استفاده از انرژی خورشیدی در تصفیه آب میتواند به عنوان یک روش پایدار و صرفه جویی در مصرف انرژی در تصفیه آب مورد استفاده قرار گیرد. برای تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی، میتوان از سیستم‌های تصفیه آب خورشیدی (solar water treatment systems) استفاده کرد که عمدتاً به سه روش زیر عمل می‌کنند:
استفاده از سلول‌های خورشیدی: در این روش انرژی خورشیدی توسط سلول‌های خورشیدی جذب میشود و سپس به باتری‌ها منتقل میشود. باتری‌ها برای تامین انرژی لازم برای سیستم تصفیه آب و سایر تجهیزات مورد نیاز به کار می‌روند.
استفاده از تصفیه آب با انرژی خورشیدی: در این روش از پنل‌های خورشیدی برای تولید بخار استفاده میشود. بخار به عنوان یک عامل ضد عفونی کننده برای تصفیه آب استفاده میشود.
استفاده از تصفیه آب با استفاده از گرمای خورشید: در این روش از یک کالکتور خورشیدی استفاده میشود که گرمای مستقیم خورشید را تبدیل به انرژی حرارتی میکند. این گرما برای تصفیه آب استفاده میشود.
برای استفاده از انرژی خورشیدی در تصفیه آب، معمولاً از سیستم‌های خورشیدی مستقر بر روی سطح زمین یا روی سقف‌ها استفاده میشود. این سیستمها برای تولید انرژی الکتریکی و یا گرمای حرارتی مورد استفاده قرار میگیرند که این انرژی برای تصفیه آب مورد استفاده قرار میگیرد.
در روشهای تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی، پنل‌های خورشیدی معمولاً بر روی دستگاه‌های تصفیه قرار میگیرند تا برق مورد نیاز دستگاه تامین شود. سپس با استفاده از تکنولوژی‌های مختلفی مانند نانوفیلتراسیون، اسمز معکوس، متود‌های فیلتراسیون، و غیره آب تصفیه شده میتواند به دست آید.
یکی از مثال‌های روشهای تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی، سیستم تصفیه آب سلولار (Cellular Water Treatment System) است که به وسیله‌ی شرکت بریتیش پاور اینترنشنال (British Power International) توسعه یافته است. در این سیستم، از پنل‌های خورشیدی به عنوان منبع تغذیه استفاده میشود و با استفاده از فرایند اسمز معکوس آب در مراحل مختلف تصفیه شده و قابل استفاده میشود. همچنین، شرکتهای دیگری نیز مانند شرکت SunSpring America از تکنولوژی‌های تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی استفاده می‌کنند.
در حوزه استفاده از انرژی خورشیدی در تصفیه آب، چندین پروژه موفق در جهان اجرا شده‌اند که میتوان به برخی از آنها اشاره کرد:
پروژه تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی در روستای Togodo در کشور بنین: در این پروژه، سیستم تصفیه آب از طریق استفاده از پنل‌های خورشیدی و باتری‌های ذخیره‌سازی، به طور کامل با انرژی خورشیدی اداره میشود.
پروژه تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی در روستای Khaiko در کشور زیمبابوه: در این پروژه، یک سیستم تصفیه آب خورشیدی با ظرفیت ۲۰۰۰ لیتر در ساعت در روستا نصب شده است که برای تامین نیازهای آبی مردم محلی و کاهش بیماری‌های مرتبط با آب، به کار گرفته میشود.
پروژه تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی در شهرستان واردا در استرالیا: در این پروژه، سیستم تصفیه آب خورشیدی با ظرفیت ۳۰۰۰ لیتر در ساعت نصب شده است که برای تصفیه آب شهرستان واردا استفاده میشود.
کنترل‌کننده پی‌آی‌دی یا Proportional–Integral–Derivative یک سیستم کنترلی بر پایه فیدبک (بازخورد) میباشد که هدف اصلی آن نزدیک کردن نتیجه نهایی فرآیند به مقدار مدنظر ما میباشد. به زبان ساده‌تر، تمام دغدغه یک کنترل‌کننده PID، هدایت سیستم به‌طرف یک سطح، موقعیت و یا هر مقداری که ما مشخص می‌کنیم، میباشد.
PID کنترلرها در صنعت جزء دقیق‌ترین و پایدارترین کنترل‌کننده‌ها به‌حساب می‌آیند و عمدتاً از آنها در راستای خودکارسازی (یا بخشی از یک اتوماسیون) کارها برای نزدیک شدن (تا جای ممکن) به خروجی از پیش تنظیم شده یا هدفی مشخص استفاده می‌کنیم.
بیش از ۹۰% سیستم‌های کنترلی از PID به‌عنوان کنترل‌کننده بازخوردی استفاده می‌کنند.
علت محبوبیت کنترلر پی آی دی
به‌خاطر عملکرد قوی و سادگی عملکردی، این روش توسط عمده شرکتهای مطرح دنیا در زمینه ساخت کنترلر پذیرفته شده است و از آن در محصولات خود استفاده می‌کنند.
در کنترل‌کننده PID دو تعریف “خطا” و “SetPoint” از اهمیت بالایی برخوردار هستند. ست‌پوینت در اینجا به معنای نقطه مدنظر (سطح، موقعیت، کمیت و یا هر چیزی که ما می‌خواهیم در سیستم کنترلی به آن برسیم) میباشد و از طرف دیگر خطا به میزان انحراف (اختلاف) میان نقطه مدنظر و مقدار نهایی خروجی گفته میشود. نگفته پیداست که هرچه خطا کمتر باشد بهتر بوده و بدین معناست که ما توانسته‌ایم مقدار نهایی سیستم را با مقدار مدنظر خودمان دقیقاً یکی نماییم.
برای رسیدن به این نقطه مطلوب (خطا = صفر، مقدار خروجی سیستم = SetPoint) سیستم کنترلی PID از سه عملگر به نام‌های؛ تناسبی (Proportional)، انتگرال‌گیر (Integral) و مشتق‌گیر (Derivative) استفاده میکند. این سه ضریب پایه در هر کنترلر پی آی دی برای کاربردهای خاص به‌منظور رسیدن به واکنش بهینه متغیر هستند. در ادامۀ بحث به شکلی مفصل به این ضرایب و نحوه عملکرد آنها خواهیم پرداخت.
ضریب تناسبی باعث ایجاد یک کنترل صاف و بدون تغییرات شدید میگردد، ضریب انتگرالی به طور خودکار خطای سیستم را اصلاح میکند و درنهایت کنترل مشتق به‌سرعت به اختلالات پاسخ میدهد
برای اینکه با معادلات PID هم آشنا شویم دو فرمول استاندارد و تابع تبدیل آن را در زیر آورده‌ایم.
فرمول استاندارد PID به شکل زیر است:
باتوجه‌به فرمول بالا به‌راحتی میتوان تابع تبدیل زیر را به دست آورد:
درنهایت اگر سه بخش را به‌صورت موازی در کنار هم قرار دهیم به دیاگرام کلی کنترلر PID، طبق شکل زیر خواهیم رسید.
قاعده اساسی پشت عملکرد یک کنترل‌کننده PID این است که عبارت‌های تناسبی، انتگرالی و مشتقی باید به طور جداگانه تنظیم یا «کوک» شوند.
جدول مزایا و معایب کنترل‌کننده‌‌های P، I و D
ضریب
مزایا
معایب
P
سریع ساده و ارزان میباشد.
نمی‌تواند خروجی را به مقدار نهایی مطلوب برساند. تصمیمات بر اساس خطای لحظه‌ای است.
I
میتواند خروجی را به مقدار مطلوب برساند. به نویز یا تغییرات ناگهانی حساس نیست. بر اساس تاریخچه خطا عمل میکند.
خیلی کند است. پایداری سیستم را کاهش میدهد. ساده و ارزان نیست.
D
خیلی سریع است. سیستم را پایدار میکند.
نمی‌تواند خروجی را به مقدار نهایی برساند. به نویز حساس است. ساده و ارزان نیست.
راه اندازی موتورهای بزرگ، بصورت مستقیم، باعث ایجاد اختلال ولتاژ بر روی شبکه برق می شود.موتورهای القایی می توانند مستقیما با ولتاژ خط تغذیه راه اندازی شوند، اما اگر الکتروموتور خیلی بزرگ باشد راه اندازی به این صورت، باعث ایجاد اختلال ولتاژ بر روی شبکه تغذیه برق به علت موج جریان زیاد در راه اندازی می شود. برای محدود کردن موج جریان راه اندازی، موتورهای القایی بزرگ در ولتاژ پایین تری راه اندازی می شوند و بعد از آن ولتاژ کامل تغذیه هنگامی اعمال می شود که به نزدیکی سرعت نامی رسیده باشند. در این گروه دو روش راه اندازی وجود دارد که شامل: راه اندازی ستاره مثلث و راه اندازی با اتوترانس هستند.
طرز کار راه انداز ستاره – مثلث
این روش یک روش راه اندازی با کاهش ولتاژ است. کاهش ولتاژ در حین راه اندازی ستاره – مثلث همان گونه که در شکل زیر نشان داده شده با تغییر پیکر بندی و اتصال سیم پیچهای موتور بدست می آید. در حین راه اندازی سیم پیچهای موتور با پیکر بندی ستاره متصل می شوند که در این حالت ولتاژ بر روی هر سه سیم پیچ کاهش می یابد. این کار همچنین باعث کاهش گشتاور به میزان یک سوم گشتاور راه اندازی مستقیم می شود.
شکل 1- اصول کاری راه انداز ستاره-مثلث
پس از یک دوره زمانی (معمولا چند ثانیه) سیم پیچها از حالت ستاره به صورت مثلث پیکر بندی شده و موتور به صورت عادی به کار خود ادامه می دهد. راه اندازهای ستاره مثلث رایج ترین نوع راه اندازهای با کاهش ولتاژ هستند. این روش بدین منظور استفاده می شود که جریان راه اندازی اعمال شده به موتور را در زمان راه اندازی کاهش داده و بدین طریق اختلال و تداخل را در منبع تغذیه الکتریکی کاهش دهد.
به صورت عرف، در برخی کشورها الزام شده است که موتورهای بزرگتر از 5HP (4KW) بایستی مجهز به راه انداز کاهش دهنده ولتاژ باشند. راه انداز ستاره مثلث (Y-D) یکی از کم قیمت ترین راه اندازهای الکترومکانیکی است که می توانند به کار گرفته شوند.
راه انداز ستاره-مثلث از سه کنتاکتور، یک تایمر و یک کلید اضافه بار حرارتی (بی متال) تشکیل شده است. کنتاکتورها از کنتاکتوری که در راه اندازی مستقیم استفاده می شود کوچکتر هستند چونکه آنها فقط جریانهای سیم پیچ را کنترل می کنند. جریان گذرنده از سیم پیچ یک تقسیم بر رادیکال 3 (58%) جریان خط می باشد.
در حین کار موتور دو کنتاکتور در مدار هستند. که اغلب با عنوان کنتاکتور دائمی و کنتاکتور مثلث شناخته می شوند. این کنتاکتورها از نوع AC3 بوده و با جریان نامی 58% جریان نامی موتور هستند. کنتاکتور سوم ، کنتاکتور ستاره است که تنها در هنگامی که موتور ستاره متصل می شود جریان اتصال ستاره از آن عبور می کند. جریان در حالت ستاره یک سوم جریان در مثلث است، از اینرو این کنتاکتور می تواند AC3 با مقادیر نامی یک سوم (33%) مقادیر نامی موتور باشد.
راه انداز ستاره مثلث دارای واحدهای زیر است.
کنتاکتورها (کنتاکتورهای اصلی، ستاره و مثلث) 3 نرمال باز (برای راه انداز حالت باز) یا 4 عدد نرمال باز (برای راه انداز گذرای بسته)
رله زمانی (تایمر) 1 عدد
رله حرارتی با سه پل که با اضافه جریان آزاد می شود. 1 عدد
واحد فیوز یا قطع کننده جریان اتوماتیک برای مدار اصلی 3 عدد
واحد فیوز یا قطع کننده جریان اتوماتیک برای مدار کنترل 1 عدد
مدار قدرت راه انداز ستاره مثلث
قطع کننده اصلی مدار به عنوان سوئیچ اصلی تغذیه برق عمل می کند که برق را به مدار قدرت تغذیه می کند. کنتاکتور اصلی منبع ولتاژ تغذیه اصلی برق R, Y, B را به ترمینالهای اولیه موتور U1، V1 و W1 متصل می کند.
در هنگام عملکرد، در ابتدا کنتاکتور اصلی (KM3) و کنتاکتور ستاره (KM1) بسته می شوند، و پس از یک بازه زمانی، کنتاکتور ستاره باز شده و سپس کنتاکتور مثلث (KM2) بسته می شود. کنترل زمان کنتاکتورها توسط تایمر (K1T) که در مدار راه انداز قرار داده شده است، انجام می شود. ستاره و مثلث از لحاظ الکتریکی در هم قفل هستند و ترجیحا از نظر مکانیکی نیز قفل هستند.
شکل 2 – مدار قدرت راه انداز ستاره مثلث
در عمل چهار حالت وجود دارد.
در ابتدای کار کنتاکتور ستاره سرهای انتهایی ترمینالهای موتور U2, V2, W2را برای اتصال ستاره در ابتدای راه اندازی موتور از حالت توقف، اتصال کوتاه می کند. این کار باعث می شود جریان موتور یک سوم جریان راه اندازی مستقیم شود. از اینرو در هنگام راه اندازی جریان هجومی اولیه که در ذات موتورهای بزرگ است را کاهش می دهد.
کنترل کردن تغییر حالت از اتصال ستاره به اتصال مثلث یک موتور القایی AC با استفاده از یک مدار کنترل ستاره مثلث یا Y-Δ بدست می آید. مدار کنترل شامل تعدادی کلید های فشاری، کنتاکتهای کمکی و تایمر است.
مدار کنترل راه انداز ستاره – مثلث (حالت گذار باز)
شکل 3 – شماتیک – مدار کنترل راه انداز ستاره – مثلث (حالت گذار باز)
با فشردن کلید استارت کلید فشاری مدار با انرژی دار کردن بوبین کنتاکتور ستاره (KM1) شروع به کار کرده و بوبین تایمر (KT) نیز برقدار می گردد. هنگامی که بوبین کنتاکتور کنتاکتور ستاره (KM1) برقدار می گردد.کنتاکتهای کمکی و اصلی کنتاکتور ستاره از حالت بازNO به بسته NC تغییر وضعیت می دهند. وقتی کنتاکت کمکی (1) کنتاکتور ستاره (که در مدار بوبین کنتاکتور اصلی قرار گرفته است) از حالت باز NO به حالت بسته تغییر می یابد مدار بوبین کنتاکتور اصلی (KM3) کامل شده و مگنت می شود به گونه ای که تمامی کنتاکتهای باز NO تغییر وضعیت داده و بسته می شوند. تمام این توالی در کسری از ثانیه رخ می دهد.
پس از فشردن کلید شستی فشاری START، کنتاکت کمکی باز بسته شونده کنتاکتور اصلی که با شماره (2) نشان داده شده است و با دو سر کلید شستی فشاری START به صورت موازی قرار گرفته است از حالت باز به بسته تغییر می یابد، و یک چفت فراهم می کند که بوبین کنتاکتور اصلی را فعال نگاه داشته و بدین ترتیب مدار کنترل را حتی در صورتی که شستی START رها گردد، فعال نگه می دارد. هنگامی که کنتاکتهای اصلی (قدرت) ستاره بسته شدند موتور به صورت ستاره متصل می گردد و ستاره باقی می ماند تا اینکه با پایان زمین تنظیم شده تایمر، کنتاکت کمکی تایمر KT که با شماره 3 نشان داده شده، از حالت بسته به باز تغییر وضعیت دهد.
بمجرد اینکه تاخیر زمانی رخ داد و زمان مورد نظر رسید، کنتاکت باز تایمر KT که با 3 نشان داده شده است و در مدار کنتاکتور ستاره قرار گرفته است تغییر وضعیت داده و از حالت بسته به باز تبدیل می شود و در همان زمان دیگر کنتاکت کمکی 4 تایمر KT که در مدار بوبین کنتاکتور مثلث قرار گرفته است از حالت باز به بسته تغییر وضعیت می دهد. حالا اتصالات موتور از اتصال ستاره به اتصال مثلث تغییر یافته است.
یک کنتاکت کمکی نرمال بسته از هر کدام از کنتاکتورهای ستاره و مثلث در مسیر بوبین دیگری (ستاره در مسیر مثلث و مثلث در مسیر ستاره) به صورت متقابل وجود دارد این کنتاکتها به صورت یک کوپلاژ عمل کرده و عملکرد سوئیچهای ایمنی را دارند و از عملکرد همزمان بوبین کنتاکتورهای ستاره و مثلث جلوگیری می کند. بدین صورت هیچ کدام از کنتاکتورها نمی تواند فعال شود مگر اینکه قبلا کنتاکتور دیگر غیر فعال شده باشد. از اینرو بوبین کنتاکتور مثلث نمی تواند فعال شود هنگامی که بوبین کنتاکتور ستاره فعال است. و بوبین کنتاکتور ستاره نمی تواند فعال شود تا مادامی که کنتاکتور مثلث فعال است.
مدار کنترل فوق همچنین دو کنتاکت برای خاموش کردن موتور در نظر گرفته است. کلید شستی فشاری STOP مدار کنترل و موتور را در صورت نیاز قطع می کند. کنتاکت اضافه بار حرارتی یک تجهیز حفاظتی است که به صورت خودکار در هنگامی که در موتور جریان اضافه بار برقرار می شود با رله اضافه بار حرارتی مدار کنترل را قطع می کند، همچنین باعث می شود که در حالتی که بار موتور بیشتر از ظرفیت نامی آن است با عملکرد رله اضافه بار حرارتی از سوختن موتور جلوگیری شود.
در حین راه اندازی در یک بازه زمانی نیاز است که سیم پیچی موتور از اتصال ستاره به سیم پیچی اتصال مثلث تغییر یابد. مدارهای کنترل و قدرت می تواند به دو روش چیدمان گرددگذار((transition باز یا گذار بسته.
– انتقال یا گذار باز
چیزی که در بالا تشریح و مورد بحث قرار گرفت سوئیچینگ گذار باز نامیده می شود بدلیل اینکه یک موقعیت باز بین حالت ستاره و حالت مثلث وجود دارد. در گذرای باز توان از موتور قطع می شود تا موقعی که سیم پیچ دوباره از طریق کنتاکتهای خارجی پیکر بندی می گردد.
وقتی که یک موتور با یک منبع تغذیه کار می کند، چه در سرعت کامل یا در کسری از سرعت، یک میدان مغناطیسی گردنده در استاتور وجود دارد. میدان در فرکانس برق شهر دوران می کند. شار از میدان استاتور یک جریان در روتور القا می کند و این به نوبه خود در روتور میدان مغناطیسی روتور را ایجاد می کند. هنگامی که موتور از تغذیه جدا می شود (گذار باز) روتور همچنان درون استاتور دوران می کند و روتور دارای یک میدان مغناطیسی است. بدلیل امپدانس پایین مدار روتور، ثابت زمانی کاملا بلند است و بر اثر چرخش میدان روتور درون استاتور یک ژنراتور ایجاد می شود و ولتاژی تولید می کند که فرکانس آن توسط سرعت روتور تعیین می گردد. هنگامی که موتور مجددا به منبع تغذیه متصل می گردد، به یک ژنراتور آسنکرون متصل شده است و نتیجه آن جریان و گشتاور گذرای زیاد است. دامنه این گذار وابسته به نسبت فاز بین ولتاژ تولید شده و ولتاژ خط در نقطه بسته شدن حالت مثلث بوده و می تواند بسیار بیشتر از جریان و گشتاور در راه اندازی مستقیم (DOL) باشد که ممکن است باعث ایجاد خسارتهای الکتریکی و مکانیکی بشود.
راه اندازی گذار باز جهت اجرا از نظر هزینه و مدار اتصالات ساده ترین راه اجرای راه انداز ستاره-مثلث است و اگر زمان بندی تغییر از ستاره به مثلث درست باشد، این روش به خوبی کار می کند. بهر حال در عمل تنظیم زمان درست و مناسب برای عملکرد درست و اتصال و قطع اتصال منبع تغذیه، می تواند جریان/ولتاژهای گذرای قابل توجهی ایجاد کند.
در گذار باز چهار حالت وجود دارد:
1- حالت خاموش (OFF): همه کنتاکتورها باز هستند.
2- حالت ستاره: کنتاکتورهای اصلی (KM3) و ستاره (KM1) بسته هستند و کنتاکتور مثلث (KM2) باز است. موتور به صورت ستاره وصل شده و یک سوم گشتاور و یک سوم جریان را نسبت به حالت راه اندازی مستقیم با ولتاژ خط (DOL) خواهد داشت.
3- حالت باز: این نوع کاربری کلید زنی گذار باز نامیده می شود چونکه در این روش یک حالت باز بین حالت ستاره و حالت مثلث وجود دارد. کنتاکتور اصلی بسته است و کنتاکتورهای ستاره و مثلث باز هستند. ولتاژ در یک سر سیم پیچهای موتور وجود دارد اما سرهای دیگر باز بوده و لذا جریان نمی تواند برقرار گردد. موتور دارای یک روتور دوار است و همانند یک ژنراتور رفتار می کند.
4- حالت مثلث: کنتاکتورهای اصلی و مثلث بسته هستند. و کنتاکتور ستاره باز است. سیم پیچ موتور به ولتاژ کامل خط متصل شده است و توان و گشتاور کامل قابل استفاده است.
2- گذار بسته راه انداز ستاره-مثلث
تکنیکی برای کاهش دادن اندازه گذرای کلید زنی وجود دارد. این روش نیاز دارد که از چهار کنتاکتور و تعداد سه عدد مقاومت استفاده کنید. مقاومتها باید به گونه ای سایز (انتخاب اندازه) شوند که در هنگام قرار گرفتن در مدار، جریان قابل توجهی بتواند از سیم پیچهای موتور عبور کند. کنتاکتور کمکی و مقاومتها بر روی کنتاکتور مثلث متصل شده اند. در بهره برداری، دقیقا قبل از باز شدن کنتاکتور ستاره، کنتاکتور کمکی بسته شده و در نتیجه جریان از طریق مقاومتها به داخل اتصال ستاره می رود. با باز شدن کنتاکتور ستاره، جریان قادر است از طریق سیم پیچهای موتور و مقاومتها به منبع تذیه برقرار گردد. این مقاومتها سپس با استفاده از کنتاکتور مثلث اتصال کوتاه می شوند.
اگر مقداراهمی مقاومتها خیلی زیاد باشد، ولتاژ تولید شده موتور دمپ نشده و مقصود تامین نمی شود. در گذار بسته در تمامی زمانها توان در موتور برقرار می باشد.
جهت وارد کردن مقاومتها برای عبور جریان از آنها در حین تعویض اتصالات سیم پیچها از ستاره به مثلث، به کنتاکتور چهارم برای قرار دادن مقاومت در مدار قبل از باز شدن کنتاکتور ستاره و سپس حذف مقاومتها به محض اینکه کنتاکتور مثلث بسته شود، نیاز است. این مقاومتها بایستی برای انتقال جریان موتور سایز شوند. علاوه بر این در گذار باز وسایل و سوئیچهای بیشتری نیاز است، مدار کنترل در این حالت پیچیده تر شده و نیاز است مقاومتها نیز توسط کنتاکتور کنترل شوند.
در گذار بسته پنج حالت وجود دارد.
1- حالت خاموش (OFF): همه کنتاکتورها باز هستند.
2- حالت ستاره: کنتاکتورهای اصلی (KM3) و ستاره (KM1) بسته هستند و کنتاکتور مثلث (KM2) باز است. موتور به صورت ستاره وصل شده و یک سوم گشتاور و یک سوم جریان حالت راه اندازی مستقیم با ولتاژ خط (DOL) را تولید خواهد نمود.
3- حالت گذار ستاره: موتور به صورت ستاره متصل است و مقاومتها به وسیله از طریق کنتاکتور کمکی KM4 به دو سر کنتاکتور مثلث (KM2) متصل شده اند.
4- حالت گذار بسته: کنتاکتور اصلی بسته است و کنتاکتور مثلث (KM2) و ستاره (KM1) باز هستند. جریان از طریق سیم پیچهای موتور و مقاومتهای حالت گذار از طریق KM4 عبور می کند.
5- حالت مثلث: کنتاکتورهای اصلی و مثلث بسته هستند. و کنتاکتور ستاره باز است. سیم پیچ موتور به ولتاژ کامل خط متصل شده است و توان و گشتاور کامل قابل استفاده است.
اثر حالت گذرا در راه انداز (راه انداز با گذار باز)
خیلی مهم است که وقفه بین خاموش شدن کنتاکتور ستاره و روشن شدن کنتاکتور مثلث درست باشد. این بدین دلیل است که کنتاکتور ستاره بایستی حتما قبل از فعال شدن کنتاکتور مثلث ار مدار خارج شده باشد. و همچنین خیلی مهم است که این وقفه سوئیچ از ستاره به مثلث خیلی طولانی نباشد.
در اتصال ستاره ولتاژ به میزان قابل توجهی یعنی به 58% ولتاژ خط یا 240 ولت کاهش می یابد. جریان معادل 33% حالتی است که تحت ولتاژ مستقیم خط (DOL) راه اندازی می شود. اگر اتصال ستاره گشتاور کافی ایجاد کند که موتور به 75% تا 80% سرعت بار کامل خود برسد، آنگاه موتور می تواند به حالت مثلث متصل گردد.
وقتی که اتصالات سیم پیچها از طریق کنتاکتور به مثلث تبدیل می شود مقدار ولتاژ فاز که بر روی سیم پیچی قرار می گیرد به رادیکال 3 یا 173% ولتاژ حالت ستاره می رسد و به تبع آن جریان فاز در سیم پیچی 1.73 برابر و در خط تغذیه موتور 3 برابر می گردد. (جریان خط در حالت مثلث رادیکال 3 برابر جریان فاز است).
حین دوره انتقال و تعویض اتصالات موتور بایستی موتور به راحتی و با کمترین افت سرعت به چرخش خود ادامه دهد. در حالتی که به اصطلاح سر خوردن رخ دهد ممکن است درون خود ولتاژی تولید کند و بر روی اتصال به منبع تغذیه این ولتاژ می تواند به صورت رندوم با ولتاژ اعمال شده خط جمع شده و یا از آن کم شود. این باعث ایجاد جریانهایی می شود که اصطلاحا به پآن جریان حالت گذرا گفته می شود که فقط در حدود چند میلی ثانیه امتداد می یابد و باعث سرج و اسپایک های ولتاژ می گردد. که به عنوان گذرای تغییرات نامیده می شود.
اندازه هر قسمت از راه انداز ستاره – مثلث
1- اندازه رله اضافه بار
برای یک راه انداز ستاره مثلث دو امکان برای قرار دادن حفاظت اضافه بار در دو موقعیت مختلف وجود دارد. در خط و در سیم پیچها
رله اضافه بار در خط: در خط مانند این است که رله اضافه بار را قبل از موتور با یک راه انداز مستقیم خط قرار دهیم.
مقادیر نامی رله اضافه بار (در خط) = جریان بار کامل (FLC) موتور
معایب: اگر اضافه بار در جریان بار کامل تنظیم شود، آنگاه موتور مادامیکه در حالت ستاره است محافظت نمی شود (تنظیم رله 1.73 برابر جریان سیم پیچی خیلی زیاد است)
رله اضافه بار در سیم پیچی: در سیم پیچ به این معنی است که رله اضافه بار در نقطه ای قرار داده شده است که در سیم کشی کنتاکتورها به مثلث و اصلی منشعب می شوند. آنگاه عنصر اضافه بار همیشه جریان داخل سیم پیچ را اندازه گیری می کند.
تنظیم رله اضافه بار (در سیم پیچ) = 0.58 جریان بار کامل (جریان خط)
2- اندازه کنتاکتور اصلی و مثلث
این دو کنتاکتور در حین کار بسته هستند، که اغلب به عنوان کنتاکتورهای اصلی و کنتاکتور مثلث شناخته می شوند. آنها از نوع AC3 و مقدار نامی آنها 58% جریان نامی موتور می باشد.
اندازه کنتاکتور اصلی = IFL * 0.58
3- ندازه کنتاکتور ستاره
سومین کنتاکتور کنتاکتور ستاره است و فقط جریان ستاره را در هنگامی که موتور به صورت ستاره متصل شده است حمل می کند. در اتصال ستاره جریان 3√/1= (58%) جریان در حالت مثلث است. از اینرو کنتاکتور آن می تواند AC3 و مقادیر نامی آن (33%) جریان نامی موتور باشد.
مشخصات راه ندازی موتور با راه انداز ستاره – مثلث
جریان راه اندازی موجود: 33% جریان راه اندازی در حالت مستقیم
پیک جریان راه اندازی: 1.3 تا 1.6 جریان بار کامل
پیک گشتاور راه اندازی: 33% گشتاور راه اندازی به صورت مستقیم
مزیتهای راه انداز ستاره – مثلث
عملکرد روش ستاره- مثلث ثابت و ساده است.
در مقایسه با روشهای دیگر کاهش ولتاژ راه اندازی، نسبتا ارزان است.
عملکرد جریان گشتاور خوب
در حالت راه اندازی 2 برابر جریان نامی موتور از شبکه جریان می کشد.
معایب راه انداز ستاره – مثلث
– گشتاور راه اندازی کم (گشتاور = (مربع ولتاژ) که کاهش یافته است)
مجزا شدن از تغذیه – حالت گذرای ممکن
به هر شش ترمینال موتور و سیم پیچ نیاز است. (برای اتصال مثلث)
نیازمند دو مجموعه کابل از راه انداز به موتور است.
صرفا 33% گشتاور راه اندازی مستقیم را تامین می کند و اگر بار متصل به موتور مورد نظر گشتاور راه اندازی بیشتری نیاز داشته باشد در زمان راه اندازی ترانزینتهای خیلی سنگینی ایجاد می شود و در هنگام تغییر اتصال از ستاره به مثلث تنشها و حالت گذرای شدیدی ایجاد می شود و بدلیل این تنشها و حالتهای گذرا بسیاری از خرابی ها و آسیبهای الکتریکی و مکانیکی رخ می دهد.
در این روش راه اندازی موتور در ابتدا به صورت ستاره متصل شده و سپس اتصالات موتور به اتصال مثلث تغییر می یابند اتصال مثلث در مدار راه انداز انجام می شود و نه در ترمینالهای موتور
پیکهای جریان و انتقال بالا(high transmission): برای مثال هنگامی که پمپها و فن ها راه اندازی می شوند. در لحظه راه اندازی گشتاور بار کم است و با مربع سرعت افزایش می یابد. هنگامی که به طور تقریبی به 80-85% سرعت نامی موتور می رسد گشتاور بار معادل گشتاور موتور شده و شتاب گیری متوقف می شود. برای رسیدن به سرعت نامی، نیاز است که موتور به حالت مثلث سوئیچ شود و این مساله غالبا باعث پیکهای جریان و انتقال زیاد خواهد شد. در برخی موارد پیک جریان می تواند به مقادیری حتی بیشتر از جریان راه اندازی DOL (راه اندازی مستقیم با ولتاژ خط) شود.
در کاربردهایی که گشتاور بار در راه اندازی بیش از 50% گشتاور نامی موتور است قادر به استفاده از راه انداز ستاره-مثلث نخواهیم بود.
– گشتاور راه اندازی کم: روش راه اندازی ستاره-مثلث چه اینکه سیمهای خروجی از موتور اتصال ستاره یا مثلث باشد. اتصال اولیه بایستی بصورت ستاره باشد که این نوع اتصال باعث کاهش ولتاژ خط با ضریب 3√/1 (57.5%) ولتاژ اعمالی به موتور و جریان نیز به 1/3 جریان در حالت اعمال ولتاژ کامل کاهش می یابد. اما گشتاور راه اندازی نیز به 1/3 تا 1/5 گشتاور راه اندازی DOL کاهش می یابد.
– انتقال از حالت ستاره به مثلث معمولا هنگامی که به سرعت نامی رسیدیم انجام می شود، اما گهگاه این کار در 50 درصد سرعت نامی انجام می شود که موجها و اسپارکهای گذرایی ایجاد می کند.
کاربردهای راه انداز ستاره – مثلث
روش ستاره-مثلث معمولا فقط برای ولتاژهای پایین تا متوسط و موتورهای با گشتاور راه اندازی سبک استفاده می شود.
جریان راه اندازی اخذ شده در حدود 30% جریان راه اندازی حین راه اندازی مستقیم با خط است و گشتاور راه اندازی نیز در حدود 25% گشتاور موجود در راه اندازی D.O.L می باشد. این روش راه اندازی تنها هنگامی که کاربرد مورد نظر در راه اندازی به مقدار کمی بارگذاری شده باشد مورد استفاده قرار می گیرد. اگر موتور خیلی سنگین بارگذاری شده باشد، مقدار گشتاور برای شتابگیری موتور تا رسیدن به سرعت مورد نیاز قبل از اینکه کلید موتور را به حالت مثلث ببرد وجود نخواهد داشت.
سافت استارتر یا راه انداز نرم دستگاهی جهت راه اندازی الکتروموتورها بصورت نرم و تدریجی است. زمانی که یک موتور الکتریکی مستقیماً به شبکۀ برق وصل شود جریان راه اندازی زیادی از شبکه می کشد، عمر مفید موتور و اتصالات و کوپلینگ های مکانیکی و بار کاهش پیدا می کند. بنابراین در راه اندازی مستقیم الکتروموتورها به شبکه برق فشار زیادی وارد می شود و به لحاظ مکانیکی به اجزای دوار فشار می آید.
اگر هنگام راه اندازی الکتروموتور از راه اندازی مستقیم استفاده شود، الکتروموتور جریانی معادل ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی، در لحظۀ راه اندازی از شبکه می کشد.در سافت استارتر یا راه انداز نرم جهت محدود کردن مقدار جریان مصرفی موتور، مقدار ولتاژ و در نتیجه مقدار جریان کنترل می شود و بنابراین در لحظۀ راه اندازی دیگر افزایش جریان نخواهیم داشت. اصلی ترین قسمت هر راه انداز نرم، تریستورهای آن است که وظیفه برش و تغییر ولتاژ را برعهده دارد.
مزایای استفاده از سافت استارتر
استارت و استوپ سیستم بدون ضربه
افزایش قابلیت اطمینان و راندمان سیستم
شتاب گیری و شتاب دهی نرم و بدون پله موتور
کاهش هزینه ها، مخصوصاً هزینه های تعمیر و نگهداری
حذف جریان هجومی و گشتاور لحظه ای در زمان راه اندازی
محدود کردن voltage dip (فرورفتگی ولتاژ – افت ولتاژ) خط
کاهش سایز کابل های و جریان کلید های اتصال به شبکه به علت کاهش جریان موتور
امکان راه اندازی ضربه ای برای بارهای سنگین و کاربردهایی که تحت بار راه اندازی می شوند
افزایش طول عمر موتور و پمپ ها به علت حذف پیک های جریان و گشتاور و بدین ترتیب تنش الکتریکی کمتری بر روی شبکه برق و تنش مکانیکی کمتری بر اجزای دوار وارد می شود.
کاربرد سافت استارتر
کاربرد سافت استارتر در راه اندازی موتور پمپ ها (خلا ، گریز از مرکز و …)، کمپرسورها، فن ها ، بلوورها و اگزوسترها، میکسرها و مخلوط کن ها، کانوایر ها، بلوورهای محوری، پودر کننده ها، خردکن ها و سنگ شکن ها، آسیاب های چکشی، پله های متحرک است.
با استفاده از راه انداز نرم می توان موتور را به صورت نرم راه اندازی کرد. به علاوه امکان توقف نرم موتور هم وجود دارد. مثلا اگر موتور به نوار نقاله متصل باشد و نوار اجسام شکستنی را جا به جا کند باید توقف موتور آرام انجام شود و اینکار با سافت استارتر امکان پذیر است.
یکی از عیوب راه انداز نرم این است که نمی توان موتور را بعد از راه اندازی با آن کنترل کرد و سرعت یا گشتاور آن را تغییر داد. به همین دلیل اگر نیاز به راه اندازی و همینطور کنترل موتور داشته باشیم باید از اینورتر استفاده کنیم و هزینه بالاتری پرداخت کنیم.
۲ نکته مهم که باید برای کار با سافت استارتر بدانیم :
۱ – سافت استارتر فقط در لحظه راه اندازی و توقف، روی موتور الکتریکی کنترل دارد و وقتی موتور در دور نامی باشد در عملکرد موتور تاثیری نمی گذارد. در اصل سافت استارتر روی فرکانس کار نمی کند. سافت استارتر با کاهش گشتاور، جریان راه اندازی را کاهش می دهد. پس بعد از راه اندازی موتور، باید سافت استارتر یا راه انداز نرم از مدار خارج شود تا استهلاک موتور و سافت استارتر کاهش پیدا کند. به این عمل بای پس کردن گفته می شود.
۲ – سافت استارتر به دو صورت بای پس می شود. بای پس داخلی و بای پس خارجی.
در مدار داخلی بعضی از سافت استارتر ها، تیغه هایی با مدار داخلی سافت استارتر موازی شده اند و مستقیما به ورودی و خروجی سافت متصل هستند. وقتی موتور به جریان نامی رسید، این تیغه ها مدار سافت استارتر را اتصال کوتاه یا بای پس می کنند و سافت استارتر از مدار خارج می شود.
در گروه دیگری از سافت استارتر ها بای پس داخلی تعبیه نشده است. برای بای پس کردن این نوع سافت استارتر، آن را با یک کنتاکتور موازی می کنیم. وقتی موتور به جریان نامی برسید رله به کنتاکتور فرمان وصل می دهد و سافت استارتر با استفاده از کنتاکتور بای پس می شود که این روش،همان بای پس خارجی است.
بای پس داخلی سافت استارتر
فرض کنید می خواهید با استفاده از سافت استارتر، یک موتور را راه اندازی کنید. چه سافت استارتری انتخاب می کنید ؟ کدام نوع بای پس را ترجیح می دهید ؟
از آن جایی که برای بای پس خارجی به کنتاکتور و مدارهای مربوط به آن احتیاج داریم به نظر می رسد که بای پس خارجی به صرفه نیست. اما کارشناسان فنی معمولا بای پس خارجی را به شما پیشنهاد می دهند. مشکل اینجاست که بای پس داخلی بعد از مدتی از بین می رود. کافی است که موتور به هر دلیلی جریانی بیشتر از جریان نامی از مدار بکشد و این جریان از تیغه های بای پس عبور کند. در این حالت تیغه ها آسیب می بیند و تعمیر و تعویض سافت استارتر هزینه بیشتری نسبت به مدار بای پس خارجی به همراه دارد. در واقع با انتخاب بای پس خارجی، از راه انداز نرم محافظت می کنید.
بای پس خارجی سافت استارتر اشنایدر با کنتاکتور
تفاوت سافت استارتر و درایو
جریان هجومی زیاد به خصوص در موقع راه اندازی می تواند به موتور صدمه بزند. در این مواقع از سافت استارتر استفاده می شود. اما درایو یا اینورتر می تواند موتور را کنترل و سرعت موتور را تغییر دهد. برای اینکه بتوانیم با توجه به کاربرد مورد نظر بین سافت استارتر و درایو یکی را انتخاب کنیم باید با ویژگی های هر کدام آشنا شویم تا انتخاب دقیق تری داشته باشیم.
یک سافت استارتر از ۶ تریستور ساخته می شود که به صورت موازی و عکس نصب شده اند تا بتوانند موتور را به آرامی راه اندازی کنند.
اینورتر از سه بخش تشکیل شده است. یکسوساز، که ولتاژ AC را به DC تبدیل می کند، یک خازن که خروجی یکسوساز را صاف و بدون ریپل تحویل می دهد و مبدل DC به AC که با استفاده از ۶ ترانزیستور IGBT ولتاژ DC را ولتاژ AC با فرکانس و ولتاژ متغیر تبدیل می کند.
در واقع اینورتر یک سافت استارتر است که می تواند سرعت را کنترل کند. پس انتخاب بین سافت استارتر و اینورتر به این مساله بر می گردد که شما تا چه میزان می خواهید روی سیستم خود کنترل داشته باشید ؟ برای مثال اگر در کاربرد مورد نظر شما، جریان راه اندازی بسیار بالاست اما بعد از راه اندازی نیازی به کنترل سرعت موتور نیست، پس سافت استارتر برای شما مناسب است . اما اگر بخواهید سرعت را کنترل کنید، حتما باید اینورتر را انتخاب کنید.
علاوه بر این، از آنجایی که سافت استارتر نسبت به اینورتر تنظیمات کمتری دارد، ارزان تر از اینورتر است
بیایید چند مثال عملی را با هم بررسی کنیم :
مثال ۱ :
فرض کنید که یک سیستم تخلیه فاز داشته باشیم. میزان آبی که توسط موتور در مخرن پمپ می شود معمولا با مقدار آب خارج شده یکسان است. به نظر شما کدام تجهیز باید به مدار اضافه شود؟ اینورتر یا سافت استارتر؟!
سافت استارتر گزینه مناسب تری است. سافت استارتر جریان هجومی راه اندازی را کنترل می کند تا به موتور صدمه ای نزدند. از طرفی، چون حجم آب خارج شده از مخزن برابر آب وارد شده است، مخزن سرریز نمی کند. اما اگر میزان خروج آب از مخزن به هر علتی کم شود، امکان سرریز شدن وجود دارد. پس باید سرعت پمپ آب هم تغییر کند. در این شرایط از اینورتر استفاده می شود.
مثال ۲ :
یک فن خنک کننده را در نظر بگیرید که در یک محیط کارگاهی سیستم ها را خنک می کند و با دو دمای حداقل و حداکثر کار می کند. اگر دمای محیط به حداکثر برسد فن روشن می شود و محیط را خنک می کند و اگر دمای محیط تا دمای حداقل پایین بیاید، سرعت چرخش کم می شود.. اگر دمای محیط از دمای حداکثر بالاتر برود، سرعت چرخش فن بیشتر خواهد شد. در این مثال شما چه تجهیزی پیشنهاد می کنید ؟!
بله! قطعا اینورتر بهترین انتخاب است. چون سرعت فن باید در حین کار تغییر کند. اگر قرار بود فن بر اساس دمای محیط فقط خاموش یا روشن شود باید سافت استارتر را برای راه اندازی موتور انتخاب می کردیم.
پس به طور کلی اینورتر و سافت استارتر در راه اندازی و توقف موتور، عملکرد یکسانی دارند. اما فقط با اینورتر می توان سرعت موتور را کنترل کرد. به علاوه، اینورتر نسبت به سافت استارتر گران تر است و ابعاد بزرگتر و وزن بیشتری دارد.
انواع سافت استارتر
سافت استارتر اشنایدر یا راه انداز نرم با نام تجاری Altistart تولید می شود. انواع سافت استارتر با توجه به کاربرد آن ها در صنعت طراحی و تولید می شود. از انواع راه انداز های نرم اشنایدر می توان به Altistart 01، Altistart 22 و Altistart 48 اشاره کرد. در ادامه با این سافت استارتر ها بیشتر آشنا می شویم.
انواع سافت استارتر اشنایدر
کاتالوگ فارسی سافت استارتر Altistart 01N1
Altisatart 01 يك سافت استارتر یا راه انداز نرم آنالوگ براي گشتاور هاي پایین است كه براي راه اندازي و توقف موتور هاي آسنكرون به كار مي رود. استفاده از ATS 01 كارايي موتور را افزايش داده و اجازه مي دهد تا موتور به تدريج و به صورت نرم و كنترل شده راه اندازي شود. ATS 01 از شوك هاي مكانيكي جلوگيري مي كند و زمان از كار افتادن و تعمير و نگهداري موتور را كوتاه مي كند.
اين راه انداز، گشتاور راه اندازي و پيك جريان را محدود كرده و دستگاه را از راه اندازي با گشتاور بالا بي نياز مي كند. ATS 01 كمپكت است و به سادگي نصب مي شود به طوري كه مي تواند به صورت پهلو به پهلو نيز قرار بگيرد. اين دستگاه مطابق با استانداردهايIEC/EN 60947-4-2 Carries UL, CSA, C-Tick, CCC Certifications و CE Marking ساخته شده است.
سافت استارتر اشنایدر ATS01N1
مشخصات فنی Altistart 01N1
كنترل يك فاز از منبع تغذيه موتور (يا تك فاز يا سه فاز) به منظور محدود كردن گشتاور راه اندازي
داراي رله باي پاس داخلي
رنج توان موتور از ۳۷ تا ۱۱kW
رنج ولتاژ تغذيه موتور از (۱۱۰ v تا ۴۸۰ v 50/60 Hz )
توجه:يك منبع تغذيه خارجي نيز براي كنترل راه انداز نياز است. همچنين هميشه يك كنتاكتور براي خاموش كردن موتور لازم است.
نكته: ATS 01 N1 را هم مي توان به صورت تك فاز و هم به صورت سه فاز بكار برد. تفاوت تنظيم آن ها در ولتاژ منبع تغذيه است.
۲۳۰ V → تكفاز
۴۰۰ V → سه فاز
بدين صورت توان كاري راه انداز نيز تغيير مي كند. در جدول زیر مشخصات فنی راه انداز نرم Altistart 01 N1 را می بینیم.
مشخصات فنی سافت استارتر Altistart 01N1
Altistart 01 N1
نوع محصول
ماشین های ساده
کاربرد
۲۰۰…۲۴۰V (1P)
۳۸۰…۴۸۰V (3P)
ولتاژ تغذیه
تكفاز یا سه فاز
تعداد فاز
۰٫۳۷ تا ۲٫۲ kW
۱٫۱ تا ۱۱ kW
قدرت موتور بر حسب کیلو وات
۳۰…۸۰ %
گشتاور راه اندازی موتور
۱ ثانیه برای۱۰۰ بار راه اندازی در ساعت
۵ ثانیه برای ۲۰ بار راه اندازی در ساعت
زمان راه اندازیقابل تنظیم
کد فنی راه انداز نرم اشنایدر ATS 01N1
کد فنی راه انداز نرم اشنایدر اطلاعات زیادی را در مورد نوع راه انداز نرم و کاربری آن در اختیار ما قرار می دهد. سه حرف اول کد فنی یعنی ATS همان نام تجاری سافت استارتر یا Altistart را مشخص می کند. ۴ کاراکتر بعدی مدل سافت استارتر را معلوم می کند که ما در این قسمت به مدل Altistart 01 N1 می پردازیم. دو رقم بعدی جریان نامی سافت استارتر را تعیین می کند و دو کاراکتر آخر تعیین می کند که چه ولتاژ تغذیه ای برای این سافت استارتر مناسب است. در ادامه مثالی از کد فنی یکی از سافت استارتر های اشنایدر را تحلیل می کنیم.
کد فنی سافت استارتر اشنایدر ATS01N1
مثال:
تحلیل کد فنی ATS01N1
نقشه سیم بندی راه اندازی موتور تک فاز و سه فاز با راه انداز نرم اشنایدر
در شکل زیر سیم بندی موتور با راه انداز نرم ATS01N1 را در حالت سه فاز و تک فاز نشان می دهد. با استفاده از سیم بندی سمت چپ می توان از راه انداز نرم سه فاز برای راه اندازی موتور تک فاز استفاده کرد. برای چپ گرد راست گرد کردن موتور در صورتی که از راه انداز نرم یا سافت استارتر استفاده کنیم نیاز به دو کنتاکتور داریم . این در حالی است که با استفاده از اینورتر می توان به سادگی چپ گرد یا راست گرد بودن موتور را تنظیم کرد.
نحوه سیم بندی برای راه اندازی موتور تک فاز و سه فاز با استفاده از سافت استارتر
ولوم های روی راه انداز نرم کاربرد مختلفی دارند و برای تنظیم زمان شروع و ولتاژ اولیه به کار می روند.
ولوم های سافت استارتر اشنایدر ATS01N1
کنترل دو سیمه و کنترل سه سیمه راه انداز نرم اشنایدر
در شکل زیر نحوه سیم بندی کنترل دو سیمه و کنترل سه سیمه راه انداز نرم اشنایدر ترسیم شده است. در کنترل دو سیمه ( شکل سمت چپ) فرمان های اجرا و توقف با یک سیگنال منطقی کنترل می شوند. حالت “۱” در ورودی LI2 شروع کار و حالت “۰” توقف را نشان می دهد.
کنترل دو سیمه و سه سیمه سافت استارتر اشنایدر
در شکل سمت راست سیم بندی کنترل سه سیمه ترسیم شده است. در کنترل سه سیمه فرمان های اجرا و توقف با دو ورودی منطقی متفاوت کنترل می شود. حالت توقف وقتی اتفاق می افتد که ورودی منطقی LI1 باز شود (حالت “۰”) و پالس روی ورودی LI@ باقی می ماند تا زمانی که ورودی LI1 باز شود.
كاربرد راه انداز نرم ATS 01N1
راه انداز Altistart 01 N1 در کمپرسور ها، پمپ و فن، نوار نقاله و سیستم های حمل و نقل، برس های کارواش و درهای اتوماتیک و گیت ها کاربرد زیادی دارد. در ادامه بیشتر در این باره صحبت می کنیم.
کاربرد سافت استارتر در برس کارواش
کمپرسور
رفع لغزش تسمه
کاهش جريان لحظه اي
حفاظت در برابر تغییر فاز
تخلیه جریان در هنگام توقف موتور
کاربرد سافت استارتر در کمپرسور ها
فن
تشخیص اضافه بار و يا كم باري
تشخيص خرابي موتور و فن
جلوگيري از گشتاور ترمزي در زمان توقف
پمپ
كاهش سرعت و توقف كنترل شده بمنظور جلوگيري از ايجاد ضربات چكشي
حفاظت در برابر كم باري و تغيير فاز
کاربرد سافت استارتر در پمپ و فن
نوار نقاله و سيستم هاي حمل و نقل
شروع نرم ، کاهش ضربه و لغزش تسمه
نظارت بر اضافه جريان و یا كم باري برای تشخیص خرابي
تنظیم پارامترهای ثانويه موتور بسته به نوع محموله انتقالي
کاربرد سافت استارتر در نوار نقاله
Soft Starter Altistart01 بعنوان محدود کننده گشتاور در شروع ، و یا به عنوان راه انداز/توقف نرم موتور آسنكرون عمل مي كند. استفاده از راه انداز نرم ۰۱ Altistart به موتورهاي آسنكرون امكان شروع تدریجي ، نرم و کنترل شده مي دهد كه باعث افزایش عملکرد آن و جلوگیری از شوک های مکانیکی ، که منجر به ساییدگی و پارگی و تعمیر و نگهداری و خرابی تولید است مي شود.
سافت استارتر اشنایدر ATS01N2
مشخصات فنی Altistart 01N2
راه انداز /توقف نرم ATS 01 N2 داراي خصوصيات زير است :
كنترل دو فاز از منبع تغذيه موتور به منظور محدود كردن جريان راه اندازي و كاهش سرعت
داراي باي پاس داخلي
رنج توان موتور ۳ تا ۴۵ Kw
منابع تغذيه موتور عبارتند از (۲۳۰ v ، ۴۰۰ v ، ۴۸۰ v و ۶۹۰ v 50/60 Hz )
نكته : استفاده از كنتاكتور خط در جايي كه ايزوله سازي الكتريكي نياز نباشد ضروري نيست.
مشخصات فنی راه انداز نرم Altistart 01N2
Altistart 01 N2
نوع محصول
ماشین های ساده
کاربرد محصول
۳۸۰…۴۱۵ V
ولتاژ تغذیه
سه فاز
تعداد فاز
۳ تا ۴۵ kW
قدرت موتوربرحسب کیلووات
۳۰…۸۰ %
گشتاور راه اندازی موتور
قابل تنظیم از ۱ تا ۱۰ ثانیه
زمان راه اندازیقابل تنظیم
کد فنی راه انداز نرم اشنایدر ATS 01N2
کد فنی راه انداز نرم اشنایدر اطلاعات زیادی را در مورد نوع راه انداز و کاربری آن در اختیار ما قرار می دهد. سه حرف اول کد فنی یعنی ATS همان نام تجاری سافت استارتر یا Altistart را مشخص می کند. ۴ کاراکتر بعدی مدل راه انداز نرم را معلوم می کند که ما در این قسمت به مدل Altistart 01 N2 می پردازیم. دو رقم بعدی جریان نامی راه انداز را تعیین می کند. کارارکتر Q نشان می دهد که راه انداز نرم مجهز به کنتاکتور بای پس داخلی است و دو کاراکتر آخر تعیین می کند که چه ولتاژ تغذیه ای برای این راه انداز نرم مناسب است. در ادامه مثالی از کد فنی یکی از راه انداز های نرم اشنایدر را تحلیل می کنیم.
کد فنی سافت استارتر اشنایدر ATS01N2
مثال:
تحلیل کد فنی ATS01N2
نقشه سیم بندی سافت استارتر ATS01N2
شکل های زیر سیم بندی را برای راه اندازی سافت استارتر ATS01N2 نشان می دهد. به علاوه ولوم های روی سافت استارتر برای تنظیمات مختلفی مثل زمان راه اندازی، ولتاژ اولیه و زمان توقف طراحی شده است که در شکل زیر می بینیم.
راه اندازی سافت استارتر اشنایدر ATS01N2
در شکل زیر نحوه سیم بندی کنترل دو سیمه و کنترل سه سیمه راه انداز نرم اشنایدر ترسیم شده است. در کنترل دو سیمه ( شکل سمت چپ) فرمان های اجرا و توقف با یک سیگنال منطقی کنترل می شوند. حالت “۱” در ورودی LI2 شروع کار و حالت “۰” توقف را نشان می دهد.
در شکل سمت راست سیم بندی کنترل سه سیمه ترسیم شده است. در کنترل سه سیمه فرمان های اجرا و توقف با دو ورودی منطقی متفاوت کنترل می شود. حالت توقف وقتی اتفاق می افتد که ورودی منطقی LI1 باز شود (حالت “۰”) و پالس روی ورودی LI@ باقی می ماند تا زمانی که ورودی LI1 باز شود.
کنترل دو سیمه و سه سیمه سافت استارتر
كاربرد راه انداز نرم اشنایدر ATS 01N2
جابجايي مواد/ نوار نقاله
پمپ
فن
کمپرسور
درب های اتوماتیک و گيت
جرثقیل هاي کوچک
پله برقی
کاربرد سافت استارتر ATS01N2
واحد استارت/ توقف نرم Altistart 22 یک راه انداز نرم دیجیتال توان متوسط است که ارائه دهنده یک راه حل مقرون به صرفه براي پشتیبانی ، کاهش در هزینه های نصب، بهینه سازی و راه اندازي محصول و. . . است. کنترل سه فاز از سیم پیچ های موتور باعث بالا رفتن كارايي آن در هر وضعيتي (با بار یا بدون بار ، تمام ولتاژها و تمام رنج توان ها و …) مي شود.
سافت استارتر اشنایدر ATS22
مشخصات فنی راه انداز نرم اشنایدر Altistart 22
Altistart 22 يك رنج كمپكت از محصولات راه انداز/ توقف نرم است كه براي كاربردهاي پمپ و فن در صنايع زير بنايي و كارخانجات طراحي شده است و خصوصیات زیر را دارد :
تابع باي پاس داخلي براي كنترل راه اندازي و توقف موتور هاي قفس سنجابي. اين عمل با استفاده از كنترل ولتاژ و گشتاور انجام مي شود.
رنج تواني بين ۵ .۷ تا ۳۱۵ Kw
مشخصات فنی سافت استارتر اشنایدر Altistart 22
Altistart 22
نوع محصول
ماشین های استاندارد سنگین
کاربرد محصول
۲۳۰…۴۴۰ V
ولتاژ تغذیه
سه فاز
تعداد فاز
۷٫۵ تا ۳۱۵ kW
قدرت موتوربرحسب کیلووات
راه اندازی با کنترل گشتاور
گشتاور راه اندازی موتور
Class 10: 16 s
Class 20: 32 s
Class 30: 48 s
زمان راه اندازیقابل تنظیم
مزاياي راه انداز نرم ATS 22
كاهش هزينه هاي عملياتي و تعداد قطعات مورد نياز براي يك سيستم
سيم كشي راحت ( ۶ كابل به جاي ۱۲ كابل )
حفاظت از تجهيزات نصب شده
كاهش فضاي مورد نياز براي تاسيسات
كاهش فشار هاي مربوط به توزيع الكتريكي توسط كاهش پيك هاي جريان و افت ولتاژ خطوط كه به علت راه اندازي موتور ايجاد شده اند.
كاهش هزينه هاي اجرايي دستگاه
کد فنی راه انداز نرم اشنایدر ATS 22
کد فنی راه انداز نرم اشنایدر اطلاعات زیادی را در مورد نوع سافت استارتر و کاربری آن در اختیار ما قرار می دهد. سه حرف اول کد فنی یعنی ATS همان نام تجاری سافت استارتر یا Altistart را مشخص می کند. دو کاراکتر بعدی مدل سافت استارتر را معلوم می کند که ما در این قسمت به مدل Altistart 22 می پردازیم. سه رقم بعدی جریان نامی راه انداز نرم را تعیین می کند. کارارکتر Q نشان می دهد که راه انداز نرم مجهز به کنتاکتور بای پس داخلی است. در ادامه مثالی از کد فنی یکی از راه انداز های نرم اشنایدر را تحلیل می کنیم.
کد فنی سافت استارتر اشنایدر ATS22
مثال:
تحلیل کد فنی سافت استارتر ATS252
نقشه سیم بندی سافت استارتر Altistart 22
شکل زیر سیم بندی را برای راه اندازی سافت استارتر ATS22 نشان می دهد.
راه اندازی سافت استارتر ATS22
کاربرد راه انداز نرم اشنایدر ATS 22
پمپ های گریز از مرکز
كاهش سرعت و توقف كنترل شده بمنظور جلوگيري از ايجاد ضربات چكشي حفاظت در برابر كم باري و تغيير فاز
پمپ های پیستونی
کنترل پمپ و جهت چرخش پمپ
فن
تشخیص اضافه بار و يا كم باري
تشخيص خرابي موتور و فن
جلوگيري از گشتاور ترمزي در زمان توقف
توربين
نظارت حرارتی موتور از طریق پراب PTC ایزوله شده
كمپرسور هاي سرد خانه اي
کنترل راه اندازي
مدیریت راه اندازی مجدد به طور اتوماتیک
کمپرسورهای چرخشي و گريز از مركز
حفاظت در برابر تغییر جهت چرخش فاز
اتصال اتوماتيك برای تخلیه در هنگام توقف
جابجايي مواد/ نوار نقاله
نظارت بر اضافه بار و یا كاهش جريان برای تشخیص خرابي
تنظیم پارامترهای ثانويه موتور بسته به نوع محموله انتقالي
بالابر هاي چرخشي
نظارت بر اضافه بار و یا كاهش جريان برای تشخیص خرابی
ميكسر و ماشين هاي همزن مايعات
نمايش دهنده جریان کاری موتور
تقویت راه اندازی
پالايشگاه
کنترل گشتاور شروع و توقف موتور
راه انداز نرم اشنایدر هوشمند Altisatart 48 يك راه انداز نرم/ توقف نرم همراه با TCS (سيستم كنترل گشتاور ) و توان بالا و کاربرد پیشرفته براي موتور هاي آسنكرون است.اين محصول با قابليت هاي منحصر به فردي كه دارد براي يك راه اندازي كاملاً كنترل شده استفاده مي شود. همچنين توانايي كاهش سرعت ، حفاظت در همه سطوح و نصب و راه اندازي ساده در سيستم هاي كنترلي را دارد.سافت استارتر ATS48 با ولتاژ ۲۳۰ تا ۴۱۵ V و فركانس كاري ۵۰/۶۰Hz ، رنج وسيعي از موتورها با توان ۴۵ kW تا ۳۱۵ kW را پوشش مي دهد و مطابق با استانداردهاي IEC 60947/CSA /UL ، داراي فيلتر EMC كلاس A و B و داراي گواهينامه DNV (مربوط به صنايع دريايي ) و CCIB / GOST / D-TICK و NOM نيز است.
راه انداز نرم ATS48
مشخصات فنی راه انداز نرم اشنایدر Altistart 48
بهبود كارايي سيستم كنترل موتور توسط
كاهش فشار هاي مكانيكي و هيدروليكي
كاهش فشار بر روي سيستم توزيع الكتريكي (پيك ولتاژي اضافه جريان)
محدود كردن انرژی تلف شده و افزايش دماي سيستم
تنظيمات
پارامترهاي قابل تنظيم براي سادگي كار با موتور بخاطر داشتن منوي حسي بصري
نرم افزار Power suite: آماده سازي ، ذخيره ، تنظيمات پرينت ، فايل هاي قابل مقايسه ، از خصوصيات بارز اين نرم افزار است . اين نرم افزار برای درايو هاي Altivar نیز مشترك است و به ۵ زبان انگليسي ، آلماني ، فرانسوي ، اسپانيايي و ايتاليايي تجهیز شده است .
حفاظت
موتورها: حفاظت حرارتي(پراب PTC) ، تشخيص خطاي فاز
دستگاه ها: حفاظت اضافه باري و كم باري توسط حد آستانه قابل تنظيم و زمانبندي مناسب، روتور قفل شده و كنترل جهت گردش توسط كنتاكتور باي پاس جهت جلوگيري از اتلاف حرارتي و داراي دستگاه كنترل ريموت.
مشخصات فنی سافت استارتر اشنایدر ATS48
Altistart 48
نوع محصول
پمپ و فن های صنعتی
ماشین های استاندارد سنگین
کاربرد محصول
۲۳۰…۴۱۵ V
ولتاژ تغذیه
تكفاز یا سه فاز
تعداد فاز
۴۵ تا ۳۱۵kW
قدرت موتور بر حسب کیلو وات
راه اندازی با کنترل گشتاور
گشتاور راه اندازی موتور
بیشتر از ۳۰ ثانیه
زمان راه اندازیقابل تنظیم
کاربردها
پمپ
کاهش فشار موج و دریچه موج سیال (با وجود منبع خط)
رفع آسیب به فیلتر یا spouts (آبیاری) و رفع ساییدگی زود رس از خطوط
فشار کمتر لوله ها
تنظیم مستقل از شرایط بار
حفاظت در مقابل كاهش بار (در حال خشک شدن)، از دست دادن و یا جابجايي فاز و قفل روتور
فن و ماشین آلات اینرسی بالا نظير دستگاه سانتريفيوژ ، دستگاه خرد كن و دستگاه له كن
شروع همزمان، جلوگیری از تنش در درایو ها، محدود سازی جریان و ولتاژ در لحظه راه اندازي
سافت استارتر ATS48
كمپرسور ها
تشخيص خودکار اضافه جريانیاكاهش جريان
برطرف كردن لغزش.
کاهش جريان لحظه اي.
حفاظت حتی برای موتور های ویژه
ماشين هاي حمل مواد و نوار نقاله ها
شروع تدریجی ، کاهش ضربه و لغزش.
کنترل اضافه جريان برای تشخیص گسل، نقاط سخت و یا متراکم و یا کنترل كم باري.
کد فنی سافت استارتر اشنایدر ATS48
کد فنی سافت استارتر اشنایدر اطلاعات زیادی را در مورد نوع راه انداز نرم و کاربری آن در اختیار ما قرار می دهد. سه حرف اول کد فنی یعنی ATS همان نام تجاری سافت استارتر یا Altistart را مشخص می کند. دو کاراکتر بعدی مدل راه انداز نرم را معلوم می کند که ما در این قسمت به مدل Altistart 22 می پردازیم. سه رقم بعدی جریان نامی راه انداز نرم را تعیین می کند. کارارکتر Q نشان می دهد که راه انداز نرم مجهز به کنتاکتور بای پس داخلی است. در ادامه مثالی از کد فنی یکی از سافت استارتر های اشنایدر را تحلیل می کنیم.
کد فنی راه انداز نرم ATS48
مثال:
تحلیل کد فنی سافت استارتر ATS48
نقشه سیم بندی سافت استارتر ATS48
شکل زیر سیم بندی را برای راه اندازی سافت استارتر ATS48 با کنترل دو سیمه و سه سیمه نشان می دهد.
راه اندازی سافت استارتر ATS48 با کنترل دو سیمه
راه اندازی سافت استارتر اشنایدر ATS48 با کنترل سه سیمه
در شکل زیر سیم بندی راه انداز نرم برای راه اندازی N موتور را نشان می دهد.
ترانسفورماتورها از تجهیزات گران قیمت و اساسی در سیستم های قدرت وتغذیه برق می باشند. خارج شدن یک ترانسفورماتور از سرویس باعث توقف خط تولید می گردد این توقف در صنایعی همانند نفت و یا نیروگاه ها باعث ایجاد میلیون ها تومان ضرر خواهد گردید. در صورت پوشیده ماندن ضعف های جزیی ترانسفورماتور، این ضعف ها به تدریج تشدید یافته به گونه ای که باعث توقف سرویس دهی می گردد. لذا آشکار کردن این عیب ها و ضعف های جزیی و رفع آن ها با هزینه ناچیز باعث جلوگیری ازصرف هزینه های هنگفت می گردد. وضعیت و شرایط تجهیزات الکتریکی سیستم های قدرت از مهم ترین عوامل درکارکرد مناسب ،پایدار و با ضریب اطمینان بالا می باشد.در طی حمل و نقل، نصب و بهره برداری این امکان وجود دارد که این تجهیزات درمعرض شرایطی قرار بگیرند که باعث آسیب رسیدن به آن ها گردیده و یا سبب کاهش طول عمر مفید و ضریب اطمینان آن ها گردد. یکی از اهداف اساسی تعمیرات پیش گیرانه و نگهداری، ردیابی ضعف ها در مراحل اولیه پیدایش آن ها و اقدامات مناسب جهت برطرف کردن آنها می باشد. ردیابی اشکالات و ضعف ها در سایت های صنعتی معمولاً با استفاده از اندازه گیری ها و آزمایش های خاص دوره ای صورت می گیرد. البته باید در نظر داشت که آزمایشهای انجام شده درسایت تاحدی با آزمایشهای انجام شده در کارخانه های صنعتی متفاوت میباشد ولی به هرصورت این آزمایشها بخشی از آزمایشهای کارخانه های سازنده این تجهیزات می باشد. نتایج آزمایشهایی که دردوره گارانتی صورت میگیرد درصورتی که درشرایط یکسان بامحیط مکانی سازنده باشد بایستی با نتایج کارخانه سازنده مطابقت داشته باشد. در صورتی که آزمایشها واندازهگیری ها پس ازطی دوره گارانتی صورت گیرد نتایج حاصله با مقادیر کارخانه مقداری تفاوت خواهد داشت . تحلیل این نتایج بایستی بر پایه مقایسه با ترانسفورماتورهایی که از نظر نوع طول عمر و شرایط کارکرد همانند باشند صورت گیرد.
بازدید و تصفیه روغن ترانس و سیرکوله ترانس یکی از عوامل اصلی و مهم در طولانی تر کردن عمر مفید آن می باشد. در صورتیکه بازدیدهای دوره ای قدرت عایقی روغن را ضعیف نشان دهد، تصفیه روغن، لجن زدایی و رطوبت گیری از روغن ضروری خواهد بود. با توجه به اینکه طول عمر بسیاری از ترانسفورماتورهای موجود در نقاط مرکزی و حساس شهرها زیاد بوده و روغن آنها دیگر از مرغوبیت و عایقی لازم واستاندارد برخوردار نمی باشند، خطری پنهان و خزنده در ایجاد خاموشی های پیش بینی نشده و طولانی وجود دارد و در صورتی که به آن توجه لازم نشود شرکتهای توزیع درسال های آتی با مشکلات زیادی از بابت سوختن ترانسفورماتور های خود روبرو خواهند شد.شرکتهای توزیع برق و مشترکین خصوصی با توجه به تبعات اقتصادی یا اجتماعی ناشی از خاموشی های لازم برای این کار همواره نگرانی های جدی از تصفیه روغن ترانس دارند چه بسا طفره رفتن و به تعویق انداختن تصفیه روغن، برای گذشتن از پیک بار تابستانی یا اخذ مجوزهای لازم برای خاموشی و یا فرصت یافتن برای خواباندن خط تولید، منجر به بروز حوادث پیش بینی نشده و بسیار پر هزینه ای بشود. این مقاله راهکاری نو را در انجام عمل تصفیه روغن ترانسفورماتور در محل نصب، بدون خاموشی و قطع نیروی برق و در شرایط باردار بودن کامل آن مطرح می نماید. این روش برتری های چشمگیری از جمله رطوبت گیری هسته و سیم پیچی های ترانسفورماتور در حین انجام تصفیه روغن، لجن زدایی از سطح داخلی مخزن، بوبین ها و هسته ترانسفورماتور، عدم نیاز به خاموشی و بی برق نمودن ترانس در حین انجام تصفیه و … را دارا می باشد.بخش عمده ای از تأسیسات فعلی شرکت های توزیع برق دارای عمر و قدمت قابل توجهی هستند. هر چند دستور العمل های لازم برای بازرسی، سرویس و نگهداری دوره ای این تأسیسات وجود دارد، ولی همواره مشکلات اجرایی، هزینه های نسبتاً بالای تعمیرات و مهمتر از همه مسئله محدودیت در اعمال خاموشی، در انجام صحیح این دستور العمل ها اخلال ایجاد می کند. در بین این تجهیزات، ترانسفورماتور بی شک حاد ترین وضعیت را دارد. ترانسفورماتورها با محدودیت های بیشتری از حیث خاموشی و تعمیر در محل مواجهند. به نحویکه گاهی علیرغم همه هزینه ها شرکت های توزیع ’’ تعویض ‘‘ آنها را بر تعمیرشان ترجیح می دهند.معمولترین بخش از بازرسی های ترانس، بازبینی کیفیت و قدرت عایقی روغن آن است. حیات ترانسفورماتور به شدت به کیفیت روغن آن وابسته است. یک روغن کثیف و ضعیف به سرعت ترانس را به آستانه سوختن هدایت می کند.در یک بررسی آماری مشخص شده است که در نزدیک به ٦٥ % موارد معیوب شدن ترانس ریشه در ضعف روغن آن داشته است.
بطور کلی دلایل اصلی بکار بردن روغنها در ترانسفورماتورها را می توان بصورت زیر خلاصه نمود:
١ – عایق کاری الکتریکی
٢ – کنترل درجه حرارت داخل ترانس و انتقال حرارت
٣ – جلوگیری از خوردگی مواد عایق و قسمتهای فلزی ترانسفورماتور
٤ – طول عمر زیادتر و تضمین پایداری شیمیایی برای ترانسفورماتور
٥ – آب بندی و جمع آوری و حمل مواد ناخالص ناشی از کاربرد به خارج از محیط سیستم
٦ – خاموش کردن جرقه الکتریکی
وظیفه یک روغن خوب به عنوان یک سیال عایق و یک ماده انتقال دهنده حرارت که به نحو احسن انجام وظیفه می کندعبارت است از :
١ – استقامت دی الکتریک ( یا ولتاژ شکست ) بالا
٢ – قابلیت انتقال حرارت خوب
٣ – ویسکوزیته کم
٤ – نقطه ریزش یا سیلان پائین
٥ – نقطه اشتغال بالا
٦ – تمایل به اکسیداسیون و تشکیل لجن کم کم
٧ – ضریب تلفات عایق پائین
٨ – میزان تغییرات خواص در درجه حرارت بالا کم
٩ – مقاومت مخصوص زیاد
عواملی که باعث فساد و خراب شدن روغن ترانس و در نتیجه عدول از خصوصیات استاندارد آن می شود عبارتند از:
١ – نفوذ رطوبت و آب
٢ – درجه حرارت بالا
٣ – اکسیداسیون و اسیدی شدن روغن
٤ – وارد شدن ذرات معلق و ناخالصی در روغن
معمول است که شرکت های توزیع در دوره های شش ماهه با نمونه گیری و تست روغن، در صورت لزوم اقدام به تصفیه روغن می نمایند. در برخی از شرکت های توزیع که دارای دستگاه سیار تصفیه روغن هستند پس از اعمال خاموشی روغن ترانس در محل نصب، تصفیه می شود.
برخی شرکت های دیگر که این امکانات را ندارند اقدام به تعویض ترانس و انتقال آن به محل تعمیرگاه و جایگزینی ترانس جدید می نمایند و یا کل روغن را در محل تعویض می کنند. همة این روشهای سنتی دارای عیوبی هستند. حتی در بهترین حالت که روغن در محل پست تصفیه می شود لزوم ایجاد خاموشی طولانی نقصی اساسی خواهد بود. این روش های تصفیه عیوب دیگری نیز دارند که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد.
چنانچه امکان تصفیه در محل نبوده و روغن کلا عوض شود مشکلاتی به شرح زیر وجود خواهد داشت :
١ – لجن زدایی ترانس
لجن زدایی ترانس عملا در داخل ترانس انجام نمی شود. در ترانسفورماتورها درجه آلودگی ناشی از اکسیداسیون باعث ایجاد رسوب و لجن می شود. تشکیل رسوب بعلت کاهش هدایت حرارتی و پائین آوردن استقامت دی الکتریک روغن بسیار زیان بخش می باشد. بطوریکه یک ورق نازک رسوب، گرادیان درجه حرارت مس به روغن را افزایش داده و در شرایط بارداری مشخص، درجه حرارت سیم پیچ بیش از حالت عادی (بدون رسوب ) می گردد.
٢ – رطوبت گیری ترانس
هنگام تخلیه کامل روغن از داخل ترانس، رطوبت همچنان در بین هسته و سیم پیچها بجا می ماند و جدا نمی شود. هنگامی که روغن جدید به داخل ترانس پمپ می شود. رطوبت و گازهای باقی مانده از روغن قبلی با روغن جدید مخلوط شده و خواص روغن جدید را بسیار پائین می آورد و حتی هنگامی که با اتصال کوتاه کردن سیم پیچ های ثانویه اقدام به رطوبت زدایی می نماییم، به دلیل حرارت ایجاد شده در سیم پیچ ها رطوبت از آنها تبخیر شده ولی قسمتی از رطوبت جدا شده دوباره در خود روغن حل می شود و ترانس رطوبت گیری کامل نمی شود .
٣ – خاموشی نسبتاً طولانی ترانس
باید توجه داشت که تعویض روغن ترانس های هوایی ممکن است خیلی مشکل نباشد ولی همین کار در مورد یک ١٢٥٠ که دارای ١١٠٠ لیتر روغن است، آن هم در حال نصب در پست، کاری بسیار مشکل خواهد بود. kVA ترانس تعویض ترانس به دلیل نامناسب بودن روغن آن، احتمالاً آخرین و غیر اقتصادی ترین کاری است که میتوان انجام داد ولی برخی از شرکتهای توزیع که فاقد امکانات لازم هستند. به ناچار و قبل از اینکه در یک نیمه شب ترانس سوختگی غافلگیرشان کند، خاموشی لازم را اعمال کرده و ترانس را تعویض می نمایند!
٤ – اختلاط انواع روغن ترانس
در روش سنتی معمول که روغن های مختلف در مخزن واحدی جمع آوری شده و سپس تصفیه می شوند. اینکار بدلیل اینکه روغن های مختلف با ترکیبات متفاوت و خواص گوناگون با یکدیگر ترکیب می گردند، باعث می شود مخلوط حاصله پس از تصفیه، دیگر کیفیت قبلی را نداشته و بسرعت پیر و فرسوده و غیرقابل استفاده شود. در صورتیکه با استفاده از مکانیسم پیشنهادی توسط این دستگاه، روغن ترانس بدون ترکیب شدن با روغن های دیگر به تنهایی تصفیه شده و خواص خود را پس از تصفیه شدن کاملاً حفظ می کند.
شرح روش پیشنهادی :
دستگاهی که در این قسمت شرح خواهیم داد امکان تصفیه روغن را در حالت بارداری کامل ترانس و بدون هیچگونه خاموشی دارا بوده و مزایای متعددی می توان برای آن بر شمرد.
مزایای این مکانیسم که در عمل مشاهده شده است را بشرح زیر می توان فهرست نمود:
١ – حفاظت ترانسفورماتور در حین انجام عملیات تصفیه روغن
الف) جلوگیری از تخلیه روغن ترانس بیش از حد نرمال
ب) جلوگیری از ورود حباب های هوا ، همراه با روغن به داخل ترانس بواسطة استفاده از دو مخزن خلاء
ج) لجن زدایی به طریق آرام و جلوگیری از شناور شدن یک مرتبه لجن و رسوبات در روغن
٢ – لجن زدایی کامل ترانس
با گرم کردن تدریجی روغن و افزایش زمان تصفیه روغن ترانس ( که بدلیل عدم اعمال خاموشی نگرانی از آن نیست ) و با ایجاد حالتی مشابه با گردش طبیعی روغن که در بارداری عادی ترانس، در مجاورت سیم پیچ های تحت تنش الکتریکی و حرارتی قرار گرفته و مدام در حالت گردش از مرکز به جداره های داخلی ترانس حرکت میکند، برای لجن زدایی کامل استفاده می نمائیم.
لجن های رسوب کرده در بدنه، روی هسته خصوصاً در فضای بین کلاف های فشار ضعیف و فشار متوسط هنگامی که ویسکوزیته روغن با اعمال تدریجی حرارت به پائین ترین سطح ممکن رسیده و قابلیت نفوذ پذیری آن در قسمت های مختلف ترانس بالا برده شود، از جای خود کنده می شوند. پس با گرم کردن تدریجی روغن ترانس توسط هیتر های دستگاه، با فشار کمکی می توان لجن ها را به تدریج بهمراه روغن، از ترانس خارج و توسط فیلتر های دستگاه از روغن جدا کرد. میزان لجن های جدا شده از روغن، به این روش قابل ملاحظه می باشد و روغن پس از پایان عملیات تصفیه، کاملاً شفاف و فاقد هرگونه رسوب و لجن خواهد شد . ضمن آنکه انجام کار بصورت تدریجی مشکلات ناشی از کنده شدن ناگهانی لجنها از بدنه را نیز نخواهد داشت .
٣ – رطوبت گیری و جداسازی گازهای محلول
تصفیه روغن ترانس (سیرکوله ترانس) به این روش به هیچ عنوان نیاز به خشک کردن از طریق اتصال کوتاه سیم پیچ ها و تزریق جریان ندارد و بدین صورت انجام می پذیرد که دستگاه، روغن را پس از مکش از ترانس به آرامی گرم کرده و دوباره به داخل ترانس پمپ می کند. با افزایش تدریجی حرارت و طولانی کردن مدت انجام آن ویسکوزیته روغن به پائین ترین حد ممکن می رسد به گونه ای که قابلیت نفوذ پذیری آن در قسمت های مختلف سیم پیچ ها و هسته ترانس در حد لازم بالا می رود. روغن پس از طی هر بار گردش های کامل و متعدد در داخل ترانس و با نفوذ کامل در بخش های مختلف داخل ترانس رطوبت موجود را جذب کرده و سپس توسط سیستم پاشش و دو مخزن خلاء دستگاه که در یکی از آنها، روغن را بصورت پاششی و قطره ای بوده و در دیگری در حال سکون و آرامش قرار می گیرد، گازهای محلول و رطوبت تبخیر شده را بطور کامل از روغن جدا می کند.
٤ – حجم داخلی بسیار کم دستگاه
حجم روغنی که در قسمت های مختلف این دستگاه بگردش در می آید بسیار کم است. به نحوی که بدون کاهش یافتن سطح روغن ترانس از حد مجاز، می تواند به کار عادی خود ادامه دهد و ترانس با کمبود سطح روغن مواجه نمی شود. این امر تضمینی برای جلوگیری نمودن از سوختن ترانس در حین انجام تصفیه می باشد .
٥ – استفاده از دو مکانیسم فیلتر
فیلتر ورودی دستگاه از ورقه های سلولزی مخصوص و فیلتر خروجی دستگاه از فیلتر های کائوچویی فشرده اسفنجی استفاده می کند که توانایی جداسازی ذرات بسیار ریز معلق در روغن را دارا می باشد.
٦ – مزایای اقتصادی
با توجه به کار دستگاه بصورت خط گرم بارزترین مزیت اقتصادی آن، کاهش انرژی های توزیع نشده است. فرض ١٢٥٠ را با روش سنتی تصفیه کنیم و روغن ترانس کمی کثیف باشد این کار با احتسابkVAکنیم بخواهیم روغن یک ترانس مقدمات و باز و بست لوله ها حدود ٨ ساعت وقت می گیرد. اگر فرض کنیم این ترانس بطور میانگین در ٦٠ % بار نامی کار می کرده است، بهای انرژی توزیع نشدة آن عبارت خواهد بود از :
و بهای هر کیلو وات ساعت انرژی را بطور متوسط ١٦٠ ریال فرض کرده، برای سهولت ضریب قدرت را ثابت و برابر ٩ ترانس را برابر بگیریم، هزینه انرژی توزیع نشده بر جمع هزینه های offline و online ایم. حال اگر هزینه تصفیه روغن ا ضافه می گردد. ضمن آنکه خاموشی های فوق نارضایتی مشترکین و در کارخانه های تولیدی از offline تصفیه شده بصورت مدار خارج شدن خط تولید را در بر دارد. برابر می باشد.
٧ – تبعات خاموشی برای مشترکین
تأمین انرژی مطمئن و ارزان و بدون قطعی همواره یکی از خواسته های مشترکین شرکت های توزیع می باشد. در این راستا یکی از عوامل اصلی در عدم رضایت مشترکین خاموشی های مکرر و طولانی مدت است که پیامدهای اقتصادی و اجتماعی زیادی را در بر دارد. با استفاده نمودن از روش مذکور هم از خاموشی های طولانی مدت جلوگیری بعمل می آید و هم پیشگیری مطمئن برای جلوگیری از خاموشی های بعدی ناشی از سوختن ترانس را به دنبال دارد. ٦٣٠ برابر ٥ ساعت و برای یک ترانس kVA زمان میانگین کارکرد دستگاه تصفیه پس از اتصال برای یک ترانسفورماتور برابر ١٠ ساعت می باشد که بدلیل عدم اعمال خاموشی، نگرانی از بابت آن نیست. سیستم ارت حفاظتی kVA دستگاه نیز بصورت رینگ به سیستم ارت پست متصل می شود.
ابعاد دستگاه با عرض ١٤٠ ( با احتساب گلگیرهای جانبی برابر با ١٨٥ )، طول دستگاه ٢١٠ و ارتفاع آن برابر با ٢١٠ سانتیمتر می باشد. حمل و نقل دستگاه نیز توسط یک دستگاه وانت یدک کش به آسانی انجام پذیر می باشد و با وزن ٩٥٠ قابلیت جابجایی و بهره برداری توسط دو نفر پرسنل را دارد .
مطابق استاندارد IEC60422 (ویرایش سال ۲۰۱۳) تصفیه فیزیکی یا شیمیائی روغن در هنگام راه اندازی و در زمان بهره برداری ترانسفورماتور تنها زمانی لازم است که نتایج آزمونهای کنترل کیفی روغن مطابق جداول ذیل باشد. در صورت انجام عملیات تصفیه زودتر از موارد ذکر شده در این جداول، علاوه بر تحمیل هزینه غیر ضروری، سیستم عایقی ترانسفورماتور (شامل عایق کاغذی و روغن) نیز دچار تنشهای حرارتی و مکانیکی شده که خود سبب کاهش عمر روغن و ترانسفورماتور می شود. در صورت عدم امکان انجام تصفیه شیمیائی در سایت می توان روغن ترانسفورماتور را تعویض نمود. هرچند این گزینه هزینه بیشتری نسبت به تصفیه شیمیائی دارد.
شرایط تصفیه فیزیکی و شیمیائی روغن هنگام راه اندازی ترانسفورماتورهای توزیع
نوع تصفیه
ولتاژ شکست(KV)
آب محلول در روغن(ppm)
اسیدیته(mg KOH/g oil)
ضریب تلفات عایقی(تانژانت دلتا)
کشش سطحی(mN/m)
فیزیکی
کمتر از ۵۵
بیشتراز ۲۰
–
–
–
شیمیائی
–
–
بیشتر از ۰/۰۳
بیشتر از ۰/۰۱۵
کمتر از ۳۵
شرایط تصفیه فیزیکی و شیمیائی روغن هنگام راه اندازی ترانسفورماتورهای قدرت
شرایط تصفیه فیزیکی و شیمیائی روغن ترانسفورماتورهای قدرت در حال بهره برداری
نوع تصفیه
ولتاژ شکست(KV)
آب محلول در روغن(ppm)
اسیدیته(mg KOH/g oil)
ضریب تلفات عایقی(تانژانت دلتا)
کشش سطحی(mN/m)
فیزیکی
کمتر از ۵۰
بیشتراز ۲۰
–
–
–
شیمیائی
–
–
بیشتر از ۰/۱۵
بیشتر از ۰/۲
کمتر از ۲۰
تصفیه روغن ترانسفورماتور
پس از آنکه روغن مورد بهره برداری قرار می گیرد ، بر حسب نوع روغن و شرایط سرویس ، تغییراتی در آن مشاهده می شود که موجب تقلیل کیفیت و کاهش عمر مفید آن می شود . این تغییرات به سبب ورود ناخالصی ها و آلودگی به روغن و یا تغییرات شیمیایی ناشی از اکسیداسیون می باشد . در اثر اکسیداسیون روغن ، ویسکوزیتۀ آن افزایش یافته ، اسیدیتۀ آن بالا رفته ، رنگ روغن کدر و تیره می شود . اگر نتایج آزمایش های روغن نیاز به تصفیۀ روغن را اثبات نماید ، باید به منظور جداسازی ناخالصی ها و احیای خواصّ اصلی مورد نیاز روغن ، در مورد تصفیۀ آن اقدام نمود . روش های مختلفی برای تصفیۀ روغن وجود دارد . این روش ها به دو دستۀ عمدۀ تصفیۀ فیزیکی و تصفیۀ شیمیایی تقسیم بندی می شوند . در روش های تصفیۀ فیزیکی با روش های فیزیکی نظیر عبور روغن از صافی ها یا گرم کردن روغن و غیره ، ناخالصی های روغن را از آن جدا می کنند . در روش های تصفیۀ شیمیایی با افزودن مواد شیمیایی و ترکیب شیمیایی آن ها با روغن ، خواص از دست رفته روغن مجدداً احیا می شود. ● روش های تصفیه فیزیکی در این قسمت به چهار روش تصفیۀ فیزیکی روغن اشاره می شود :
▪ تصفیه از آب :
ساده ترین روش جداسازی آب از روغن این است که روغن را در ظرف بزرگی می ریزند و در ته ظرف ، دریچه ای تعبیه می کنند . پس از مدتی که روغن در ظرف بماند ، چون آب سنگین تر از روغن است ، در ته ظرف جمع می شود و می توان با باز کردن دریچه ، آب را تخلیه نمود . این روش نیاز به وقت زیادی دارد و دقت آن نیز کم است ؛ زیرا اگر دریچه زود بسته شود آب همچنان در روغن باقی خواهد ماند و اگر دریچه کمی دیر بسته شود ، مقداری از روغن به هدر می رود .
روش دیگر برای این کار ، حرارت دادن روغن است ؛ زیرا درجه حرارت تبخیر آب پایین تر از روغن است و در صورت حرارت دادن روغن ، آب به صورت بخار از روغن خارج می شود . حرارت دادن معمولاً در یک ظرف بسته و در خلاء انجام می گیرد تا سرعت عمل آن بیشتر شود . از پمپ های خلاء نیز برای گرفتن رطوبت روغن استفاده می شود .
▪ روش گریز از مرکز برای جداسازی ناخالصی های جامد :
در این روش ، روغن را در ظرف دوّار بزرگی می ریزند و پس از حرارت دادن تا حدّ دمای ۱۵ الی ۴۵ درجۀ سانتیگراد ، آن را به گردش در می آورند . جرم ناخالصی های جامد داخل روغنمعمولاً از جرم روغن بیشتر است ؛ از این رو ، در عمل گردش روغن ، ناخالصی های جامد در اطراف جدارۀ خارجی ظرف قرار گرفته و ته نشین می شوند و روغن خالص در وسط ظرف می ماند . این روش از نظر سرعت عمل و نحوۀ تصفیه مناسب است .
▪ استفاده از فیلترهای کاغذی :
با عبور روغن از فیلترهای کاغذی ، ذرّات جامد غوطه ور در روغن نمی توانند از این فیلترها عبور کنند . همچنین مقداری از آب موجود در روغن نیز ، توسط این فیلترها جذب می شود . هرچه منافذ این فیلترها ریزتر باشد ، کیفیت تصفیه بهتر است . برای سرعت عمل در این روش ، معمولاً روغن را با فشار وارد فیلترها می کنند .
▪ گاز زدایی برای جدا کردن گازهای محلول در روغن :
با استفاده از تکنیک خلاء ، عمل گاز زدایی روغن و جدا کردن گازهای حل شده در روغن انجام می گیرد . با پودر کردن روغن و پاشیدن آن به داخل محفظۀ خلاء ، علاوه بر گرفتن تمام آب غیر محلول در روغن ، مقدار آب محلول در آن نیز به حدّ ppm ۱۰ کاهش می یابد . همچنین با این عمل ، گازهای حل شده در روغن نیز به ۲۵ ۰ درصد حجم ، تقلیل می یابد .
● روش های تصفیه شیمیایی
زمانی که با افزایش میزان اکسیداسیون در روغن ، شرایط تشکیل لجن در آن فراهم گردد ، عمل تصفیۀ فیزیکی به تنهایی قادر به جبران و احیای فساد روغن نبوده و از این رو ، تصفیۀ شیمیایی روغن انجام می گیرد . در تصفیۀ شیمیایی ، از فیلترهای فعّال (اکتیو) استفاده شده و با استفاده از عملیات مختلف ، نظیر تصفیه با حلّال ها و تصفیه با اسید سولفوریک ، پالایش انجام می گیرد . تصفیۀ شیمیایی معمولاً با هزینۀ زیادی انجام می شود ؛ از این رو ، فقط برای مصرف کننده های بزرگ ، کارخانه های ترانسفورماتور سازی و مراکز بزرگ تعمیرترانسفورماتورها مقرون به صرفه می باشد.
عبور روغن از خاک رنگبر (Fullers Earth) ، یکی از مرسوم ترین روش ها در تصفیۀ شیمیایی است . در این روش ، خاک رنگبر در یک منبع قرار می گیرد و روغن گرم توسط پمپ ، با فشار زیاد از این خاک عبور داده می شود . با انجام این عمل ، عدد اسیدی روغن کاهش یافته و به حد مجاز خود می رسد . به علاوه دیگر خواص روغن ، از قبیل ضریب تلفات عایقی و مقاومت مخصوص آن نیز بهبود می یابد . مقدار خاک رنگبر مورد نیاز ، به میزان کهنگی روغن بستگی دارد و معمولاً بین یک تا هفت درصد وزن روغن می باشد . اضافه کردن مواد ضد اکسیداسیون در هنگام تصفیه فیزیکی در موقع گردش روغن نیز ، یکی دیگر از روش های تصفیۀ شیمیایی است .
كاربرد اين تابلو در مجموعه های سرچاهی می باشد و عملكرد اين تابلو ، كنترل باز و بسته شدن چاه های نفت و گاز به صورت ايمن می باشد ، زيرا همانطور كه واضح است فشار سيال (گاز يا نفت) در چاه ها ، فشار بالايی بوده و فرايند باز و بسته شدن می بايست توسط فشار نيروی هيدروليک و به صورت كاملا كنترل شده انجام گردد.
در ساخت اين پنل های هيدروليكی سر چاهی می بايست كليه عوامل ايمنی شامل رعايت حداكثر فشار هيدروليک قابل اعمال به شير ايمنی زير سطحی (SSSV) ، شير ايمنی رو سطحی (SSV) ، شير بهربرداری (WV) و… همچنين ايجاد خط فشار جهت سنسورهای فشار (PRESSURE SWITCH)، سنسور آتش و زلزله (FUSIBLE PLUG) و… رعايت گردد.
اين تابلو ها می توانند در محل هايی كه دارای انرژی برق هستند و نيز در محل هايی كه فاقد برق هستند ، يا تهيه و اجرای برق رسانی دارای هزينه گزافی می باشد و یا انرژی الكتريسته در اين مكان ها وجود ندارد ، به كار روند . در اصطلاح به اين پنل ها GAS DRIVEN PANEL گويند.
اين پنل ها همگی با اين توانايی طراحی شده و يا خواهند شد كه در محيط های دارای خاصيت انفجاری ( HAZARDUSE AREA) با وجود كليه ادوات الكتريكی از قبيل الكترو موتور ، شير های برقی (SOLENIOD VALVE) ، ترانسميتر و … بدون ايجاد شعله و يا جرقه كه سبب انفجار می گردد به صورت كاملا ايمن كار خواهند كرد.
در اين پنل ها فشار هيدروليكی لازم توسط پمپ هيدروليک كه به الكترو موتور متصل می باشد ايجاد می گردد. در پنل هايی كه در مناطق فاقد برق می باشند انرژی لازم توسط گاز و يا هوای ابزار دقيق به پمپ هايی كه با تحريک گاز (GAS/AIR/INSTRUMENT AIR DRIVEN)كار می نمايند ، رسيده و سپس توسط اين پمپ ها فشار هيدروليک ايجاد می گردد.
در پنل های كنترل هيدروليكی سر چاهی ادوات متعددی همانند رگلاتور (جهت ايجاد فشار از يك منبع فشار) ، شير های ايمنی (جهت كنترل فشار) ، شير های كنترلی و عملكردی همانند NEEDEL/BALVE VALVEو فيلتر ها و…استفاده می گردد.
طراحی اين پنل ها به گونه ای انجام گرفته و يا گرفته خواهد شد كه امكان نمايش همگی فشار های هيدروليكی را ، از طریق نشان دهنده فشار (PRESSURE GAUGE) و يا نشان دهنده های الكتريكی (ELECTRICAL INDICATOR LAMP) در آن ميسر خواهد بود.
در طراحی مدارات كنترلی اين قابليت وجود دارد كه بتوان سيستم كنترل آن ها را بر اساس رله بيس (RELAE BASE مطابق SPC شركت نفت) و يا PLC BASE طراحی نمود در استفاده از سيستم PLC اين توانايی وجود دارد كه بتوان توسط (HUMAN MACHINE INTERFACE( H.M.Iكليه فرايند های مربوط به كنترل سيستم را مشاهده ، تغيير ، ثبت و يا ارسال به ساير مناطق ديگر نمود.
با توجه به اينكه طراحی پنل ها می بايست مطابق با استاندارد های لازم صورت بگيرد لذا در طراحی اين پنل ها از SPEC شركت نفت مناطق مركزی ايران ، شركت نفت مناطق نفت خيز جنوب ، شركت نفت فلات قاره ،شركت نفت و گاز پارس و…همچنين استاندارد APIو BS و ASMEو NACE و IPS و ASTM و …استفاده گرديده و خواهد شد و كليه الزامات آن ها رعايت گشته و خواهد شد.
در ساخت و طراحی پنل های هيدروليكی سر چاهی با توجه به اينكه اين پنل ها در محيط های خورنده و حاوی سلفور و نيز درصد بالای رطوبت قرار می گيرند ، انتخاب قطعات و متيريال ساخت پنل ها هم بر همين مبنا و عموما از جنس استنلس استيل ۳۰۴/۳۱۶/۳۱۶L انجام می گيرد.
Safety Integrity Level یا همان SIL يک نوع اندازه گيری است که کارايی و اجرای سيستم های ايمنی را بيان می کند واساس کار آن بر حسب احتمال شکست در دستورات (PFD) می باشد . با توجه به اینکه سیستم های اتوماسیون صنعتی و ابزاردقیق در ارتباط تنگاتنگ با پروسه های حساس صنعتی بخصوص صنایع نفت گاز هستند، لازم است دستورالعمل ها و استانداردهای مربوط به SIL در طراحی ها لحاظ شود. اين مقياس با يک سری اعداد تک رقمی مشخص می شوند که اين اعداد جايگزين احتمال هايی مانند 0000001/0 يا 99999/0 می شوند. درجه اعتبار سيستم ايمنی دارای چهار اندازه گيری مجزا SIL 2 ,SIL 1 ,SIL 3 ,SIL 4 مي باشد و کمتر بودن درجه اعتبار ايمنی نشانگر بالا بودن سطح ايمنی در سيستم مورد نظر می باشد و بيشتر بودن آان دليل بر شکست خوردن سيستم بخصوص در فرايند های صنايع می باشد با افزايش SIL در واقع هزينه ها و پيچيدگی های سيستم نيز افزايش می يابد در نتيجه اجرا وعملی شدن آن مقرون به صرفه نمی باشد و اگر چنانچه فرايندي دارای SIL4 باشد دارای ريسک بالاست وبايستی در طراحی ها، مانند تغيير يا حذف سيستم، فرايند را بهبود بخشند. تصور اشتباهی که در مورد SIL می باشد اينست که بطور مجزا برای کالاها يا توليدها بدست آورده می شود. ولی در واقع SIL برای محيطی تخمين زده می شود که کالا در آن توليد می شود و اين مقياس برای سيستم های کلی وجامع در نظر گرفته می شود. در نتيجه SIL خروجی يک سيستم را از لحاظ سطح ايمنی آن محاسبه می کند و موفقيت يا شکست سيستم را کمی می کند. و با اطمينان می توان درجه کاهش ريسک را درسيستم مشاهده نمود.
هیچ فعالیت صنعتی بی خطری وجود ندارد. به بیان دیگر ریسک صفر معنی ندارد. چرا که هیچ تجهیزی دارای نرخ خطای صفر و هیچ انسانی دارای احتمال اشتباه صفر نیست. در عوض مفاهیم ریسک قابل قبول و ریسک قابل تحمل جایگزین تعریف ایده آل و دست نیافتنی ریسک صفر می‌شوند. مقدار این تعاریف وابسته به پارامترهای مختلفی همچون میزان توانایی یک سیستم در کنترل شرایط، ماهیت داوطلبانه یا تحمیلی بودن ریسک، عوامل اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی و دیگر موارد از این دست میشود.
در اوائل دهه ۱۹۷۰ متخصصین صنایع فرآیندی به این نتیجه رسیدند که با بزرگتر شدن واحدهای صنعتی و ورود حجم بیشتری از مواد خطرناک به این مجموعه‌ها دیگر روش درس آموزی از حوادث جهت پیشگیری از حوادث مشابه به تنهایی قابل قبول نیست. بدین ترتیب حتی قبل از وضع قوانین و دستورالعمل‌های رسمی توسط دولت‌ها، روشهای ارزیابی و تحلیل ریسک ابداع شدند و هنوز در حال بهبود و پیشرفت هستند. در دهه ۱۹۸۰ ارزیابی مخاطرات واحدهای فرآیندی و دیگر واحدهای صنعتی یک فعالیت پذیرفته شده بود. ولی هنوز دستورالعمل‌های رسمی برای انجام این کار بسیار اندک و یا به صورت پراکنده وجود داشت. با بروز حوادث صنعتی بزرگی همچون فیلیکسبورو۱ انگلستان (۱۹۷۴)، سوسوو۲ ایتالیا (۱۹۷۶) و سکوی پایپرآلفا۳ (۱۹۸۸) قوانینی همچون کنترل مخاطرات حوادث بزرگ صنعتی۴، کنترل مخاطرات حوادث بزرگ۵ ارائه شدند. گرچه انتشار این دستورالعمل‌ها گام بزرگ و رو به جلو بود ولی نیاز به راهنماهای رسمی و بهتر جهت ارزیابی ریسک و تعیین معیارهای کمی همچنان حس میشد.
استاندارد EN 1050 (با عنوان اصول ارزیابی ریسک) در سال ۱۹۹۶ روشهای ارزیابی ریسک را معرفی کرد ولی در مورد روشهای کاهش ریسک مطلب چندانی نداشت. سپس EN 954-1 (با عنوان بخشهای مرتبط با ایمنی سیستم‌های کنترل) مطالبی درباره روشهای کاهش ریسکهای مرتبط با سیستم‌های کنترلی را ارائه داد که در مدارک ۶ IEC و ۷ CENELEC هم ذکر شدند.
گرچه روشهای ارائه شده در این مدارک بیشتر با هدف کمی سازی ریسکهای سیستم کنترل بودند ولی با وارد شدن سیستم‌های مجهز به نرم افزار مشخص شد که همه بخشهای یک سیستم کنترل را نمی‌توان فقط با روشهای کمی بررسی نمود، چرا که برخلاف خطاهای سخت افزاری که به خوبی قابل پیش بینی هستند، خطاهای نرم افزاری و سیستماتیک پیچیده تر از آن هستند که به آسانی توسط روشهای کمی مورد تحلیل قرار بگیرند. مساله دیگر این بود که با پیشرفت تکنولوژی پشتیبان تجهیزات ابزار دقیق، مجددا خطاهای انسانی و کنترل آنها در طراحی، نصب، بهره‌برداری و تعمیرات این تجهیزات، اهمیت ویژه‌ای پیدا کرد. خطاهایی که به آسانی توسط روشهای کمی رایج قابل ارزیابی نیستند.
در سال ۱۹۸۹ مجری سلامت و بهداشت انگلستان۸ راهنمایی را منتشر ساخت که در آن استفاده از هر دو روش کمی و کیفی جهت ارزیابی ایمنی کارکردی تجهیزات قابل برنامه ریزی مورد توجه قرار گرفت. این راهنما باعث شد که در دهه ۱۹۹۰ IEC دست به انتشار استاندارد بین المللی ایمنی IEC 61508 تحت عنوان ایمنی کارکردی۹ بزند[۱].
مطالعات تعیین خدشه ناپذیری سطوح ایمنی؛ یا یکپارچگی سطوح ایمنی Safety Integrity Level بر مبنای دو استاندارد IEC61508 و IEC61511 صورت می پذیرد.
سیستم های ایمنی قطع عملکرد (سیستم های ابزار دقیق ایمنی) به صورت گسترده ای و به طور روز افزون در صنایع فرآیندی مختلف استفاده می گردند. این سیستم های به عنوان لایه اصلی جلوگیری از وقوع حادثه در این صنایع کاربرد دارند. لذا نیاز به افزایش قابلیت اعتماد در این سیستم ها به عنوان یکی از گلوگاه های اصلی افزایش ایمنی درتاسیسات، ضروری به نظر میرسد. این اهمیت در صنایع فراساحل با توجه به پیامدهای سنگین تر آنها در مقایسه با صنایع واقع در خشکی و همچنین پیامد های زیست محیطی از درجه اهمیت بالاتری برخوردار است. وقوع خطا در این سیستم ها می تواند ناشی از عیب در عناصر موجود نظیر سنسورهای اندازه گیری فشار ، دما یا سطح و یا سایر عناصر موجود در لوپ های سیستم های ابزار دقیق ایمنی تجهیزات فرآیندی باشد. از سوی دیگر این امر میتواند ناشی از خطای انسانی در کنترل عملکرد و یا سایر فاکتورهای بازرسی و تعمیر و نگهداری این تجهیزات باشد.روش مطالعات سطوح خدشه ناپذیری ایمنی یکی از پر کاربردترین روش های موجود جهت تعیین قابلیت اعتماد سیستم های ابزار دقیق ایمنی می باشد. این روش به صورت های کمی و کیفی بر روی طراحی سیستم های ابزار دقیق ایمنی قابل اعمال است.
آنالیز سطح یکپارچگی ایمنی (SIL) در واقع روشی است که اهداف سازمان جهت کاهش ریسک را کمی و شفاف می سازد و با توجه به اهداف مورد نظر سازمان، مقادیر ریسک قابل قبول تعیین خواهد گشت. این روش سطوحی را به صورت استاندارد به عنوان مقادیر ریسکهای قابل قبول در سازمان پیشنهاد نموده است، این تقسیم بندی شامل چهار سطح بوده و آنها را SIL1, SIL2, SIL3 و SIL4مینامند. میزان اطمینانپذیری ایمنی سازمان به ترتیب در این سطوح افزایش مییابد. بدین ترتیب سازمان با توجه به هزینههایی که برای رسیدن به این سطوح ریسک پیشبینی مینماید و با توجه به الزامات و اهداف سازمانی خود اقدام به تعیین سطح ریسک قابل قبول سازمان خواهد نمود. سپس برای رسیدن به مقادیر تعیین شده، با توجه به خصوصیات روشهای آنالیز ریسک، روشهای مناسبتر انتخاب خواهند شد. در تعیین روش مناسب برای فرآیند مورد نظر باید به هزینه پیاده سازی روشها و میزان اختلاف هزینههای کنترلی مورد نیاز که ممکن است با توجه به روش انتخابی به سازمان تحمیل گردد، توجه نمود. از جمله متداول ترین روش های آنالیز ریسک قابل کاربرد در مراحل مختلف تعیین سطح SIL می توان به روش های LOPA، HAZOP، PrHA، FMEA، RiskGraph، FTA و JSA اشاره نمود.
پس از تشخیص و شناسایی مخاطرات، برای آن دسته از راهکارهای کاهش ریسک که مبتنی بر سیستم های ایمنی ابزار دقیق (SIF , SIS) می باشند، مطالعات (SIL (Safety Integrity Level جهت تعیین درجه یکپارچگی مورد نیاز (SIL) معرفی می شود. این یکپارچگی از این لحاظ که حفره امنیتی در شبکه سیستم ایمنی Plant وجود نداشته باشد بسیار حائز اهمیت است.
تعاریف و اصطلاحات در ایمنی عملکردی SIL
دسته بندی : SIL, مطالب آموزشی
در این بخش تعاریف و اصطلاحات رایج‌تر که در ایمنی کارکردی مورد استفاده قرار میگیرند بر اساس آنچه در استاندارد IEC 61508 آمده است، ذکر می‌شوند[۲].
خرابی خطرناک۱: خرابی که میتواند عملکرد ایمنی مجهز به ابزار دقیق را به سوی یک حالت خطرناک یا غیر فعال پیش ببرد.
سیستم الکتریکی/الکترونیکی/الکترونیکی قابل برنامه‌ریزی۲: در متن استاندارد الکتریکی به معنای عملکردهای منطقی هستند که با تکنیک‌های الکترومکانیکی انجام می‌شوند (مانند رله‌های الکترومکانیکی، تایمرهای موتوردار). الکترونیکی به معنای عملکردهایی است که با تکنیک‌های الکترونیکی انجام می‌شوند(مثل مدارهای منطقی ثابت، رله‌های ثابت) و سیستم‌های الکترونیکی قابل برنامه‌ریزی به معنای منطق‌هایی هستند که توسط تجهیزات قابل برنامه‌ریزی انجام میگیرند (مانند کنترلرهای منطقی قابل برنامه ریزی۳ ، کنترلرهای دیجیتال تک مدار۴. تجهیزات میدانی مانند گیج‌ها و نشانگرهای محلی در دسته سیستم‌های الکتریکی/الکترونیکی/الکترونیکی قابل برنامه‌ریزی قرار نمیگیرند.
چرخه عمر ایمنی۵: مجموعه فعالیتهای مورد نیاز در به کارگیری یک کارکرد ابزار دقیق مرتبط با ایمنی که از فاز طراحی مفهومی یک پروژه آغاز شده و تا هنگامی استفاده از SIF پایان مییابد، ادامه پیدا میکند.
ایمنی کارکردی۶: قابلیت یک سیستم ایمنی مجهز به ابزار دقیق یا دیگر تجهیزات کاهش ریسک برای سوق فرآیند و تجهیزات مربوط به آن به سمت یک حالت ایمن با انجام اعمال لازم.
بررسی مخاطرات و راهبرد عملیات۷: یک روش سیستماتیک کیفی جهت شناسایی و ارزیابی خطرات فرآیندی و مشکلات بالقوه عملیاتی با استفاده از مجموعه‌ای از کلمات راهنما جهت بررسی انحرافات فرآیند. از HAZOP جهت بررسی هر قسمت از فرآیند استفاده میشود تا انحرافات ممکن و علل و پیامدهای آنها مشخص گردند.
احتمال بروز خرابی در هنگام درخواست۸: مقداری است که احتمال عدم پاسخگویی سیستم به تقاضا را نشان میدهد. مقدار متوسط احتمال اینکه سیستمی در یک دوره مشخص زمانی به یک تقاضا پاسخ ندهد با PFDavg نشان داده میشود.
ریسک: ترکیبی از احتمال یا نرخ بروز یک اتفاق و شدت پیامدهای آن است. در مقابل ریسک ایمنی به عنوان نبود هرگونه ریسک غیر قابل قبول تعریف میشود.
ضریب کاهش ریسک۹: معکوس مقدار PFD.
کارکرد ایمنی۱۰: عملکردی با مقدار SIL مشخص که به طور مداوم کار میکند تا از بروز شرایط مخاطره آمیز جلوگیری نموده و یا پیامدهای آن را تخفیف بخشد.
حلقه مرتبط با ایمنی۱۱: سیستم مجهز به ابزار دقیق که جهت اجرایی ساختن یک یا چند عملکرد ایمنی مجهز به ابزار دقیق مورد استفاده قرار میگیرد. این لوپ از ترکیبی از سنسورها، حل کنندههای منطقی و عناصر پایانی تشکیل میگردد.
سیستم مرتبط با ایمنی۱۲: هرگونه سیستم سخت افزاری یا قابل برنامه ریزی که هرگونه خطا در آن میتواند منجر به آسیب به افراد، تجهیزات و یا محیط زیست شود.
کارکرد ایمنی مجهز به ابزار دقیق۱۳: عملکرد ایمنی با یک مقدار مشخص SIL که جهت دستیابی به ایمنی کارکردی لازم است و میتواند یک سیستم ایمنی مجهز به ابزار دقیق حفاظتی و یا کنترلی باشد.
خدشه ناپذیری ایمنی۱۴: مقدار متوسط احتمال اینکه یک سیستم ایمنی مجهز به ابزار دقیق بتواند به خوبی و تحت شرایط و زمان از پیش تعیین شده عملکرد ایمنی خود را به انجام برساند.
سطح خدشه ناپذیری ایمنی۱۵: یکی از چهار سطح تعریف شده که الزامات کارکرد ایمنی را برای لوپ مرتبط با ایمنی معین میکند. مقادیر PFD، RRF و SIL بر اساس جدول ۱ با هم ارتباط دارند.
سیستم ایمنی مجهز به ابزار دقیق۱۶: سیستم مجهز به ابزار دقیق که جهت به کارگیری یک یا چند عملکرد ایمنی مجهز به ابزار دقیق مورد استفاده قرار میگیرد. یک SIS از ترکیبی از سنسورها، مدارهای منطقی، و عناصر پایانی تشکیل میشود.
خطای سیستماتیک۱۷: خرابی‌هایی که به طور قطعی مرتبط با یک علت مشخص می‌باشند. این علل را فقط میتوان با تغییر طراحی یا فرآیند تولید، روشهای عملیاتی، ثبت اطلاعات و یا دیگر عوامل موثر حذف نمود.
جدول ۱- مقادیر سطوح خدشه ناپذیری ایمنی (SIL) و رابطه آن با محدوده PFD و [RRF [۲
فاصله زمانی تست۱۸: زمان بین دو تست عملکردی بر روی یک SIS و یا بخشی از SIS به منظور ارزیابی صحت عملکرد آن.
همچنین به منظور درک بهتر مفاهیم این مباحث آشنایی با اختصارهای رایج در ایمنی کارکردی سیستم های ابزار دقیق در ذیل آورده شده است.
اختصارها:
BPCS: Basic Process Control System CCPS: Center for Chemical Process Safety DC: Diagnostic Coverage E/E/PES: Electric/Electronic/Programmable Electronic Systems HAZOP: Hazards and Operability HFT: Hardware Fault Tolerance HSE-UK: Health and Safety Executive IPL: Independent Protection Layer IEC: International Electrotechnical Commission MTBF: Mean Time Between Failures MTTR: Mean Time To Repair/Restore P&ID: Piping and Instrumentation Diagram PFD: Process Flow Diagram PHA: Process Hazard Analysis PFD: Probability of Failure on Demand PLC: Programmable Logic Controller RRF: Risk Reduction Factor SFF: Safe Failure Fraction SIF: Safety Instrumented Function SIL: Safety Integrity Level SIS: Safety Instrumented Systems SLDC: Single Loop Digital Controller STR: Spurious Trip Rate TI: Test Interval UKOOA: United Kingdom Offshore Operators Association
مطالعات HAZOP – قسمت 5 +++++++ روش تجزيه و تحليل عوامل شکست و آثار آن (Failure Mode and Effect and Critically analysis) يکی از روش های تجربه شده، بسيار مفيد و پرکاربرد برای شناسايی، طبقه بندی و تجزيه و تحليل خطاها و ارزيابی مخاطرات و ريسک های ناشی از آن هاست. به کمک اين روش می توان خطاها را ريشه يابی و از بروز آن ها جلوگيری نمود.
روش تجزيه و تحليل عوامل شكست و آثار آن سابقه 40 ساله دارد. استفاده از FMEA برای اولین بار در دهه 1960 در صنایع هوا و فضای آمریکا جهت ساخت سفینه آپولوی 11 در ناسای آمریکا مشاهده شده است و پس از آن در دهه 1970 و 1980 برای موسسات اتمی بکار رفت . ضمن اینکه از سال 1977 به بعد برای صنایع خودروسازی نیز بکار گرفته شد. ازسال 2000 تا کنون این روش یکی از پرکاربردترین روش های ارزیابی ریسک در تمامی صنایع می باشد.
روش FMEA :
اين روش با شيوه های مهندسی ، خطاها ، مشکلات و اشتباه های بالقوه موجود را مشخص و حذف می کند و نتايج را به صورت نيمه کمّی تحليل کرده تا خطرات بالقوه، علل و اثرات مرتبط با آن را شناسايی و رتبه بندی نمايد .
اين روش در حقيقت پاسخی به پرسش های زير است:
– شکست در چه تجهيزاتی می تواند رخ دهد ؟
– چگونه شکست اتفاق می افتد ؟
– دفعات تکرار آن چقدر خواهد بود ؟
– اثرات اين شکست چه خواهد بود؟
– پيامد ايمنی، بهداشتی و محيط زيستی آن چه خواهد بود ؟
همانطور که در شکل 1 ديده می شود انجام اين روش نياز به گذر از مراحل متعددی دارد.
نخست بايد اطلاعات دقيقی در مورد فرآيند بدست آورد و سپس تمامی خطرات محيطی، تجهيزاتی، مواد، انسانی و اثر آن را بر انسان، تجهيزات و محيط زيست و … در کاربرگ FMEA آورده شود، در ارزيابی ريسک با روش FMEA علاوه بر ذکر اين موارد می بايست علل وقوع هر خطر را نيز ثبت کرد و همچنین به منظور ارزيابی بهتر، ستونی برای تشريح خطرات ناشی از انجام اقدامات کنترلی را در کاربرگ جای داد. سپس از طريق جدول های اين روش و همين طور فرمول محاسبه RPN می توان علاوه بر شناسايی خطرات به تعيين سطح ريسک پرداخت.
شکل 1: شيوه بررسی شکست ها در FMEA
شکل 2: مراحل انجام روش FMEA
بررسی نتايج خطرات شناسايی شده از طريق محاسبه عدد RPN به دست مي آيد.
RPN= SEVERITY × OCCURRENCE ×DETECTION
– تعيين وخامت خطر (Severity) : وخامت خطر در واقع به همان اثری اطلاق می شود که در نتيجه وقوع خطر بروز می کند. (تعيين مقياس برای شاخص های وخامت خطر غالبا در محدوده 1 تا 10 دسته بندی مي شود).
– نرخ احتمال کشف خطر (Detection) : نوعی ارزيابی از ميزان توانايی است که به منظور شناسايی يک علت يا مکانيزم وقوع خطر پيش از رخ دادن آن است. (تعيين مقياس برای شاخص های احتمال کشف خطر غالبا در محدوده 1 تا 10 دسته بندی مي شود).
– نرخ احتمال وقوع خطر (Occurrence) : اين شاخص نشان دهنده تواتر و تکرار احتمالی وقوع يک خطر است. (تعيين مقياس برای شاخص های احتمال کشف خطر غالبا در محدوده 1 تا 10 دسته بندی خواهد شد).
پس از بدست آوردن اولويت ها (RPN ها) می بايست برای ريسک های با امتياز بالا اقدامات اصلاحی در نظر گرفت و همچنین بایستی در ستون آخر کاربرگ اين روش می بايست براي خطراتی که ريسک غيرقابل تحمل دارند اقدامات پيشنهادی در نظر گرفت.
با اين روش می توان تمامی ریسک ها و خطرات واحدهای سازمان را بررسی و ارزيابی نمود.
مزایا :
– یک روش سخت افزاری جامع و فراگیر می باشد.
– برای سیستم های پیچیده خوب جواب می دهد.
– روش مناسب کمی برای ارزیابی ریسک است.
– روشی مطمئن برای پیش بینی مشکلات، تشخیص بهترین و موثرترین اقدامات کنترلی ست.
معایب :
– روشی وقت گیر و زمان بر می باشد.
– هزینه اجرای آن زیاد است.
– روشی خسته کننده و یکنواخت می باشد.
– در این روش عیب های چندگانه و چند مرحل های مورد بررسی قرار نمی گیرد.
ارزیابی اثرات زیست محیطی (EIA)، روشی است که در آن اثرات ناشی از انجام یک پروژه یا عملیات آن بر محیط زیست بررسی و پیش بینی می گردد تا در هنگام انجام پروژه، با توجه به شناخت وضعیت موجود و نوع اثرات، عملیات بصورتی انجام پذیرد تا کمترین اثر بر محیط زیست وارد گردد. در حال حاضر فعالیتهای بیش از حد بشر عاملی است که به طبیعت و محیط زیست صدمه می زند. محدود کردن این فعالیتها به دلیل نیاز انسان به غذا و انرژی ممکن نیست به همین دلیل کشورهای مختلف تلاش می کنند که آثار و پیامدهای این فعالیت ها مورد توجه و بررسی قرار گیرد. به این بررسی و آینده نگری ارزیابی آثار محیط زیستی می گویند. در ایران نیز برای ارزیابی آثار محیط زیستی برخی از طرحهای (پروژه های) صنعتی و عمرانی الزام قانونی وجود دارد. در واقع ارزیابی آثار محیط زیستی برای جلوگیری از اثر منفی طرح (پروژه) بر محیط زیست و کاهش هزینه ها است. در ارزیابی آثار محیط زیستی، آثار طرح (پروژه) بر محیط زیست پیش بینی می شود تا از آسیب به محیط زیست جلوگیری شود یا به کمک اقدامهایی برای اصلاح و کاهش آثار منفی طرح (پروژه) اقدام شود.
در این روش، با انجام مطالعات و شناختی که کارشناسان از وضعیت موجود محیط و فرآیندهای پروژه در مرحلۀ ساخت و بهره برداری بدست می آورند، اثرات فاکورهای عملیاتی را بر فاکتورهای زیست محیطی در مراحل مختلف شناسایی و راهکارهایی را برای کاهش اثرات فوق پیشنهاد می نمایند. توسعه به مجموعه فعالیتها و کارهای انسان گفته می شود که برای بهبود زندگی خود و محیط زیست انجام می دهد. برای پایدار بودن توسعه در بلندمدت لازم است به محدودیتهای محیط زیست و منابع طبیعی توجه شود. توسعه پایدار توسعه ای است که سلامت انسان و محیط زیست را در بلندمدت بهبود دهد. یکی از راههای رسیدن به توسعه پایدار ارزیابی آثار محیط زیستی طرحها (پروژه ها) است.
خدمات مدیریت زیست محیطی شامل تهیه و اخذ تصویب نامه مطالعات زیست محیطی و نیز زمینه های زیر می باشد:
2) EMP– Environmental Mitigation Plan (گزارش طرح کاهش اثرات زیست محیطی)
3) EMS– Environmental Management System (سیستم مدیریت محیط زیستی)
پيشينه قانوني ارزيابي محيط زيستي در ايران
در قوانين، مقررات و ضوابط سوابق کشور، اصطلاح متداول و شناخته شده ای تحت عنوان ارزيابی اثرات محيط زيستي (EIA) وجود نداشت و حتی انجام مراحل ارزيابی نيز در شکل و مفهوم حاضر در مقررات قانونی گذشته پيش بينی نگرديده بود.
برای نخستين بار در سال 1354در آيين نامه جلوگيری از آلودگی هوا مصوب 29/4/54 کميسيون های مجلس وقت، صدور پروانه، تاسيس هر نوع کارخانه و کارگاه جديد و توسعه و تغيير کارخانجات و کارگاههای موجود موکول به رعايت مقررات و ضوابط حفاظت و بهسازی محيط زيست شده بود. در سال 58 با کوچک شدن ساختار تشکيلاتی سازمان حفاظت محيط زيست دفتر بررسی اثرات توسعه نيز منحل گرديد. مجددا در سالهای اخير، واحد مذکور با عنوان دفتر ارزيابی زيست محيطی در حوزه معاونت محيط زيست انسانی سازمان حفاظت محيط زيست ايجاد گرديده و اجرای مقررات نظارتی مربوط به ارزيابی اثرات زيست محيطی طرحها و پروژه های توسعه را بر عهده دارد.
فاکتورهای زیست محیطی در ارزیابی اثرات زیست محیطی
فاکتورهای زیست محیطی که در این مورد شناسایی و بررسی قرار گرفته و وضعیت موجود محیط زسیت را مشخص می نمایند، عبارتند از:
– محیطهای فیزیکی (زمین شناختی – لرزه خیزی – هوا – آب خاک – صدا)
– محیطهای اجتماعی و اقتصادی (جمعیت – سواد و آموزش – دین – بهداشت و درمان – امکانات رفاهی، اشتغال و بیکاری، نوع فعالیت، صنایع و کاربری های مختلف و…)
– محیطهای فرهنگی (اماکن تفریحی، اماکن مذهبی، اماکن علمی، آثار تاریخی و باستانی، امکان حفاظتی، چشم اندازها و…)
– محیطهای بیولوژیکی (گیاهان و جانوران) و آلودگیهای زیست محیطی موجود (هوا، خاک، آب، صدا).
بررسی فاکتورهای فوق، شناخت کاملی از وضعیت موجود محیط زیست به کارشناسان مربوطه ارائه می دهد. پس از این مرحله، فرآیند پروژه در مرحله ساخت، بهره برداری و زمان پس از بهره برداری بطور کامل مورد بررسی و شناسایی قرار می گیرد. در این مرحله از مطالعات، مشخص می شود که یک پروژه از ابتدای آماده سازی و ساخت تا انتهای دوره بهره برداری، چه عملیات و فرآیندهایی را شامل می گردد و در هر مرحله چه موادی را به محیط زیست وارد یا تغییراتی در آن ایجاد می نماید.
اثراتی که از یک فرآیند و یا عملیات بر فاکتورهای زیست محیطی پیش بینی می گردد، می تواند مثبت و یا منفی باشد. این مرحله از مطالعات ارزیابی، یعنی شناخت اثرات، پس از مراحل شناسایی وضعیت موجود محیط زیست و مراحل مختلف پروژه انجام می پذیرد.
در این مرحله نوع اثرات ناشی از عملیات پروژه بر هر یک از فاکتورهای تأثیر پذیر محیط زیست، شناسایی می گردد.
تقسیم بندی ارزیابی اثرات زیست محیطی
این اثرات از نظر تقسیم بندی به انواع زیر تقسیم می گردند:
– مفید یا مضر (مثبت یا منفی).
– کوتاه مدت یا بلند مدت.
– مستقیم یا غیر مستقیم.
– برگشت پذیر یا غیر قابل برگشت.
– اولیه، ثانویه، ثالثیه.
– قطعی، احتمالی – غیر محتمل.
– موقت یا دائمی.
– قابل پیشگیری یا کنترل و غیر قابل پیشگیری و کنترل.
– تجمعی (ترکیبی).
– استراتژیک.
– بویژه مشخص (مهم).
اثرات مفید (مثبت) و مضر (منفی): اثرات پروژه بر محیط زیست را که باعث بهبود وضعیت موجود گردد، اثرات مثبت و اثراتی را که وضعیت موجود را تضعیف و یا بحرانی سازد، اثرات منفی می نامند. اثرات کوتاه مدت و بلند مدت: اثراتی را که در زمان کوتاه و سریعاً رخ می دهند را اثرات کوتاه مدت و اثراتی را که ابتدا مشخص نمی گردد و در زمان طولانی بروز می نمایند را اثرات بلند مدت می نامند. اثرات مستقیم و غیر مستقیم: اثرات مستقیم، اثراتی هستند که به طور واضح و به شکل مستقیم بر فاکتورهای زیست محیطی تأثیر می گذارند در حالیکه اثرات غیر مستقیم اثرات، ناشی از عملیات مستقیم بوده و در بلند مدت نمایان می گردند. اثرات برگشت پذیر و غیر قابل برگشت پذیر: اثرات برگشت پذیر، اثراتی هستند که با کارهای مدیریتی با تعدیل فرآیندهای توسعه اولیه، قابلیت برگشت پذیری دارند، اما اثرات غیر قابل برگشت، اثراتی هستند که قابل برگشت پذیری و جبران نمی باشند. اثرات اولیه، ثانویه، ثالثیه: اثرات اولیه، اثراتی هستند که در مراحل اولیه عملیات حادث گردیده و تأثیرات محیطی آنها قابل پیش بینی و احتمالاً قابل رویت است. اثرات ثانویه ناشی از فعالیتهای اولیه و در مدت زمانی پس از بروز اثرات اولیه ظهور می نماید. اثرات ثالثیه در پی اثرات اولیه و ثانویه خود را نشان می دهد و مدت بروز آن طولانی تر می باشد. اثرات قطعی، احتمالی، غیر محتمل: اثرات قطعی، اثراتی هستند که بروز آنها کاملاً قابل پیش بینی و حتی مشاهده می باشد. اثرات احتمالی ، اثراتی هستند که بروز آنها کاملاً و بطور قطعی، قابل پیش بینی نمی باشد، اما احتمال بروز آنها وجود دارد.
اثرات غیر محتمل اثراتی هستند که احتمال بروز آنها بسیار ضعیف و در حد صفر می باشد. اثرات موقت و دائمی: اثرات موقت، اثراتی هستند که در کوتاه مدت بروز نموده و پس از مدتی از بین می روند. اثرات دائمی، اثراتی هستند که در مدت زمان طولانی و حتی در تمام زمان اجرای طرح، بر محیط تأثیر گذار می باشند. اثرات قابل پیشگیری و کنترل و اثرات غیر قابل پیشگیری و کنترل: اثراتی که با اجرای برنامه های مدیریتی می توان از بروز آنها جلوگیری نمود را قابل کنترل و اثراتی را که نمی توان راههایی برای پیشگیری ارائه نمود، اثرات غیر قابل کنترل می نامند. اثرات تجمعی (ترکیبی): اثراتی هستند که می توانند بر محیط زیست تأثیر بگذارند و با ترکیب یک اثر یا گزینه دیگر، اثرات آن افزایش یافته و اثر تجمعی ایجاد می نمایند. اثرات استراتژیک: اثراتی هستند که تغییرات مهم در بافت محیط زیست منطقه ایجاد و سبب تغییرات دائمی در منطقه می شوند. اثرات مشخص (مهم): هر اثری که سبب کاهش ظرفیت محیط زیست و به زیر آستانه بردن آن بیانجامد، بعنوان اثرمشخص و مهم شناخته می شود.
پس از شناسایی نوع اثر، معیار ان شناسایی و مورد بررسی قرار می گیرد.
جهت این امر، معمولاً چهار معیار مدنظر قرار می گیرد که عبارتند از:
1) میزان اثر
2) دامنه اثر 3) اهمیت اثر
4) اثر با حساسیت ویژه
1) میزان اثر: نشان دهنده اندازه تغییراتی است که در اجرای پروژه بر محیط پدید می آید. 2) دامنه اثر: نشانگر محیط تحت تأثیر است. این محیط می تواند شعاع های کم و یا زیاد را بر حسب نوع فعالیت ها شامل گردد. جهت تعیین دامنه اثر، معمولاً سه محدوده را تحت عناوین محدوده بلافصل، محدودۀ تحت تأثیر مستقیم و محدوده تحت تأثیر غیر مستقیم در نظر می گیرند.
محدوه بلافصل محدوده ای است که پروژه در آن صورت می پذیرد (مساحت اجرای پروژه)
محدودۀ تحت تأثیر مستقیم، محدوده ای است خارج از محدودۀ بلافصل بوده و اثرات ناشی از فعالیتهای پروژه بطور مستقیم بر این محدوده تأثیر گذار می باشند. مانند رودخانه اطراف سایت احداث پروژه.
محدودۀ تأثیر غیرمستقیم، در فاصله ای دورتر از مکان احداث پروژه قرار گرفته و امکان دارد بعلت گسترش دامنه اثرات، تحت تأثیر قرار گیرد. 3) اهمیت اثر: این فاکتور با میزان و مقدار یک اثر متفاوت است و برای گونه های مهم از لحاظ اکولوژیکی و یا مکانهای با ارزش فراوان بکار برده می شود. در این عوامل این پارامتر بر اساس ارزش و اهمیت فاکتورهای تأثیرپذیر مشخص می گردد. 4) اثر با حساسیت ویژه: بدلیل میزان تأثیر پذیری زیست محیطی ویژه ای که برخی از مناطق با توجه به شرایط خاص خود دریافت می دارند، فعالیتها و اثرات یک پروژه، می تواند اثرات قابل توجهی پدید آورد؛ مانند شهر تهران که دارای آلودگی هوای شدیدی است و فعالیت و یا احداث برخی از صنایع در این شهر، می تواند اثرات بسیار ویژه و شدید را نسبت به شهرهای دیگر کشور بدنبال داشته باشد.
یکی از مراحل مهم در ارزیابی اثرات زیست محیطی یک پروژه، پیش بینی تغییرات در محیط زیست منطقه می باشد. پس از شناسایی نوع، اهمیت و میزان اثرات، تغییراتی را که در صورت اجرای پروژه بر محیط زیست بوقوع خواهد پیوست، باید پیش بینی گردد.
برای این منظور، وضعیت محیط زیست منطقه در سه حالت، وضعیت موجود، وضعیت آینده منطقه بدون اجرای پروژه و وضعیت آینده منطقه در صورت اجرای پروژه مطالعه و بررسی می گردد. در این بخش از مطالعه وضعیت آینده منطقه در صورت عدم اجرا و یا اجرای پروژه نسبت به وضعیت موجود مقایسه می شود و تغییرات قابل پیش بینی نسبت به حال، مورد بررسی قرار می گیرد.
گزینه عدم اجرای پروژه تحت عنوان “گزینه نه” بررسی می شود. این گزینه بدان معناست که چنانچه پروژه پیشنهادی اجرا نگردد، وضعیت آتی محیط زیست در این شرایط چگونه خواهد بود.
گزینه اجرای پروژه نیز تحت همین عنوان (گزینه اجرایی) مورد مطالعه قرار می گیرد و تغییرات محیط زیست در صورت اجرای پروژه پیش بینی و با گزینه های دیگر مقایسه می گردد.
تعداد گزینه ها در پروژه های مختلف می تواند متفاوت باشد. این امر با توجه به نوع پروژه، مکانهای پیشنهای و شرایط محیطی می تواند تعیین گردد.
مرحله بعدی انتخاب گزینه برتر می باشد. این امر با استفاده از متدولوژیهای مختلف صورت می پذیرد. مهمترین متدهای کاربردی در حال حاضر که در کشور ما نیز بیشتر از متدهای دیگر استفاده می گردند، عبارتند از:
– روشهای کارشناسی (تخصصی ویژه)Ad hac))
– شبکه ها (Network)
– روی هم گذاری صفحات (Over lay)
– صورت ریزها(Check list)
– ماتریسها(Matrixes)
– ارزیابی سریع یا Rapid Assessment
-متد پاستاکیا (Pastakia Method) (روش پاستاکیا به کمک نرم افزار RIAM BASIC)
با کمک یکی از روشهای فوق، گزینه های انتخابی معیار گذاری و گزینه برتر انتخاب می گردد. انتخاب روش با توجه به نوع و وسعت پروژه و نظرات کارشناسان، می تواند متفاوت باشد. گاهی برای اطمینان از نتیجه حاصله می توان از بیش از یک روش برای ارزیابی و انتخاب گزینه برتر استفاده نمود. پس از ارزیابی اثرات گزینه ها و انتخاب گزینه برتر، از آنجایی که هر یک از آنها دارای اثرات منفی بر محیط زیست می باشند، باید روشهایی جهت حذف، کاهش و یا کنترل اثرات نامطلوب و سوء زیست محیطی، امکان تجدید پذیری، احیاء و یا جبران خسارت وارده بر محیط زیست ارائه گردد.
چنین اقدامی که بعنوان تخفیف اثرات سوء و یا اقدامات اصلاحی نامیده می شود، یک ضرورت در گزارشات ارزیابی می باشد و مجریان طرح باید اقدامات فوق را در برنامه های خویش رعایت نمایند.
آخرین مرحله از گزارش ارزشیابی، ارائه روش های مدیریت زیست محیطی می باشد که جهت هماهنگی فعالیت های توسعه و محیط زیست در راستای دسترسی به اهداف توسعه پایدار، صورت می پذیرد. بطور کلی مدیریت زیست محیطی به معنی تدوین استراتژیهای توسعه ای متناسب با محیطزیست است که با توجه به ماهیت آن می تواند دارای ابعاد جهانی، منطقه ای و محلی باشد. این برنامه ها در مطالعات ارزیابی اثرات زیست محیطی از جایگاه ویژه ای برخوردار می باشد.
ارکان برنامه های مدیریت زیست محیطی
ارکان برنامه های مدیریت زیست محیطی به شرح ذیل می باشد:
– آموزش Training
– مشارکت عمومی Public Participation
– ممیزی Auditing
– پایش Monitoring
آموزش Training:
این امر در جهت ارتقاء دانش زیست محیطی بویژه در سطوح مسئولین طرحهای توسعه و نیز در سطوح پایین تر برای متخصصان و کارکنان طرح، صورت می پذیرد. مشارکت عمومی Public Participation:
برای اعمال مدیریت زیست محیطی کارآمد می بایست برنامه های ارائه شده با ویژگیهای محلی یا منطقه ای به ویژه از دیدگاه اجتماعی و اقتصادی سازگار باشد. بدین ترتیب مشارکت عمومی و حتی تفویض بخشی از اقدامات زیست محیطی به مردم جهت دستیابی به هدف فوق از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. ممیزی (بازرسی) Auditing:
طرح بازرسی جزء مراحل ارزیابی محسوب می گردد و هدف از آن، کنترل وسایل و تجهیزات و رعایت ایمنی در مراحل مختلف اجرای پروژه می باشد. پایش Monitoring:
پایش در واقع ارزیابی مستمر و جمع آوری و سازمان دهی اطلاعات از یک پروژه در جهت اجرا و بهره برداری است که به منظور تعین تغییراتی که ممکن است در نتیجه اجرا و بهره برداری پروژه بر اجزاء محیط زیست ایجاد گردد، بحث می کند و به تدوین یک سیستم مستمر جهت مراقبت و نظارت دقیق در مراحل مختلف پروژه می پردازد.
بطور کلی نظارت مستمر بر کمیت و کیفیت انواع آلاینده های شاخص ناشی از طرحهای توسعه و پیامدهای ناشی از آن، اطمینان از صحت عملکرد اقدامات، تقلیل اثرات سوء، تطبیق وضع موجود با شرایط قید شده در قرارداد مشاور، بررسی میزان تأثیر گذاری واقعی اقدامات، تقلیل اثرات سوء، فراهم نمودن اطلاعاتی به منظور کنترل شدت پیامدهای سوء پروژه برای سازمانها و… از اهداف پایین می باشد.
قوانين مربوط به ارزيابی اثرات محيط زيستی
فهرست بخشی ازقوانين و مقررات مربوط به ارزيابی اثرات عبارتند از:
– اصل پنجاهم قانون اساسی جمهوری اسلامی ايران
– قانون برنامه دوم و سوم توسعه کشور، مصوب سالهای 1373 و 1379مجلس
– آيين نامه جلوگيری از آلودگی هوا، مصوب سال 1374مجلس
– تصويب نامه هيات وزيران درمورد ضوابط و معيارهای استقرار صنايع، مصوب سال 1378
– صورتجلسه شماره 138 شوراي عالی حفاظت محيط زيست در مورد ارزيابی اثرات محيط زيستي، مصوب سال 1376
– ماده 105 قانون برنامه سوم توسعه ،مصوب سال 1379 و….
در حال حاضر مهمترين و معتبرترين قانون مرتبط با ارزيابی محيط زيستي که تا پايان سال 1383 به عنوان مستند قانونی مورد استفاده و بهره برداری می باشد ماده (105) قانون برنامه سوم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی می باشد که متن کامل آن به قرار زير است:
“کليه طرحها و پروژه های بزرگ توليدی و خدماتی بايد پيش از اجرا و در مرحله انجام مطالعات امکان سنجی و مکان يابی بر اساس ضوابط پيشنهادی شوراي عالی حفاظت محيط زيست و مصوب هيات وزيران مورد ارزيابی محيط زيستي قرار گيرند. رعايت نتايج ارزيابی توسط مجريان طرحها و پروژه های مذکور الزامی است.نظارت بر حسن اجرای اين ماده بر عهده سازمان برنامه و بودجه می باشد.”
براساس ضوابط تدوین شده توسط سازمان حفاظت محیط زیست در دستورالعمل حداقل فاصله مجاز برای استقرار واحدهای صنعتی، تولیدی و خدماتی، حداقل فاصله نیروگاه های برق، پالایشگاه ها، مراکز نظامی، فرودگاه ها، پتروشیمی ها و چاه های نفت و… از مناطق مسکونی، پارک های ملی، رودخانه ها، و مناطق حفاظت شده و… قابل استخراج بوده و بایستی در گزارشات ارزیابی اثرات زیست محیطی مورد توجه قرار گیرد.
فهرست پروژه‌هاي مشمول ارزيابي اثرات محيط زيستي
1- كارخانجات پتروشيمي در هر مقياس
2- پالايشگاه‌ها در هر مقياس
3- نيروگاه‌ها با ظرفيت توليدي بيش از 100مگاوات
4- صنايع فولاد در دو بخش زير:
الف- واحدهاي تهيه‌كننده خوراك ذوب و ذوب با ظرفيت توليدي بيش از 300 هزارتن در سال
ب- واحدهاي نورد
5- سدها و سازهاي ديگر آبي در سه بخش زير:
الف- سدها با ارتفاع بيش از 15متر و يا داراي ساختارهاي جنبي بيش از 40 هكتار و يا مساحت درياچه بيش از 400 هكتار
تبصره 1: سدهاي باطله (نگهدارنده مواد آلوده) در هر اندازه شامل ارزيابي محيط‌زيستي مي‌باشند.
ب- درياچه‌هاي انسان‌ساخت در مساحت بيش از400 هكتار
تبصره2: اندازه درياچه‌هاي پرورش آبزيان در مقياس كوچكتر از 400هكتار با هماهنگي وزرات جهادسازندگي و سازمان حفاظت محيط‌زيست تعيين مي‌شود.
ج- طرحها و پروژه‌هاي آبياري و زهكشي در وسعت بيش از 5هزار هكتار
6- شهرك‌هاي صنعتي (با هر عنوان) در وسعت بيش از يكصد‌هكتار
7- فرودگاه‌ها با طول باند بيش از 2هزار متر
8- واحدهاي كشت و صنعت در وسعت بيش از 5 هزار هكتار
9- كشتارگاه‌هاي بزرگ صنعتي
10- مراكز دفن زباله براي شهرهايي با جمعيت بيش از 200 هزار نفر و شهرهاي جديد
11- مراكز بازيافت صنعتي زباله (كارخانه‌هاي كمپوست)
12- طرح‌هاي خطوط نفت و گاز
13 – طرح‌هاي سكوهاي نفتي
14- طرح‌هاي ذخيره‌گاه‌هاي نفتي
15- طرح‌هاي بزرگ جنگلداري
16- طرحها و پروژه‌هاي بزرگ راه كشور
17 – طرحها و پروژه‌هاي بزرگ راه‌‌آهن كشور
18- طرح ها و پروژه‌هاي گردشگري
19- كارگاه‌ها و مجتمع‌هاي صنعتي و خدمات مربوطه بيش از 5 هزارمترمربع
20- نمايشگاه‌هاي دايمي، صنعتي و خدماتي بيش از10 هزارمترمربع
21- انبارهاي مواد شيميايي و كالاهاي خطرناك بيش از 5 هزارمترمربع
22- كارگاه‌هاي فعاليت‌هاي عمراني و راه‌سازي بيش از 10 هزارمترمربع
23- ذخيره‌گاه‌هاي مواد سوختي بيش از 1ميليون‌ليتر
24- پايانه‌هاي بار و مسافر بيش از 2 هزارمترمربع
25- واحدهاي پرورش طيور، دام و ساير حيوانات اهلي و وحشي بيش از 5 هكتار
26- واحدهاي پرورش ماهي و ساير آبزيان بيش از 10هزارمترمربع
27- طرح‌هاي سازه‌هاي دريايي، بنادر صيادي، پايانه‌هاي نفت و گاز و عمليات لايروبي در هر مقياس
28- طرح‌هاي تاسيسات آبي و بهداشتي
29- شبكه جمع‌آوري و واحدهاي تصفيه و دفع فاضلاب در مقياس شهري
30-تصفيه‌خانه بزرگ آب در مقياس شهري (بيش از 5 هزارمترمربع در شبانه‌روز)
31- طرح‌هاي دفع و دفن پسماند در مقياس شهري
32- مراكز نظامي و آموزشي بيش از 5 هزار مترمربع
33- شهرك‌هاي گردشگري بيش از 10هزار مترمربع
34-شهرك‌هاي سينمايي بيش از 5 هزار مترمربع
35- پارك‌ها و يا اردوگاه‌هاي تفريحي، آموزشي و پژوهشي و ورزشي بيش از 10هزار مترمربع
36- معدن مس حداقل ظرفيت استخراجي يك‌‌ميليون تن در سال
37- معدن سنگ آهن حداقل ظرفيت استخراجي 600 هزار تن
38- معدن سنگ طلا با هر ظرفيتي
39- سرب و روي حداقل ظرفيت استخراجي يكصد هزار تن در سال
40-معادن ساير فلزات حداقل ظرفيت استخراجي 100هزار تن
41- زغال‌سنگ حداقل ظرفيت استخراجي80 هزار تن در سال
42- نمك آبي در سطح بيش از 400 هكتار
43- كارخانجات سيمان
44- كارخانجات توليد قند و شكر
45- كارخانجات توليد گچ و آهك صنعتي
46- واحدهاي توليد مواد اوليه بهداشتي، آرايشي و داروسازي
47- كارخانجات بزرگ توليد قطعات خودرو داراي هر سه واحد ذوب، ريخته‌گري و آبكاري
48- واحدهاي تصفيه دوم روغن موتور
49- طرح‌هاي احداث و بهره‌برداري از ميادين نفت و گاز جديد با بيش از 10 حلقه چاه و همچنين طرح‌هاي توسعه ميادين نفت و گاز موجود در صورتي كه بعد از توسعه تعداد چاه‌ها به بيش از 10 حلقه برسد.
اهداف ارزيابی محيط زيستی
مطالعات ارزيابی اثرات محيط زيستی دارای دو هدف بلند مدت وکوتاه مدت به شرح زير می باشد: الف: اهداف کوتاه مدت
– تعيين اقدامات اصلاحی مناسب و درج آن در برنامه پروژه
– پيش بينی پروژه پيامدهای محيط زيستی مهم و ماندگار
– تعيين ويژگی های پيامدهای محيط زيستی مهم و ماندگار پيش بينی نشده
– تعيين درآمد ها و هزينه های محيط زيستی پروژه ب: اهداف بلند مدت
ارزيابی تمام پيامدهايي که پروژه پيشنهادی توسعه اعم از خصوصی يا دولتی در محيط زيست ايجاد می کند. نيازها و ضرورتهای ارزيابی محيط زيستی
ارزيابی يکی ازروش‌های مقبول برای دستيابی به اهداف توسعه پايداراست و مي‌تواند به‌عنوان يک ابزار برنامه ريزی در دسترس برنامه ريزان، مديران و تصميم گيرندگان قرارگيرد تا براساس آن بتوانند اثرات بالقوه محيط زيستی که درنتيجه اجرای پروژه های عمرانی وتوسعه پديدار می شوند را شناسايي نموده و گزينه های منطقی جهت رفع کاهش آنها انتخاب کنند.
مشکلات ارزيابی محيط زيستی
علی رغم مفيد بودن اجرای ارزيابی محيط زيستی پروژه ها کهبدون اعمال آنها امکان تخريب محيط بيشتر می گردد، به کارگيری ارزيابی مورد قبول نيز دارای نارسايی هايی است که عمده ترين آنها عبارتند از:
– ارزيابی محيط زيستی، ديدگاه‌های خود را بر روی آثارمنفی اجرای يک پروژه متمرکز می کند. ليکن طراحان نکات مثبت پروژه ها رامورد نظر قرارمی دهند. اين نگرش‌ها نوعی عدم تفاهم تلقی می شود.
– برای ارزيابی محيط زيستی به اطلاعات جامع و نيز بکارگيری افراد متخصص و کار آموز ارزيابی محيط زيستی نياز می باشد. چون با توجه به اينکه امکان انجام ارزيابی تا قبل از مراحل پايان طراحی و برنامه ريزی پروژه ها وجود ندارد، بنابراين هرگونه تغيير مبتنی از اعمال ديدگاه‌های‌ارزيابی منجر به بروز مشکلات و پرهزينه شدن پروژه می شود.
روش ماتریس در ارزیابی اثرات زیست محیطی
در این روش فاکتورهای زیست محیطی و فعالیت های پروژه به ترتیب در سطر و ستون قرار می گیرد. این روش اولین بار توسط لئوپولد در سال 1972 ابداع گردید. لئوپولد پیشنهاد کرد برای تعیین تاثیر هر فاکتور و فعالیت باید بزرگی (Mangnitude) و اهمیت (Importance) را تعیین نمود.
– i: اهمیت بر اساس شرایط پروژه
– m: بزرگی استاندارد هر کشور
– در ماتریس لئوپولد براساس تاثیر هر یک از فاکتورهای زیست محیطی و فعالیت های پروژه امتیازگذاری صورت می گیرد اعداد بین 1 تا 10 و با توجه به تاثیر مثبت یا منفی امتیازها به صورت + و – درج می شود.
محاسن روش ماتریس در ارزیابی اثرات زیست محیطی
– سیستماتیک
– ساده
– ارزان
– سریع
– منطبق با موازین قانونی
– فراگیر
ماتریس ایرانی در ارزیابی اثرات زیست محیطی
* در ایران برای بزرگی استانداردی به وجود نیامده است. و امتیازگذاری بر مبنای اعداد از 5- تا 5+ براساس جدول زیر صورت می گیرد.
اثر مثبت
امتیاز
اثر منفی
امتیاز
عالی
5+
پسرفته – خراب
5-
خوب
4+
تباه
4-
متوسط
3+
آشفته
3-
ضعیف
2+
نابسامان
2-
فقیر
1+
تنش دار
1-
در روش ماتریس فهرست فعالیت های پروژه در سطها و عملیات مربوط به هر فعالیت در ستون بیان می گردد، لذا نتیجه هر ستون، اثر آن پروژه و نتیجه هر سطر، پیامد آن پروژه می باشد.
– ارزیابی نتایج: میانگین رده بندی (نسبت جمع جبری ردیف ها و ستون های ماتریس به تعداد ارزش های موجود در هر ردیف یا ستون)
– میانگین رده بندی عددی پیوسته و اعشاری است که برای تفسیر نتایج حاصل از ماتریس، لازم است آنرا مجدد تفسیر نماییم. یعنی مجددا اثرات و پیامدها را از حالت عددی به کیفی تبدیل نماییم.
جدول زیر نمونه ای از ماتریس ارزیابی اثرات زیست محیطی است.
اعداد میانگین رده بندی بر اساس جدول زیر تفسیر می گردد.
در نهایت در نتیجه گیری از ماتریس 5 حالت ایجاد می گردد که در جدول زیر ارائه گردیده است.
نمودار مراحل گردش کاری بازنگری گزارش های ارزیابی زیست محیطی
ارزیابی زیست محیطی سدهای بزرگ به روش کمسیون بین المللی (ICOLD)
آشنایی با ارزیابی زیست محیطی سدها با روش ICOLD
کمیسیون بین المللی سدهای بزرگ که هیچگونه وابستگی به سازمان های دولتی کشورها ندارد، از همکاری تعداد زیادی از متخصصین، اندیشمندان و مقامات صلاحیتدار علمی در زمینه های آبی و اختصاصاً در زمینه سدهای بزرگ برخوردار است. این متخصصین از بین کشورهای مختلف جهان، از جمله کشورهای صنعتی، کشورهای در حال توسعه و کشورهای فقیرانتخاب شده اند. این افراد در زمینه های مختلف نظیر: مسایل فیزیکی، شیمیایی، بهداشتی، بیولوژیکی، اقتصادی، اجتماعی، مسایل مربوط به توسعه، طراحی سازه های آبی و در علوم مربوط به آن از جمله هیدرولوژی، هیدرولیک، زمین شناسی و ژئوفیزیک تخصص دارند و از نظریات آنها استفاده شده است.
بر اساس انتشارات این سازمان برای ارزیابی اثرات زیست محیطی سدها از نشریات مختلف از جمله بولتن شماره 35 ICOLD که در سال 1982 منتشر گردیده استفاده شده است. در واقع کمسیون بین المللی سدهای بزرگ یا ICOLD برای تعیین اثرات سازه های آبی نظیر سدهای بزرگ بر محیط زیست، یک ماتریس را پیشنهاد می کند و با تهیه فهرستی از عوامل مؤثر که ممکن است به صورت کمی یا کیفی بیان شوند، به ارزیابی اثرات آنها در هر بخش از محیط زیست می پردازند. این اثرات در تعدادی از گزینه های احتمالی مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند و گزینه ای که کمترین خطرات زیست محیطی را دربردارد و یا گزینه ای که طراحان می توانند با ارئه راه حل های جدید بر مشکلات زیست محیطی آن فایق آیند، پیشنهاد می شود.
دستورالعمل ICOLD در مورد سدهایی که در مراحل طراحی، ساخت و یا بهره برداری هستند، قابل اعمال است. البته ممکن است در هنگام بهره برداری از سدها عوامل نامناسب زیست محیطی قابل علاج و ترمیم نبوده و یا هزینه های کنترل، کاهش یا تخفیف اثرات نامناسب زیست محیطی بسیارزیاد و غیرقابل تحمل باشد.
اجتماعی، ژئوفیزیکی، هیدرولوژیکی، اقلیم و محیط زنده مربوط می شود. سطرهای این ماتریس به اثرات اقتصادی شامل مواردی از جمله تمایز بین استفاده از آب و تخصیص یافته، واکنش محیط و وقوع حوادث زیست محیطی و اقدامات اصلاحی فیزیکی و اداری است، جداول 1 و 2 می تواند در ارزیابی زیست محیطی به روش ICOLD مورد استفاده قرار گیرد.
1- برای مصارف آب:
علامت III, II, I به ترتیب اولویت درجه اول «اول»، «دوم» و «سوم» طرح.
2- اثر بر روی طرح:
علامت (+) «مفید»، (-) «تعین کننده»، (*) با «اشکال».
3- اهمیت موضوع:
علامت (1) «فرعی»، (2) «متوسط»، (3) «اصلی».
4- درجه احتمال:
علامت (C)، «حتمی»، (P) «احتمالی»، (I) «غیرمحتمل»، (n) «نامشخص».
5- وضعیت زمانی:
علامت (I) «فوری»، (M) «میان مدت»، (L) «دراز مدت».
6- اثر مشخص:
به صورت علائم (Y) «بله» و (N) «خیر».
در این روش اثرات یک سد به یک سری اثرات کوچکتر تقسیم می شود که هر عامل و عملکرد مربوط به آن کاملاً قابل تشخیص و ارزیابی است. در ادامه مطالعات باید با استفاده از این ماتریس و با داشتن تخصص کافی و به وسیله شخص کارآمد، تفسیر و شرح نهایی در مورد بررسی اثرات زیست محیطی به عمل آید. برای تکمیل ماتریس «اثرات زیست محیطی سد» معمولاً گامهای شش گانه زیر برداشته می شود:
1- با توجه به فهرست (A)، کلیه فعالیت های اساسی که در طرح یک سد دخالت دارند، تعیین می شوند. معمولاً از این مجموعه با اهداف اصلی طرح توسعه که با شماره (A-10) بیان شده اند، شروع نموده و سپس به موارد (A-20) که به سایر فعالیت های ویژه مربوط می گردد پرداخته می شود. عوامل مربوط به (A-10) با شماره هایی که به ترتیب با کاهش مصرف آب مشخص شده، در ستون مربوطه مشاهده می شود.
2- از فهرست E، کلیه عوامل زیست محیطی طرح مورد نظر را که در اینگونه فعالیت ها به طور قاطع مؤثرند، انتخاب می کنند.
3- در گام سوم محدوده هایی را که تحت تاثیر ساخت سد قرار می گیرند علامت گذاری می کنند، (A-30).
4- هرگونه «تاثیر یا اثرپذیری» با یک علامت ارزیابی می شود. این علائم، مفاهیم نسبی اهمیت و یا درجه قطعیت، دوره زمانی و اثرات تاخیری را نشان می دهند.
هر «اثر» را می توان به طرق مختلف ارزیابی کرد، از جمله، ارتباط وقوع یک پدیده را با زمان و مکان مشخص نمود. برای مثال علائم Y و N می توانند به صورت بله (Yes) یا نه (No) باشند که آیا اثر یک واقعه در طرح در نظر گرفته شده است یا خیر؟
علائم می تواند بیان کننده پیشرفت دینامیکی اثرات نیز باشد، اما این مورد برای یک ماتریس کامل و موفق لزوماً مورد احتیاج نیست.
5- ستون های ماتریس که برای اثرات نسبی بکار می روند، نسبت به یک یا چند فعالیت در سطر ماتریس، برای نشان دادن واکنش زنجیری مورد استفاده قرار می گیرند. ممکن است دو یا چند اثر بتوانند به صورت مستقل عمل کنند.
6- در آخرین گام ارزیابی، این تصور حاکم است که معیارهای تصحیحی مناسب برای ترمیم و یا کاهش اثرات نامناسب زیست محیطی بکار رود و عواملی که موجب ضرر و زیان به اکوسیستم می شوند تعیین گردند.
باید توجه داشت که ماتریس فوق نمی تواند به عنوان تنها راه ارزیابی مسایل زیست محیطی بکار می رود، همچنین این ارزیابی نمی تواند برای تخفیف کامل اثرات نامناسب در اکولوژی بکار گرفته شود.
2-9- تعریف مشخصه های ماتریس در ارزیابی ICOLD
جهت اعمال ارزیابی زیست محیطی سدها به روش ICOLD لازم است ابتدا مشخصه های این ماتریس معرفی شوند. از این روی سعی می گردد تا ماتریس مربوط به ارزیابی زیست محیط سدها را به شرح زیر خلاصه کرد.
حریم پیشنهادی در طراحی تصفیه خانه های فاضلاب تا نواحی مسکونی
حریم پیشنهادی تصفیه خانه های فاضلاب تا نواحی مسکونی (منبع: کتاب دستیار مهندسی آب و فاضلاب، صفحه 146)
سیستم های تصفیه
حداقل حریم
استخرهای بی هوازی
2 کیلومتر
استخرهای تثبیت (فاکولتاتیو) دو زیستی
2 کیلومتر
استخرهای تثبیت با هواده و اختلاط ناقص
1/5 کیلومتر
صافی های چکنده
1 کیلومتر
استخرهای با هواده و اختلاط کامل
1 کیلومتر
سیستمها لجن فعال با بسترهای خشک کن لجن
0/8 کیومتر
سیستم های لجن فعال با تاسیسات خاص برای خشک کردن لجن
0/5 کیلومتر
مکان یابی تصفیه خانه های آب و فاضلاب ( حداقل حریم از منازل مسکونی برای احداث تصفیه خانه فاضلاب ):
حداقل حریم برای احداث تصفیه خانه های فاضلاب نبایستی کمتر از شعاع 250 متر برای تصفیه خانه های پیشرفته (MBR) و 500 متر برای روشهای هوازی متعارف (نظیر هوادهی گسترده) و 2000 متر جهت تصفیه خانه های بی هوازی (نظیر روشهای UASB و ABR) و هاضم های بی هوازی و هاضم های بی هوازی (Anaerobic Digesters) از خانه ها و منازل مسکونی باشد .
بر طبق ضوابط سازمان حفاظت محیط زیست ایران، در مکان یابی و جانمایی تصفیه خانه های فاضلاب بایستی موارد زیر به دقت در نظر گرفته شود:
فاصله از منازل مسکونی، جهت باد غالب، شیب زمین، نفوذ پذیری خاک، فاصله تا رودخانه ها و آبهای زیرزمینی.
تعیین دقیق فاصله تصفیه خانه های فاضلاب شهری تا منازل مسکونی مستلزم تهیه گزارشات ارزیابی اثرات زیست محیطی (EIA) و برگزاری جلسات کارشناسی فنی میباشد.
لازم به ذکر است که مهمترین عامل ایجاد بو در تصفیه خانه فاضلاب شهری و صنعتی، عدم هوادهی مناسب و عدم مدیریت مناسب آبگیری لجن (بخصوص بسترهای لجن خشک کن) می باشد.
