توان از تجهیزات اضافی برای سوئیچ بین دو منبع و کار به صورت موازی استفاده کرد.

مطالبی که در حال مطالعه ی آن هستید به صورت تصویری در دوره ی جامع آموزش مدار فرمان شرح داده شده است. در این دوره با تجهیزات پایه مانند انواع کلیدها، کنتاکتورها، تایمرها، ساعت ها و غیره آشنا شده و نحوه ی سیم بندی آن ها را فراخواهیم گرفت. یک فصل از دوره ی آموزش مدار فرمان مربوط به شناخت سمبل های الکتریکی، مدارک مهندسی، نقشه ها و ترسیم مدارها در محیط اتوکد الکتریکال است. پس از فراگرفتن نحوه ی ترسیم مدارها و سیم بندی قطعات پایه وارد بخش های پیچیده تر مانند طراحی سیستم های چنج آور می شویم. در این فصل یک پروژه ی چنج آور با 3 ورودی توسط کلیدهای چنج آور موتور دار سوکومک و برد دیتا کام 207 طراحی و ساخته می شود. تابلوی فوق به یک دیزل موتور سازان تبریز متصل شده و تنظیم پارامترها صورت می گیرد.

تجهیزات سوئیچ

پس از بررسی بار و منبع اضطراری، باید تجهیزات و روش سوئیچ بین دو منبع را مشخص کنیم. برای جابجایی خودکار بین دو منبع می توان از ترکیب دو کنتاکتور، دو کلید موتور دار، دو بریکر موتور دار، یک کلید چنج آور موتور دار، یک کلید اتوترانسفر و یا ترکیبی از تمام موارد ذکر شده استفاده کرد. قبل از انتخاب تجهیزات سوئیچ باید دو نکته را مشخص کنیم:

  • منبع اضطراری یکپارچه بوده و یا از چند منبع کوچک تشکیل شده است؟
  • مایل هستید جابجایی های با برنامه بین منبع اصلی و اضطراری بدون خاموشی انجام شود؟

فرض کنید بار یک کارخانه در شرایط مختلف، متغییر باشد. در صورتی که این مجموعه از یک منبع اضطراری بزرگ استفاده کند، باید اندازه ی آن را برابر با بیشتر بار ممکن در نظر بگیرد. اگر منبع اصلی به هر علتی دچار مشکل شود، منبع اضطراری باید راه اندازی شده و وارد مدار شود. در این حالت ممکن است با توجه به میزان بار موجود، منبع اضطراری در شرایط بی باری، کم باری و یا بار کامل قرار  بگیرد. کار کردن منبع اضطراری در حالت بار کامل، بهترین گزینه ی ممکن می باشد. در این حالت راندمان، هزینه ها و استهلاک تجهیزات توجیه اقتصادی دارد. اگر به جای یک منبع از چند منبع کوچک تر استفاده شده باشد، می توان به میزان مورد نیاز از منبع های اضطراری استفاده کرد.

از طرفی اگر در تاسیسات از یک منبع اضطراری استفاده شده باشد، بروز هرگونه عیب در آن می تواند باعث خاموشی کامل شود. این حالت در تاسیسات مهم مانند بیمارستان ها، مراکز امینی و … هیچ توجیهی ندارد. فرض کنید در زمان سرویس و نگه داری منبع اضطراری، منبع اصلی دچار مشکل شود. در این صورت نیز خاموشی کامل رخ می دهد.

با توجه به موارد ذکر شده، به جای استفاده از یک منبع اضطراری بزرگ در تاسیسات مهم، می توان از چند منبع اضطراری کوچک استفاده کرد. با این کار ضریب اطمینان، هزینه های سرویس و نگه داری، خاموشی های ناخواسته و … تحت تاثیر قرار می گیرد. در صورت استفاده از چند منبع اضطراری کوچک باید شرایط پارالل کردن آن ها را با هم در نظر گرفت. در تصویر زیر نشان داده شده که می توان به جای یک منبع اضطراری بزرگ، از سه منبع کوچک تر استفاده کرد.

طراحی چنج آور

در اکثر کارخانه ها از برق شهر به عنوان منبع اصلی و دیزل ژنراتور به عنوان منبع اضطراری استفاده شده است. وضعیت نرمال در تصویر زیر و حالت (a) نمایش داده شده است. در این روش اگر منبع اصلی دچار اختلال شود، برق سیستم قطع شده و سپس فرمان روشن به دیزل داده می شود. (حالت b) پس از گذشت زمان کوتاهی و کمتر از یک دقیقه، توان مورد نیاز بار توسط دیزل تامین می شود. (حالت c) با نرمال شدن وضعیت منبع اصلی، بار از دیزل جدا و پس از بی برق شدن مجدد به برق شهر متصل می شود. (حالت d) در نتیجه، هر اختلال در منبع اصلی باعث دو مرتبه بی برق شدن باس می شود. (حالت های b و d)

طراحی چنج آور

با توجه به این که حوادث اجتناب ناپذیر هستند و زمان رخ دادن آن غیر قابل پیش بینی است، می توان برگشت بار از منبع اضطراری به منبع اصلی را بدون خاموشی انجام داد. در این حالت پس از نرمال شدن شرایط منبع اصلی، در یک زمان کوتاه منبع اصلی و اضطراری پارالل شده و سپس منبع اضطراری قطع می شود. در تصویر زیر و قسمت (d) این مورد را مشاهده می کنید. این کار را می توان در خاموشی های با برنامه به صورت عکس نیز انجام داد. برای این کار منبع اضطراری را آماده و سپس با منبع اصلی پارالل می کنیم. بعد از موفقیت آمیز بودن این مرحله می توان کلید مربوط به منبع اصلی را قطع کرد. با مجهز کردن سیستم چنج آور به رله های سنکرون، می توان خاموشی باس را یک مرتبه کاهش داد.

طراحی چنج آور

در صورتی که بخواهیم از دیزل برای پیک سایی استفاده کنیم ممکن است چند حالت رخ دهد. مهم ترین این موارد عبارتند از:

  • دیزل توان تامین تمام برق مورد نیاز شرکت را دارد
  • دیزل توان تامین تمام برق مورد نیاز شرکت را نداشته ولی می توان بارهای غیر ضروری را در لحظه ی پیک حذف کرد.
  • دیزل توان تامین تمام برق مورد نیاز شرکت را نداشته و نمی توان بارهای غیر ضروری را در لحظه ی پیک حذف کرد.

در صورتی که دیزل توان تامین تمام برق را داشته باشد و یا بتوانیم از بارهای غیر ضروری صرف نظر کنیم، می توانیم در ساعات پیک کاملا از منبع اصلی جدا شده و با منبع اضطراری کار کنیم.

در صورتی که دیزل توان تامین بار کامل را نداشته باشد و نتوانیم بارهای غیر ضروری را حذف کنیم، یک روش دیگر باقی می ماند. می توانیم دیزل را با منبع اصلی پارالل کرده و به اندازه ی توان آن مصرف برق را کاهش دهیم. این روش در تصویر زیر نمایش داده شده است. در این حالت حدود 30 درصد بار مورد نیاز توسط ژنراتور و 70 درصد باقی مانده توسط منبع اصلی تامین می شود.

طراحی چنج آور

برای پارالل کردن چند ژنراتور با هم و با منبع اصلی می توان از رله های کنترل دیزل ژنراتور، رله های چنج آور با قابلیت پارالل کردن و یا رله ی سنکرون به صورت سفارشی استفاده کرد. در این مدار باید از دو کنتاکتور، دو کلید موتور دار و یا یک کلید چنج آور با خاصیت هم پوشانی کنتاکت ها استفاده کرد.  در تصویر زیر  یک رله ی سنکرون برای پارالل کردن دو منبع را مشاهده می کنید.

انواع رله

کنترل و مانیتورینگ

تجهیزات قدرت در مدار چنج آور را می توان به صورت ارسال فرمان های دستی و یا به صورت خودکار کنترل کرد. فرمان های دستی می تواند از محل کلید و یا توسط سیستم ریموت ارسال شود. فرمان های خودکار می توانند از طریق یک مدار سفارشی، یک رله ی چنچ آور، برد دیزل ژنراتور یا رله ی اتوترانسفر، وضعیت تجهیزات را تغییر دهند. در واقع نوع مدار فرمان تعیین می کند که چه تجهیزی با چه شرایطی وارد مدار شده و یا از آن خارج شود. برای مشخص کردن نوع سیستم کنترل باید خواسته های خود را کاملا مشخص کنید. به عنوان مثال:

  • مایل هستید از چند نوع روش برای کنترل چنج آور استفاده کنید؟ انتخاب های شما می تواند کنترل دستی، کنترل از طریق شبکه های صنعتی، کنترل از طریق مدار فرمان، رله های خودکار و یا ترکیبی از تمام موارد باشد.
  • در چه شرایطی منبع اضطراری وارد مدار شود؟ قطع کامل منبع اصلی، بروز خطاهای ولتاژی و فرکانسی مانند افت و افزایش ولتاژ، فرکانس، قطع فاز ها و …. تعداد کمیت ها و میزان تغییرات آن ها را شما تعیین می کنید.
  • مایل هستید از چه سیستم های بازدارنده مانند اینترلاک های الکتریکی و مکانیکی استفاده کنید؟
  • آیا مایل هستید کمیت های الکتریکی را از طریق پنل کلید و یا شبکه های صنعتی مشاهده و ذخیره کنید؟
  • تاسیسات موجود دارای چه سیستم های کنترلی و ارتباطی هستند؟
  • اگر منبع اضطراری تاسیسات شما یک دیزل ژنراتور باشد، آیا به سیستم های کنترلی، روشن و خاموش شدن خودکار، گاورنر و … مجهز شده است؟

قبل از شکل گیری و تولید انبوه رله های کنترل دیزل ژنراتور و رله های چنج آور، مدارهای سفارشی بر اساس نیاز مشتری طراحی و پیاده سازی می شد. در این روش عملکرد مدار مانند حفاظت ها، زمان گیری ها، شرایط استارت، استپ و … توسط تجهیزاتی مانند تایمرها، کنترل فازها، کنتاکتور ها و …  انجام می شدند. به علت نبود استاندارد خاصی، هر مدار می توانست شرایط کاری، حفاظتی، روش بهره برداری و … متفاوتی داشته باشد.

فرمان استارت مدار چنج آور سفارشی معمولا از یک دستگاه کنترل فاز که روی منبع اصلی قرار گرفته بود، صادر می شد. در صورتی که کمیت های الکتریکی شبکه از حد مقادیر تنظیم شده روی کنترل فاز کمتر و یا بیشتر می شد، زمان گیری شروع و پس از آن فرمان استارت دیزل توسط یک رله یا کنتاکتور اجرا می شد.  در صورت روشن نشدن دیزل به هر علتی، استارت مجدد تا 3 مرتبه صورت می گرفت. در نظر داشته باشید که همین مدار استارت مجدد به چه تعدادی رله، زمان گیری و … نیاز دارد. پس از روشن شدن دیزل، خروجی ژنراتور توسط یک کنترل فاز دیگر بررسی می شد. در صورت صحت ولتاژ خروجی، فرمان وصل کنتاکتور اصلی صادر و توان مورد نیاز بار از طریق ژنراتور تامین می شد. در طول کار دیزل، تمام المان ها مانند میزان سوخت، حرارت، مایع خنک کننده، فرکانس، ولتاژ و … توسط همین مدار کنترل می شد. می توانید تصویر کنید که چه تعدادی از تجهیزات با چه حجمی از سیم بندی در کنارهم قرار می گرفتند تا یک چنج آور خودکار ساخته شود. از معایب این نوع مدار می توان به هزینه و پیچیدگی بالا، تعمیرات سخت، حجم زیاد سیم بندی و تابلو، عدم کنترل دقیق و پیوسته و … اشاره کرد.

برای رفع مشکلات ذکر شده و با پیشرفت تکنولوژی، بردهایی برای کنترل کمیت های الکتریکی، کمیت های دیزل ژنراتور و کنترل چنج آور ساخته شدند.  این بردها به خوبی می توانند المان های آنالوگ و دیجیتال مربوط به دیزل ژنراتور مانند میزان دما، حجم سوخت، فشار روغن، وضعیت سیستم خنک کننده، بروز عیب هایی در سیستم استارت، میزان شارژ باتری ها و … را کنترل کنند. با توجه به نیاز متقاضی و نوع تاسیسات موجود می توان از این رله ها برای کنترل یک دستگاه تا چند دستگاه ژنراتور استفاده کرد. برخی از این بردها می توانند چند ژنراتور را با یکدیگر و در نهایت با منبع اصلی پارالل کنند.

با استفاده از این رله ها، حجم سیم بندی، پیچیدگی مدار، قیمت و حجم تابلوی چنج آور کاهش پیدا می کند. از طرفی می توان میزان کمیت های الکتریکی شبکه ی اصلی، ژنراتور و دیزل را به دقت تنظیم، کنترل و توسط شبکه های صنعتی مانیتور کرد. این رله ها به صورت جداگانه تهیه و روی انواع دیزل ژنراتور نصب می شوند. در تصویر زیر رله ی کنترل دیزل ژنراتور را مشاهده می کنید.

رله

در مجموعه ی دیزل ژنراتورهای امروزی، کنترل وضعیت موتور و ژنراتور توسط بردهایی که روی خود مجموعه قرار دارد و تحت عنوان ECU: Engine Control Unit شناخته می شوند، صورت می گیرد. این بردها با ارسال یک فرمان دیجیتال می توانند دیزل را روشن و خاموش کنند. برای استفاده از دیزل های جدید در سیستم های چنج آور می توان از کلیدهای اتوترانسفر یا رله ی چنج آور استفاده کرد. در تصویر زیر یک نمونه رله ی چنج آور را مشاهده می کنید.

چنج آور

با توجه به برند و مدل رله های چنج آور، می توان ارسال فرمان روشن و خاموش به دیزل، جابجایی بار بین دو منبع، مانیتورینگ کمیت های الکتریکی منبع اصلی و اضطراری، ارتباط با شبکه های صنعتی و … را به صورت کامل پوشش داد.

این مقاله تا چه حد برای شما مفید بود؟

میانگین امتیاز 5 / 5. تعداد رای: 5

21 پاسخ
  1. subhan
    subhan گفته:

    سلام من یه شرکت سن و ماسه تو افغانستان دارم به علت زیاد رفتن برق میخواهم از جنراتور استفاده کنم و به چنچ اور نیاز دارم و برق مصرفی من ۶۰۰kw است لطفا راهنمایی کنید

    پاسخ
  2. هادی
    هادی گفته:

    سلام‌وقت بخیر من یه تابلودارم که دوتا کلید چنج اور نصب شده روش وبه علت برق رفتن زیاد قطع ووصل میشه میخوام اگر امکان داره یه تایمر بزارم سر راه چنج اور که حداقل به فاصله یک دقیقه قطعووصل بشه اخه دریک دقیقه سه چهر بار برققطع ووصل میشه ایا امکان نصب تایمر هس لطفا راهنمایی کنید وبگید چطوری میتونم‌نصب کنم

    پاسخ
    • مثلث زرد
      مثلث زرد گفته:

      سلام. لطفا مدل چنج آور رو بفرمایید که با کنتاکتور‌، بریکر موتوردار و یا کلید دو طرفه هست. اگر عکس هم بفرستید بهتره. در هر صورت این امکان وجود داره اما مدارش ممکنه مقداری متفاوت باشه.

      پاسخ
  3. فردوس شعبانلو
    فردوس شعبانلو گفته:

    سلام سال نو مبارک من یک دیزل ژنراتور مککالته دارم که بطور دستی استارت میخوره میخواستم مطالعه ای داشته باشم مبنی براینکه آیا سیستم چنج اور لازمه یا خیر.

    پاسخ
    • مثلث زرد
      مثلث زرد گفته:

      سلام. وقت بخیر. نحوه ی استارت خوردن می تونه دستی یا خودکار باشه اما برای جابجای بین برق شهر و ژنراتور باید یک سیستم ایمن چنج آور وجود داشته باشه. این کار رو می تونید با دو کنتاکتور، بریکر موتور دار یا یک کلید چنج آور انجام بدید.

      پاسخ
  4. امیر
    امیر گفته:

    با سلام و نشکر از مطالب مفیدتون،
    ممکنه در رابطه با استفاده از بک آپ باتری+ اینورتر بجای ژنراتور توضیح بفرمایید و اینکه آیا امکان استفاده از این مدار وجود دارد؟

    پاسخ
    • مثلث زرد
      مثلث زرد گفته:

      سلام. لطف دارید. بجای ژنراتور میشه از باطری و یو پی اس استفاده کرد. منابعی که با استفاده از باطری کار می کنن می تونن به صورت وقفه ی کوتاه مدت باشن و یا بدون وقفه اما از نظر هزینه و ساعات پشتیبانی مثل ژنراتورها نیستند.

      پاسخ
  5. سجاد
    سجاد گفته:

    باسلام.در یک پروژه یک تابلو چنج اور داریم که زمان چنج کردن بین برق شهر و ژنراتور خیلی کمه(درحد ۳ثانیه)در زمان قطع برق و اتواستارت ژنراتور به دورنامی نرسیده و تابلو ATSهم ژنراتور رو زیر بار قرار میده که باعث توقف ژنراتور میشه.
    راهکار افزایش تایم چنج اور رو میخواستم

    پاسخ
    • مثلث زرد
      مثلث زرد گفته:

      سلام وقت بخیر. با توجه به نوع و مدل چنج آور می تونه متفاوت باشه. برای کنترل دیزل و چنج آور از برد استفاده شده یا کنترل فاز و کنتاکتور و غیره؟

      پاسخ
  6. سعید
    سعید گفته:

    سلام من یه تابلو دارم طراحی میکنم
    بار تابلوی اضطراری من ۶۰ کیلو وات شده
    میخواستم بدونم چطور باید اندازه ی چنج اور رو بدست بیارم آیا کاتالوگ داره

    پاسخ
    • مثلث زرد
      مثلث زرد گفته:

      سلام وقت بخیر. منظورتون از اندازه ی چنج آور سایز کلید هست یا سایز دیزل؟ اگر منظورتون کلید باشه که با توجه به جریان بار اضطراری مشخص میشه. اگر مقدار بار نرمال با اضطراری متفاوت هست باید از کلیدهای جداگانه مثل دو بریکر موتور دار یا دو کنتاکتور استفاده کنید.

      پاسخ
    • علیرضا حسن زاد۰۹۱۴۱۲۸۱۲۵۳
      علیرضا حسن زاد۰۹۱۴۱۲۸۱۲۵۳ گفته:

      هر کیلووات = ۵ آمپر تکفاز و برای سه فاز هم آمپراژ به سه فاز مساوی هم شامل میشود مثلا در تکفاز (آمپر۴/۹۹۹۸=۳×۱/۶۶۶۶۶×۱کیلووات)
      (آمپر۴۹/۹۹۸=۱/۶۶۶۶×۳۰کیلووات)
      برای ۶۰ کیلووات هم دو برابر۳۰ کیلووات خواهد بود

      پاسخ
  7. مرتضی
    مرتضی گفته:

    سلام وقت بخیر. من قبلا مدار چنج اور با مکانیزم موتوری اشنایدر و کلید اتومات رو بستم. الان میخواستم برند هیودا ببندم ولی مدار فرمانشو نمیتونم طراحی کنم چون سیستم عملکرد مکانیزم موتوری هیوندا و اشنایدر فرق میکنه. چطور میتونم ازتون کمک بگیرم؟؟

    پاسخ
    • مثلث زرد
      مثلث زرد گفته:

      سلام وقت بخیر. موتور هیوندای، ال اس و نوآرک شبیه به هم هستن ولی کاربرد ساده ای دارن. تغذیه موتور به صورت دائم هست و با دو کنتاکت می کنید فرمان قطع و وصل رو بدید.

      پاسخ
  8. msh1365
    msh1365 گفته:

    سلام، اگر احیانا هنگام کار دیزل ژنراتور برق شهر هم وصل بشه چه اتفاقی می افته؟ ترانس با قدرت ۱۲۵۰کاوآ و ژنراتور با قدرت ۱۴۰۰ کاوآ.

    پاسخ
    • مثلث زرد
      مثلث زرد گفته:

      سلام. این اتصال با احتمال بسیار زیاد باعث سوختن ژنراتور یا صدمه ی جدی به بخش های کنترلی و تحریک اون خواهد شد. پارالل کردن ژنراتور با برق شهر نیاز به رعایت توالی، همسان سازی ولتاژ، فرکانس، زاویه و غیره داره که توسط بردهای پارالل انجام میشه.

      پاسخ
  9. حمید
    حمید گفته:

    باسلام و عرض ادب
    میخواستم ببینم علت اینکه کلید چنج آور مدل اشنایدر بعد از چشمک زدن برق دوباره خودکار وصل نمیشه از چی میتونه باشه دستی هم زدم وصل نشد
    ممنون میشم راهنمایم کنید

    پاسخ
    • مثلث زرد
      مثلث زرد گفته:

      سلام وقت بخیر. کلید چنج آور یا بریکر موتور دار؟ ممکنه ولتاژ نامناسب باشه و از بوبین آندر استفاده شده باشه. برای راهنمایی بهتر به اطلاعات بیشتری از تجهیز مد نظر شما هست.

      پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *