مهندسی برق - قدرت

با توجه به اهمیت توسعه اتوماسیون صنعتی در صنعت برق و دگرگون سازی مدارات رله کنتاکتوری نیروی انسانی نقش اساسی را در پیشرفت و اتوماتیک سازی صنایع برق ایفا میکند لذا ضرورت آشنایی با اصول کارکرد سیستم های plc برای نیروهای فنی بر کسی پوشیده نیست

لذا با توجه به احساس مسئولیت و دین حقیر به صنعت برق کشور افرادی که مایل به صرف هزینه برای آموزش نمیباشند و به دنبال آشنایی و استارت اولیه هستند میتوانند از مطالب وبلاگ استفاده نمایند و در صورت نیاز منابع دیگر نیز در اختیار دوستان قرار خواهد داشت و در صورت هر گونه پرسش و نیاز به راهنمایی از طریق لینک پشتیبانی آنلاین و یا لینک (ارتباط با ما ) سوالات خود را مطرح نمایید ، بدیهی است کسب تجربه و مهارت افزایی نیازمند آموزش عملی و کار به صورت سخت افزاری میباشد 

جامعه هدف  دانشجویان ، دانش آموزان و افراد مبتدی که علاقمند به فراگیری plc به صورت خود آموز هستند میباشد.

 امید است بتوانیم باری از دوش سیستم آموزش کشورمان برداریم و همچون قطره ای خود را به دریای بیکران علم الهی برسانیم

                                                          با آرزوی موفقیت و سر بلندی 

                                                                     مدیر وبلاگ

مقدمه: يكي از اجزاء مهم شبكه هاي فشار قوي ، مقره ها مي باشد كه بر حسب ولتاژ مورد استفاده و شرايط محيطي از نظر آلودگي و رطوبت ، شكل خاصي به خود مي گيرند. وظايف مقره ها در شبكه ها را مي توان به صورت زير بيان نمود :

1. تحمل وزن هادي هاي خطوط انتقال و توزيع براي نگهداري سيم هاي هوايي روي پايه ها و دكل ها در بدترين شرايط (يعني موقعي كه ضخامت يخ و برف تشكيل شده روي سيم ها در حداكثر مقدار باشد) را داشته باشد و اصولاً بايد بتوانند بيشترين نيروهاي مكانيكي وارد شده بر ان ها را تحمل كنند.

2. عايق بندي هادي ها و زمين و بين هادي ها با يكديگر به عهده مقره است. يعني مقره ها بايد از استقامت الكتريكي كافي برخوردار باشند تا بتوانند بين فازهاي شبكه و دكل ها كه متصل به زمين هستند ايزولاسيون كافي براي تحمل ولتاژ فازها را داشته باشند. استقامت الكتريكي آن ها بايد در حدي باشد كهدر بدترين شرايط (يعني در حضور رطوبت ، باران ، آلودگي و بروز صاعقه با ولتاژ بالا) دچار شكست كامي الكتريكي نشوند.

مهندس حسن پور رتبه دوم مسابقات علمی کاربردی در زمینه کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزیplc

مهندس  اسدیان با سابقه 8 ساله در زمینه مونتاژ تابلوهای برق صنعتی

...

در صورت تمایل به همکاری یا خواستن هر گونه قیمت از نظر بدنه تابلو برق صنعتی( جوشی ..بارانی.. ریتال..) با قیمت های مناسب و مونتاژ تابلوهای برق صنعتی(رله و کنتاکتوری main و بانک خازن

با شماره تلفن  زیر تماس حاصل فرمائید

09149759004 اسدیان

انواع برقگیر ها:

1-برقگیر لوله ای:

از آنجا که موقع قوس تکفاز با زمین ولتاژ شبکه تا حد ولتاژ جرقه ای قوس الکتریکی افت می کند انرژی موج سیار به طور کامل به زمین هدایت می شود.

ولی شبکه ای که با این دستگاه حفاظت می شود دچار یک اتصال زمین می گردد. به  طوری که پس از قطع ولتاژ سیار به یک جریان اتصال زمین با فرکانس شبکه نیز برای مدت نامحدودی از راه برقگیر به زمین عبور می کند.این جریان را جریان هدایت شونده می نامیم.

اگر نقطه صفر ستاره شبکه ایزوله باشند این جریان هدایت شونده یک جریان خازنی می باشد و اگر شبکه مستقیماً زمین شده باشد این جریان جریان اتصال زمین خواهد بود.

اگر در شبکه دو یا سه برقگیر مختلف در یک زمان عمل کند.جریان هدایت شونده همیشه یک جریان اتصال کوتاه است.زمان عبور این جریان هدایت شونده باید خیلی کوتاه باشد تا به شبکه و تاسیسات آن زیان نرساند و به این

جهت باید هر چه زودتر قطع گردد.

در برقگیر لوله ای جریان هدایت شونده پس از یک یا چند نیم موج فرکانس در اثر گازی که خود برقگیر تولید   می کند از بین می رود و از این جهت می توان آن را برقگیر جرقه خاموش کن نامید.( شکل 5-3)

چکیده:

یکی از پدیده های رایج طبیعت(به خصوص در برخی مناطق و نواحی)رعد و برق است.رعد و برق عبارت است از ظهور قوس الکتریکی در فاصله ابر ها که همراه با صدای مخوف و وحشتناک است.این پدیده با بارش باران شدید یا تگرگ همراه است.به علت اهمیت آن در برخی صنایع و به خصوص در صنعت برق لازم دانستم که در این پروژه به بررسی و تحلیل این پدیده در خطوط انتقال انرژی الکتریکی بپردازم.اضافه ولتاژهای گذرای ناشی از برخورد صاعقه به خطوط انتقال و همچنین عملیات کلید زنی در تعیین سطوح عایقی تجهیزات و دستگاههای محافظت در مقابل صاعقه اهمیت زیادی دارند.

هنگامی که خط با ثابت های توزیع شده در معرض یک اغتشاش مانند برخورد صاعقه یا عمل کلید زنی قرار

 می گیردامواج ولتاژ و جریان بوجود می آیند و این امواج در طول خط با سرعتی نزدیک به سرعت سیر نور به حرکت در می آیند به محض رسیدن این امواج به ترمینال های خط امواج ولتاژ و جریان انعکاسی بوجود می آیند و در طول خط بر می گردند و با امواج اولیه ترکیب می شوند،به خاطر وجود تلفات،امواج سیار بعد از چند انعکاس تضعیف شده و از بین می روند همچنین اندوکتانس های سری سیم پیچ های ترانسفورماتور به طور موثری اغتشاشات را بلو که می نمایند و بدین صورت از ورود آنها به سیم پیچیهای ژنراتور جلوگیری می کنند.

به هر حال انعکاس چند باره موج می تواند باعث تقویت اضافه ولتاژ شده و ولتاژ تا سطحی افزایش یابد که سبب ایجاد جرقه روی عایق ترانسفورماتور یا خط و نهایتا آسیب دیدگی آن شود.

کلید های فشار قوی که می توانند در 50msقطع کنند خیلی کند تر از این هستند که در مقابل صاعقه یا امواج ناشی از کلید زنی بتوانند عملیات محافظت را صورت دهند.امواج صاعقه می توانند در چند میکرو ثانیه و امواج کلید زنی در مدتی حدود صد میکرو ثانیه به حداکثر  مقدار خود می رسند.این امواج آنقدر سریع هستند که قبل از اینکه کلید فشار قوی بتواند باز شود عایق را تخریب می کنند.

دستگاههای حفاظتی ای به نام برقگیر وجود دارند که قادرند عایق تجهیزات را در مقابل اضافه ولتاژ ها محافظت نمایند.این  دستگاهها ولتاژ را به حد معین(BLI) محدود کرده و انرژی امواج صاعقه و کلید زنی را جذب نمایند.زمین کردن مناسب پست و تجهیزات مرتبط با آن مانند ترانسفورماتور ها و کلیدها می تواند تا حد زیادی جان کاربران و حتی تجهیزات را در مقابل این ولتاژ ها حفظ کند.

                                                      تاسیسات برقی

شرکت توانير يکي از سازمانهاي پيشگام در زمينه طراحي، ايجاد و استفاده از سيستم اطلاعات مکاني (GIS) ميباشد. اين شرکت تاکنون بطور مستقيم يا از طريق شرکتهاي برق منطقه¬ای فعاليتهاي ارزشمندي در ارتباط با GIS انجام داده است که از آنجمله ميتوان به موارد زير اشاره نمود:

• انجام فاز مطالعاتي GIS صنعت برق در بخش انتقال، فوق توزيع و توزيع مشتمل بر حصول شناخت، تدوين مدل مفهومي، مدل منطقي، استاندارد پايگاه داده مکاني و دستورالعملهاي اجرايي

   

• طراحي و ايجاد سيستم پايه مديريت پايگاه داه مکاني صنعت برق (EIGIS)

   

• توسعه سیستم EIGIS با بهبود نحوه مديريت داده¬هاي مکاني و توصيفي، اضافه کردن کليه توابع پايه GIS و پياده¬سازي گزينشی از اهم توابع تخصصی صنعت برق

   

• برقراري ارتباط مابين سيستم EIGIS با برخي نرم افزارهاي تخصصي صنعت برق

   

• طراحي و ايجاد WebGIS صنعت برق

   

• طراحي و ايجاد سرویس ارائه نقشه (WMS)

   

• طراحي و ايجاد کاتالوگ سرویس مکاني تحت وب

   

• طراحي و ايجاد Mobile GIS پايه

   

• جمع آوري و آماده¬سازي اطلاعات مکاني در بخش انتقال و فوق توزيع توسط شرکتهاي برق منطقه¬ای

   

• انجام فعاليتهاي پراکنده مرتبط با GIS و اطلاعات مکاني در شرکتهاي برق منطقه¬اي

باتوجه به فعاليتهاي ارزشمند فوق الذکر شرکت توانير با سه مسئله اصلي به شرح زير روبرو شده است که طبيعت اينگونه پروژه¬هاي بزرگ و بلند مدت است و به نوبه خود نيازمند اتخاذ تدابير و راهکارهاي اجرايي مناسب مي باشد.

• نياز به يک ساختار مديريتي جهت هماهنگ¬سازي فعاليتهاي مرتبط با مديريت اطلاعات مکاني بين شرکتهاي برق منطقه¬اي، شرکتهاي تابعه توانير و خود شرکت توانير. دلايل اصلي اين نياز عبارتند از:

   

• تعدد و تنوع فعاليتهاي مرتبط با اطلاعات مکاني در توانير و شرکتهاي تابعه

   

• هزينه نسبتاً بالاي اين فعاليتها و لزوم اعمال مديريت مناسب براي جلوگيري از فعاليتهاي موازي، دوباره و غيراصولي

   

• لزوم هماهنگي و مديريت کلان اين فعاليتها جهت فرآهم آوردن امکان تلفيق اطلاعات و تسهيل استفاده آتي از آنان توسط مديران و برنامه¬ريزان صنعت برق و ساير کاربران

   

• نياز به وجود ابزار و ساز و کارهاي مناسب براي تسهيل مديريت، دسترسي، تلفيق، نگهداري و استفاده از داده¬هاي مکاني و توصيفي موجود در شرکتهاي برق منطقه¬اي توسط مديران و تصميم¬گيران شرکت توانير. دلايل اصلي اين نياز عبارتند از:

   

• وجود داده¬هاي مکاني و توصيفي دقيق و به هنگام در شرکتهاي برق منطقه¬اي به واسطه پروژه¬هاي توليد و جمع¬آوري اطلاعات در اين شرکتها

   

• پراکنده¬بودن اين اطلاعات بين شرکتهاي برق منطقه¬اي

   

• اهميت اين داده¬ها بعنوان بهترين منبع اطلاعاتي براي تصميم¬گيري و برنامه¬ريزي¬هاي منطقه¬اي و ملي توسط توانير

   

• لزوم وجود ابزار و سازوکارهاي مناسب براي دسترسی، تلفيق و استفاده راحت از اين اطلاعات توسط توانير که در حال حاضر اين ابزار موجود نيست.

   

• ابزار مذکور بایستي بر پايه يک سیستم توزيع شده و معماري سرويس-مبنا باشد تا دسترسی سريع و on-line به آخرين اطلاعات در شرکتهاي برق منطقه¬اي را براي مديران و کارشناسان صنعت برق (بخصوص در شرکت توانير) براي مشاهده اطلاعات و گزارشگيري از آن فرآهم آورد. ايجاد اين سيستم در اولين قدم نيازمند يک طراحي کلان و دقيق بر مبناي آخرين استانداردهاي OGC، ISO و W3C مي¬باشد.

   

• نياز به وجود ساز و کارهاي مناسب براي توليد و بهنگام¬رساني داده¬هاي مکاني و توصيفي حين فعاليتهاي روزانه. دلايل اصلي اين نياز عبارتند از:

   

• در جريان بودن پروژه¬هاي توليد و جمع¬آوري داده¬هاي مکاني و توصيفي در شرکتهاي برق منطقه¬اي (با هزينه¬هاي قابل توجه) که نتيجه آن وجود اطلاعات دقيق و بهنگام صنعت برق در اين شرکتها است

   

• قديمي شدن سريع و کاهش سطح اطمينان به اين اطلاعات با گذشت زمان به لحاظ توسعه شبکه، احداث تاسیسات جديد، عمليات تعمير و نگهداري و ....

   

• تاثیر منفی بکارگیری اطلاعات قدیمی و نامناسب در فرآيندهاي تصميم¬گيري و برنامه¬ريزي

   

• غيراصولي بودن تعريف متناوب پروژه¬هاي بهنگام¬رساني با روشها و هزينه¬هاي بالا معادل پروژه¬هاي توليد و جمع¬آوري

   

• در فاصله زماني مابين دو بهنگام رساني – مثلاً دو يا سه سال - داده¬هاي قديمي در اختيار مديران و تصميم¬گيران است و اين داده¬ها هر روز قديمي¬تر و بي¬اطمينان¬تر مي¬شوند

   

• امکان بهنگام نگهداري داده¬هاي مکاني و توصيفي با هزينه¬اي کمتر، حين فعاليت روزانه شرکتهاي برق منطقه¬اي که نتيجه آن دسترسی به آخرين وضعيت اطلاعات در هر زمان است.

عدم توجه جدی به مسائل فوق شرکت توانير را در آينده¬اي نزديک با چالشي جدي مواجه خواهد ساخت، بگونه¬اي که:

• کنترل و هماهنگ کردن فعاليتهاي مرتبط با اطلاعات مکاني بعلت افزايش تعدد و تنوع آنها مشکل خواهد شد و عدم هماهنگ شدن اين فعاليتها، تلفيق و يکپارچه¬سازي داده¬ها و سرويسها را با مشکلي جدي مواجه خواهد کرد.

   

• اين شرکت مجبور خواهد شد تا زمان و هزينه¬هايي بسيار زياد (در حد پروژه¬هاي جمع¬آوري اطلاعات) براي بهنگام¬رساني اطلاعات پرداخت نمايد.

   

• عليرغم وجود اطلاعات در شرکتهاي برق منطقه¬اي، شرکت توانير دسترسي مناسب به آنها نخواهد داشت و بالطبع به موقع نمي¬تواند از آخرين وضعيت اطلاعات در نظامهاي تصميم¬گيري و برنامه¬ريزي خود استفاده نمايد.

   

• عليرغم وجود اطلاعات در شرکتهاي برق منطقه¬اي، بعلت ناسازگاريهاي نرم¬افزاري شرکتها، شرکت توانير با تلفيق و يکپارچه¬سازي اطلاعات مشکل خواهد داشت و بالطبع قادر نخواهد بود از اين اطلاعات به شکل مناسب در نظام تصميم¬گيري و برنامه¬ريزي استفاده نمايد.

طراحي و ايجاد زيرساخت داده مکاني (SDI) شرکت توانير، راه حل اساسي مشکلات فوق مي¬باشد. با تکيه بر مدلها و مفاهيم SDI، شرکت توانير قادر خواهد بود تا با ايجاد يک ساختار مديريتي مناسب، سياستگذاري و اجراي مناسب سياستها، ايجاد شبکه¬هاي دسترسي، تکميل و عملياتي نمودن استانداردها، اصلاح يا تکميل فرآيندهاي سازماني در ارتباط با مديريت داده¬هاي مکاني و ... زمينه مشارکت و همکاري بخشهاي مختلف شرکت توانير را براي مديريت يکپارچه و استفاده از داده¬هاي مکاني فرآهم آورد.

لینک دانلود فایل

رمز: www.power2.ir

حجم : 4MB

روسیه قصد دارد اولین نیروگاه هسته‌ای شناور خود را با هدف تامین انرژی مورد نیاز برای مناطق دورافتاده این کشور تاسیس کند.

نویسندگان این وبلاگ با تجربیاتی که  در زمینه برق صنعتی و اتوماسیون دارند

آماده دریافت پروژه هایی کاری در این دو زمینه میباشند امید است که بتوانیم

رضایت شما عزیزان را جلب کنیم

 به زودی منتظر ارائه مقاله کامل از تابلو برق باشید

دانلود جزوه فیوز

هنرآموزان و هنرجویان عزیز رشته برق صنعتی و PLC کاردانش می توانند در این بخش استانداردهای آموزشی این مهارتها را دانلود نمایند

دانلود استاندارد آموزشی برق صنعتی درجه 2

دانلود استاندارد آموزشی کارور plc درجه 2

دانلود استاندارد آموزشی تابلو ساز برق صنعتی

www.power2.ir/article/jozve/power2.ir-riyazi%20mohandesi.rar

 پسورد فایل:  elecnoavar.blogfa.com

download 

   برحسب نظريه اتمي عنصر عبارت است از يك جسم خالص ساده كه با روش هاي شيميايي نمي توان آن را تفكيك كرد. از تركيب عناصر با يكديگر اجسام مركب به وجود مي آيند. تعداد عناصر شناخته شده در طبيعت حدود 92 عنصر است.

هيدروژن اولين و ساده ترين عنصر و پس از آن هليم، كربن، ازت، اكسيژن و... فلزات روي، مس، آهن، نيكل و... و بالاخره آخرين عنصر طبيعي به شماره 92، عنصر اورانيوم است. بشر توانسته است به طور مصنوعي و به كمك واكنش هاي هسته اي در راكتورهاي اتمي و يا به كمك شتاب دهنده هاي قوي بيش از 20 عنصر ديگر بسازد كه تمام آن ها ناپايدارند و عمر كوتاه دارند و به سرعت با انتشار پرتوهايي تخريب مي شوند. اتم هاي يك عنصر از اجتماع ذرات بنيادي به نام پرتون، نوترون و الكترون تشكيل يافته اند. پروتون بار مثبت و الكترون بار منفي و نوترون فاقد بار است.

تعداد پروتون ها نام و محل قرار گرفتن عنصر را در جدول تناوبي (جدول مندليف) مشخص مي كند. اتم هيدروژن يك پروتون دارد و در خانه شماره 1 جدول و اتم هليم در خانه شماره 2، اتم سديم در خانه شماره 11 و... و اتم اورانيوم در خانه شماره 92 قرار دارد. يعني داراي 92 پروتون است.

ايزوتوپ هاي اورانيوم

تعداد نوترون ها در اتم هاي مختلف يك عنصر همواره يكسان نيست كه براي مشخص كردن آنها از كلمه ايزوتوپ استفاده مي شود. بنابراين اتم هاي مختلف يك عنصر را ايزوتوپ مي گويند. مثلاً عنصر هيدروژن سه ايزوتوپ دارد: هيدروژن معمولي كه فقط يك پروتون دارد و فاقد نوترون است. هيدروژن سنگين يك پروتون و يك نوترون دارد كه به آن دوتريم گويند و نهايتاً تريتيم كه از دو نوترون و يك پروتون تشكيل شده و ناپايدار است و طي زمان تجزيه مي شود.

ايزوتوپ سنگين هيدروژن يعني دوتريم در نيروگاه هاي اتمي كاربرد دارد و از الكتروليز آب به دست مي آيد. در جنگ دوم جهاني آلماني ها براي ساختن نيروگاه اتمي و تهيه بمب اتمي در سوئد و نروژ مقادير بسيار زيادي آب سنگين تهيه كرده بودند كه انگليسي ها متوجه منظور آلماني ها شده و مخازن و دستگاه هاي الكتروليز آنها را نابود كردند.

غالب عناصر ايزوتوپ دارند از آن جمله عنصر اورانيوم، چهار ايزوتوپ دارد كه فقط دو ايزوتوپ آن به علت داشتن نيمه عمر نسبتاً بالا در طبيعت و در سنگ معدن يافت مي شوند. اين دو ايزوتوپ عبارتند از اورانيوم 235 و اورانيوم 238 كه در هر دو 92 پروتون وجود دارد ولي اولي 143 و دومي 146 نوترون دارد. اختلاف اين دو فقط وجود 3 نوترون اضافي در ايزوتوپ سنگين است ولي از نظر خواص شيميايي اين دو ايزوتوپ كاملاً يكسان هستند و براي جداسازي آنها از يكديگر حتماً بايد از خواص فيزيكي آنها يعني اختلاف جرم ايزوتوپ ها استفاده كرد. ايزوتوپ اورانيوم 235 شكست پذير است و در نيروگاه هاي اتمي از اين خاصيت استفاده مي شود و حرارت ايجاد شده در اثر اين شكست را تبديل به انرژي الكتريكي مي نمايند. در واقع ورود يك نوترون به درون هسته اين اتم سبب شكست آن شده و به ازاي هر اتم شكسته شده 200 ميليون الكترون ولت انرژي و دو تكه شكست و تعدادي نوترون حاصل مي شود كه مي توانند اتم هاي ديگر را بشكنند. بنابراين در برخي از نيروگاه ها ترجيح مي دهند تا حدي اين ايزوتوپ را در مخلوط طبيعي دو ايزوتوپ غني كنند و بدين ترتيب مسئله غني سازي اورانيوم مطرح مي شود.

ساختار نيروگاه اتمي

به طور خلاصه چگونگي كاركرد نيروگاه هاي اتمي را بيان كرده و ساختمان دروني آنها را مورد بررسي قرار مي دهيم.

طي سال هاي گذشته اغلب كشورها به استفاده از اين نوع انرژي هسته اي تمايل داشتند و حتي دولت ايران 15 نيروگاه اتمي به كشورهاي آمريكا، فرانسه و آلمان سفارش داده بود. ولي خوشبختانه بعد از وقوع دو حادثه مهم تري ميل آيلند (Three Mile Island) در 28 مارس 1979 و فاجعه چرنوبيل (Tchernobyl) در روسيه در 26 آوريل 1986، نظر افكار عمومي نسبت به كاربرد اتم براي توليد انرژي تغيير كرد و ترس و وحشت از جنگ اتمي و به خصوص امكان تهيه بمب اتمي در جهان سوم، كشورهاي غربي را موقتاً مجبور به تجديدنظر در برنامه هاي اتمي خود كرد.

نيروگاه اتمي در واقع يك بمب اتمي است كه به كمك ميله هاي مهاركننده و خروج دماي دروني به وسيله مواد خنك كننده مثل آب و گاز، تحت كنترل درآمده است. اگر روزي اين ميله ها و يا پمپ هاي انتقال دهنده مواد خنك كننده وظيفه خود را درست انجام ندهند، سوانح متعددي به وجود مي آيد و حتي ممكن است نيروگاه نيز منفجر شود، مانند فاجعه نيروگاه چرنوبيل شوروي. يك نيروگاه اتمي متشكل از مواد مختلفي است كه همه آنها نقش اساسي و مهم در تعادل و ادامه حيات آن را دارند. اين مواد عبارت اند از:

 :1- ماده سوخت متشكل از اورانيوم طبيعي، اورانيوم غني شده، اورانيوم و پلوتونيم است.

عمل سوختن اورانيوم در داخل نيروگاه اتمي متفاوت از سوختن زغال يا هر نوع سوخت فسيلي ديگر است. در اين پديده با ورود يك نوترون كم انرژي به داخل هسته ايزوتوپ اورانيوم 235 عمل شكست انجام مي گيرد و انرژي فراواني توليد مي كند. بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم، ناپايداري در هسته به وجود آمده و بعد از لحظه بسيار كوتاهي هسته اتم شكسته شده و تبديل به دوتكه شكست و تعدادي نوترون مي شود. تعداد متوسط نوترون ها به ازاي هر 100 اتم شكسته شده 247 عدد است و اين نوترون ها اتم هاي ديگر را مي شكنند و اگر كنترلي در مهار كردن تعداد آنها نباشد واكنش شكست در داخل توده اورانيوم به صورت زنجيره اي انجام مي شود كه در زماني بسيار كوتاه منجر به انفجار شديدي خواهد شد.

در واقع ورود نوترون به درون هسته اتم اورانيوم و شكسته شدن آن توام با انتشار انرژي معادل با 200 ميليون الكترون ولت است اين مقدار انرژي در سطح اتمي بسيار ناچيز ولي در مورد يك گرم از اورانيوم در حدود صدها هزار مگاوات است. كه اگر به صورت زنجيره اي انجام شود، در كمتر از هزارم ثانيه مشابه بمب اتمي عمل خواهد كرد. اما اگر تعداد شكست ها را در توده اورانيوم و طي زمان محدود كرده به نحوي كه به ازاي هر شكست، اتم بعدي شكست حاصل كند شرايط يك نيروگاه اتمي به وجود مي آيد. به عنوان مثال نيروگاهي كه داراي 10 تن اورانيوم طبيعي است قدرتي معادل با 100 مگاوات خواهد داشت و به طور متوسط 105 گرم اورانيوم 235 در روز در اين نيروگاه شكسته مي شود و همان طور كه قبلاً گفته شد در اثر جذب نوترون به وسيله ايزوتوپ اورانيوم 238 اورانيوم 239 به وجود مي آمد كه بعد از دو بار انتشار پرتوهاي بتا (يا الكترون) به پلوتونيم 239 تبديل مي شود كه خود مانند اورانيوم 235 شكست پذير است. در اين عمل 70 گرم پلوتونيم حاصل مي شود. ولي اگر نيروگاه سورژنراتور باشد و تعداد نوترون هاي موجود در نيروگاه زياد باشند مقدار جذب به مراتب بيشتر از اين خواهد بودو مقدار پلوتونيم هاي به وجود آمده از مقدار آنهايي كه شكسته مي شوند بيشتر خواهند بود. در چنين حالتي بعد از پياده كردن ميله هاي سوخت مي توان پلوتونيم به وجود آمده را از اورانيوم و فرآورده هاي شكست را به كمك واكنش هاي شيميايي بسيار ساده جدا و به منظور تهيه بمب اتمي ذخيره كرد.

 :2- نرم كننده ها موادي هستند كه برخورد نوترون هاي حاصل از شكست با آنها الزامي است و براي كم كردن انرژي اين نوترون ها به كار مي روند. زيرا احتمال واكنش شكست پي در پي به ازاي نوترون هاي كم انرژي بيشتر مي شود. آب سنگين (D2O) يا زغال سنگ (گرافيت) به عنوان نرم كننده نوترون به كار برده مي شوند.

 :3- ميله هاي مهاركننده: اين ميله ها از مواد جاذب نوترون درست شده اند و وجود آنها در داخل رآكتور اتمي الزامي است و مانع افزايش ناگهاني تعداد نوترون ها در قلب رآكتور مي شوند. اگر اين ميله ها كار اصلي خود را انجام ندهند، در زماني كمتر از چند هزارم ثانيه قدرت رآكتور چند برابر شده و حالت انفجاري يا ديورژانس رآكتور پيش مي آيد. اين ميله ها مي توانند از جنس عنصر كادميم و يا بور باشند.

 :4- مواد خنك كننده يا انتقال دهنده انرژي حرارتي: اين مواد انرژي حاصل از شكست اورانيوم را به خارج از رآكتور انتقال داده و توربين هاي مولد برق را به حركت در مي آورند و پس از خنك شدن مجدداً به داخل رآكتور برمي گردند. البته مواد در مدار بسته و محدودي عمل مي كنند و با خارج از محيط رآكتور تماسي ندارند. اين مواد مي توانند گاز CO2 ، آب، آب سنگين، هليم گازي و يا سديم مذاب باشند.

غني سازي اورانيم

سنگ معدن اورانيوم موجود در طبيعت از دو ايزوتوپ 235 به مقدار 7/0 درصد و اورانيوم 238 به مقدار 3/99 درصد تشكيل شده است. سنگ معدن را ابتدا در اسيد حل كرده و بعد از تخليص فلز، اورانيوم را به صورت تركيب با اتم فلئور (F) و به صورت مولكول اورانيوم هكزا فلورايد UF6 تبديل مي كنند كه به حالت گازي است. سرعت متوسط مولكول هاي گازي با جرم مولكولي گاز نسبت عكس دارد اين پديده را گراهان در سال 1864 كشف كرد. از اين پديده كه به نام ديفوزيون گازي مشهور است براي غني سازي اورانيوم استفاده مي كنند.در عمل اورانيوم هكزا فلورايد طبيعي گازي شكل را از ستون هايي كه جدار آنها از اجسام متخلخل (خلل و فرج دار) درست شده است عبور مي دهند. منافذ موجود در جسم متخلخل بايد قدري بيشتر از شعاع اتمي يعني در حدود 5/2 انگشترم (000000025/0 سانتيمتر) باشد. ضريب جداسازي متناسب با اختلاف جرم مولكول ها است.روش غني سازي اورانيوم تقريباً مطابق همين اصولي است كه در اينجا گفته شد. با وجود اين مي توان به خوبي حدس زد كه پرخرج ترين مرحله تهيه سوخت اتمي همين مرحله غني سازي ايزوتوپ ها است زيرا از هر هزاران كيلو سنگ معدن اورانيوم 140 كيلوگرم اورانيوم طبيعي به دست مي آيد كه فقط يك كيلوگرم اورانيوم 235 خالص در آن وجود دارد. براي تهيه و تغليظ اورانيوم تا حد 5 درصد حداقل 2000 برج از اجسام خلل و فرج دار با ابعاد نسبتاً بزرگ و پي درپي لازم است تا نسبت ايزوتوپ ها تا از برخي به برج ديگر به مقدار 01/0 درصد تغيير پيدا كند. در نهايت موقعي كه نسبت اورانيوم 235 به اورانيوم 238 به 5 درصد رسيد بايد براي تخليص كامل از سانتريفوژهاي بسيار قوي استفاده نمود. براي ساختن نيروگاه اتمي، اورانيوم طبيعي و يا اورانيوم غني شده بين 1 تا 5 درصد كافي است. ولي براي تهيه بمب اتمي حداقل 5 تا 6 كيلوگرم اورانيوم 235 صددرصد خالص نياز است.

عملا در صنايع نظامي از اين روش استفاده نمي شود و بمب هاي اتمي را از پلوتونيوم 239 كه سنتز و تخليص شيميايي آن بسيار ساده تر است تهيه مي كنند. عنصر اخير را در نيروگاه هاي بسيار قوي مي سازند كه تعداد نوترون هاي موجود در آنها از صدها هزار ميليارد نوترون در ثانيه در سانتيمتر مربع تجاوز مي كند. عملاً كليه بمب هاي اتمي موجود در زراد خانه هاي جهان از اين عنصر درست مي شود.روش ساخت اين عنصر در داخل نيروگاه هاي اتمي به صورت زير است: ايزوتوپ هاي اورانيوم 238 شكست پذير نيستند ولي جاذب نوترون كم انرژي (نوترون حرارتي هستند. تعدادي از نوترون هاي حاصل از شكست اورانيوم 235 را جذب مي كنند و تبديل به اورانيوم 239 مي شوند. اين ايزوتوپ از اورانيوم بسيار ناپايدار است و در كمتر از ده ساعت تمام اتم هاي به وجود آمده تخريب مي شوند. در درون هسته پايدار اورانيوم 239 يكي از نوترون ها خودبه خود به پروتون و يك الكترون تبديل مي شود.بنابراين تعداد پروتون ها يكي اضافه شده و عنصر جديد را كه 93 پروتون دارد نپتونيم مي نامند كه اين عنصر نيز ناپايدار است و يكي از نوترون هاي آن خود به خود به پروتون تبديل مي شود و در نتيجه به تعداد پروتون ها يكي اضافه شده و عنصر جديد كه 94 پروتون دارد را پلوتونيم مي نامند. اين تجربه طي چندين روز انجام مي گيرد

بسادگی ملاحظه می شود که نفت و گاز طبیعی کمترین میزان ذخیره را دارا می باشند و ذغال سنگ در مرحله بعد قرار دارد . ذخیره اورانیوم 235 ، که تکنولوژی امروزی تولید انرژی از آن را امکان پذیر ساخته است کمی بیش از میزان ذخایر نفت می باشد. ذخیره گونه های دیگر مواد رادیو اکتیو سنگین هزاران برابر ذخیره نفت خام است . همانطوریکه از اطلاعات انتهای جدول نیز مشخص است میزان انرژی دو تریم موجود در طبیعت ، که با تبدیل آن به هلیوم انرژی کسب می گردد (پمپ های هیدروژنی ) ، به تنهائی هزاران برابر ذخایر کل مواد رادیو اکتیو می باشند.

میزان ذخایر موجود جهت جهت گیری آتی انسان را برای تامین انرژی قابل مصرف خود به نمایش می گذارد. در حال حاضر علاوه بر مصرف نفت ، گاز طبیعی و ذغال سنگ در تولید انرژی های قابل کنترل ، اورانیوم نیز جزء منابع اقتصادی تامین کننده انرژی الکتریکی در آمده است ، گرچه تلاش و جهت گیری ها به سمتی است که بتوان از هیدروژن سنگین (دتریم ) موجود در طبیعت نیز، که عمده ترین گونه شناخته شده انرژی نهفته در جهان است ، استفاده کرد.

با توجه به آنچه که در بالا به آن اشاره شد ساختار و گونه های مختلف نیروگاه اتمی در زیر بیان می گردد.

شکل عمومی تولید انرژی الکتریکی در نیروگاههای اتمی همانند نیروگاههای بخاری است با این تفاوت که منبع تولید گرما سوخت فسیلی نمی باشد و انرژی مورد نیاز جهت تولید بخار برای گرداندن توربین ، از فعل و انفعالات اتمی در راکتور بدست  می آید.

معمولاً انرژی حاصل از فعل و انفعالات اتمی در راکتور به یک سیال منتقل می گردد که این سیال می تواند بطور مستقیم به طرف توربین هدایت گردد و یا با عبور از مبدل گرما ، سیال دیگری را گرم نموده و نهایتاً آب لازم را به بخار تبدیل کرده و آنرا به توربین هدایت کند.

در راکتور های اتمی اولیه ، سیال منتقل کننده اولیه آب بوده که مستقیماٌ پس از تبدیل شدن به بخار بطرف توربین هدایت می شد اما در تکنولوژی امروزی برای ایجاد امکان کنترل بیشتر روی فعل وانفعالات اتمی و کاهش خطرات ناشی از فعل و انفعالات ، سیال واسطی بصورت مدار بسته حرارت تولیده شده در راکتور را در مبدل حرارتی جداگانه ای به آب منتقل نموده و آنرا به بخار تیدیل می نماید.

فعل و انفعالات اتمی بدو صورت انجام می پذیرد:

الف ) شکافت یا شکست اتمی :

در این روش عناصر سنگین از طریق فعل وانفعالات اتمی به عناصر سبک تبدیل شده و انرژی آزاد می نمایند. در این حالت عناصر سنگین با از دست دادن نوترون و کاهش وزن به آزاد سازی انرژی درونی خود می پردازند.

در راکتورهای نیروگاههای اتمی موجود، از این فرایند استفاده می شود

.

ب ) جوش یا گداخت اتمی :

در این روش عناصر سبک با جذب نوترن به عناصر سنگین تر تیدیل می شوند و همزمان با از دست دادن بخش جزئی از وزن خود ، قسمتی از انرژی درونی خود را آزاد می کنند

    طرز کار نیروگاه اتمی

عمل سوختن اورانیوم در داخل نیروگاه اتمی متفاوت از سوختن زغال یا هر نوع سوخت فسیلی دیگر است. در ‏این پدیده با ورود یک نوترون کم انرژی به داخل هسته ایزوتوپ 235U عمل شکست انجام می گیرد و ‏انرژی فراوانی تولید می کند. بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم ، ناپایداری در هسته به وجود آمده و بعد از ‏لحظه بسیار کوتاهی هسته اتم شکسته شده و تبدیل به دو تکه شکست و تعدادی نوترون می‌شود.

بطور متوسط تعداد نوترونها به ازای هر 100 اتم شکسته شده 247 عدد است و این نوترونها اتمهای ‏دیگر را می‌شکنند و اگر کنترلی در مهار کردن تعداد آنها نباشد واکنش شکست در داخل توده اورانیوم به ‏صورت زنجیره‌ای انجام می‌شود که در زمانی بسیار کوتاه منجر به انفجار شدیدی خواهد شد. در واقع ورود ‏نوترون به درون هسته اتم اورانیوم و شکسته شدن آن توام با انتشار انرژی معادل با ‏‎ Mev‎‏200 میلیون الکترون ‏ولت است.

این مقدار انرژی در سطح اتمی بسیار ناچیز ولی در مورد یک گرم از اورانیوم در حدود صدها هزار مگاوات ‏است. که اگر به صورت زنجیره‌ای انجام شود، در کمتر از هزارم ثانیه مشابه بمب اتمی عمل خواهد کرد. اما ‏اگر تعداد شکستها را در توده اورانیوم و طی زمان محدود کرده به نحوی که به ازای هر شکست ، اتم بعدی ‏شکست حاصل کند شرایط یک نیروگاه اتمی بوجود می‌آید. ‏

نمونه عملی

نیروگاهی که دارای 10 تن اورانیوم طبیعی است قدرتی معادل با 100 مگاوات خواهد داشت و بطور متوسط ‏‏105 گرم 235U در روز در این نیروگاه شکسته می شود و همانطور که قبلا گفته شد در اثر جذب ‏نوترون بوسیله ایزوتوپ 239U ، 238U بوجود می‌آمد که بعد از دو بار انتشار ذرات بتا (‏الکترون) به 239Pu تبدیل می‌شود که خود مانند 235U شکست پذیر است. در این عمل 70 گرم ‏پلتونیوم حاصل می‌شود.

ولی اگر نیروگاه سورژنراتور باشد و تعداد نوترونهای موجود در نیروگاه زیاد باشند مقدار جذب به مراتب ‏بیشتر از این خواهد بود و مقدار پلتونیومهای بوجود آمده از مقدار آنهایی که شکسته می‌شوند بیشتر خواهند ‏بود. در چنین حالتی بعد از پیاده کردن میله‌های سوخت می‌توان پلتونیوم بوجود آمده را از اورانیوم و ‏فرآورده‌های شکست را به کمک واکنشهای شیمیایی بسیار ساده جدا و به منظور تهیه بمب اتمی ذخیره کرد.

ضایعات هسته‌ای

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

(تغییر مسیر از ضایعات هسته ای)

پرش به: ناوبری, جستجو

طریقهٔ پیش بینی شده برای ذخیره سازی ضایعات سطح بالا بمدت هزاران سال در کوه یاکا در ایالت نوادا.ضایعات هسته ای (Nuclear waste) بعنوان پس مانده‌های آزمایشات تحقیقاتی در کشاورزی، در صنعت، پزشکی، و محصول فرعی فرایند تولید انرژی هسته‌ای همواره ناخواسته تولید میشوند.

تعاریف و دسته بندی

در ایالات متحده ضایعات هسته‌ای را بر حسب نوع محتویات، پتانسیل تولید حرارتی، و شدت پرتوزایی دسته بندی میکنند. این دسته بندی ضایعات هسته‌ای را به سه قسمت تقسیم میکند:

LLW: ضایعات سطح پایین (Low Level Waste)

TRU: ضایعات فرا اورانیومی (Transuranic Waste)

HLW: ضایعات سطح بالا (Hi Level Waste) همانند Sr-۹۰, Y-۹۰ , و Cs-۱۳۷

در این دسته بندی، نود درصد کل ضایعات هسته‌ای از نوع اول میباشند.

برای ضایعات دسته اول هسته‌ای، چال کردن کم عمق و یا ذخیره سازی کوتاه مدت راه حل در نظر گرفته شدهٔ استاندارد میباشد. برای دو دستهٔ آخر, چال کردن عمیق ضایعات هسته‌ای راه حلیست که بسیاری از کار شناسان در نظر گرفته‌اند.

منابع اصلی ضایعات هسته ای

پروسهٔ شیشه سازی: یکی از راه حل‌های پیشنهادی برای ذخیره سازی ضایعات هسته‌ای، فرایندیست که مواد آلاینده پرتوزا ذوب و سپس جامد سازی شده و در محفظه‌های مخصوص ذخیره سازی میشود.آلایندگان طبیعی همانند پتاسیم-۴۰

ذغال سنگ (تجمع رادیوایزوتوپ ‌ها حاصل از سوخت ناقص)

نفت و گاز (منجر به آزادسازی رادون)

معادن (بخصوص در معادن فسفاتی)

استفاده‌های پزشکی (بطور مثال Tc-۹۹m)

صنایع

محصولات چرخهٔ سوختی

بازپردازش سلاحهای هسته‌ای

روشهای پردازش ضایعات هسته ای

فشرده سازی (Compaction)

پردازش شیمیایی (Chemical treatment)

شیشه سازی (Vitrification)

محفوظ سازی (Canning and sealing with concrete)

ذخیره سازی (Storage)

دفع پسماندهای هسته‌ای

مامورین پلیس راه کالیفرنیا در حال بررسی بسته بندی یک محمولهٔ ضایعات هسته‌ای از نوع TRU. یکی از مامورین با یک پرتوسنج گایگر دیده میشود. مقصد نهایی محموله در نیو مکزیکو است.در ایالات متحده آمریکا، پسماندهای هسته‌ای که از چرخه سوخت در نیروگاه هسته‌ای و یا تولید سلاح هسته‌ای تولید شده‌است، در استخرهای ویژه جهت ذخیره سازی موقت، و نیز در صحراهای‌های جنوب غرب ایالات متحده همانند لایه‌های عمیق نمکی در نیو مکزیکو دفن می‌شوند.

پروژهٔ بزرگترین محل دفن عمیق زباله‌های هسته‌ای سطح بالای جهان که در کوه یاکا در ایالت نوادا مدتها در حال ساخت بوده است, کماکان دچار مشکلات متعدد مدیریتی, قانونی, و دولتی میباشد.

در اروپا بیشتر زباله‌های هسته‌ای را در نیروگاه‌ها نگهداری می‌کنند. انگلستان و فرانسه نیز با ایجاد مراکز بازفرآوری مواد هسته‌ای، به دنبال استفاده مجدد از مواد هسته‌ای هستند.

واکنشگاه هسته‌ای یا رآکتور اتمی دستگاهی برای انجام واکنشهای هسته‌ای بصورت تنظیم شده و تحت کنترل است. این دستگاه در اندازه‌های آزمایشگاهی، برای تولید ایزوتوپهای ویژه مواد پرتوزا (رادیواکتیو) و همینطور پرتو-داروها برای مصارف پزشکی و آزمایشگاهی، و در اندازه‌های صنعتی برای تولید برق ساخته می‌شوند. واکنشهای هسته‌ای به دو صورت شکافت و همجوشی، بسته به نوع مواد پرتوزا استفاده شده انجام میگیرند. واکنشگاه‌ها بسته به اینکه چه نوع کاربردی داشته باشند از یکی از این دو نوع واکنش بهره می‌گیرند. در واکنشگاه دو میله ماده پرتوزا یکی به‌عنوان سوخت و دیگری به‌عنوان آغازگر بکار می‌رود. میزان این دو ماده بسته به نوع واکنش، اندازه واکنشگاه و نوع فراورده نهایی بدقت محاسبه و کنترل می‌شود. در واکنشگاه هسته‌ای همیشه دو عنصر پرتوزا به یک یا چند عنصر پرتوزا دیگر تبدیل می‌شوند که این عناصر بدست آمده یا مورد مصرف صنعتی یا پزشکی دارند و یا بصورت پسماند هسته‌ای نابود می‌شوند. حاصل این فرایند مقادیر زیادی انرژی است که بصورت امواج اتمی والکترومغناطیس آزاد می‌گردد. این امواج شامل ذرات نوترینو، آلفا، بتا، پرتو گاما، امواج نوری و فروسرخ است که باید بطور کامل کنترل شوند. امواج آلفا، بتا و گامای تولیدی توسط واکنش هسته‌ای به‌عنوان محرک برای ایجاد واکنشهای هسته‌ای دیگر در رآکتورهای مجاور برای تولید ایزوتوپهای ویژه بکار میروند. انرژی گرمایشی حاصل از این واکنش و تبدیل این عناصر پرتوزا در واکنشگاه‌های صنعتی برای تولید بخار آب و تولید برق بکار می‌رود. برای نمونه انرژی حاصل از واکنش یک گرم اورانیوم معادل انرژی گرمایشی یک میلیون لیتر نفت خام است. قابل تصور است که این میزان انرژی با توجه به سطح پایداری ماده پرتوزا در واکنشهای هسته‌ای تا چه میزان مقرون به صرفه خواهد بود.

با این حال مشکلات استخراج، آماده سازی، نگهداری و ترابری مواد پرتوزای بکار رفته در واکنشگاه‌های تولید برق و دشواری‌های زیستبومی که این واکنشگاه‌ها ایجاد می‌کنند باعث عدم افزایش گرایش بشر به تولید برق از طریق این انرژی شده است. باید توجه داشت که میزان تابش در اطراف واکنشگاه‌های هسته‌ای به اندازه‌ای بالاست که امکان زیست برای موجودات زنده در پیرامون واکنشگاه‌ها وجود ندارد. به همین دلیل برای هریک از رآکتورهای هسته‌ای پوششهای بسیار ضخیمی از بتن همراه با فلزات سنگین برای جلوگیری از نشت امواج الکترومغناطیس به بیرون ساخته می‌شود. بدون این پوششها تا کیلومترها پیرامون واکنشگاه، سکونت‌پذیر برای موجودات زنده نخواهد بود. مشکلاتی که نشت مواد پرتوزا از واکنشگاه نیروگاه اتمی چرنوبیل در دهه ۸۰ میلادی بوجود آورد خود گواهی بر این مدعاست.

کاربرد تابش‌های پرتوزا

بسیاری از محصولات تولیدی واکنش شکافت هسته‌ای شدیدا ناپایدارند و در نتیجه، قلب راکتور محتوی مقادیر زیادی نوترون پر انرژی، پرتوهای گاما، ذرات بتا وهمچنین ذرات دیگر است. هر جسمی که در راکتور گذاشته شود، تحت بمباران این همه تابشهای متنوع قرار می‌گیرد. یکی از موارد استعمال تابش راکتور تولید پلوتaaونیوم ۲۳۹ است .این ایزوتوپ که نیمه عمری در حدود ۲۴۰۰۰ سال دارد به مقدار کمی در زمین یافت می‌شود. پلوتونیوم ۲۳۹ از لحاظ قابلیت شکافت خاصیتی مشابه اورانیوم دارد. برای تولید پلوتونیوم ۲۳۹، ابتدا اورانیوم ۲۳۸ را در قلب راکتور قرار می‌‌دهند که در نتیجه واکنش‌هایی که صورت می‌‌گیرد اورانیوم ۲۳۹ بوجود می‌‌آید. اورانیوم ۲۳۹ ایزوتوپی ناپایدار است که با نیمه عمری در حدود ۲۴ دقیقه، از طریق گسیل ذره بتا، به نپتونیوم ۲۳۹ تبدیل می‌شود. نپتونیوم ۲۳۹ نیز با نیمه عمر ۲/۴ روز و گسیل ذره بتا واپاشیده و به محصول نهایی یعنی پلوتونیوم ۲۳۹ تبدیل می‌شود. در این حالت پلوتونیوم ۲۳۹ همچنان با مقادیری اورانیوم ۲۳۸ آمیخته است اما این آمیزه چون از دو عنصر مختلف تشکیل شده است، بروش شیمیایی قابل جدا سازی است. امروزه با استفاده از تابش راکتور صدها ایزوتوپ مفید می‌توان تولید کرد که بسیاری از این ایزوتوپ‌های مصنوعی را در پزشکی بکار میبریم. آثار زیانبار انفجارهای اتمی و تشعشعات ناشی از آن باعث آلودگی آبهای زیرزمینی، زمین‌های کشاورزی و حتی محصولات کشاورزی می‌شود ولی با همه این مضرات اورانیوم عنصری است ارزشمند، زیرا در کنار همه سواستفاده‌ها می‌‌توان از آن به نحوی احسن و مطابق با معیارهای بشر دوستانه استفاده نمود. فراموش نکنید از اورانیوم و پلوتونیوم می‌‌توان استفاده‌های صلح آمیز نیز داشت چرا که از انرژی یک کیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ می‌‌توان چهل هزار کیلو وات ساعت الکتریسیته تولید کرد که معادل مصرف ده تن ذغال سنگ یا ۵۰۰۰۰ گالن نفت است.

منابع

·  Introduction to Nuclear Engineering. John Lamarsh. ۳Ed. Prentice Hall. p.۲۱۹-۲۲۰

http://www.aboutnuclear.org/view.cgi?fC=Waste,Waste_Treatment_Technologies

http://www.rgj.com/news/stories/html/2003/08/15/49407.php?sps=&sch=&sp1=rgj&sp2=Special+Reports&sp3=Yucca+Mountain

http://www.reviewjournal.com/lvrj_home/2005/Mar-09-Wed2005/news/26028884.html

http://www.yuccamountain.org/court/lawsuits.htm

WebElements.com - Uranium

EnvironmentalChemistry.com - Uranium

http://www.eia.doe.gov/fuelnuclear.html

http://www.uic.com.au

www.hupaa.com

از دیگر کتابهای شرکت صابکو کتاب آموزش پیکر بندی و برنامه نويسي PROFIBUS با نرم افزار SIMATIC MANAGER مي باشد،كه مي تواند منبع بسيار كامل و جامعي براي علاقه مندان به شبكه هاي صنعتي  باشد.

کتاب دیگری از این شرکت که درباره شبکه های صنعتی ارائه شده است،كتاب شبكه اترنت صنعتي با نرم افزار  SIMATIC MANAGER مي باشد كه در ادامه مي توانيد دانلود كنيد .

 Profibus دانلود - لینک کمکی 

 Ethernet دانلود - لینک کمکی 

طراحی و شبیه سازی مدارات فرمان و قدرت کنتاکتوری توسط نرم افزار (EKTS) با قابلیت پشتیبانی از زبان فارسی و به همراه آموزش

Electrical Control Techniques Simulator (EKTS)

توسط این نرم افزار ساده و کم حجم می توانید به سادگی مدارات فرمان و قدرت کنتاکتوری را طراحی و شبیه سازی کرده و نقشه نهایی را بصورت عکس ذخیره کرده و یا چاپ کنید.

مدار فرمان و قدرت ستاره مثلت اتوماتیک موتور سه فاز

همچنین یکی از قابلیت های جالب این نرم افزار پشتیبای از زبان فارسی می باشد که با دانلود پک فارسی و کپی (بعد از خارج کردن از حالت زیپ) در محل نصب ، زبان فارسی به زبان های برنامه اضافه می شود!

 دانلود برنامه - دانلود زبان فارسی - دانلود آموزش (انگلیسی)

منبع

نرم افزار GMWIN برای برنامه نویسی PLC های شرکت LG به کار میره که زبان LD رو ساپورت می کنه و  قابلیت شبیه سازی رو هم داره

      دانلود            (لینک دانلود اصلاح شد)

کتاب جدید در زمینه آموزش PLC که نوشته مهندس وحید کارگر مقدم می باشد . این کتاب یکی از بهترین کتاب ها در زمینه آموزش PLC می باشد و تقریبا از نظر کامل بودن چیزی نقص ندارد و می تواند منبعی برای سوالات بسیاری از امتحانات ورودی شرکت ها باشد .

 این کتاب انواع مختلف PLC های را با تشریح کامل سخت افزار و نرم افزار با تصاویر واضح نمایش داده است . در این کتاب آموزش PLC S7-300 , 400    وجود ندارد .

کتاب آموزش PLC شامل سر فصل های زیر می باشد :

•   فصل اول : پیش نیاز
•   فصل دوم : مفاهیم منطقی
•   فصل سوم : مفاهیم PLC
•   فصل چهارم : PLC LOGO
•   فصل پنجم : PLC S5
•   فصل ششم : S7-200
•   فصل هفتم :  تمرینات

---------------------------------------------------
حجم فایل: 6.7MB 
---------------------------------------------------
 دانلود فایل

شرکت تله مکانیک فرانسه همسو با سایر کمپانی های سازنده PLC اقدام به تولید میکرو یا مینی پی ال سی با نام ZELIO نموده است که خوشبختانه در کشور ما نیز همراه با سایر برند ها کاربرد دارد.
آموزش نرم افزار Zelio توسط سید هادی ملک و امیر حسین حیدریان زیر نظر استاد جلالی تهیه شده است.آشنایی با این سری از پی ال سی ها به دانشجویان وعلاقه مندان پیشنهاد می شود .

دانلود مستقيم
حجم فايل : 400 کیلوبایت
پسورد فايل : www.elecdl.com

1-تعریف پست:
پست محلی است که تجهیزات انتقال انرژی درآن نصب وتبدیل ولتاژ
انجام می شودوبا استفاده از کلید ها امکان انجام مانورفراهم می شود
درواقع کاراصلی پست مبدل ولتاژ یاعمل سویچینگ بوده که دربسیاری
از پستها ترکیب دو حالت فوق دیده می شود.
در خطوط انتقال DC چون تلفات ناشی از افت ولتاژ ندارد وتلفات توان
انتقالی بسیار پایین بوده ودر پایداری شبکه قدرت نقش مهمّی دارند لزا
اخیرا ُ این پستها مورد توجه قراردارند ازاین پستها بیشتردر ولتاژهای
بالا (800 کیلو ولت وبالاتر) و در خطوط طولانی به علت پایین بودن
تلفات انتقال استفاده می شود.
درشبکهای انتقال DC درصورت استفاده ازنول زمین می توان انرژی
الکتریکی دا توسط یک سیم به مصرف کننده انتقال داد.
2-انواع پست:
پستها را می توان ازنظر نوع وظیفه,هدف,محل نصب,نوع عایقی, به
انواع مختلفی تقسیم کرد. براساس نوع وظیفه وهدف ساخت:
پستهای افزاینده , پستهای انتقال انرژی , پستهای سویچینگ و کاهنده فوق توزیع .
ـــ براساس نوع عایقی:
پستها با عایق هوا, پستها با عایق گازی( که دارای مزایای زیراست):
پایین بودن مرکز ثقل تجهیزات در نتیجه مقاوم بودن در مقابله زلزله,
کاهش حجم, ضریب ایمنی بسیار بالا باتوجه به اینکه همهً قسمت های
برق دار و کنتاکت ها در محفظهً گازSF6 امکان آتش سوزی ندارد,
پایین بودن هزینهً نگهداری باتوجه به نیاز تعمیرات کم تر, استفاده د ر
مناطق بسیار آلوده و مرطوب و مرتفع .
معایب پستها با عایق گازی :
گرانی سیستم و گرانی گاز SF6 , نیاز به تخصص خاص برای نصب و تعمیرات,مشکلات حمل و نقل وآب بندی سیستم.
ـــ بر اساس نوع محل نصب تجهیزات :
نصب تجهیزات در فضای باز , نصب تجهیزات در فضای سرپوشیده .
معمولاُ پستها را از 33 کیلو ولت به بالا به صورت فضای باز ساخته
وپستهای عایق گازی راچون فضای کمی دارندسرپوشیده خواهند ساخت.
اجزاع تشکيل دهنده پست :
پستهای فشار قوی از تجهیزات و قسمتهای زیر تشکیل می شود :
ترانس قدرت , ترانس زمین و مصرف داخلی , سویچگر ,
جبران کنندهای تون راکتیو , تاً سیسات جانبی الکتریکی ,
ساختمان کنترل , سایر تاًسیسات ساختمانی .
ـ ترانس زمین:
از این ترانس در جاهایی که نقطهً اتصال زمین (نوترال) در دسترس
نمی باشد که برای ایجاد نقطهً نوترال از ترانس زمین استفاده می شود .
نوع اتصال در این ترانس به صورت زیکزاک Zn است .
این ترانس دارای سه سیم پیچ می باشد که سیم پیچ هر فاز به دو قسمت
مساوی تقسیم می شود و انتهای نصف سیم پیچ ستون اوٌل با نصف سیم
پیچ ستون دوٌم در جهت عکس سری می باشد .
ـ ترانس مصرف داخلی:
از ترانس مصرف داخلی برای تغذیه مصارف داخلی پست استفاده می شود .
تغذیه ترانس مصرف داخلی شامل قسمتهای زیر است :
تغذیه موتورپمپ تپ چنجر , تغذیه بریکرهای Kv20 , تغذیه فن و
سیستم خنک کننده , شارژ باتری ها , مصارف روشنایی , تهویه ها .
نوع اتصال سیم پیچ ها به صورت مثلث – ستاره با ویکتورکروپ
(نوع اتصال بندی) DYn11 می باشد . ـ سویچگر:
تشکیل شده از مجموعه ای از تجهیزات که فیدرهای مختلف را به
باسبار و یا باسبار ها را در نقاط مختلف به یکدیگر با ولتاژ معینی
ارتباط می دهند .
در پستهای مبدل ولتاژ ممکن است از دو یا سه سویچگر با ولتاژهای مختلف استفاده شود .
ـ تجهیزات سویچگر:
باسبار:
که خود تشکیل شده از مقره ها , کلمپها , اتصالات وهادیهای باسبار که به شکل سیم یا لولهًً توخالی و غیره است .
بریکر , سکسیونر , ترانسفورماتورهای اندازه گیری وحفاظتی , تجهیزات مربوت به
سیستم ارتباطی , وسایل کوپلاژ مخابراتی(که شامل : موج گیر , خازن کوپلاژ , دستگاه تطبیق امپدانس است ) ,
برقگیر:
که برای حفاظت در برابر اضافه ولتاژ و برخورد صاعقه به خطوط
است که در انواع میله ای , لوله ای , آرماتور , جرقه ای و مقاوتهای
غیرخطی است .
ـ جبران کنندههای توان راکتیو:
جبران کننده ها شامل خازن وراکتورهای موازی می باشندکه به صورت
اتصال ستاره در مدار قرار دارند و نیاز به فیدر جهت اتصال به باسبار
می باشند که گاهی اوقات راکتورها در انتهای خطوط انتقال نیز نصب می شوند .
ـــ انواع راکتور ازنظر شکل عایقی :
راکتور با عایق بندی هوا , راکتور با عایق بندی روغنی .
ـــ انواع نصب راکتور سری :
راکتورسری با ژنراتور, راکتورسری باباسبار, راکتورسری با فیدرهای خروجی, راکتورسری بافیدرهای خروجی به صورت گروهی.

ـ ساختمان کنترل:
کلیهً ستگاه های اندازه گیری پارامترها, وسایل حفاظت وکنترل تجهیزات
ازطریق کابلها از محوطهً بیرونی پست به داخل ساختمان کنترل ارتباط
می یابد همچنین سیستمهای تغذیه جریان متناوب ومستقیم (AC,DC) در
داخل ساختمان کنترل قراردارند,این ساختمان اداری تاًسیسات مورد نیاز
جهت کار اپراتور می باشد که قسمت های زیر را دارا می باشد :
اتاق فرمان , فیدر خانه , باطری خانه , اتاق سیستم های توضیع برق
(AC,DC) , اتاق ارتباطات , دفتر , انبار و ...

ـ باطری خانه:
جهت تامین برقDC برای مصارف تغذیه رله های حفاظتی, موتورهای
شارژ فنر و... مکانیزم های فرمان و روشنایی اضطراری و... نیاز به
باطری خانه دارند که در اطاقکی تعدادی باطری با هم سری می شوند و
دردو مجموعه معمولاً 48 و110ولتی قرارمی گیرد وهرمجموعه با یک
دستگاه باطری شارژ کوپل می شوند .

اصول کار ترانس فورماتور :
1-تعریف ترانس فورماتور:
ترانس فورماتور از دو قسمت اصلی هسته و دو یا چند قسمت سیم پیچ که روی هسته پیچیده می شود تشکیل می شود , ترانس فورماتور یک
دستگاه الکتریکی است که در اثرالقای مغناطیسی بین سیم پیچ ها انرژی
الکتریکی را ازمدارسیم پیچ اولیه به ثانویه انتقال می دهد بطوری که در
نوع انرژی و مقدار آن تغییر حاصل نمی شود ولی ولتاژ و جریان تغییر
می کند بنابراین باصرف نظراز تلفات ترانس داریم :
P1=P2 --- V1 I1 = V2 I2= V1/V2 = I2/I1 = N1/N2
که اصول کار ترانس فورماتور براساس القای متقابل سیم پیچ ها است .
2ـ اجزاع ترانس فورماتور:
هسته , سیم پیچ ها , مخزن روغن , رادیاتور , بوشینگ های فشار قوی وضعیف , تپ چنجرو تابلوی مکانیزم آن , تابلوی فرمان , وسایل اندازه گیری و حفاظتی , شیرها و لوله های ارتباطی , وسایل خنک کننده ,
ترانس جریان , شاسی و چرخ , ...

3ـ انواع اتصّال سیم پیچ:

اتصال سیم پیچ های اولیه و ثانویه در ترانس معمولاً به صورت ستاره ,
مثلث , زیکزاک است .
4ـ ترانس فورماتورولتاژ(PT,VT):
چون ولتاژهای بالاتر از 600 V را نمی توان به صورت مستقیم بوسیله
دستگاه های اندازه گیری اندازه گرفت , بنابراین لازم است که ولتاژ را
کاهش دهیم تا بتوان ولتاژ را اندازه گیری نمود و یا اینکه در رله های
حفاظتی استفاده کرد ترانس فورماتور ولتاژبه این منظوراستفاده می شود
که ترانس فورماتور ولتاژ از نوع مغناطیسی دارای دو نوع سیم پیچ اولیه و ثانویه می باشد که برای ولتاژهای بین 600 V تا 132 KV استفاده می شود .
5ـ ترانس فورماتورجریان(CT):

جهت اندازه گیری و همچنین سیستم های حفاظتی لازم است که از مقدار
جریان عبوری از خط اطلاع پیدا کرده و نظر به اینکه مستقیماً نمی شود
از کل جریان خط دراین نوع دستگاه ها استفاده کرد و در فشار ضعیف
و فشار قوی علاوه بر کمییت , موضوع مهم ایزوله کردن وسایل اندازه گیری و حفاظتی از اولیه است لزا بایستی به طریقی جریان را کاهش داده و از این جریان برای دستگاه های فوق استفاده کنیم واین کار توسط
ترانس جریان انجام می شود .
ـــ پارامترهای اساسی یک CT :
نقطه اشباع , کلاس ودقت CT , ظرفیتCT , نسبت تبدیل CT .
6ـ نسبت تبدیل ترانس جریان:
جریان اولیه Ct طبق IEC 185 مطابق اعداد زیرمی باشد که اصولاً
باید در انتخواب جریان اولیه یکی از اعداد زیر انتخواب شود:
10-15-20-25-30-40-50-60-75-100-125-150 Amp

درصورتیکه نیاز به جریان اولیه بیشتر باشد باید ضریبی از اعداد بالا
انتخواب شود . جریان ثاویه Ct هم طبق IEC 185 مطابق اعداد زیرمی باشد : 1-2-5
برای انتخواب نسبت تبدیل Ct باید جریان اولیه را متناسب با جریان
دستگاه های حفاظت شونده و یا دستگاه هایی که لازم است بار آنها
اندازه گیری شود انتخواب کرد .
در موردCt تستهای مختلفی انجام می شودکه رایج ترین آنهاعبارت اند:
تست نطقه اشباع , تست نسبت تبدیل , تست عایقی اولیه و ثانویه .
7ـ حفاظتهای ترانس:
الف : حفا ظتهای دا خلی :
1- اتصال کوتاه :
A دستگاه حفاظت روغن (رله بوخهلتز, رله توی ب) , B دستگاه حفاظت درمقابل جریان زیاد( فیوز, رله جریان زیادی زمانی ) , C رله دیفرانسیل
2- اتصال زمین :
A مراقبت روغن با رله بوخهلتز, B رله دیفرانسیل, C سنجش جریان زمین
3- افزایش فلوی هسته :
A اورفلاکس
ب : حفا ظتهای خارجی :
1- اتصالی در شبکه :
A فیوز, B رله جریان زیاد زمانی , C رله دیستانس
2- اضافه بار :
A ترمومتر روغن و سیم پیچ , B رله جریان زیاد تاخیری , C رله توی ب , D منعکس کننده حرارتی ,
3- اضافه ولتاژ در اثر موج سیار :
A توسط انواع برق گیر
ج : خفا ظتهای غیر الکتریکی :
1- کمبود روغن : رله بوخهلتز ,
2- قطع دستگاه خنک کن
3- نقص در تپ چنجر : رله تخله فشار یا گاز


انواع زمين کردن :

1ـ زمین کردن حفاظتی:
زمین کردن حفاظتی عبارت است از زمین کردن کلیه قطعات فلزی تاًسیسات الکتریکی که در ارتباط مستقیم ( فلزبه فلز ) با مدار الکتریکی
قرار ندارد .
این زمین کردن بخصوص برای حفاظت اشخاص درمقابل اختلاف سطح
تماس زیاد به کار گرفته می شود .
2ـ زمین کردن الکتریکی:
زمین کردن الکتریکی یعنی زمین کردن نقطه ای از دستگاه های الکتریکی و ادوات برقی که جزئی ازمدارالکتریکی می باشد.
مثل زمین کردن مرکز ستارهً سیم پیچ ترانسفورماتور یا ژنراتور .
که این زمین کردن بخاطرکارصحیح دستگاه و جلوگیری از ازدیاد فشار
الکتریکی فازهای سالم نسبت به زمین در موقع تماس یکی از فازهای دیگر با زمین .
3ـ روشهای زمین کردن:
ـــ روش مستقیم :
مثل وصل مستقیم نقطه صفر ترانس یا نقطه ای از سیم رابط بین ژنراتور جریان دائم به زمین .
ـــ روش غیر مستقیم :
مثل وصل نقطه صفر ژنراتور توسط یک مقاومت بزرگ به زمین یا
اتصال نقطه صفر ستاره ترانس توسط سلف پترزن (پیچک محدود کننده
جریان زمین)
ـــ زمین کردن بار:
باید نقطه صفریااصولاً هرنقطه از شبکه که پتانسیل نسبت به زمین دارد
توسط یک فیوز فشارقوی (الکترود جرقه گیر) به زمین وصل می شود.

ولتاژهای کمکی :
1ـ ولتاژکمکی (DC 110):
این ولتاژ درپستها یکی از پر اهمیت ترین ولتاژهای مورد نیاز تجهیزات است . کلیه فرامین قطع و وصل بریکر وتغذیه اکثر رله های موجود در
هر پست ازهمین منبع تامین می شود .
این ولتاژ توسط یک دستگاه شارژر سه فاز و یک مجموعه 10 ستی باطری12 ولتی به آمپراژ 165 آمپر ساعت , یک تغذیه حفاظتی مطمئن
را به وجود میآورد.
ولتاژ 110 ولتی مستقیم وارد تابلوی توضیع DC به مشخصه (+SB)
شده واز آنجا جهت مصارف گوناگون از جمله کلیه فرامین قطع و وصل
, تغذیه موتور شارژ فنر بریکرهای KV 63 , تغذیه سیستم اضطراری
روشنایی توضیع می شود ضمناً هر خط تغذیه مجهز به فیوزهای مجزا
می باشد .
2ـ ولتاژکمکی (AC):
ولتاژ کمکی متناوبV 380/220 , توسط ترانس های کمکی هریک به
قدرت KVA 100تامین می گردد که سمت اولیه KV 20 توسط فیوزـ
ـ های10A/20KV حفاظت می شود .
مراحل ورود ولتاژ کمکی به تابلوی توزیع به این ترتیب است که ولتاژ وارد باکس (AL – T– QS – Q ) داخل محوطه می شود که خود باکس شامل کلید پاپیونی , فیوزهای کتابی و بریکر V400 می باشد .
سپس توسط کابل وارد تابلوی توزیع +SA شده و از طریق کلیدهای
پاپیونی که به طور مکانیکی با هم اینترلاک شده اند وارد باسبار توزیع
می شود , ولتاژ متناوب V380/220 جهت تغذیه سیستم های روشنایی
وگرمایی وموتورهای شارژ بریکرهای KV20,موتورتپ چنجرترانس
و شارژها و ... استفاده می شود.
اندازه گيری :
دستگاهای اندازه گیری روی تابلو کنترل برای قسمتهای مختلف شامل:
ـــ فیدر ورودیKV63 شامل آمپرمتر با سلکتورسویچ ( تعیین بالانس بودن یا نبودن فازها ) , ولتمتر با سلکتورسویچ .
ـــ فیدر ورودی KV20 شامل آمپرمتر با سلکتور , ولتمتر با سلکتور ,
مگاوات متر و مگاوار متر .
ـــ فیدر خروجی KV20 شامل آمپرمتر با سلکتورسویچ فازها .
ـــ فیدرورودی KV20 درداخل فیدر خانه شامل آمپرمتربا سلکتورسویچ
, ولتمتر با سلکتورسویچ .

اينترلاکها :
اینترلاکها به دو دسته الکتریکی و مکانیکی تقسیم می شوند و جهت جلوگیری از عملکردهای ناصحیح تعبیه شده اند .
ـــ اینترلاکهای یک بی خط KV63 : اینترلاک الکتریکی بین سکسیونر
زمین خط و ترانس ولتاژ تعبیه شده و تازمانیکه ترانس ولتاژ تحت ولتاژ
شبکه باشد , اجازه بستن به سکسیونر زمین خط داده نمی شود .
اینترلاک الکتریکی بین دو سکسیونر طرفین بریکر یک بی خط KV63
تا زمانیکه بریکر در حالت قطع قرار نگیرد اجازه باز یا بسته شدن به
سکسیونرطرفین داده نمی شود .
ـــ اینترلاکهای یک KV63 ترانس فورماتور : اینترلاک الکتریکی بین
بریکر KV63 وسکسیونر بی ترانس تا موقعی که بریکر در خالت قطع نباشد اجازه باز یا بسته شدن به سکسیونر داده نمی شود .
ـــ اینترلاکهای یک KV20 ترانس فورماتور: اینترلاک مکانیکی بریکر
کشویی ورودی KV20 تاهنگامی که بریکر در حالت وصل باشد , پین
انترلاک که در قسمت زیر بریکربین دو چرخ عقب بریکر کشویی قرار دارد , اجازهداخل یا خارج شدن از فیدر را نمی دهد . هنگامی که
بریکردر مدار وصل است پین مربوطه پشت نبشی که در قسمت کف فیدر پیچ است قراردارد واجازه خارج شدن بریکررانمی دهد .
اینترلاک الکتریکی بین سکسیونر ارت سرکابل ورودی KV20 از ترانسفورماتور و بریکرهای KV20 و KV63همان ترانس به این
ترتیب است که تا موقعی که دو بریکر یاد شده درحالت قطع نباشد ,
اجازه بستن به سکسیونر زمین سرکابل KV20 داده نمی شود .
ضمناً تازمانیکه سرکابل ورودی KV20 زمین باشد بریکرهای KV20 و KV63 فرمان وصل قبول نمی کند .
ـــ انترلاک باس شکن KV63: اینترلاک الکتریکی بین چهار بریکر 63 کیلو ولت قطع نباشند , اجازه بستن ویا باز کردن سکسیونر باس سکشن داده نمیشود .
همچنین در صورتی که هرچهار بریکر 63 کیلو ولت قطع باشد , اجازه باز و بسته شدن به سکسیونر باس شکن داده میشود .
ـــ اینترلاک سکسیونر زمین باسبار 20 کیلو ولت : در صورتی به سکسیونر زمین باسبار 20 کیلو ولت اجازه بسته شدن داده می شود که کلیه بریکرها همان باس (خروجی ها ,ورودی ها و باس کوپلر ) قطع باشند و سوکت بریکرهای انها نیز وصل باشد.
ـــ اینترلاک کلیدهای 400 ولت AC :
اینترلاک الکتریکی بین دو بریکر 400 ولت ترانسهای کمکی: بدین ترتیب که همیشه فقط یک بریکر میتواند در حالت وصل باشد.
اینترلاک مکانیکی بین دو کلید پاپیونی روی تابو توزیع SA + طوری است که فقط یک کلید حالت وصل باشد.
حفاظت:
یک سیستم حفاظتی کامل شامل :
1- ترانسهای جریان و ولتاژ
2- رله های حفاظتی (تصمیم گیرنده وصدور فرمان )
3- کلید های قدرت
ـــ حفاظت های یک پست 63 کیلو ولت ASEA شامل:
1ـ حفاظت های خط 63 کیلو ولت : دیستانس بعنوان حفاظت اصلی و اورکارنت پشتیبان
2ـ حفاظت های یک 63 کیلو ولت ترانس : اورکانت و REF (حفاظت های خارجی )
3ـ حفاظت های یک 20 کیلوولت ورودی ترانس : دایر کشنال اورکانت – ارت فالت – REF و اندرولتاژ
4ـ حفاظت های داخلی ترانس قدرت : رله بوخلس – شاخص سطح روغن – شاخص حرارت روغن – شاخص حرارت سیم پیچ – دریچه تنفسی – فشار زیاد داخل تپ چنجر که ناشی از ازدیاد گازها در اثر اتصالی بوجود میایند.
5ـ حفاظت های یک 20کیلوولت خروجی: اورکانت – ارت فالت
6ـ حفاظت باس کوپلر 20 کیلوولت:اورکانت-ارت فالت – دایرکشنال
7ـ حفاظت های ترانس کمکی: شاخص حرارت روغن ورله بوخهلتز
8ـ حفاظت های بریکر400 ولت AC : جریان زیاد ـــ رلهً حرارتی
9ـ رله سوپرویژن جهت کنترل و مراقبت مدارات قطع بریکرهای 63 ورودی و ترانس وهمچنین ورودی KV20 ترانس قدرت .
رله های 63kv , 20kv REF در صورت به هم خوردن تعادل جریانی فازهای سیم پیچ واختلاف زاویهً 120 درجه بین فازها و در
نتیجه جریان دار شدن نقطه صفر سیم پیچ , عملکرد رله REF را
بدنبال خواهد داشت .
عملکرد رلهً بوخهلتز:
در صورت بروز اتصال در داخل ترانس و متصاعد شدن گاز و
همچنین حرکت سریع روغن , منجر به عملکرد رلهً بوخهلتز خواهد
شد, که با توجه به شدت اتصال مدارات آلارم وتریپ به ترتیب بسته می شوند .
پیش از برق دارکردن باید حرارتهای سیم پیچ و روغن کنترل شود .
سیستم آلارم:
بطور کلی هدف از کاربرد سیستم آلارم و سیگنال در پستهای فشارقوی
آشکارساختن خطاها ومعایب بوده و در صورتیکه بهره بردار هنگام کار
و مانور دچارخطا شود سیستم آلارم بهره بردار را مطلع وکمک می کند
تا سریع تر خطا و عیب مشخص و قسمت معیوب در صورت نیاز مجزا
واقدامات لازم انجام گردد .
خطا یا فالت با آلارم (بوق) شروع و همزمان سیگنال چشمکزن مربوطه
در پانل آلارم ظاهر می گردد .
وظیفه بهره بردار در این مواقع به این ترتیب است که , ابتدا بوق را با دکمه پوش باتون(ALARM,STOP) قطع می نماید سپس کلیه سیگنال های ظاهر شده را کامل یادداشت نموده , بعد از آن دکمه (ACCEPT)
را جهت پذیرفتن یا ثابت نمودن سیگنال فشار می دهیم .
اگر فالت گذرا باشد , که سیگنال ریست شده و در صورتیکه فالت پایدار
باشد , سیگنال ثابت میگردد .
مرحلهً بعدی پیگیری وبرسی جهت برطرف نمودن خطا می باشد .
تشریح سیگنالهای پست kv63 :

1- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک بی خط KV63 .
2- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک ترانسفورماتور 63/20 KV .
3- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ قسمت 20 KV .
4- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک ترانسفورماتور کمکی ویک ترانسفورماتورارتینگ .
5- آلارم وسیگنالهای عمومی .
مراحل مانور:
1- مراحل بی برق نمودن یک بی خط KV63 ونحوهً زمین :
قطع بریکر خط , آرزمایش توسط سلکتور سویچ آمپرمتر , باز نمودن سکسیونرهای طرفین بریکر , آ زمایش خط توسط فازمتر , سلکتور ولتمتر خط , بستن سکسیونر زمین , نصب تابلوهای ایمنی روی تابلوی فرمان وکشیدن نوار حفاظتی در محدوده کار گروه .
2- مراحل بی برق نمودن یک خط KV 20 و نحوه زمین :

قطع بریکر خط , آرزمایش توسط سلکتور سویچ آمپرمتر, بیرون آوردن
بریکر کشویی از داخل فیدر, آزمایش سر کابل خط توسط فازمتر, بستن
کابل ارت به قسمت زمین فیدروتخلیه فازها با استفاده ازفازوسط , نصب
تابلو ایمنی وهشدار دهنده روی فیدر وتابلوی فرمان بغل کلید مربوطه .
3ـ مراحل بی برق نمودن یک ترانس قدرت :
ـــ جابجایی تغذیه ولتاژ V400 کمکی در صورت نیاز .
ـــ جابجایی تپ چنجرترانس ها
ـــ کنترل مقدار بار ترانس ها و امکان مانور بدون خاموشی .
ـــ قطع بریکر KV20 , قطع بریکر KV63 , خارج نمودن بریکر کشویی ورودی KV20 , بازنمودن سکسیونر KV63 ترانس یاد شده ,
قطع کلید پاپییونیV400 بیرونی, زمین نمودن سرکابلKV20 ازطریق
اتصال زمین سرکابل ورودی,بستن کابل ارت سمتKV63ترانس قدرت
و جدا نمودن قسمتهای برق دار از قسمتهای بی برق با علائم ایمنی .
4ـ مراحل بی برق نمودن باس بار KV20 جهت کارگروه :
قطع کلید بریکر و فیوز تغذیه بریکر , ثبت بار وثبت زمان قطع بریکر در دفتر روزانه .


به نقل از www.ele.ir

در پایین لینک دانلود مقاله ای در مورد برق گیر ها و انواع آن را قرار می دهم امیدوارم برایتان مفید باشد.

Download     

تعریف:

منظور از یک کلید قدرت،وسیله ای است که بتواند مدار الکتریکی فشار قوی را در شرائط عادی و شرایط خطا (با زمان تعریف شده محدود)قطع و وصل نماید و در این حالت طوری عمل کند که خود آسیب ندیده و شبکه نیز به نحو مطلوبی کنترل شود.

اصلی ترین استاندارد مربوط به کلیدهای فشار قوی در سری استانداردهای IEC 56 اصولا در کلیدهای فشار قوی جدا شدن کنتاکتها به معنی قطع مدار الکتریکی (چه جریان و چه ولتاژ)نیست و وظیفه یک کلید فشار قوی قطع ارتباط جریانی یک شبکه فشار قوی است در مورد چگونگی جریان عبوری از کنتاکتهای جدا شده و ولتاژ دو سر کنتاکتها حالات بسیاری را می توان بر شمرد که در حقیقت بستگی به المانهای شبکه فشار قوی خواهد داشت لکن به جهت مشخص نمودن دو عامل مهم فوق در قطع یا وصل یک شبکه فشار قوی،ذیلا حالات کاملا ساده ای بیان می شوند.

1-قطع مدار اهمی تکفاز

2-قطع مدار سلفی تکفاز

3-قطع مدار خازنی تکفاز

4-وصل مدار اهمی تکفاز

5-وصل مدار سلفی تکفاز

6-وصل مدار خازنی تکفاز



تقسیم بندی کلیدها از نقطه نظر محفظه قطع قوس الکتریکی:

کلیدهای فشار قوی از نقطه نظر محفظه قطع جرقه الکتریکی (ARC)به انواع مختلفی تقسیم می شود که عبارت است از :

الف - کلیدهای قدرت روغنی

ب - کلیدهای قدرت با محفظه آبی

ج - کلیدهای قدرت قطع بادی (AIRBLAST)

د - کلیدهای قدرت کم روغن (MINIMUMOIL)

ه - کلیدهای خلاء (VACUUM)

و - کلیدهای گازی SF6

نوع الف و ب از انواع بسیار قدیمی می باشند و هم اکنون کاربردی ندارند،کلیدهای نوع ج و د با وجود اینکه در شبکه ایران نیز وجود دارندلکن در حال خارج شدن از رده هستند و کلید نوع ه نیز در سطوح 63KV به بالا کاربرد ندارند.در حال حاظر تنها کلید مطرح در ولتاژهای 63KV به بالا کلید SF6 می باشد،لذا در این مقاله به این نوع کلیدها توجه خواهد شد. البته این موضوع مورد تاکید استانداردهای وزارت نیرو نیز می باشد.

ذیلا توضیح مختصری در مورد کلیدهای فوق عنوان می شود ولی به علت عملیات مختلف از جمله نیاز به عملیات نگهداری بیشتر ، حجم بزرگتر کلیدها ،نیاز به تعمیرات اساسی در دوره های زمان کمتر ، قابلیت اطمینان پائین تر و ارتباط زمان قطع جرقه با جریان عبوری ،به طوری که قبلا نیز عنوان گردید،در سطوح ولتاژی 63KV و بالتر منحصرا کلیدهای SF6 به کار می روند و توضیحات آتی بیشتر در مورد این کلیدها خواهد بود. جهت توضیحات بیشتر در مورد باقی کلیدها می توان به کتاب تجهیزات نیروگاه تالیف آقای مهندس سلطانی مراجعه نمود.

الف - کلیدهای روغنی :
در این نوع کلیدها روغن بیشتر وظیفه عایقی را بر عهده دارد واز مکانیزم خاصی برای قطع جرقه استفاده نمی شود و جرقه در اثر ازدیاد طول حادث از جدا شدن کنتاکتها از بین می رود. این کلیدها دارای فضای خالی بالای روغن بودند تا در اثر انبساط حجم روغن بعلت بخار شدن روغن در لحظات قطع اتصال کوتاه و بروز جرقه از انفجار جلوگیری می شود.



ب - کلیدها با محفظه قطع آبی:
در این کلیدها از آب به عنوان ماده خاموش کننده جرقه استفاده می شود و در این کلیده ابتدا ،حرارت جرقه موجب تبخیر و تجزیه آب می گردد و با خاموشی جرقه در نقطه صفر جریان،قطرات آب داخل محیط یونیزه پاشیده می شود که این امر موجب خنک شدن جرقه و جذب یونهای آزاد شده و جرقه در حالت خاموش باقی می ماند.



ج - کلیدهای قطع بادی:
در این کلیدها بعد از ایجاد فاصله کمی مابین کنتاکتهای کلید با دمیدن باد با سرعت بالا ، یونها و گازهای داغ از محیط خارج می شود و با خاموش شدن جرقه به طور همزمان فاصله کنتاکتها افزایش می یابد و دریچه دمش باد نیز مسدود می شود.در این کلیدها از انرژی جرقه برای خاموش کردن آن استفاده نمی شود و هوا توسط کمپرسوری دمیده می شود این کلیدها معمولا مجهز به خازنهای موازی با کنتاکتها هستند.



د - کلیدهای کم روغن:
در این کلیدها روغن تنها وظیفه خنک کردن جرقه و خارج کردن یونها را بر عهده دارد و مستقیما وظیفه عایقی بین دو کنتاکت را نخواهد داشت ،نتیجتا حجم روغن در این کلید بسیار کمتر از کلید روغنی است.در این کلید در واقع محفظه جرقه حجم کمی دارد که در اثر حرارت جرقه،روغن موجود در آن بسیار گرم شده و فشار بخار متصاعد شده بسیار بالا می رود نتیجتا استقامت الکتریکی کنتاکتها در مقابل ولتاژ سیستم و ولتاژ برگشتی افزایش می یابد،همزمان با زیاد شدن فاصله کنتاکتها با محفظه بندی خاص کلید ، روغن به صورت مخصوصی در آن به جریان می افتد و موجب خنک شدن گازها در محفظه جرقه و خروج یونها از آن می شود و در فاصله زمانی کوچک اطراف نقطه صفر ، جرقه یا قوس خاموش می شود.بعضی از انواع این کلیدها به پمپ گردش روغن جهت خاموش کردن جرقه یا قوس مربوط به جریانهای کوچک مجهز می باشند.



ه - کلیدهای خلاء:
اصولا عاملی که باعث هدایت جریان و ایجاد قوس الکتریکی در هنگام جدا شدن کنتاکتها از یکدیگر می باشد ، حاملهای باردار یا یونها هستند،در خلاء کامل چون هیچ ماده یونیزه یا حامل باردار وجود ندارد ، لذا جدا شدن کنتاکتها بصورت تئوریک می بایستی بدون ایجاد قوس باشد،البته در عمل به علت تبخیر مختصر سطوح کنتاکتها ،محیط حامل یونها باردار ، که مناسب برقراری قوس الکتریکی است ایجاد می شود.با عبور جریان از نقطه صفر ، این ذرات معلق فلز ، سریعا سرد شده و بر روی کنتاکتها می نشینند و نتیجتا جرقه خاموش می شود. در واقع در کلید خلاء از مقاومت بالای خلاء در مقابل بازگشت ولتاژ و نبود یا کمبود ذرات هادی جریان در فضای مابین کنتاکتها استفاده می شود.در عمل این کلیدها تا ولتاژ 36KV بکار می روند.



و - کلیدهای گازیSF6:
در کلیدهایSF6 از گاز SF6 به عنوان عایق مابین قطعات مختلف و همچنین به عنوان خاموش کننده جرقه یا قوس الکتریکی استفاده می شود.در حال حاضر کلیدهایSF6 بعنوان مطمئن ترین ومناسب ترین کلید در شبکه های فشار قوی شناخته شده و بکار می روند و می توان گفت که هیچ یک از کلیدهای دیگر قابلیت رقابت کیفی با این کلید را ندارند . نکته مهم دیگر نیز قیمت اقتصادی این کلیدها می باشد . هم اکنون در شبکه ایران ، تمام تقلضاهای جدید این نوع کلید را مد نظر دارند و یکی از شرکتهای داخلی نیز تحت لیسانس یکی از سازندگان معتبر نسبت به ساخت این کلیدها تا سطح ولتاژ 400KV اقدام می نماید.
ترکیب سولفور هگزا فلوراید(SF6)با اعمال مستقیم گاز فلوئور بر روی گوگرد در سال 1900 در فرانسه انجام شد. در همان سالها ، پایداری بالای شیمیایی این گاز تحت قوس الکتریکی نیز مشخص گردید.بعدها از همین خواص در عایقبندی تجهیزات فشار قوی استفاده به عمل آمد.

-خواص خاموش کنندگی:
SF6ماده بسیار علی برای قطع قوس الکتریکی می باشد.انرژی بالای تجزیه این گاز، قوس را به خوبی خنک می کند و خاصیت الکترو نگاتیو بودن آن سریعا الکترونهای آزاد را جذب کرده و باعث می شود تا تحمل ولتاژهای بالا ممکن گردد. تحت شرایط مشابه قدرت خاموش کنندگی درSF6 بیش از صد برابر هوا می باشد.

-خواص استقامت الکتریکی: استقامت الکتریکی گازSF6 تحت شرایط مشابه بیش از دوبرابر استقامت عایقی هوا است.خاصیت الکترونگاتیو بودن گاز SF6 و نقش آن در جمع آوری الکترونهای آزاد عامل اصلی این قابلیت است.
نکته مهم این است که اضافه شدن مقدار کمی گاز SF6 ، استقامت عایقی هوا را به شدت افزایش میدهد ولی برعکس اضافه شدن هوا به گاز SF6 تاثیر چندانی بر روی استقامت عایقی آن ندارد.

-سایر خواص فیزیکی:
SF6 گازی بی بو،بی رنگ،غیرسمی و غیر قابل اشتعال است و وزن ملکولی آن برابر 146.06 می باشد که 5 برابر سنگینتر از هوا می باشد.خواص خاموش کنندگی و عایقی گاز SF6 به دانسیته آن بستگی دارد و به همین جهت از دانسیته سنج در کنترل مقدار گاز در کلید استفاده می شود.دانسیته مناسب جهت استفاده در تجهیزات فشار قوی در محدوده 25 کیلوگرم بر متر مکعب تا 70 کیلوگرم بر متر مکعب است.برای درجه حرارتهای پائین باید توجه شود که دانسیته گاز به حدی نباشد که که در شرایط سرد سبب مایع شدن گاز گردد. مطابق استاندارد ، مقدار مجاز نشتی گاز SF6 کمر از یک درصد در سال می باشد.

-عملکرد تحت شرایط تخلیه الکتریکی:
تخلیه الکتریکی سبب تجزیه گازSF6 می شود که تحت شرایط عادی قابل برگشت است.

SF6<=======>S+6F


پس از تجزیه گاز ، فعل و انفعال ثانویه با الکترودهای فلزی تصعید شده ترکیبات گاز یا جامد را بوجود می آورند.این ترکیبات خود نیز مواد عایقی خوبی هستند لذا رسوب آنها روی مقره از خاصیت عایقی نمی کاهد.اما در صورتی که رطوبت در محفظه از حدخاصی بالاتر باشد ترکیب هیدروژن فلوراید HF ایجاد می شود ، که این ماده شدیدا هر نوع ماده ای که شامل Sio2 باشد(همانند شیشه و چینی)را مورد آسیب قرار می دهد لذا حتما باید میزان رطوبت در محفظه در حد پائین نگه داشته شود.

CuF2+H2O=======>CuO+2HF
SF4+H2O=======>SOF2+2HF

استانداردIEC376 استاندارد مربوط به مشخصات گاز SF6 می باشد

از انرژي هاي بادي جهت توليد الكتريسيته و نيز پمپاژ آب از چاهها و رودخانه ها، آرد كردن غلات، كوبيدن گندم، گرمايش خانه و مواردي نظير اينها مي توان استفاده نمود. استفاده از انرژي بادي در توربين هاي بادي كه به منظور توليد الكتريسته بكار گرفته مي شوند از نوع توربين هاي سريع محور افقي مي باشند. هزينه ساخت يك توربين بادي با قطر مشخص، در صورت افزايش تعداد پره ها زياد مي شود

.
 

توربينهاي بادي چگونه كار مي كنند ؟

توربين هاي بادي انرژي جنبشي باد را به توان مكانيكي تبديل مي نمايند و اين توان مكانيكي از طريق شفت به ژنراتور انتقال پيدا كرده و در نهايت انرژي الكتريكي توليد مي شود. توربين هاي بادي بر اساس يك اصل ساده كار مي كنند. انرژي باد دو يا سه پره اي را كه بدور روتور توربين بادي قرار گرفته اند را بچرخش در مي آورد. روتور به يك شفت مركزي متصل مي باشد كه با چرخش آن ژنراتور نيز به چرخش در آمده و الكتريسيته توليد مي شود.

 

 

توربين هاي بادي بر روي برج هاي بلندي نصب شده اند تا بيشترين انرژي ممكن را دريافت كنند بلندي اين برج ها به 30 تا 40 متر بالاتر از سطح زمين مي رسند. توربين هاي بادي در باد هايي با سرعت كم يا زياد و در طوفان ها كاملا مفيد مي باشند
همچنين مي توانيد براي درك بهتر چگونكي عملكرد يك توربين بادي به انيميشني كه به همين منظور تهيه شده توجه كنيد تا با چگونگي چرخش پره ها٬ شفت و انتقال نيروي مكانيكي به ژنراتور و در كل نحوه عملكرد يك توربين بادي آشنا شويد.

توربينهاي بادي مدرن به دو شاخه اصلي مي‌شوند :

1- توربينهاي با محور افقي

2- توربينهاي با محور عمودي .

 

مي‌توان از توربينهاي بادي با كاركردهاي مستقل استفاده نمود، و يا مي‌توان آنها را به يك ” شبكه قدرت تسهيلاتي “ وصل كرد يا حتي مي‌توان با يك سيستم سلول خورشيدي يا فتوولتائيك تركيب كرد. عموماً از توربينهاي مستقل براي پمپاژ آب يا ارتباطات استفاده مي‌كنند ، هرچند كه در مناطق بادخيز مالكين خانه‌ها و كشاورزان نيز مي‌توانند از توربينها براي توليد برق استفاده نمايند مقياس كاربردي انرژي باد، معمولا ً‌تعداد زيادي توربين را نزديك به يكديگر مي‌سازند كه بدين ترتيب يك مزرعه بادگير را تشكيل مي‌دهند.

 

داخل توربين بادي به چه صورت مي باشد:

 1- باد سنج (Anemometer): اين وسيله سرعت باد را اندازه گرفته و اطلاعات حاصل از آنرا به كنترل كننده ها انتقال مي دهد.

2- پره ها (Blades) : بيشتر توربين ها داراي دو يا سه پره مي باشند. وزش باد بر روي پره ها باعث بلند كردن و چرخش پره ها مي شود.

3- ترمز (Brake) : از اين وسيله براي توقف روتور در مواقع اضطراري استفاده مي شود. عمل ترمز كردن مي تواند بصورت مكانيكي ٬ الكتريكي يا هيدروليكي انجام گيرد.

4- كنترولر (Controller) : كنترولر ها وقتي كه سرعت باد به 8 تا 16 mph ميرسد ما شين را٬ راه اندازي مي كنند و وقتي سرعت از 65 mph بيشتر مي شود دستور خاموش شدن ماشين را مي دهند. اين عمل از آن جهت صورت ميگيرد كه توربين ها قادر نيستند زماني كه سرعت باد به 65 mph مي رسد حركت كنند زيرا ژنراتور به سرعت به حرارت بسيار بالايي خواهد رسيد.

5- گيربكس (Gear box) : چرخ دنده ها به شفت سرعت پايين متصل هستند و آنها از طرف ديگر همانطور كه در شكل مشخص شده به شفت با سرعت بالا متصل مي باشند و افزايش سرعت چرخش از 30 تا 60 rpm به سرعتي حدود 1200 تا 1500 rpm را ايجاد مي كنند. اين افزايش سرعت براي توليد برق توسط ژنراتور الزاميست.

 

هزينه ساخت گيربكس ها بالاست درضمن گير بكس ها بسيار سنگين هستند. مهندسان در حال انجام تحقيقات گسترده اي مي باشند تا درايو هاي مستقيمي كشف نمايد و ژنراتورها را با سرعت كمتري به چرخش درآورند تا نيازي به گيربكس نداشته باشند.

6- ژنراتور (Generator) : كه وظيفه آن توليد برق متناوب مي باشد.

7- شفت با سرعت بالا (High-speed shaft) : كه وظيفه آن به حركت در اوردن ژنراتور مي باشد.

8- شفت با سرعت پايين (Low-speed shaft) : رتور حول اين محور چرخيده و سرعت چرخش آن 30 تا 60 دور در دقيقه مي باشد.

9- روتور (Rotor) : بال ها و هاب به روتور متصل هستند.

10- برج (Tower) : برج ها از فولاد هايي كه به شكل لوله درآمده اند ساخته مي شوند. توربين هايي كه بر روي برج هايي با ارتفاع بيشتر نصب شده اند انرژي بيشتري دريافت مي كنند.

11- جهت باد (Wind direction) : توربين هايي كه از اين فن آوري استفاده مي كنند در خلاف جهت باد نيز كار مي كنند در حالي كه توربين هاي معمولي فقط جهت وزش باد به پره هاي آن بايد از روبرو باشد.

12- باد نما (Wind vane) : وسيله اي است كه جهت وزش باد را اندازه گيري مي كند و كمك مي كند تا جهت توربين نسبت به باد در وضعيت مناسبي قرار داشته باشد.

13- درايو انحراف (Yaw drive) : وسيله ايست كه وضعيت توربين را هنگاميكه باد در خلاف جهت مي وزد كنترول مي كند و زماني استفاده مي شود كه قرار است روتور در مقابل وزش باد از روبرو قرار گيرد اما زماني كه باد در جهت توربين مي وزد نيازي به استفاده از اين وسيله نمي باشد.

14- موتور انحراف (Yaw motor) : براي به حركت در آوردن درايو انحراف مورد استفاده قرار مي گيرد.

سكسيونر دوراني : اين نوع سكسيونر داراي دو تيغه متحرك و دوراني مي باشد كه با برخورد آنها سهم ارتباط الكتريكي برق دار مي شود . هر يك از سكسيونر هاي يك فاز داراي دو پايه عايق قابل گردش مي باشد كه تيغه ها در روي آنها نصب شده است . اين نوع سكسيونر قابل قطع و وصل از اتاق فرمان توسط نيروي موتوري بوده و در حالت اضطراري به طور دستي نيز از محل قابل قطع و وصل مي باشد

مشخصات فني و الكتروديناميكي سكسيونر ها :

1 – جريان نامي            2 – ولتاژ نامي                  3 – جريان ضربه اي        4 – جريان اتصال كوتاه

سكسيونر ارت :

پس از قطع دو طرف خط به منظور ايمني افراد جهت تعميرات و كار ، بر روي خطوط از سكسيونر ارت استفاده مي شود  كه خطوط ورودي پست را به زمين متصل نموده و بارهاي باقيمانده بر روي خط را پس از قطع خط ، تخليه مي كند .

سكسيونر ارت در حقيقت يك نوع سكسيونر تيغه اي بوده كه بر روي سكسيونر خط قرار داشته و به نحوي بايد با سكسيونر خط اينترلاك داشته باشد كه در صورت بسته بودن سكسيونر خط نتوانيم سكسيونر ارت را ببنديم .

از ديگر كاربرد هاي سكسيونر ارت مي توان به كاربرد آن بر روي ترانسفور ماتورها اشاره كرد .

كليد ( ديژنكتور ) : كه بر دو نوع است : روغني و گازي

ديژنكتور كليدي است كه مي تواند در موقع لزوم جريان جاري شبكه و در موقع خطا جريان اتصال كوتاه و جريان اتصال زميني  و يا هر نوع جرياني را با هر اختلاف فازي سريعا قطع كند . در كل بريكر كليد قطع و وصل جريان در زير بار مي باشد .

نیروگاه هسته ای:

طراحی یک رآکتور در همه رآکتورها، قلب رآکتور که دمای بسیار زیادی دارد باید خنک شود. در یک نیروگاه هسته ای، سیستم خنک ساز به نوعی طراحی می*شود که از گرمای آزاد شده به بهترین شکل ممکن استفاده شود. در اغلب این سیستمها از آب استفاده می*شود. اما آب نوعی کند کننده هم محسوب می*شود و از این رو نمی تواند در رآکتورهای سریع مورد استفاده قرار گیرد. در رآکتورهای سریع از سدیم مذاب یا نمک های سدیم استفاده می*شود و دمای عملیاتی خنک ساز بالاتر است. در رآکتورهایی که برای تبدیل مورد طراحی شده اند، به راحتی گرمای آزاد شده را در محیط آزاد می*کنند. در یک نیروگاه هسته ای، رآکتور کند منبع آب را گرم می*کند و آن را به بخار تبدیل می*کند. بخار آب توربین بخار را به حرکت در می*آورد ، توربین نیز ژنراتور را می*چرخاند و به این ترتیب انرژی تولید می*شود. این آب و بخار آن در تماس مستقیم با راکتور هسته ای است و از این رو در معرض تابش های شدید رادیواکتیو قرار می*گیرند. برای پیشگیری از هر گونه خطر مرتبط با این آب رادیواکتیو، در برخی رآکتورها بخار تولید شده را به یک مبدل حرارتی ثانویه وارد می*کنند و از آن به عنوان یک منبع گرمایی در چرخه دومی از آب و بخار استفاده می*کنند. بدین ترتیب آب و بخار رادیواکتیو هیچ تماسی با توربین نخواهند داشت. انواع رآکتورهای گرمایی در در رآکتورهای گرمایی علاوه برکند کننده، سوخت هسته ای ( ایزوتوپ قابل شکافت القایی)، مخزن بخار و لوله های منتقل کننده آن، دیواره های حفاظتی و تجهیزات کنترل و مشاهده سیستم رآکتور نیز وجود دارند. البته بسته به این که این رآکتورها از کانالهای سوخت فشرده شده، مخزن بزرگ بخار یا خنک کننده گازی استفاده کنند، می*توان آنها را به سردسته تقسیم کرد. الف - کانالهای تحت فشار در رآکتورهای RBMK و CANDU استفاده می*شوند و می*توان آنها را در حال کارکردن رآکتور، سوخت رسانی کرد. ب - مخزن بخار پرفشار داغ، رایج ترین نوع رآکتور است و در اغلب نیروگاههای هسته ای و رآکتورهای دریایی ( کشتی، ناوهواپیمابر یا زیردریایی ) از آن استفاده می*شود. این مخزن می*تواند به عنوان لایه حفاظتی نیز عمل کند. ج - خنک سازی گازی: در این رآکتورها به جای آب، از یک سیال گازی شکل برای خنک کردن رآکتور استفاده می*شود. این گاز در یک چرخه گرمایی با منبع حرارتی راکتور قرار می*گیرد و معمولاً از هلیوم برای آن استفاده می*شود، هر چند که نیتروژن و دی اکسید کربن نیز کاربرد دارند. در برخی رآکتورهای جدید، رآکتور به قدری گرما تولید می*کند که گاز خنک کن می*تواند مستقیما یک توربین گازی را بچرخاند، در حالی که در طراحی های قدیمی تر گاز خنک کن را به یک مبدل حرارتی می*فرستادند تا در یک چرخه دیگر، آب را به بخار تبدیل کند و بخار داغ، یک توربین بخار را بگرداند. بقیه اجزای نیروگاه هسته ای غیر از رآکتور که منبع گرمایی است، تفاوت اندکی بین نیروگاه هسته ای و یک نیروگاه حرارتی تولید برق با سوخت فسیلی وجود دارد. مخزن بخار تحت فشار معمولا درون یک ساختمان بتونی تعبیه می*شود که این ساختمان به عنوان یک سد حفاظتی در برابر تابش رادیواکتیو عمل می*کند. این ساختمان هم درون یک مخزن بزرگتر فولادی قرار می*گیرد. هسته رآکتور و تجهیزات مرتبط با آن درون این مخزن فولادی قرار گرفته اند و کارکنان می*توانند راکتور را تخلیه یا سوخت رسانی کنند. وظیفه این مخزن فولادی، جلوگیری از نشت هر گونه گاز یا مایع رادیواکتیو از درون سیال است. در نهایت این مخزن فولادی هم به وسیله یک ساختمان بتونی خارجی محافظت می*شود. این ساختمان به قدری محکم است که در برابر اصابت یک هواپیمای جت مسافربری ( مشابه حادثه یازده سپتامبر ) هم تخریب نمی شود. وجود این ساختمان حفاظتی دوم برای جلوگیری از انتشار مواد رادیواکتیو در اثر هرگونه نشت از حفاظ اول ضروری است. در حادثه انفجار چرنوبیل، فقط یک ساختمان حفاظتی وجود داشت و همان موجب شد موادراکتیو در سطح اروپا پخش شود. رآکتورهای هسته ای طبیعی در طبیعت هم می*توان نشانه هایی از رآکتور هسته ای پیدا کرد، البته به شرطی که تمام عوامل مورد نیاز به طور طبیعی در کنار هم قرار گرفته باشند. تنها نمونه شناخته شده یک رآکتور هسته ای طبیعی دو میلیارد سال پیش در منطقه اوکلو در کشور گابون ( قاره آفریقا ) فعالیتش را آغاز کرده است. البته دیگر چنین رآکتورهایی روی زمین شکل نمی گیرند، زیرا واپاشی رادیواکتیو این مواد ( به خصوص U-235 ) در این زمان طولانی 5/4 میلیارد ساله ( سن زمین )، فراوانی U-235 را در منابع طبیعی این رآکتورها بسیار کاهش داده است، به طوری که مقدار آن به پایین تر از حد مورد نیاز آغاز یک واکنش زنجیره ای رسیده است. این رآکتورهای طبیعی زمانی شکل گرفتند که معادن غنی از اورانیوم به تدریج از آب زیرزمینی یا سطحی پر شدند. این آب به صورت کند کننده عمل کرد و واکنش های زنجیره ای شدیدی به وقوع پیوست. با افزایش دما، آب کند کننده بخار می*شد و رآکتور خاموش شد. پس از مدتی، این بخارها به مایع تبدیل می*شدند و دوباره رآکتور به راه می*افتاد. این سیستم خودکار و بسته، یک رآکتور را کنترل می*کرد و برای صدها هزار سال، این رآکتور را فعال نگاه می*داشت. مطالعه و بررسی این رآکتورهای هسته ای طبیعی بسیار ارزشمند است، زیرا می*تواند به تحلیل چگونگی حرکت مواد رادیواکتیو در پوسته زمین کمک کند. اگر زمین شناسان بتوانند را از این حرکت*ها را شناسایی کنند، می*توانند راه حل های جدیدی برای دفن زباله های هسته ای پیدا کنند تا روزی خدای ناکرده، این ضایعات خطرناک به منابع آب سطح زمین نشت نکنند و فاجعه ای بشری به بار نیاورند. انواع رآکتورهای گرمایی الف - کند سازی با آب سبک: a- رآکتور آب تحت فشار Pressurized Water Reactor(PWR) b- رآکتور آب جوشان Boiling Water Reactor(BWR) c- رآکتور D2G ب- کند سازی با گرافیت: a- ماگنوس Magnox b- رآکتور پیشرفته با خنک کنندی گازی Advanced Gas-Coaled Reactor (AGR) c- RBMK d- PBMR ج - کند کنندگی با آب سنگین: a - SGHWR b - CANDU رآکتور آب تحت فشار، PWR رآکتور PWR یکی از رایج ترین راکتورهای هسته ای است که از آب معمولی هم به عنوان کند ساز نوترونها و هم به عنوان خنک ساز استفاده می*کند. در یک PWR، مدار خنک اولیه از آب تحت فشار استفاده می*کند. آب تحت فشار، در دمایی بالاتر از آب معمولی به جوش می*آید، از این دوچرخه خنک ساز اولیه را به گونه ای طراحی می*کنند که آب با وجود آنکه دمایی بسیار بالا دارد، جوش نیاید و به بخار تبدیل نشود. این آب داغ و تحت فشار در یک مبدل حرارتی، گرما را به چرخه دوم منتقل میکند که یک نوع چرخه بخار است و از آب معمولی استفاده می*کند. دراین چرخه آب جوش می*آید و بخار داغ تشکیل می*شود، بخار داغ یک توربین بخار را می*چرخاند، توربین هم یک ژنراتور و در نهایت ژنراتور، انرژی الکتریکی تولید می*کند. PWR به دلیل دارابودن چرخه ثانویه با BWR تفاوت دارد. از گرمای تولیدی در PWR به عنوان سیستم گرم کننده درنواحی قطبی نیز استفاده شده است. این نوع رآکتور، رایج ترین نوع رآکتورهای هسته ای است و در حال حاضر، بیش از 230 عدد از آنها در نیروگاههای هسته ای تولید برق و صدها رآکتور دیگر برای تأمین انرژی تجهیزات دریایی مورد استفاده قرار می*گیرند. خنک کننده همان طور که می*دانید، برخورد نوترونها با سوخت هسته ای درون میله های سوخت، موجب شکافت هسته اتمها می*شود و این فرآیند هم به نوبه خود، گرما و نوترونهای بیشتری آزاد می*کند. اگر این حرارت آزاد شده منتقل نشود، ممکن است میله های سوخت ذوب شوند و ساختار کنترلی رآکتور از بین برود ( و البته خطرهای مرگ آوری که به دنبال آن روی می*دهند. ) در PWR، میله های سوخت به صورت یک دسته در ساختاری، ترسیمی قرار گرفته اند و آب از کف رآکتور به بالا جریان پیدا می*کند. آب از میان این میله های سوخت عبور می*کند و به شدت گرم می*شود، به طوری که به دمای 325 درجه سانتی گراد می*رسد. درمبدل حرارتی، این آب داغ موجب داغ شدن آب در چرخه دوم می*شود و بخاری با دمای 270 درجه سانتی گراد تولید می*کند تا توربین را بچرخاند. کند کننده نوترونهای حاصل از یک شکافت هسته ای بیش از آن حدی گرمند که بتوانند یک واکنش شکافت هسته ای را آغاز کنند. انرژی آنها را باید کاهش داد تا با محیط اطراف خود به تعادل گرمایی برسند. محیط اطراف نوترونها ( قلب رآکتور ) دمایی در حدود 450 درجه سانتی گراد دارد. در یک PWR، نوترونها در پی برخورد با مولکولهای آب خنک ساز، انرژی جنبشی خود را از دست می*دهند؛ به طوری که پس از 8 تا 10 برخورد ( البته به طور متوسط ) با محیط هم دما می*شوند. در این حالت، احتمال جذب نوترونها از سوی هسته U-235 بسیار زیاد است ودر صورت جذب، بالافاصله هسته U-236 جدید دچار شکافت می*شود. مکانیسم حساسی که هر رآکتور هسته ای را کنترل می*کند، سرعت آزاد سازی نوترونها در طول یک فرآیند شکافت است به طور متوسط از هر شکافت، دونوترون و مقدار زیادی انرژی آزاد می*شود. نوترونهای آزاد شده اگر با هسته U-235 دیگری برخورد کنند، شکافت دیگری را سبب می*شوند و در نهایت یک واکنش زنجیره ای روی می*دهد. اگر تمام این نوترونها در یک لحظه آزاد شوند، تعدادشان به قدری زیاد می*شود که باعث ذوب شدن راکتور خواهد شد. ( تعداد ذرات پر انرژی، دمای یک سیستم را تعیین می*کند. معادله بوتنرمن، این ارتباط را توصیف می*کند. ) خوشبختانه برخی از این نوترونها پس از یک بازه زمانی نه چندان کوتاه ( حدود یک دقیقه ) تولید می*شوند و سبب می*شوند دیگر عوامل کنترل کننده از این تاخیر زمانی استفاده کرده، اثر خود را داشته باشند. یکی از مزیت های استفاه از آب در PWR، این است که اثر کند سازی آب با افزایش دما کاهش می*یابد. در حالت عادی، آب در فشار 150 برابر فشار یک اتمسفر قرار دارد ( حدود 15 مگا پاسکال ) و در قلب رآکتور به دمای 325 درجه سانتی گراد می*رسد. درست است که آب با فشار پانزده مگا پاکسال در این دما جوش نمی آید، ولی به شدت از خاصیت کند کنندگی اش کاسته می*شود، بنابراین آهنگ واکنش شکافت هسته ای کاهش می*یابد، حرارت کمتری تولید می*شود و دما پایین می*آید. دما که کاهش یابد، توان رآکتور افزایش می*یابد و دما که افزایش یابد توان راکتور کاهش می*یابد؛ پس خود سیستم PWR دارای یک سیستم خود تعادلی در رآکتور است و تضمین می*کند توان رآکتور در کمترین میزان مورد نیاز برای تأمین گرمای سیستم بخار ثانویه است. در اغلب رآکتورهای PWR، توان رآکتور را در دوره فعالیت معمولی با تغییرات غلظت بورون ( در شکل اسید بوریک ) در چرخه خنک کننده اولیه کنترل اولیه کنترل می*کنند سرعت جریان خنک کننده اول در رآکتورهای PWR معمولی ثابت است. بورون یک جذب کننده قوی نوترون است و با افزایش یا کاهش غلظت آن، می*توان شدت فعالیت راکتور را کاهش یا افزایش داد. برای این کار، یک سیستم کنترلی پیچیده شامل پمپ های فشار بالا که آب را در فشار 15 مگا پاسکال از چرخه خارج می*کند، تجهیزات تغییر غلظت اسید بوریک و تزریق مجدد آب به چرخه خنک ساز مورد نیاز است. یکی از اشکالات راکتورهای شکافت، این است که حتی پس از توقف واکنش شکافت، هنوز هم واپاشی های رادیواکتیوی انجام می*شود و حرارت زیادی آزاد می*شود که می*تواند راکتور را ذوب کند. البته سیستم های حفاظتی و پشتیبانی متعددی برای جلوگیری از این واقعه وجود دارند، با این حال ممکن است در اثر پیچیدگی های این سیستم، برهمکنش های پیش بینی نشده یا خطاهای عملیاتی مرگ آفرینی در شرایط اضطراری روی دهند. در نهایت، هر رآکتور با یک حفاظ ساختمانی بتونی احاطه شده است که آخرین سد در برابر تشعشعات رادیواکتیو است. رآکتور آب جوشان، BWR در رآکتور آب جوشان، از آب سبک استفاده می*شود. آب سبک، آبی است که در آن فقط هیدروژن معمولی وجود دارد. ) BWR اختلاف زیادی با رآکتور آب تحت فشار ندارد، غیر از اینکه در BWR فقط یک چرخه خنک کننده وجود دارد و آب مستقیما در قلب راکتور به جوش می*آید. فشار آب در BWR کمتر از PWR است، به طوری که در بیشترین مقدار به 75 برابر فشار جو می*رسد ( 5/7 مگا پاسکال ) و بدین ترتیب آب در دمای 285 درجه سانتی گراد به جوش می*آید. رآکتور BWR به شکلی طراحی شده که بین 12 تا 15 درصد آب درون قلب رآکتور به شکل بخار در قسمت بالای آن قرار می*گیرد. بدین ترتیب عملکرد بخش بالایی و پایینی هسته رآکتور با هم تفاوت دارند. در بخش بالایی قلب رآکتور، کند سازی کمتری صورت می*گیرد و در نتیجه بخش بالایی کمتر است. در حالت کلی دو مکانیسم برای کنترل BWR وجود دارد: استفاده از میله های کنترل و تغییر جریان آب درون راکتور. الف - بالا بردن یا پایین آوردن میله های کنترل، روش معمولی کنترل توان رآکتور در حالت راه اندازی رآکتور تا رسیدن به 70 درصد حداکثر توان است. میله های کنترل حاوی مواد جذب کننده نوترون هستند؛ در نتیجه پایین آوردن آنها موجب افزایش جذب نوترون در میله ها، کاهش جذب نوترون در سوخت و درنهایت کاهش آهنگ شکافت هسته ای و پایین آمدن توان رآکتور می*شود. بالا بردن میله های سوخت دقیقاً نتیجه معکوس می*دهد. ب - تغییرات جریان آب درون رآکتور، زمانی برای کنترل رآکتور مورد استفاده قرار می*گیرد که راکتور بین 70 تا صد درصد توان خود کار می*کند. اگر جریان آب درون رآکتور افزایش یابد، حباب های بخار در حال جوش سریع تر از قلب راکتور خارج می*شوند و آب درون قلب رآکتور بیشتر می*شود. افزایش مقدار آب به معنی افزایش کندسازی نوترون و جذب بیشتر نوترونها از سوی سوخت است و این یعنی افزایش توان راکتور. با کاهش جریان آب درون رآکتور، حباب*ها بیشتر در رآکتور باقی می*مانند، سطح آب کاهش می*یابد و به دنبال آن کندسازی نوترونها و جذب نوترون هم کاهش می*یابد و در نهایت توان رآکتور کاهش می*یابد. بخار تولید شده در قلب رآکتور از شیرهای جدا کننده بخار و صفحات خشک کن ( برای جذب هر گونه قطرات آب داغ ) عبور می*کند و مستقیماً به سمت توربین های بخار که بخشی از مدار رآکتور محسوب می*شوند، می*رود. آب اطراف رآکتور همواره در معرض تابش و آلودگی رادیواکتیو است و از آنجا که توربین هم در تماس مستقیم با این آب است، باید پوشش حفاظتی داشته باشد. اغلب آلودگی های درون آب عمر کوتاهی دارند ( مانند N16 که بخش اعظم آلودگی های آب را تشکیل می*دهد و نیمه عمرش تنها 7 ثانیه است )، بنابراین مدت کوتاهی پس از خاموش شدن رآکتور می*توان به قسمت توربین وارد شد. در رآکتور BWR، افزایش نسبت بخار آب به آب مایع درون رآکتور موجب کاهش گرمای خروجی می*شود. با این حال، یک افزایش ناگهانی در فشار بخار، سبب بروز یک کاهش ناگهانی در نسبت بخار به آب مایع درون رآکتور می*شود که خود، سبب افزایش توان خروجی می*شود. این شرایط و دیگر حالت های خطرساز، موجب شده است از سیستم کنترلی اسید بوریک ( بورون ) نیز استفاده شود، بدین شکل که در سیستم پشتیبان خاموش کننده اضطراری، محلول اسید بوریک با غلظت بالا به چرخه خنک کننده تزریق می*شود. خوبی این سیستم این است که اسید اوریک، یک خورنده قوی است و معمولا در PWR سبب می*شود تلفات ناشی از خوردگی قابل توجه باشد. در بدترین شرایط اضطراری که تمام سیستم های امنیتی از کار افتاد، هر رآکتور به وسیله یک ساختمان حفاظتی از محیط اطراف جدا شده است. در یک رآکتور BWR جدی، حدود 800 دسته واحد سوخت قرار می*گیرد و در هر دسته بین 74 تا 100 میله سوخت قرار می*گیرد. این چنین حدود 140 تن اورانیوم در قلب رآکتور ذخیره می*شود. • رآکتور D2G رآکتور هسته ای D2G را می*توان در تمام ناوهای دریایی ایالات متحده می*توان پیدا کرد. D2G مخفف عبارت زیراست: رآکتور ناو جنگی D=Destroyer-sized reactor نس دوم 2=Second Geneation ساخت جنرال الکتریک G= General - Electric built بدین ترتیب، D2G را می*توان مخفف این عبارت دانست: رآکتور هسته ای نسل دوم ویژه ناوهای جنگی ساخت جنرال الکتریک. این رآکتور برای تولید حداکثر 150 مگا وات انرژی الکتریکی و عمر مفید 15 سال مصرف معمولی طراحی شده است. در این رآکتور، برای مخزن بخار دو رآکتور وجود دارد و طوری طراحی شده که بتوان هر دو اتاق توربین را با یک رآکتور به راه انداخت. اگر هر دو رآکتور فعال باشند، ناو به سرعت 32 گره می*رسد. اگر یک رآکتور فعال باشد و توربین*ها متصل به هم باشند، سرعت ناو به 25 تا 27 گره خواهد رسید و اگر فقط یک رآکتور فعال باشد ولی توربین*ها جدا باشند، سرعت فقط 15 گره خواهد بود.