فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول : مقدمه ای بر تولید برق در ایران

1-1 انواع نیروگاه های تولید برق 2

1-2 عرضه و تقاضای انرژی برق 6

1-3 تولید نیروگاه های ایران 11

فصل دوم : آشنایی با نیروگاه های سیکل ترکیبی ( بخاری گازی )

2-1 نیروگاه های بخاری 18

2-1-1 مقدمه 18

2-1-2 سیکل ترمودینامیکی نیروگاه بخاری 20

2-1-3 دیگ بخار و تجهیزات جانبی آن 24

2-2 نیروگاه گازی 31

2-2-1 مقدمه 31

2-2-2 سیکل قدرت گازی 32

2-2-3 تجهیزات نیروگاه گازی 36

2-3 نیروگاه سیکل ترکیبی 42

2-3-1 مقدمه 42

2-3-2 نیروگاه چرخه ترکیبی با دیگ بخار بازیاب 46

فصل سوم : مصرف داخلی نیروگاه های تولید برق

3-1 مقدمه 53

3-2 سیستمهای داخلی نیروگاه سیکل ترکیبی 54

3-3 انتخاب ولتاژ مصرف داخلی 55

3-4 تغذیه مصرف داخلی نیروگاه 57

3-4-1 تغذیه از شین اصلی نیروگاه 57

3-4-2 تغذیه از پایانه ژنراتور 59

3-4-3 تغذیه مصرف داخلی با اتصال گروهی واحدها 64

3-5 تغذیه برق اضطراری 65

3-6 تغذیه شین DC 67

3-7 سیستم برق اضطراری 68

3-8 شاخص های مطرح در طراحی سیستم مصرف داخلی نیروگاه 69

3-9 بارهای مصرفی در سیستم مصرف داخلی نیروگاه 70

3-9-1 انواع بارهای مصرفی تقسیم بندی آنها 70

3-9-2 دسته بندی بارها از لحاظ اهمیت و حساسیت 71

3-9-3 بررسی انواع مصرف کننده های انرژی الکتریکی 73

3-10 انواع بارهای موجود در نیروگاه سیکل ترکیبی یزد 76

فصل چهارم : ترانسفورماتورهای قدرت

4-1 مقدمه 86

4-2 دسته بندی های مختلف ترانسفورماتور 87

4-3 اتصالات مختلف ترانسفورماتورهای قدرت 88

4-4 تجهیزات اساسی ترانسفورماتورهای قدرت 90

4-5 مشخصات پلاک ترانسفورماتورها 105

4-6 خصوصیات ترانسفورماتور قدرت نیروگاه 112

فصل پنجم : محاسبات سطح مقطع کابل ها

5-1 کابل های نیروگاهی 119

5-1-1 کابل های فشار ضعیف و متوسط 119

5-1-2 کابل های فشار قوی 120

5-2 سطح مقطع کابل ها 121

5-3 اصول و شرایطی که در تعیین سطح مقطع کابل ها بکار می روند 122

5-4 محاسبات سطح مقطع برای سطح ولتاژ MV 125

5-5 محاسبات سطح مقطع برای سطح ولتاژ LV

فصل ششم : پخش بار در شبکه داخلی نیروگاه سیکل ترکیبی یزد

6-1 مقدمه

6-2 مساله پخش بار

6-3 برنامه کامپیوتری پخش بار

6-4 اجرای برنامه پخش بار برای شبکه داخلی نیروگاه سیکل ترکیبی یزد

منابع ماخذ

مقدمه ای بر تولید برق در ایران

1-1 انواع نیروگاههای تولید برق :

در میان پرکار برد ترین و مهمترین نیروگاههای متداول در جهان و ایران ، می توان از نیروگاههای حرارتی نام برد . این نوع نیروگاهها ، مبدل هایی هسنتد که انرژی نهفته در سوخت های جامد ، مایع ، گازی و یا سوخت های هسته ای را به انرژی برق تبدیل می کند .

نیروگاههای حرارتی ، طیف وسیعی از نیروگاهها را در برمی گیرند که از آن جمله می توان به نیروگاههای بخاری ، گازی ، چرخه ترکیبی ، دیزلی و هسته ای اشاره نمود . نوع بسیار متداول نیروگاههای حرارتی ، نیروگاههای بخاری می باشد . در این نوع نیروگاه با مشتمعل شدن سوخت های فسیلی ، آب سیکل ، تبدیل به بخار می شود .سپس انرژی بخاری تولیدی ، سبب چرخش توربین و در نهایت ، تولید انرژی برق می گردد . تفاوت اساسی نیروگاههای گازی با بخاری در آن است که سیال سیکل توربین گازی ، هوای محیط می باشد . اما نیروگاههای سیکل ترکیبی , متشکل از واحدهای گازی و بخاری می باشند که در آنها به منظور افزایش بازده کل حرارتی و بازیافت بخشی از انرژی باقی مانده در گازهای خروجی از توربین های گازی ، این گازها را به یک دیگ بخار بازیاب هدایت می کنند . بخار حاصل از این طریق ، توربین بخاری را به گردش در می آورد . از مهمترین نیروگاههای حرارتی می توان به نیروگاههای هسته ای ( اورانیم غنی شده ، پلوتونیم و … ) بخار با انرژی نهفته بسیار زیادی تولید می شود . با استفاده از انرژی بخار تولید شده ، توربین بخاری به چرخش در می آید و در نهایت انرژی الکتریکی تولید می شود .

در نیروگاههای برق آبی ، عامل و سیال واسطه ، جریان آب یا انرژی پتانسیل آب پشت سدها و آب بند ها است . نیروگاههای جریان رودخانه ای و نیروگاههای برق آبی از این نوع نیرگاهها هستند . از انرژی موجود در جریان آب رودخانه ها می توان در چرخاندن پرهای یک توربین آبی برای تولید انرژی مکانیکی ( و پس از آن تولید الکتریکی توسط ژنراتورها ) بهره جست . همچنین با ایجاد سدها و ذخیره سازی آب رودخانه در پشت این سدها می توان می توان از انرژی پتانسیل نهفته درآب پشت سد ( برای به چرخش در آوردن توربین ها ) نیز استفاده نمود .

در حال حاضر نیروگاههای حرارتی ، بیشترین سهم را در تولید و تامین انرژی برق مورد نیاز صنعت را بر عهده دارند . البته کشورهایی وجود دارند که سهم تولید انرژی نیروگاهای برق آبی آنها قابل توجه و یا حتی بیشتر از تولید نیروگاههای حرارتی است که در این میان ، می توان از کشورهای نروژ ، پرتغال ، سوئیس ، اتریش ، آلبانی ، کانادا ، برزیل و برخی دیگر از کشورهای آمریکای جنوبی نام برد

علاوه به نیروگاههای بخاری ، هسته ای ،گازی ، سیکل ترکیبی . آبی که کاربرد بیشتری دارند ، می توان انواع زیر را نام برد :

1- نیروگاههای دیزلی :

در این نوع نیروگاهها، نیروی محرکه ژنراتور یک موتور درو نسوز دیزلی است . امروزه از نیروگاه دیزلی به عنوان یک نیروگاه پایه ، کمتر استفاده می شود و بیشتر برای مواقع اضطراری و احتمالا برای حداکثر شبکه استفاده می گردد در حالیکه در مناطقی از ایران که به شبکه سراسری وصل نیستند ، از نیروگاههای دیزلی هم که قدرت تولیدی آنها معمولا تا 5000 کیلو وات می باشد ، استفاده می شود.

2- نیروگاه تلمبه ذخیره ای :

در بعضی از مناطق که شرایط جغرافیایی مناسبی وجود داشته باشد ، از مبادله آب بین دو منبع در سطوح مختلف ، می توان انرژی مورد نیاز را برای چرخاندن توربین ها ایجاد نمود . در این نوع نیروگاهها ، آب از منبع در سطح پائین ( که می تواند یک دریاچه باشد ) توسط پمپ هایی در ساعاتی از روز که مصرف انرژی الکتریکی پائین است به منبع بالایی فرستاده می شود . سپس در مواقعی که به انرژی الکتریکی نیاز است ، از منبع بالایی آب را توسط لوله هایی به روی پره های یک توربین آبی هدایت می کنند و بدین ترتیب انرژی الکتریکی تولید می شود .

3- نیروگاه خورشیدی :

یکی از آرزوهای بزرگ بشر ، کاربرد انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع لایزال برای مصارف بزرگ بوده است . اشکال بزرگ در کاربرد انرژی خورشیدین متمرکز نبودن ، تناوبی بودن و ثابت نبودن مقدار انرژی ، و پائین بودن شدت تشعشع می باشد . به خاطر دانسیته پائین انرژی ، سطح لازم برای کسب انرژی قابل توجه ، بزرگ خواهد شد و به خاطر تناوبی بودن و ثابت نبودن مقدار آن ، معمولا برای انرژی خورشیدی ، یک منبع ذخیره انرژی کسب شده مورد نیاز است . همچنین به دلیل متمرکز نبودن انرژی خورشیدی ، احتیاج به تجهیزاتی برای متمرکز ساختن آن می باشد .

انرژی خورشیدی را می توان در موارد زیر مورد استفاده قرار داد . تامین انرژی هایی کم مثل گرمایش و سرمایش ساختمان ، پختن غذا ، گرم کردن آب ، استرلیزه کردن وسایل بهداشتی خشک کردن محصولات کشاورزی ، شیرین کردن آب ، تولید سوخت های شیمیایی ، احتراق مواد آلی ، تولید گاز هیدروژن ، تولید الکتریسیته به روش فتوولیتک ( باطری خورشیدی ) ، تولید بخار آب برای به چرخش در آوردن یک توربین بخار و تولید الکتریسیته و موارد دیگر .

4- نیروگاه بادی :

بادهای محلی و موسمی ، حامل مقدار زیادی انرژی می باشند که مقدار آن بستگی به سرعت باد دارد . بعلاوه هر قدر سطح برخورد باد با یک جسم ، بیشتر باشد. انرژی بیشتری را میتوان به آن جسم منتقل نمود . بنابراین ، کسب انرژی قابل توجه از باد ، علاوه بر مناسب بودن سرعت باد ، به سطح بزرگ تماس با باد نیز وابسته است . استفاده از انرژی باد برای مصارف محدود و محلی مناسب است ، ولی به دلایل محدود بودن مقدار این انرژی ، ثابت نبودن ، مقدار تناوبی بودن آن و نیز محلی بودن ، نمی توان از انرژی باد به عنوان یک منبع تولید عمده انرژی برای آینده یاد نمود . امروزه در مناطقی که یک متوسط وزش باد ثابت دارند و سرعت باد در آنجا مناسب است . با نصب توربین های بادی ، انرژی الکتریکی تولید می شود . همچنین با تولید باد مصنوعی از طریق تابش خورشیدی بر روی سطح گسترده سیاه رنگ و متمرکز کردن باد ایجاد شده بر روی پره های توربین بادی نیز انرژی الکتریکی قابل ملاحظه ای تولید می شود .

5-نیروگاههای زمین گرمایی :

یکی از منابع انرژی که به مقدار زیادی در دسترس می باشد ، انرژی زمین گرمایی ( ژئوتر مال – انرژی گرمایی داخل زمین ) است که به دو روش قابل بهره برداری می باشد .

الف) استفاده از بخار آب به صورت داغ و خشک که به طور طبیعی در زیر پوسته زمین وجود دارد .

ب) ایجاد مصنوعی بخار ، به وسیله عبور آب از روی سنگ های داغ زیر زمینی که دارای درجه حرارت زیاد و نزدیک به نقطه ذوب هستند ( این موضوع با توجه به این نکته است که در بعضی از نقاط زیر پوسته زمین در عمق 5 تا 6 کیلومتری می توان به درجه حرارت های تا 3000 درجه هم رسید . )

هم اکنون نیرگاههای متعددی از این انرژی در هردو روش الف و ب مورد استفاده قرار می گیرند .

6 – نیرگاههای آبی با امواج دریا :

امواج دریا به دلیل بالا و پائین رفتن مداوم و تحرک زیاد و ایجاد اختلاف ارتفاع های که گاه به چندین متر هم می رسد ، حاوی مقدار زیادی هستند . البته این انرژی به صورت پراکنده در سرتاسر سطح آب به وجود می آید . بنابراین به وسیله تجهیزات بخصوص ( که سطح بزرگی از آب را مایع می پوشانند ) می توان مقداری از این انرژی را کسب نمود و در تولید انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار داد. البته استفاده از این انرژی هنوز در مراحل تحقیقاتی و آزمایشی خود می باشد .

7 - نیروگاه آبی جذر مدی :

در دریاها به خاطر چرخش ماه به دور زمین ، روزانه دوبار جذر و دوبار مد به وجود می آید . اختلاف ارتفاع آب در حالت جذر مد در هر نقطه بستگی به وضع قرار گرفتن ماه ، زمین و خورشید دارد و بزرگترین اختلاف ارتفاع آب در حالت جذر و مد ، معمولا در اوایل پائیز به وجود می آید برای آنکه بتوان از انرژی جذر مد استفاده نمود ، باید یک خلیج ( یا یک دریاچه مصنوعی ) را توسط سدی از دریا جدا نمود و در هنگام جذر مد از جریان آبی که متناوباً بین این دو منبع ایجاد می شود ، برای چرخاندن پره های یک توربین ( و نهایتاً تولید نیروی الکتریسته ) استفاده کرد . با توجه به محدودیتهای جغرافیایی در رابطه با استفاده از نیروی جذر و مد از این روش نمی توان به عنوان یک منبع عمده تولید انرژی در همه جا استفاده نمود .