گزارش کاراموزی پست فشار قوی در 54 صفحه ورد قابل ویرایش

تعریف پست فشار قوی:

یک‌پست فشار قوی مجموعه ای از تجهیزات می‌باشد که به منظور تغییر سطح ولتاژ با بوجود آوردن امکان تغذیه نقاط مختلف و تقسیم انرژی الکتریکی بین آنها مورد استفاده قرار می گیرد .



انواع پستهای فشار قوی بر حسب نوع کار :

1ـ پستهای نیروگاهی یا بالا برندة ولتاژ (Step Up Substation) :

وظیفة این پستها افزایش ولتاژ خروجی ژنراتورها به سطح ولتاژ انتقال می‌باشد.

2ـ پستهای انتقال (High Voltage Substation) :

وظیفه پستهای انتقال ، کاهش ولتاژ الکتریکی به سطح ولتاژ فوق توزیع و همچنین تقسیم این ولتاژ به خروجی های متعدد می باشد .

3ـ پستهای توزیع(Distributio Substation) :

وظیفة این پستها پایین آوردن ولتاژ از سطح فوق توزیع به سطح توزیع بوده و انرژی الکتریکی در این سطح را زا طریق فیدرهای مختلف تحویل می دهد .

4ـ پستهای فشار ضعیف(Low Voltage Substation) :

که وظیفه آن تبدیل ولتاژ توزیع به ولتاژ فشار ضعیف است که قابل استفاده در مصارف صنعتی و خانگی باشد .

5ـ پستهای کلیدی یا کوپلاژ(Switching Substation) :

در این پستها سطح ولتاژ تغییر ننموده و صرفاً بعنوان یک تقسیم کننده ولتاژ ثابت را در فیدرهای مختلف و متعدد تغذیه می نماید .

در عمل ممکن است یک پست ترکیبی از دو یا چند نوع فوق الذکر باشد که هم

افزاینده و هم کاهنده و هم بصورت یک پست کلیدی باشد . انواع پستها از لحاظ استقرار فیزیکی :

پستهای فشار قوی از لحاظ وضعیت استقرار آنها به دو دسته تقسیم می‌گردند:

1ـ پستهای باز یا خارجی (Out door s/s) : در این گونه پستها تجهیزات فشار قوی در معرض شرائط جوی محیط از قبیل گرد و خاک ، باد ، باران ، رعد و برق و غیره بوده و عایقی بین آنها و هوا نمی باشد .

2ـ پستهای بسته یا داخلی (in door S/S) : در این گونه پستها تجهیزات فشار قوی در داخل اطاق یا سالن سر پوشیده قرار دارند .



پستهای باز نیز به چند دسته تقسیم می شوند :

1ـ پستهای معمولی (conventional) :

این پستها در جاییکه محدودیت زمین وجود نداشته باشد احداث می گردد و عایق بین فازها و تجهیزات و زمین ، هوا می باشد و از این نظر می بایست فاصله ایمنی و مجاز کاملاً رعایت گردد . این پستها از نظر هزینه از بقیه پستها ارزانتر می باشد .





2ـ پستهای گازی یا (Gas Insulated Substation) :

کلیه تجهیزات فشار قوی در پستهای گازی در داخل محفظة فلزی قرار دارند که بوسیلة گاز SF6 یا هگزافلوئور گوگرد که دارای خاصیت عایقی خوبی می باشد تحت فشار معینی پر شده است و چون خاصیت عایق گاز SF6 تقریباً سه برابر هوا می باشد درنتیجه فضای پستهای گازی بمراتب کوچکتر از پستهای معمولی می‌باشد و در جاییکه محدودیت زمین مطرح باشد خیلی مناسب است .

از مزایای دیگر پستهای GIS اینست که چون درمعرض مستقیم عوامل جوی نمیباشد لذا امکان آلودگی و رطوبت وجود نداشته و بروز اتصالی و حوادث دیگر به مراتب کمتر می باشد و از طرفی به علت ایزوله بودن قسمتهای برقدار وتحت ولتاژ از افراد ایمنی آن در حد بسیار بالایی می باشد . یکی از معایب پستهای گازی مایع شدن گاز به هنگام برودت هوا در درجه حرارتهای خیلی پایین می باشد از طرفی هزینه این پستها خیلی بالا می باشد .



3ـ پستهای سیار (Mobiel Substation) :

این پستها نیز بصورت GIS بوده تا از نظر حجم تجهیزات و وزن کل پست

کاهش پیدا نماید ترانسفورماتور و سایز تجهیزات بر روی یک یا دو تریلر که می توان توسط یدک کش مخصوص حمل و جابجا کرد نصب گردیده است . قدرت این پستها که درحدود 30 تا 40(MVA) می باشد و معمولاً بصورت 63.20, 132.20, 230.20, 230.63 کیلو ولت در ایران مورد استفاده قرار می‌گیرند .

مزیت این نوع پست در جابجایی سریع و استقرار آن در نقاط جدید و مورد نیاز می باشد .



پستهای بسته یا داخلی نیز خود به سه نوع تقسیم می گردد :

1ـ پستهای فشار قوی باز :

به پستهای اطلاق می شود که علاوه بر شینها سکسیونرها و دیژنکتورها نیز پشت دربهای توری حداقل از یک طرف قابل رؤیت باشد .



2ـ پست فشار قوی نیمه باز :

در این نوع پستها قطعات زیر فشار تا ارتفاع دسترسی از هر جهت محفوظ و پوشیده هستند و از آنجا به بعد ( اغلب سکسیونرها و شین ها ) آزاد و قابل

رؤیت باشد .



3ـ پست فشار قوی بسته :

در این پست تمام قسمتهای زیر ولتاژ حتی شین ها در یک محفظه کاملاً بسته و پوشیده با دربهای فلزی نصب شده اند ( پستهای تابلویی و یا قفسه ای ) نظر به اینکه این پست از همه طرف کاملاً مسدود است . می توان حتی آن را تحت شرایطی در هوای آزاد نیز قرار داد ( مانند کیوسکهای فشار قوی توزیع برق شهری )

بد نیست در اینجا اشاره ای هم به انواع خطوط انتقال بکنیم این خطوط جهت انتقال انرژی الکتریکی از محل تولید کننده به مصرف کننده ساخته شده اند و چون در طی این مسافت زیاد افت ولتاژ به وجود می آید باید ولتاژ خطوط را بالا برد این خطوط همگی به صورت سه فاز می باشد و از نظر قرار گرفتن هادیها روی برج به سه دسته تقسیم می شود :



1ـ خطوط تک مداره (single circuit) :

در این نوع خطوط شکل دکل یا برج یا پیلون یا تاور طوری است که در هر

فاز خط تنها یک هادی الکتریکی قرار گرفته است .



2ـ خطوط دو مداره (Double circuit) :

در این نوع خطوط دو مداره سه فازه و هر دو مدار روی یک برج قرار گرفته‌اند.



3ـ خطوط باندل (Bundle) :

در این نوع خطوط هر فاز مرکب از چند هادی که ازلحاظ اندازه کاملاً مساوی

هستند تشکیل می شود . بکاربردن سیستم باندل بخاطر ظرفیت انتقال زیادتر و پایین آوردن ولتاژ بحرانی کرونا می باشد .

بطور کلی پست ها یکی از قسمتهای مهم شبکه های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی می باشند زیرا وقتیکه بخواهیم انرژی الکتریکی را از نقطه ای به نقطه دیگر انتقال دهیم برای اینکه بتوانیم از افت ولتاژ جلوگیری نماییم بایستی بطریقی ولتاژ تولید شدة ژنراتور را بالا برده و سپس آنرا انتقال داده تا به مقصد مورد نظر برسیم و در آنجا دوباره ولتاژها را پایین آورده تا جهت توزیع آماده شود کلیة این اعمال در پستهای انتقال و توزیع انجام می شود .



در یک پست فشار قوی وظیفه اصلی نبدیل ولتاژ می باشد که وظیفه را المنت اساسی پست یعنی ترانسفورماتور قدرت انجام می دهد .

جهت اندازه گیری پارامترهای اساسی انرژی الکتریکی نیاز به مبدلهای جریان و ولتاژ می باشد (VT,CT) و همچنین جهت قطع و وصل مدار نیاز به کلیدهای فشار قوی نظیر سکسیونر و دیژنکتور می باشد بعلاوه یکسری وسایل دیگر نظیر برقگیر، لاین تراپ و… جهت حفاظت و … مورد نیاز می‌باشد . جهت حفاظت خطوط و وسایل نصب شده در پست نیاز به رله های حفاظتی و همچنین در مواقعی که برق پست قطع می شود نیاز به یک ولتاژ ثابت و ذخیره شده می باشد که آن توسط سیستم باطریخانه تأمین می شود .

ب ـ روش یک ونیم دیژنکتوری :

با استفاده از این روش نیز می توان هر یک از دیژنکتورها را بدون قطع جریان فیدر از مدار خارج نمود ولی همیشه دو باسبار زیر بار می باشند .

در روش یک ونیم دیژنکتوری به ازاء هر دو فیدر خروجی سه کلید درنظر گرفته می شود و هر دو شین توسط این کلیدها به هم مرتبط می شوند این سیستم نسبت به دیگر سیستمهایی که تاکنون ذکر شده اند گرانتر می باشد ( بعلت تعداد بیشتر کلیدها ) و از درجه اصمینان بالایی برخوردار می باشد ، لذا در ایستگاههای بسیار مهم ازجمله ، پستهای تولیدی با ظرفیت بالا در نظر گرفته می شوند . چنانچه خطایی روی شین بیفتد با قطع کلیدهای طرف آن شین هیچگونه قطع لحظه ای در سایر ارتباطات نخواهیم داشت . هر خروجی یا ورودی توسط یک سکسیونر نسبت به باسبار ایزوله می شود ، چون در مواقعی که خط برای مدتی بی برق می شود سکسیونر آنرا نسبت به پست ایزوله می کند و کلیدهای اطراف خط بسته می شوند تا سیستم باسبار تکمیل شود . برای مثال جهت قطع یک خط خروجی برای لحظه ای و یا مدت طولانی باید دیژنکتورهای دو طرف کلید را باز نمود و سکسیونر ایزولة خط را هم باز نمود و سپس کلیدهای اطراف خط را بست .



ج ـ 3ـ1ـ3) باسبار دوبل ( راهرو اصلی )

نوع دیگری از شینه بندی دوبل ، راهرو اصلی می باشد . در این سیستم از هر دو شین بعنوان شین کار استفاده می شود یک ورودی (TI) توسط دیژنکتور و سکسیونر مربوط DITI روی باس (I) و یک ورودی دیگر T2 توسط کلیدهای مربوط روی باس (II) و نیز تعدادی از خروجی ها از باس (I) و تعدادی از باس (II) تغذیه می شوند . حال اگر بدلیلی ( افزایش بار ترانس ، یا تعمیر بر روی باسبارهای I , II ) نیاز باشد یک خروجی از روی یک باس به باس دیگر منتقل شود می توان در ابتدا با بستن سکوپلر مربوطه و سپس با بستن سکسیونری که ان خروجی به باس جدید مرتبط می نماید و باز نمودن سکسیونر قبلی ( که به باس قبل مرتبط بود ) خروجی مورد نظر را به باس جدید منتقل نمود ، بعد از این مرحله باید باس کوپلر باز شود عمل باسکوپر سنکرون کردن دو باس می باشد و در نتیجه سکسیونرهای خط با آن موازی می شوند و عمل قطع ووصل آنها بلامانع می گردد . بطور مثال برای انتقال خروجی FI از باس عملیات زیر انجام می شود :

الف ـ بستن باس کوپلر شماره 1

ب ـ بستن سکسیونر D2 P2

ج ـ باز کردن سکسیونر DI P1

د ـ باز کردن باس کوپلر شماره 1

Bus Section



د ـ3ـ1ـ3) سیستم شینه یندی حلقوی ( زنجیره ای )

دراین سیستم کلیدها بر روی شین قرار گرفته اند و بدینصورت یک شین حلقوی به تعداد ارتباطات منشعب تقسم می گردد . در این حالت تعداد کلیدها نظیر سیستمهای تک شینه و یا شین دوبل اصلی و یدک می باشد و در شین کار به ازاء هر ارتباط یک کلید بکار گرفته شده است و سیستم مزبور بعد از سیستم یک و نیم کلیدی از درجه اعتبار اطمینان خوبی برخوردار خواهد بود زیرا هر ارتباط از دو جهت ( سیستم حلقه ) با بقیه متصل می باشند . چنانچه خطایی بر روی شین بیفتد

حلقه با باز شدن کلیدهای دو طرف اتصالی پاره شده و ارتباط از سیستم خارج می‌شود ولی بقیه می توانند بکار خود بدون قطع موقت هم ادامه دهند .



مزایای این نوع شینه بندی :

1ـ هر دیژنکتور بدون از دست دادن مداری می تواند قطع گردد .

2ـ بروز اتصال کوتاه در بدترین حالت و در هر نقطه از باسبار باعث از دست رفتن تنها یک فیدر خواهد شد .

3ـ هزینه سرمایه گذاری نسبت به شینه بندی دوبل کمتر است زیرا در اینجا برای هر فیدر یک دیژنکتور مصرف شده است .

این نوع شینه بندی غالباً تا حداکثر هشت فیدر مورد استفاده قرار می گیرد زیرا با افزایش فیدرها جریان نامی باسبار نیز افزایش پیدا خواهد نمود و چون جریان باسبار از دیژنکتور عبور می نماید لذا از نظر هزینه اقتصادی نخواهد بود .





ج ـ قطع مدار خازنی :

در مدار خازنی خالص جریان نسبت به ولتاژ نود درجه پیش فاز می باشد در نتیجه پس از باز شدن کلید و تشکیل جرقه در زمان صفر شدن جریان قوس خاموش می گردد ولی همچنانکه از منحنی مشخص است در این لحظه خازن با ولتاژ ماکزیمم مولد شارژ شده است و بعد از قطع جریان این ولتاژ را در خود نگهداری می نماید بنابراین ولتاژ دو سر کلید قطع شده که اختلاف دو ولتاژ مولد و خازن می باشد ـ در این لحظه صفر است و با گذشت زمان این اختلاف با توجه به افزایش می یابد ( توسط قسمت هاشور خورده 9 بطوریکه در حداکثر مقدار خود به دو برابر ولتاژ ماکزیمم مدار می رسد که هرگاه در فاصله خاموش شدن قوس و ایجاد این ولتاژ در دو سر کلید فاصله کنتاکتها بحد مناسب از هم دور نشده باشند موجب برگشت قوس شده و از این نظر مشکلاتی برای کلید فراهم می گردد .

از بررسی های فوق مشخص می گردد که نحوه برگشت ولتاژ در دو سر کلید کاملاً به نوع مدار بستگی دارد و بنابراین خاموش نمودن قوس درمدارات مختلف . متفاوت است بطوریکه در مدار اهمی این کار بسادگی انجام می گیرد ولی در مدارات سلفی بعلت برگشت ناگهانی ولتاژ با حداکثر مقدار خود خاموش نمودن جرقه بسیار مشکلتر است در مورد مدارات خازنی نسبتاً ساده تر بوده ولی بالا رفتن ولتاژ برگشت را بمیزان دو برابر حداکثر ولتاژ باید در نظر داشت .



2ـ2ـ3) بررسی وصل مدارات مختلف

در بررسی قطع مدارات دیدیم که خاموش شدن قوس همیشه در لحظه صفر شدن جریان اتفاق می افتد . به هنگام وصل یک مدار نیز جریان مدار در این لحظه الزاماً صفر نمی باشد و بستگی به زمان وصل دارد و هر چه میزان ولتاژ در لحظه وصل کلید بیشتر باشد به هنگام نزدیک شدن کنتاکتهای کلید به همدیگر در اثر کوچک شدن فاصله و شکست الکتریکی قوس و جرقه نیز زودتر و بیشتر ایجاد می گردد .

بنابراین مشاهده می گردد که همانند حالت قطع مدار ، وصل مدار نیز توسط کلید با تشکیل قوس همراه می باشد حال وصل کلید را در مدارات مختلف مورد بررسی قرار می دهیم :



6ـ2ـ3) کلید بدون بار ( سکسیونر )

سکسیونر وسیله قطع و وصل سیستمهائی است که تقریباً بدون جریان هستند به عبارت دیگر سکسیونر قطعات و وسائلی را که فقط زیر ولتاژ هستند از شبکه جدا می سازد . تقریباً بدون بار بدان معنی است که می توان به کمک سکسیونر جریانهای کاپاستیو مقره ها ، ماشینها و تأسیسات برقی کابل های کوتاه و همینطور جریان ترانسفورماتورهای ولتاژ را نیز قطع نمود و یا حتی ترانسفورماتورهای کم قدرت را با سکسیونر قطع کرد . علت بدون جریان بودن سکسیونر هنگام قطع و وصل مجهز نبودن سکسیونر به وسیله جرقه خاموش کن است .

اگر در لحظه قطع یا وصل سکسیونر اختلاف پتانسیلی در دو کنتاکت آن وجود نداشته باشد ( گرچه به محض وصل کردن باعث عبور جریان شود ) قطع و وصل آن مجاز می باشد با همه این تفاسیر می توان گفت که سکسیونر یک ارتباط دهنده یا قطع کننده مکانیکی بین سیستمهاست . سکسیونر باید طوری ساخته شود که در موقع بسته بودن نیروی دینامیکی شدیدی که دراثر عبور جریان اتصال کوتاه به وجود می آید باعث لرزش تیغه یا احتمالاً باز شدن آن نگردد از این رو درهنگام نصب سکسیونر باید دقت نمود که تیغه سکسیونر در امتداد شین قرارگیرد همچنین مقره های که پایه سکسیونر را تشکیل می دهند باید قادر به تحمل فشاروارده در اثر نیروی کشش الکترومغناطیسی دو فاز مجاور در زمان اتصال کوتاه باشد .