شین وشین بندی (قسمت اول)
تمام ژنراتورها وترانسفورماتورهاوسیم هاوكابل های یك نیروگاه یایك تبدیل گاه كه ولتاژ مساوی دارند،بایك شمش یایك رسانا به نام شین درهرفازبه هم متصل می شوند. درشین تمام انرژی ژنراتورهاویاترانسفورماتور هاویاهردو به هم می پیوندندوازآنجابه طورمستقیم باهمان ولتاژ ویابه كمك ترانسفورماتورافزاینده یاكاهنده باولتاژ دیگرمصرف كنندهها ویاشین های دیگرهدایت می گردند.لذامی توان گفت كه شین وسیله جمع وپخش انرژی درآن واحداست.
شین هارامی توان به طوركلی به دودسته تقسیم كرد:
الف – شین ساده
ب – شین چندتای(شین مركب)
الف : شین ساده
ساده ترین نوع جمع وپخش انرژی شین ساده است. درچنین تأسیساتی به ازای هرفازیك شین وجوددارد؛(درشبكه سه شین). تمام ژنراتورهای یك نیر وگاه به این سه شین بسته ممی شوند وازهمین شین هابرای تغذیه تبدیل گاه هایامصارف بزرگ استفاده می شود.
درشین ساده بادو ورودی ودوخروجی ؛ تقسیم برق باهمان ولتاژ ژنراتورصورت گرفته است وهریك ازژنراتورهاوخطوط انتقال انرژی دارای دیژنكتورسه فازمخصوص به خودمی باشند .درضمن هریك از كلیدهای قدرت مربوط به ژنراتوربایك سكسیونرسه فازبه شین هامتصل می شوندتادرموقع قطع ژنراتوربتوان دیژنكتورمربوطه راسرویس وتعمیرنمود. درصورتی كه دیژنكتورهافاقدسكسیونرباشن دیكی ازقطب های كلیدقدرت كه به شین وصل است، همیشه ولتاژ شین راخواهدداشت.
درانتقال انرژی به همین منظور درهردوطرف دیژنكتور،سكسیونرنصب می شود،البته درصورتی كه خط انتقال كوتاه ویاباانتهای باز باشد(خط شعاعی ) ؛ درشرایط خاصی می توان ازسكسیونری كه به خط انتقال منتهی می شود صرف نظركرد. حتی دراین گونه شبكه هانیزبه خصوص اگرخط انتقال ، سیم هوایی باشد بهتراستازدوسكسیونردردوطرف دیژنكتور استفاده شود:زیرا سیم هوایی اغلب در اثر تاثیرات جوی پتانسیل می گیرد و ممكن استبرای اشخاصی كه به نحوی با دیژنكتوردر تماس هستند خطر برق گرفتگی ایجادكند لذا بسیار مناسب استاگر بتوان دیژنكتورتحت سرویس یا دیژنكتوری كه به هرعلت باآن تماس حاصل می شود، به طوركامل از شبكه برق خارج كرد.درصورتی كه ولتاژ انتقال بزرگترازولتاژ ژنراتورباشد، به هریك ژنراتور یك ترانسفورماتورتعلق می گیرد؛ چون دراین حالت ژنراتوروترانسفورماتور دیژنكتورنصب گردد بدین جهت فقط طرف فشارقوی ترانسفورماتور مجهز به دیژنكتورمی شود.
قطع طولی شین
درتأسیسات ونیروگاه های بزرگ كه چندین ژنراتورباقدرت زیادروی یك شین ساده كه دارای چندخط خروجی است كارمی كنند،علاوه براین كه هراتصال كوتاهی درشین باعث قطع كلیه ژنراتورهاوقطع كامل برق می شود، هراتصال كوتاهی كه درهریك ازخطوط خروجی اتفاق می افتد،سبب عبورجریان اتصال كوتاه بسیاربزرگی می شود كه باتوجه به اثرات الكترودینامیكی جریان اتصال كوتاه برشین هاومقرهها وپایه هاهمچنین بزرگ شدن قدرت قطع دیژنكتورها، تأسیسات الكتریكی ابعاد بسیاربزرگی پیدامی كندكه باعث گران شدن قیمت تأسیسات الكتریكی شبكه فشارقوی می شود. لذابرای جلوگیری ازاین دوعیب بزرگ شین ساده به قطعات كوچك تقسیم می شود، به طوری كه هرقطعه شین به یك یاچندمولدوخطوط انتقال تعلق می گیرد.
ب- شین چندتایی یا مركب
شین ساده كه فوقا به آن اشاره شددارای معایبی به شرح زیراست:
اول – تمیز كردن مقره ها و متعلقات دیگر شین بدون قطع برق امكان پذیر نیست .
دوم – گرفتن انشعاب جدید ازشین ساده بدون قطع برق امكان پذیرنیست ، به عبارت دیگرتوسعه شبكه برق فقط باقطع برق ممكن است.
سوم – خراب شدن دیژنكتورهریك ازسیم های انتقال انرژی باعث قطع آن خط می شود.
برای برطرف كردن معایب فوق امروزه درنیروگاه هاوتبدیل گاه های مهم ازشین مركب استفاده می شود. ساده ترین ومتداولترین نوع شین مركب، شین دوبل است. درسیستم شین دوبل(دوشین به ازای هرفاز) معمولایك شین زیرباراست وشین دیگربه عنوان رزرو به كارگرفته می شود.
ارتباط خطوط ورودی وخروجی باهریك ازشین ها بهكمك یك سكسیونربرقرارمی گردد. لذادرحالت كارعادی شبكه ، نیمی ازسكسیونرهابازونیم دیگربسته است.
درذموقع تعویض بارازیك شین به شین دیگر، مثلا به خاطرتمیزكردن مقره های شین I ویابه خاطرگرفتن انشعاب جدیدازشین ها، سكسیونرهای مربوط به شین II رامی بندیم وسكسیونرهای مربوط به شین I راباز می كنیم.
استفاده ازشین كمكی :
شین كمكی یك شین اضافی است كه درصورت لزوم به یكی ازشین های دوبل وصل می شودوبه ما این امكان رامی دهد كه بدون قطع برق كلیدقدرت هریك ازخطوط انتقال انرژی رابرای تعمیریاتعویض ازمدارخارج كنیم.
شین سه تایی :
درنیروگاههای باقدرت بزرگ كه دارای چندین ژنراتور وخطوط خروجی هستندبرای این كه مولدهاوخطوط خروجی همه به هم متصل نباشند؛ ودرضمن امكان هرنوع اتصال آنها بایكدیگرموجودباشد، ازشین سه تایی وگاهی چهارتایی استفاده می شود.
مشخصات وطرزانتخاب شین فشارضعیف
شین معمولا ازمس (E-CU )ویاازآلومینیوم (E-Al ) ساخته می شوندودرمواقع خاص می توان ازآلیاژ آلومینیوم كه دارای خواص الكتریكی ومكانیكی خوبی هستند، نیزاستفاده كرد.
استقامت استاتیكی آلومینیوم زیادترازمس است ، زیرادرضمن این كه مقطع آن نسبت به مس بزرگتراست وزن آن كمترمی باشد.
تحمل دینیمیكی آلومینیوم ومس باهم برابراست ؛زیرااگرچه استقامت آلومینیوم كمتراست ولی درعوض سطح مقطع آن بزرگتراست.
ازدیاددرجه حرارت توسط ازدیاد شدت جریان ویاجریان كوتاه درآلومینیوم كمتراست *،زیرا جریان مخصوص آلومینیوم كمترازمس است وتشعشعات حرارتی وتبادل حرارتی آن بهتراست.
آلومینیوم درموقع جرقه زدن وسوختن ایجاد خاكسترزیادنمی كندوچون جسم باقیمانده هادی الكتریسیته نمی باشد، به مقره های عایقی شین آسیب نمی رساند.
مس درمقابل بخارگوگردی خیلی حساس است؛ مس وگوگرد درهوای آزاد باهم تركیب می شوندوسپس ایجاداكسید مس (CU20 )می كند كه دارای قابلیت هدایت بسیار كمی است وباعث می شودكه به خصوص دركنتاكتها اگردایما قطع ووصل نشود ؛ عمل كنتاكت دهی وهدایت جریان رامختل می كند.
آلومینیوم گرچه درمقابل اسیدكلریدریك واسید سولفوریك وآمونیاك باثبات است، ولی به علت ناپایداربودن درمقابل بخاركلروجیوه وبسیاری ازمواد شیمیایی دیگرباید درموقع به كاربردن شین های مسی ویا آلومینیومی درتابلوهای برق رسانی كارخانجات شیمیایی دقت ومطالعه كافی انجام گیرد.
درپست های فشارضعیف فواصل شین هابستگی به جریان اتصال كوتاه شبكه (جریان ضربه ای) ومقطع شین بستگی به جریان نامی دارد.البته می توان باترتیب خاص انشعابات(سیم های ورودی وخروجی) بارشین راتاحدودی كوچك ومتعادل كرد.
برای تعیین وانتخاب مقطع شین های مسی ویاآلومینیومی معمولا ازجداولی كه بدین منظوربرحسب شدت جریان وباردهی شین هاودرجه حرارت مجازداده شده است، استفاده می شود.
