کتاب راهنمای تأسیسات الکتریکی ABB
ABB Electrical Installation Handbook یکی از منابع فنی شناختهشده در حوزه طراحی، حفاظت و بهرهبرداری از تأسیسات الکتریکی است که با هدف ارائه یک مرجع کاربردی برای مهندسان و طراحان تأسیسات الکتریکی تدوین شده است.
ویرایش ششم این هندبوک در سال 2010 توسط ABB SACE منتشر شده و مباحث مختلفی از استانداردها، حفاظت الکتریکی و تجهیزات حفاظتی تا محاسبات کابل، جریان اتصال کوتاه، حفاظت تجهیزات، اصلاح ضریب توان و سیستمهای فتوولتائیک را پوشش میدهد.
این مجموعه از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
- Part 1 – Protection and Control Devices
- Part 2 – Electrical Devices
بخش اول بیشتر به تجهیزات حفاظت و کنترل، مشخصات کلیدها، واحدهای حفاظتی، منحنیهای عملکرد، هماهنگی حفاظتی، Discrimination، Back-up/Cascading و کاربردهای خاص میپردازد.
اما بخش دوم، Electrical Devices بیشتر بر مباحث مربوط به طراحی و محاسبات تأسیسات الکتریکی تمرکز دارد و میتواند برای مهندسان برق، طراحان تأسیسات، طراحان تابلو برق و دانشجویان مهندسی برق منبع کاربردی باشد.
بخش دوم هندبوک ABB؛ Electrical Devices
در بخش Electrical Devices، مباحث از حفاظت فیدرها و انتخاب کابل شروع میشود و تا حفاظت تجهیزات، اصلاح ضریب توان، حفاظت در برابر برقگرفتگی، سیستمهای فتوولتائیک و محاسبات جریان اتصال کوتاه ادامه پیدا میکند.
ساختار این بخش شامل شش فصل اصلی است.
- حفاظت فیدرها – Protection of Feeders
اولین فصل به یکی از مهمترین موضوعات طراحی تأسیسات الکتریکی یعنی انتخاب و حفاظت فیدرها اختصاص دارد.
در این فصل موضوعاتی مانند:
- انتخاب و سایزینگ کابلها
- ظرفیت جریاندهی کابل و روش نصب
- نصب کابل در خارج و داخل زمین
- افت ولتاژ
- تلفات ناشی از اثر ژول
- حفاظت در برابر اضافهبار
- حفاظت در برابر اتصال کوتاه
- انتخاب هادی نول و هادی حفاظتی
- سیستمهای Busbar Trunking
بررسی میشوند.
یکی از نقاط قوت این فصل، ارتباط دادن انتخاب کابل با شرایط واقعی نصب است؛ زیرا ظرفیت جریاندهی یک کابل تنها به سطح مقطع آن وابسته نیست و روش نصب و شرایط محیطی نیز در انتخاب نهایی تأثیر دارند.
- حفاظت تجهیزات الکتریکی – Protection of Electrical Equipment
در فصل دوم، حفاظت و قطع و وصل تجهیزات مختلف مورد بررسی قرار میگیرد.
از جمله:
- مدارهای روشنایی
- ژنراتورها
- موتورها
- ترانسفورماتورها
این بخش میتواند برای مهندسانی که در زمینه طراحی تابلوهای برق و مدارهای قدرت فعالیت میکنند، اهمیت ویژهای داشته باشد؛ زیرا انتخاب تجهیزات حفاظتی باید متناسب با نوع بار و ویژگیهای الکتریکی آن انجام شود.
- اصلاح ضریب توان – Power Factor Correction
فصل سوم به اصلاح ضریب توان اختصاص دارد.
در این بخش ابتدا مبانی اصلاح ضریب توان بررسی شده و سپس روش محاسبه ظرفیت مورد نیاز برای اصلاح ضریب توان و انتخاب تجهیزات مربوط به بانک خازنی مورد بحث قرار میگیرد.
همچنین موضوعاتی مانند:
- روش محاسبه اصلاح ضریب توان
- انتخاب کلیدها و تجهیزات حفاظتی بانک خازنی
- Switching خازنها
در این فصل مطرح شدهاند
- حفاظت از افراد در برابر برقگرفتگی – Protection of Human Beings
یکی از مهمترین بخشهای این هندبوک، فصل چهارم است که به حفاظت افراد در برابر خطرات ناشی از جریان الکتریکی اختصاص دارد.
موضوعات این فصل شامل:
- اثرات جریان الکتریکی بر بدن انسان
- سیستمهای توزیع
- حفاظت در برابر تماس مستقیم و غیرمستقیم
- سیستم TT
- سیستم TN
- سیستم IT
- تجهیزات جریان باقیمانده یا Residual Current Devices
- حداکثر طول مدار برای حفاظت از افراد
است.
این فصل برای درک صحیح موضوعاتی مانند RCD، اتصال زمین، Fault Loop و حفاظت در برابر برقگرفتگی بسیار کاربردی است.
- سیستمهای فتوولتائیک – Photovoltaic Plants
فصل پنجم به تأسیسات فتوولتائیک (PV) اختصاص دارد.
در این فصل ابتدا اصول عملکرد سیستمهای فتوولتائیک و اجزای اصلی آن بررسی شده و سپس انواع آرایش سیستمها مورد بحث قرار میگیرند.
موضوعاتی مانند:
- اصول عملکرد سیستم PV
- اجزای اصلی یک سیستم فتوولتائیک
- PV Generator
- Inverter
- سیستمهای Stand-alone
- سیستمهای Grid-connected
- اتصال زمین
- حفاظت در برابر تماس غیرمستقیم
- سیستمهای دارای ترانسفورماتور و بدون ترانسفورماتور
در این فصل مطرح شدهاند
- محاسبه جریان اتصال کوتاه – Calculation of Short-Circuit Current
فصل ششم یکی از بخشهای بسیار مهم این هندبوک برای طراحی سیستمهای قدرت و انتخاب تجهیزات حفاظتی است.
در این فصل ابتدا انواع خطا و مفاهیم عمومی جریان اتصال کوتاه بررسی شده و سپس روشهای محاسبه جریان اتصال کوتاه ارائه میشود.
مباحث این فصل شامل:
- انواع خطا و Fault Topologies
- محاسبه جریان اتصال کوتاه
- روش Short-Circuit Power
- محاسبه جریان اتصال کوتاه در نقطه خطا
- تأثیر امپدانس کابلهای بالادست
- روش محاسبه جریان اتصال کوتاه در طول شبکه
- مؤلفههای توالی مثبت، منفی و صفر
- محاسبه جریان اتصال کوتاه با استفاده از روش Symmetrical Components
- محاسبه جریان پیک اتصال کوتاه
- بررسی سهم UPS در جریان اتصال کوتاه
است.
این بخش مستقیماً با موضوعاتی مانند انتخاب قدرت قطع کلیدها، محاسبه Ik، بررسی تنشهای اتصال کوتاه و طراحی سیستم حفاظت ارتباط دارد.
پیوستهای کاربردی
در انتهای بخش دوم نیز چند پیوست برای محاسبات و روابط مورد استفاده در طراحی ارائه شده است، از جمله:
- محاسبه جریان بار
- محاسبات هارمونیکها
- محاسبه ضریب k برای کابلها
- کمیتها و فرمولهای اصلی الکتروتکنیک
چرا این هندبوک برای مهندسان برق اهمیت دارد؟
یکی از ویژگیهای مهم این هندبوک این است که صرفاً یک کتاب تئوری یا یک کاتالوگ محصول نیست. خود ABB در معرفی این راهنما، آن را بهعنوان یک مرجع سریع و کاربردی برای طراحان و استفادهکنندگان از تأسیسات الکتریکی معرفی کرده است؛ ابزاری که در کنار کاتالوگهای فنی میتواند در تعریف صحیح تجهیزات و حل مسائل عملی طراحی مورد استفاده قرار گیرد.
به همین دلیل، مطالب آن را میتوان در بسیاری از مراحل طراحی یک سیستم الکتریکی به کار گرفت؛ از انتخاب کابل و محاسبه افت ولتاژ گرفته تا حفاظت در برابر اضافهبار و اتصال کوتاه، انتخاب تجهیزات حفاظتی، اصلاح ضریب توان، حفاظت افراد و محاسبه جریان اتصال کوتاه.
جمعبندی
ABB Electrical Installation Handbook میتوان یک مرجع کاربردی برای مهندسان برق در حوزه طراحی و حفاظت تأسیسات الکتریکی دانست.
اگرچه این هندبوک توسط ABB تهیه شده، بسیاری از مباحث مطرحشده در آن محدود به محصولات ABB نیستند و به مفاهیم عمومی طراحی تأسیسات و استانداردهای IEC مربوط میشوند. بنابراین، بخش دوم این هندبوک، Electrical Devices، میتواند برای طراحان تأسیسات الکتریکی، طراحان تابلوهای برق، مهندسان برق صنعتی و دانشجویان رشته برق یک مرجع آموزشی و کاربردی ارزشمند باشد.
نکته مهم: این هندبوک مربوط به ویرایش ششم سال 2010 است؛ بنابراین در استفاده از آن برای طراحی پروژههای امروزی، باید نسخه و الزامات جاری استانداردهای مربوط و همچنین آخرین مستندات فنی سازندگان نیز بررسی شود. این موضوع بهخصوص در مواردی که مقادیر یا الزامات استانداردی مطرح هستند اهمیت دارد.
