مقاله بررسی اهمیت سیستمها و شبکه های الکتریکی(خطوط انتقال شبکه توزیع هوایی و زمینی در 57 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

عنوان صفحه

مقدمه 1

مقایسه شبکه های هوایی و زمینی 4

مشخصات مکانیکی و الکتریکی خطوط هوایی 4

نگهدارنده های خطوط 6

پایه ها 7

برجها و دکلهای فولادی 13

کراس آرم یا کنسول و انواع آن 13

هادیهای خطوط توزیع و انتقال 17

مقره های خطوط هوایی 20

انواع کلمپ 25

ترانسفورماتور 28

انواع برقگیر و نصب آن 31

فلش یا شکم سیم 32

روشهای کاهش مقاومت اهمی زمین 35

انواع مبدلها 37

ترمز الکتریکی و لزوم آن 39

موتور DC 40

ترمز الکتریکی 43

روشهای کنترل سرعت موتورهای DC 46

کنترل سرعت توسط یکسو کننده های قابل کنترل 48

یکسو کننده ها با دیود هرز گرد کنترل شده 51

کنترل توسط برشگرها 51





«مقدمه»



از آنجا که امروزه اهمیت سیستمها و شبکه های الکتریکی اعم از خطوط انتقال شبکه توزیع هوایی و زمینی در همه جوامع بشری را می توان به سلسله اعصاب آدمی تشبیه نمود چنانچه خللی در قسمتی از سیستم انتقال و یا توزیع در گوشه ای از کشور رخ دهد اثر خود را در تمامی جامعه کم و بیش می گذارد خصوصا با پیشرفت جوامع در همه سطوح زندگی لزوم نیاز به وجود سیستم توزیع وانتقال انرژی الکتریکی همگون و منظم افزایش می یابد از این رو بالابردن کیفیت خطوط انتقال و شبکه های توزیع دیگر متعلقات آن ایجاد نظم وهماهنگی در کارهای مربوطه و رفع نواقص و کمبودها می تواند شرایط زندگی بهتری را برای جامعه فراهم نماید. در شرایط فعلی جامعه که پیشرفت در امور صنعتی را ایجاب می نماید توسعه بخش انتقال و خوصوصا توزیع انرژی الکتریکی اهمیت بیشتری پیدا کرده است .

زیرا در قیاس انواع انرژی ها؛ انرژی الکتریکی بسیار اقتصادی و بدور از هر گونه عوارض و ضایعات جانبی و از همه مهمتر اینکه نسبت به سایر انرژی ها و بطور کلی مانور آن در استفاده های گوناگون در زندگی زیاد می باشد.

بطور خلاصه می توان محاسن و مزایای انرژی الکتریکی در قیاس با سایر انرژیها را به موارد زیر اشاره نمود:

1. انتقال مقادیر زیادی انرژی الکتریکی به آسانی امکان پذیر است.
2. انتقال این انرژی به فواصل طولانی به آسانی امکان پذیر است.
3. تلفات این انرژی در طول خطوط انتقال و توزیع کم ودارای راندمان نسبتا بالایی می باشد
4. قابلیت کنترل و تبدیل و تغییر این انرژی به سایر انرژیها به آسانی امکان پذیر است.

بطور کلی سیستم انرژی الکتریکی دارای 3 قسمت اصلی می باشد:

1. مرکز تولید نیرو ( توسط نیروگاه )
2. خطوط انتقال نیروی برق
3. شبکه های توزیع نیروی برق

موارد مهمی که همواره باید مورد توجه و عمل شرکتهای توزیع برق قرار گیرد عبارتند از:

1. زیبای و همگونی شبکه های هوایی
2. استحکام و دوام و پایداری شبکه پیش بینی شده باشد.
3. جنبه اقتصادی شبکه های توزیع مورد توجه قرار گیرد.

لازم به ذکر است که سه مورد اخیر در محیط وموقعیت و شرایط گوناگون می تواند متفاوت باشد.

بعنوان مثال در جایی زیبای اهمیت و الویت را دارا می باشد ودر جایی دیگر استحکام و پایداری شبکه ودر موارد و موقعیت دیگر علاوه بر موارد فوق امر اقتصادی را مورد توجه قرار داد. عدم رعایت شرایط و موارد فوق باعث اتلاف هزینه و انرژی و ایجاد نابسامانی را در پی خواهد داشت.




مقایسه شبکه های هوایی و زمینی

خطوط انتقال و توزیع را ممکن است به صورت هوایی و زمینی کشید.

بوسیله موارد زیر آنها را می توان با یکدیگر مقایسه کرد:

1. احداث شبکه های هوایی آسان تر است در صورتیکه برای احداث شبکه های زمینی اولا باید مسیر مناسب باشد و ثانیا احتیاج به احداث کانال می باشد.
2. احداث شبکه های هوایی ارزانتر از شبکه های زمینی است.
3. عیب یابی و رفع عیب شبکه های هوایی آسانتر است. زیرا بیشتر عیوب آن با چشم دیده می شود.ولی پیدا کردن عیب در شبکه های زمینی به دستگاه های عیب یاب نیاز دارد.
4. همانطور که ولتاژ خطوط انتقال افزایش می یابد هزینه کابلهای شبکه های زمینی افزایش می یابد.
5. در شبکه های زمینی به افراد متخصص بیشتری نیاز است.
6. در شهرها ومناطق پر جمعیت برای حفظ زیبایی شهر معمولا از شبکه های زمینی استفاده می شود.

مشخصات مکانیکی و الکتریکی خطوط هوایی:

کار یک خط هوایی ‚ انتقال انرژی الکتریکی می باشدو اساسا از لوازم زیرتشکیل می گردد:

1. نگهدارنده های خطوط
2. هادیها

دسته بندی هادیها:

هادیها به دو دسته تک رشته ای و چند رشته ای تقسیم می گردد. هادی تک رشته ای دارای یک دسته سیم و هادی چند رشته ای از یک گروه سیم که به هم تابیده شده مشتمل می باشد.

مقره های خطوط هوایی :

هادیهای خطوط هوایی باواسطه مقره ها بر روی کراس آرم قرار دارند.علت استفاده از مقره در خطوط عبارت است از:

1. عایق نمودن هادیها نسبت به کراس آرم و پایه و درنتیجه زمین.
2. عایق نمودن هادیها نسبت به یکدیگر و ایجاد فاصله ایمن بین فازها

مقره ها بایستی از تحمل یک مقاومت الکتریکی و مکانیکی خاصی برخوردار باشند تا بتوانند علاه بر نیروهای مختلف مکانیکی ( فشار ‚ کشش ‚ خمش ) که به آنها وارد می شود در مناسب ترین شرایط ( باران ‚ مه ‚ شبنم و آلودگی هوا ) فشار الکتریکی وارده مانند ولتاژ دائمی خط و ولتاژ ضربه ای ( رعد وبرق ‚ کلید زنی ) را نیز تحمل کنند. استقامت مکانیکی مقره ها بستگی به جنس و ضخامت عایق دارد. استقامت الکتریکی آن بستگی به جنس ‚ طول و شکل مقره دارد. دو ماده اصلی برای ساختن مقره های خطوط هوایی ‚ چینی و شیشه سخت می باشد.

مزایای مقره شیشه ای نسبت به چینی:

1. در مقابل لب پریدگی و قوس الکتریکی نسبت به چینی مقاوم تر است.
2. اگر بشکند به تکه های کوچکی شکسته شده وآن عیب را می توان از روی زمین مشاده کرد بنابراین تشخیص عیب در مقره های شیشه ای آسانتر از مقره های چینی است .
3. استقامت عایقی شیشه بیشتر از چینی و در حدود 120کیلو ولت بر میلی متر می باشد.
4. تحت فشار مقاوم تر از چینی بوده و در مقابل کشش استقامت معادل چینی را دارد.
5. تنها عیب مقره شیشه ای این است که در اثر ضربه لبه های آن کاملا خرد شده و در عین اینکه یک حسن در مقابل عیب یابی است ‚ عیب بزرگ آن این است که بطور فوق العاده از قدرت عایقی آن زنجیره و مقره کاسته می شود.

شکست الکتریکی مقره :

به سه صورت ممکن است در مقره شکست الکتریکی رخ دهد:

1. تخلیه الکتریکی ( تخلیه قوس الکتریکی ) در هوای اطراف مقره که بر اثر کلید زنی ( قطع و وصل کلیدها ) و یا ساعقه بوجود می آید.
2. سوراخ شدن مقره که باعث تخلیه قوس الکتریکی از درون مقره می گردد که این بیشتر به جنس مقره بستگی دارد.
3. جمع شدن آلودگی و گرد وغبار در سطح خارجی مقره که باعث ایجاد جرقه در سطح مقره می شود.

انواع مقره ها :

1. مقره های سوزنی یا میخی
2. مقره های اتکایی یا ستونی
3. مقره های آویزی: الف) مقره بشقابی ب) مقره قابلمه ای
4. مقره های کششی مهار

· بمنظور بالابردن مقاومت عایقی مقره ها به تعداد مقره های بشقابی اضافه میگردد و جهت بالا بردن مقاومت مکانیکی مقره های بشقابی به تعداد زنجیره مقره ها اضافه می نماییم.

1. مقره های سوزنی :

مقره سوزنی همانطور که از نامش پیداست روی یک پیچ یا پایه فولادی وصل می شود که مقره را در جای خود مثلا روی کراس آرم نگه می دارد و هادی نیز وسیله یک سیم اصلی روی مقره محکم میگردد‚ مقره های سوزنی ممکن است چینی یا شیشه ای باشند. مقره های شیشه ای یکپارچه بوده ولی نوع چینی تا ولتاژ 23کیلو ولت یکپارچه بوده وبرای ولتاژهای بالاتر بسته به مقدار ولتاژ چند تکه ساخته می شوند.

مقره سوزنی ساده:

از چینی ساخته شده وروی آن را لعاب قهوه ای رنگی داده اند.روی سر و کناره ها کم است و در بعضی از آنها سطح بالای مقره بدون شیار است.از این مقره در مقاطع کم معمولا تا سیم70استفاده میشود.

تذکر: هنگام سیم کشی از کشیدن سیم روی مقره خودداری شود زیرا در اثر تماس سیم با مقره‚ لعاب روی آن سائیده شده و ممکن است در اثر فشار میدان الکتریکی سوراخهای ریزی در مقره ایجاد گردد که باعث اتصال زمین شود.

2. مقره اتکائی:

نوع دیگر مقره سوزنی مقره اتکائی می باشد که به شکل استوانه چینی تو پر یا تو خالی مانند بوشینگ ترانس ویاCT و PT ساخته می شود نوع توخالی آن به شکل استوانه ای است که در یک انتهایش یک حفره دارد که قبل از اینکه قاعده مقره به کلاهک فلزی چسبانده شود پوشانده می شود.

مقره های اتکایی بصورت عمودی یا افقی نصب می گردند نوع افقی آن از چینی یکپارچه و توپر ساخته شده وبرای نگاه داری هر فاز توسط یک پین یا پیچ مخصوصی بر روی پایه به طور افقی نصب می گردد ودر سر مقره یک کلمپ مخصوص جهت نگاهداری هادی خط می باشد این نوع مقره در شبکه های هوایی نیاز به کراس آرم و بریس ندارد و فضای کمتری را اشغال می کند. نوع عمودی آن بیشتر در پست های فشار قوی نصب می گردد که ممکن است توپر یا توخالی باشد.

3. مقره آویزی یا بشقابی :

مقره آویزی چنانچه از نامش پیداست از کراس آرم آویزان بوده و بادقت به انتهای آن بوسیله کلمپی بسته می شود این نوع مقره بیشتر در ولتاژهای بالااستفاده می شود زیرا مقره سوزنی در این ولتاژهای بالا بسار گران تمام می شود. هر مقره بشقابی از یک صفحه یا دیسک عایق چینی یا شیشه ای تشکیل یافته است که قسمت بالایی آن یک کلاهک چدنی گالوانیزه از چدن مالئ بل یا کله گاوی توسط سیمان مخصوصی روی آن اتصال دارد و در قسمت پایین مقره یک پین فولادی گالوانیزه در داخل عایق بوسیله سیمان مخصوصی محکم شده است.

4. مقره قابلمه ای :

این نوع مقره ها در مناطق با آب وهوای آلوده و مرطوب به کار می رود

انواع کلمپ :

1) کلمپ انتهایی یا گیره انتهایی :‌

کلمپ انتهای وسیله ای است از آلیاژ AL که در دداند 20 کیلو ولت هادی با آن بسته می شود وبه سه دسته : سیم گیر دو پیچ‚ سه پیچ‚ پنج پیچ تقسیم می گردد.

2) کلمپ عبوری :

نمونه دیگر کلمپ در شبکه هایی که مقره ها بشقابی و به صورت آویزی می باشد هادی را با متعلقات مقره بشقابی به آن نگاه می دارد.

اجزاء کلمپ انتهایی :

الف) سیم گیر از آلیاژ آلومینیوم

ب‌) مغزی یا لقمه از جنس آلومینیوم

ت‌) پیچ یو شکل از فولاد گالوانیزه با مهره

ث‌) واشر فنری فولادی

ج‌) پین از فولاد سخت

ح‌) اشپیل از فولاد سخت

برخی از لوازم فشار ضعیف :

1) اتریه یا جا مقره چرخشی :

اتریه یا جا مقره چرخشی جهت نگهداری مقره چرخشی و سیم فشار ضعیف بر روی تیر استفاده می گردد واز سه جزء تشکیل می شود.

الف ـ تسمه اتریه که از جنس فولاد گالوانیزه است که ضخامت آن 5 میلی متر و پهنای آن50 میلی متر می باشد.

تسمه به شکل D است که دارای دو سوراخ یکی در لبه بالائی و دیگری در لبه پائین اتریه می باشد. بایستی سوراخها در یک امتداد بوده و حدود 10 میلی متر از لبه اتریه فاصله داشته باشند. قطر سوراخ پشت اتریه که به تیر پیچ می شود حدود 17 میلی متر است و پشت اتریه حدود 2 میلی متر بصورت گرده ماهی در آمده تا بهتر بتواند نیرو ها را تحمل نماید.

ب ـ پین که از جنس فولاد گالوانیزه است و طول آن 115 و قطر آن 16 میلی متر می باشد.

ج ـ اشپیل از جنس برنز