اندازه گیری و مصرف کننده

دانلود پایان نامه
به محض اتصال شارژ به باتری حداقل باید به مدت 24 ساعت سیستم روی شارژر شناور قرار گیرد. سپس شارژ خاموش شود و باتریها تا سطح ولتاژ 1.85 ولت تخلیه شوند. در حین افت ولتاژ باتری، آلارم کاهش ولتاژ باید مشاهده شود. سپس مجدداً شارژر وصل (روشن) شود و محدوده ی جریان شارژ شناور کنترل شود ( که معمولاً در کارخانه روی جریان نامی خروجی شارژر تنظیم شده است).
هنگامیکه جریان شارژر کم کم به مقدار ناچیزی رسید، ‌باید شارژر را روی وضعیت شارژ سریع (boost) قرارداد و محدوده ی جریان شارژ سریع را کنترل کرد. در همین زمان باید رله ی آلارم اضافه ولتاژ نیز کنترل گردد. هنگامی که باتری در حالت شارژ سریع، شارژ شد، ‌باید اندازه گیری وزن مخصوص الکترولیت و ولتاژ باتری برای هر سلول انجام شود. شارژ سریع تا هنگامی که در فاصله سه ساعت متوالی وزن مخصوص الکترولیت و ولتاژ ثابت بماند باید ادامه یابد. سپس می توان شارژ را در وضعیت شناور قرار داد. در یک بازدید ظاهری از صفحات باتری ها مشخص می شود که رنگ قطب مثبت قهوه ای تیره و رنگ قطب منفی خاکستری روشن می باشد.
3-5-1-2 آزمایش های تخلیه (دشارژ) باتری
در مرحله آخر، آزمایش دشارژ (تخلیه) انجام می شود. در برخی متون اشاره شده است که باتریهای سرب- اسیدی (پلانته) که نیازی به آزمایش دشارژ ندارند و در برخی دیگر آزمایش دشارژ برای اطمینان از قابلیت باتری بعنوان یک جزء مهم در کنترل سیستم های قدرت مورد تأکید قرار گرفته است.
دو شیوه را برای آزمایش دشارژ می توان به کار برد: دشارژ با جریان کم یا دشارژ با جریان سنگین. دشارژ با جریان کم به وسیله خاموش کردن شارژ و اتصال یک بار اهمی به باتری به مدت 6 یا 10 ساعت انجام می شود(مثلاً 25 آمپربه مدت 10 ساعت برای یک باتری 250Ah). ولتاژ هر سلول و چگالی الکترولیت آن باید به طور متناوب اندازه گیری و با مقادیر ارائه شده توسط سازنده مقایسه شود.
در دشارژ جریان سنگین، شارژر خاموش شود و اجازه داده می شود که روی هر سلول ولتاژ نامی 2 ولت قرار گیرد. یک جریان سنگین به طور نمونه با نرخ 1h(مثلاً A 150 برای یک باتری 250Ah) توسط یک بانک اهمی و به مدت 90 ثانیه از باتری کشیده می شود. ولتاژ بلافاصله اندازه گیری و با آنچه که سازنده ارائه کرده مقایسه می شود. لازم است که دشارژ تا 90 ثانیه باقی بماند چون ولتاژ در ابتدا افت کرده و قبل از آن به مقدار ثابت خود برسد، مجدداً اضافه می شود. باید توجه کرد که خواسته های آزمایش تخلیه باتری و آزمایش باتری شارژر یک باره برآورده شوند تا از دوباره کاری پرهیز شود.
3-5-1-3 رله اتصال زمین
در آزمایش رله اتصال زمین باتری هر بار یک مقاومت متغیر بین یک قطب باتری و زمین قرار داده می شود تا مقدار مقاومت زمینی که به ازای آن رله ی اتصال زمین باتری عمل می کند بدست آید. بعد از اینکه بارها به سیستم باتری و شارژر متصل شدند باید نقطه مختلفی از سیم کشی به زمین اتصال شوند تا از فعال شدن رله و ریست شدن آن پس از برداشتن در شرایط اتصالی اطمینان حاصل شود.
3-5-2 راه اندازی باتریهای آب بندی شده
روش آزمایش این باتریها بسیار مشابه باتریهای سرب اسیدی (پلانته) است با این تفاوت که نیازی به پرکردن با الکترولیت، ‌ریختن آب مقطر روی باتری، شارژ سریع و یا اندازه گیری چگالی مخصوص الکترولیت نیست. همچنین نمی توان از صفحات باتری بازدید نمود چون ،‌معمولاً ظرف آنها تیره رنگ است.
3-6 نقش شارژرها در پستهای برق

شکل4-2-نمونه از یک شارژر مورد استفاده در پست برق
شارژر وسیله ای است که طبق اصول الکترونیک قدرت کار کرده و ولتاژ متناوب را به مستقیم تبدیل می نماید . جریان مستقیم همیشه در یک مسیر جاری می شود ( همیشه مثبت و یا همیشه منفی است ) ولی ممکن است میزان آن کاهش یا افزایش پیدا کند. باتری ها و رگولاتورها، ولتاژ مستقیم می دهند و این ولتاژ برای مدارهای الکترونیکی مناسب است. اکثر منابع تغذیه شامل یک تبدیل کننده ترانسفورماتوری هستند که جریان اصلی غیر مستقیم را به یک جریان غیر مستقیم کم و بی خطر تبدیل می کنند. سپس این جریان کم و بی خطر توسط مدارات یکسو کننده جریان از غیر مستقیم به مستقیم تبدیل می شود. البته این ولتاژ مستقیم یک ولتاژ متغییر می باشد و برای مدارهای الکترونیکی مناسب نیست و لذا برای صاف کردن سطح ولتاژ مستقیم از یک سری خازن و سلف استفاده می شود تا ولتاژ مستقیم برای مدارات الکترونیکی حساس قابل استفاده شود. امروزه شارژر ها با ریپلی بسیار پائین در ولتاژ خروجی و نویزی کمتر از 2 میلی ولت و سازگار با منحنی سافومتریک تولید می شود. شارژرها را بر اساس ظرفیت و توان و ولتاژ باتری ها انتخاب و تهیه می نمایند. هنگام تهیه دقت باید شود در هنگام استفاده چه لوازم حفاظتی و اندازه گیری نیاز است و شرایط نگهداری و سرویس آن چگونه است. شارژرها امروزه به انواع لوازم اندازه گیری خودکار مجهزند و باتریها را همیشه در حالت شارژ کامل نگه می دارند. شارژرها عموما بطور ایستاده تهیه می شوند و تمام لوازم آن در همان قالب نصب می شود. لوازم قابل تنظیم قابل دسترس و لوازم عموما قدرت در پشت تجهیزات دیگر نصب می- شوند. جای نصب تجهیزات بسیار مهم است مثلا برد کنترل باید جایی نصب باشد که گرمای تجهیزات در حین کار کمتر بروی آن اثر بگذارد. در شارژرها حالتهای مختلفی از شارژ باید در دسترس باشد تا در مواقع ضروری جهت بهینه سازی ولتاژ چه برای باتریها و چه برای مصرف کننده اقدام شود.
در همه شارژرها جدای از لوازم کنترلی و اندازه گیری متفاوت چند وسیله کلی وجود دارد که کار تبدیل برق را انجام می دهد، ترانس کاهنده، دیودهای یکسو کننده و فیلترها. در شارژرهای با توان بالاتر از ولتاژ سه فاز استفاده می شود. مزیت ولتاژ سه فاز نسبت به تکفاز در شکل موج خروجی آنست که پس از تبدیل، موجهای خیلی کوتاهتری دارند و به شکل موج ولتاژ مستقیم بیشتر شبیه است. البته در بعضی شارژرها ولتاژ 380( تک فاز 380 و نول 380 ) نیز استفاده می شود ( بیشتر در شارژرهای پستهای کمپکت ) خروجی های ترانس هنوز ولتاژ متناوب است و توسط دیودها تبدیل به ولتاژ مستقیم شده و با استفاده از سلف ها و خازنها نویزهای آنرا محدود و حذف می نماید. و می- توان با اضافه نمودن هر قطعه شکل موج خروجی را بهینه نمود.
3-7 اصول کار شارژر:
در بیشتر شارژرها امروزه اصول کار تریستوری است. تریستورها وقتی فعالند که فرمانی از گیت خود دریافت کنند. تریستور با گرفتن فرمان از برد کنترل ولتاژ را عبور می دهد و باید سرهای مثبت و منفی در آن ( همانند دیودهای معمولی ) رعایت گردد. تریستورها همانند دیود ها تنها نیم سیکل مثبت موج سینوسی ولتاژ متناوب را عبور می دهند. تریستورها سه سر دارند آند، کاتد و گیت، تریستورها با ولتاژ مستقیم کار می کنند، در حقیقت تریستور یک کلید خودکار است که جریان را به نسبت مورد نیاز از خود عبور می دهـد. تریستورها که بوسیله پالس کنترل می شوند، پالسها را از یک رگلاتور ( تنظیم کننده ) الکترونیکی در برد جهت تنظیم و تاخیر زمانی نقطه آتش تریستور بکار میرود دریافت می کند که در واقع لحظه اعمال پالس را کنترل می کند. رگلاتور مانند یک مقایسه کننده رفتار کرده به اینصورت که سیگنال ولتاژ ایجاد شده در خروجی را با یک ولتاژ مرجع داخلی مقایسه می- نماید، تفاوت ایجاد شده اعمال پالس ها را تسریع بخشیده و یا به تاخیر می اندازد و بدین ترتیب ولتاژ خروجی تنظیم می شود. شارژرها دو حالت شارژ دارند که در جلوتر بیان می شود تنها این مطلب قابل ذکر است که در مد شارژ دستی، که با تغییر وضعیت یک سلکتور یا پوش باتن انجام می شود اعمال پالس ها را ما و با تغییر پتانسومتر مخصوص همین کار در برد کنترل انجام می دهیم و نقطه آتش را تنظیم می کنیم. ترانسهای شارژرها ممکن است دارای چند خروجی باشند که اغلب خروجی های دیگر جهت تغذیه برد کنترل و یا برد آلارمی و دیگر رله های اندازه گیری استفاده می شوند. سلف ها تنها سیم پیچ هایی هستند که باعث از بین رفتن نویز های خروجی پس از یکسو سازی دیودها و تریستورها می شود.
درشارژرهای قدیمی نویز و ریپل خروجی هنگام استفاده از شارژر بصورت مجزا از باتری بسیار زیاد بوده که امروزه با استفاده از یک سری خازن ( بطور موازی ) به همراه سلف( که بطور سری قرار می گیرد) ریـپل خروجی بسیار پائین و در حدود 1% می باشد و جهت تغذیه رله ها بطور جدای از باتریها می شود استفاده نمود.
در شارژرها بسته به نوع آنها ممکن است از پل تمام تریستوری و یا نیمه تریستوری استفاده گردد. کلاً در شارژر ها سه نوع دیود بکار می رود. دیودهای سد کننده، دیودهای اتصال معکوس ( حفاظت در برابر اتصال معکوس باتریها ) و دیودهای دراپر ( جهت اعمال ولتاژ نامی به بار ). دیود های یکسوساز عموما در مدارهای جریان متناوب بکار برده می شوند تا با کمک آنها بتوان جریان متناوب (AC) را به مستقیم (DC) تبدیل کرد. این عملیات یکسوسازی یا Rectification نامیده می شود. از مشهورترین این دیودها می توان به انواع دیودهای N400x1 و یا N540x1 اشاره کرد که دارای ولتاژ کاری بین 50 تا بیش از 1000 ولت هستند و می توانند جریان های بالا را یکسو کنند. این ولتاژ، ولتاژی است که دیود می تواند بدون شکسته شدن – سوختن – در جهت معکوس آنرا تحمل کند. دیودهای یکسوساز معمولآ از سیلیکون ساخته می شوند و ولتاژ بایاس مستقیم آنها حدود 0.7 ولت می باشد. می توان با قرار دادن یک دیود در مسیر جریان متناوب مانع از گذر سیکل منفی جریان در جهت مورد نظر در مدار باشد. بدیهی است برای بالابردن کیفیت موج خروجی و نزدیک کردن آن به یک ولتاژ مستقیم باید در خروجی از خازن هایی با ظرفیت بالا استفاده کرد. این خازن در نیم سیکل مثبت شارژ می شود و در نیم سیکل منفی در غیاب منبع تغذیه، وظیفه تغذیه بار را برعهده خواهد داشت. ظرفیت خازنها بسته به نوع دستگاه و توان آن خواهد بود. خازنهای استفاده شده از نوع الکترولیتی هستند، پس باید مد نظر داشت که در صورت گرمای بیشتر از حد باعث نشتی در این نوع خازنها و اگر حرارت خیلی بالا رود باعث انفجار خازن و با توجه به وجود الکترولیت در آن باعث شعله ور شده الکترولیت نیز خواهد شد. ما برای آنکه بتوانیم از نیمه منفی موج ورودی که در نیمی از سیکل جریان امکان عبور به خروجی را ندارد، استفاده کنیم باید از مداری بعنوان پل دیود استفاده کنیم. پل متشکل از چهار دیود به یکدیگر متصل می باشد. جریان متناوب به قسمتی که دو جفت آند و کاتد به یکدیگرمتصل هستند وصل می شود و خروجی از یک جفت آند و یک جفت کاتد به یکدیگر متصل شده گرفته می شود.
در شارژرها وسایل حفاظتی مختلفی نصب می شود از جمله رله RFI جهت حذف فرکانس- های رادیویی و جلو گیری از تداخل و برگشت آنها بروی شبکه، سیستم خنک کننده که بیشتر در شارژرها با توان بالا استفاده می گردد و رله های کنترل فاز ورودی نیز نصب می شود که نوسان و توالی فازها را کنترل می نماید این رله ها در زمانی که ولتاژ بالا می رود برق را قطع می کنند و بسته به نوع تنظیم رله، عمل می نماید واگر توالی فاز مشکل داشته باشد عملا خللی در جریان شارژ وجود نخواهد داشت اما رله آلارمی را ارسال می نماید. رله ولتاژ DC نیز ممکن است در شارژر تعبیه شود که کنترل ولتاژ مستقیم را بر عهده دارد و در صورت کم و یا زیاد شدن بیش از حد ولتاژ آلارمی را ارسال می- نماید. رله زمین نیز مورد استفاده در شارژرها ست و کار آن بررسی ولتاژ سر مثبت و منفی با زمین است و در صورتی که توازن بر قرار نباشد آلارمی را ارسال می کند. علاوه بر این رله ها در صورت بروز هر اشکال دیگری در شارژر و یا قطع کردن فیوزهای مربوط آلارم به صدا در آمده تا نسبت به رفع عیب آن اقدام شود. جهت فرستادن آلارم به راه دور نیز در شارژرها ترمینال هایی جهت آن استفاده می شود.
سیستم حفاظت تابلو شارژر نیز حائز اهمیت است مثلا در اغلب شارژرها از درجه حفاظت IP 21 استفاده می شود و کلاس رطوبت آن بخصوص در منطقه با رطوبت بالا باید مورد نظرمی باشد در شارژر ها بیشتر از کلاس F استفاده می شود. بنا به در خواست کار فرما جهت حفاظت دستگاه از برقزدگی نیز میتوان از برقگیر های مخصوص ( VDR ) در تابلوها استفاده نمود .
در شارژرها دو نوع وضعیت برای شارژ وجود دارد. 1- در وضعیت اتومات 2- در وضعیت دستی
در هر دو وضعیت، حالتهای مختلف شارژ وجود دارد و در حالت خودکار با تشخیص وسایل اندازه گیری حالت مناسب شارژ فعال می شود و در حالت دستی نیز حالت شارژ قابل تغییر است. در تغییر حالت شارژ به طور دستی باید توجه داشت ولتاژ و جریان بیش از حد بالا نرود تا برای دستگاههای مصرف کننده ضرر نداشته باشد.
3-8 حالت شارژ نگهداری :