مقاله ای در مورد برق که دانشجویان برق میتوانند از آن استفاده کنند

خلاصه گزارش

در این گزارش سعی شده است که با رعایت اختصار گوشه ای از قسمت عظیم و گسترش انتقال الکتریکی تشریح شود .در مقدمه این گزارش آشنایی با مشخصات کلی الکتریکی پست 63 کیلو ولتی کمال آباد کرج آمده است . در بخش نخست گزارش دلایل وجود پستهای فشار قوی و همچنین انواع آنها با توجه به استانداردهای موجود شرح داده شده دربخش دوم گزارش مهمترین و اساسی ترین تجهیزات تشکیسل دهنده پست به تفصیل شرح و بررسی گردیده است . همچنین در مورد رله هایی که محافظت خطوط و ترانسفورماتورها و دیگر تجهیزات مهم یک مجموعه را عهده دارند توضیحاتی داده شده است دربخش بعدی اصول و روشهای بهره برداری بهینه از پستهای فشار قوی بطور اعم شرح داده شده است که این توضیحات در جهت بهره وری بیشتر و همچنین راندمان بالاتر و جلوگیری از بروز هر گونه خطر و یا اشال احتمالی به کلیه دست اندرکاران یک پست فشار قوی توصیه می شود . بخش بعدی مربوط به شرح و توضیح اشکالات احتمالی که ممکن است در پست 63کمال آباد بروز کند و همچنین شرح کارهایی که برای رفع این عیوب باید انجام شود . بخش آخر نیز مربوط به نحوة بهره برداری از مدارهای اینترلاک پست 63 کمال آباد می باشد که در آن نحوه برق دار کردن خط با در نظر گرفتن کلیه اصول فنی برای جلوگیری از بروز هر گونه نارسایی در سیستم و شبکه شرح گردیده است .

مقدمه

پست 63 کمال آباد در غرب تهران در 50 کیلومتری تهران واقع در کرج قرار دارد . پست توسط 4 ترانس اصلی التا ساخت آلمان هر یک بقدرت نامی 15MVA تغذیه می شود دارای 4 ترانس داخلی ساخت UNELEC هر یک بقدرت نامی 100KVA با گروه برداری PYNU یا پست تبدیل ولتاژ نامی 20/0.4KV با نسبت تبدیل ( جریان نامی )2.88/144.3,A می‌باشد .

و دارای ترانسفورماتور ولتاژ 63 کیلو ولت P.T خطوط سازنده کارخانه SPANNUN GSWANPLER می باشد با قدرت 250,VA و کلاس 0.5 می باشد . دارای دوبی ورودی63 از طریق پست 23 کیلو ولتی کمال آباد به فاصله 2 کیلو‌متری از پست به کدهای 606,605 و یک بی خروجی به پست اختصاصی بی‌سیم واقع در 1 کیلومتری پست که در مواقع مانور از این خط استفاده می شود . و در حال حاضر 12 خط خروجی به شرح ذیل می باشد:

ماهواره 20kv نان شهر 20kv بوستان 20kv

عرب آباد // استناد // فرهنگ //

پدم // قزوین // مردآباد //

علومی // زندان // پارک شهر //

هر بی ورودی شامل تجهیزات زیر می باشد :

1ـ برقگیر 2ـ ترانس ولتاژ 3ـ سکسیونر سرخط ( عمودی ) 4ـ سکسیونر زمین

5ـ ترانس جریان 6ـ بریکر 63 7ـ سکسیونر یا سیار 8ـ سکسیونر ارتباط با سیار 9ـ بریکر 63 10ـ ترانس جریان 11ـ ترانسفورماتور قدرت 12ـ سکسیونر اتصال زمین ترانس 13ـ ترانسفورماتور داخلی 14ـ ترانسفورماتور نوتر

دستگاههای اندازه گیری

این دستگاهها عبارتند از : ولتمتر ، آمپر متر ، واتمتر ، وارمتر ، کنتور اکتیو و راکتیووسازنده‌این‌دستگاهها‌B.B.C‌می باشد‌و‌دستگاههایشان الکترومغناطیسی می‌باشد .

رله های حفاظت خط

1ـ رله دیستانس اولیه ، ساخت آلمان B.B.C دارای سه زون

2ـ رله رکلوزتیک ( دوباره وصل کن ) ، ساخت آلمان B.B.C

3ـ رله جریان زیاد ، ساخت آلمان B.B.C

رله های حفاظتی خط 20c

1ـ رله اضافه جریان

2ـ رله اتصال زمین

ضمناً کلیه اتفاقات در پست توسط دستگاه ثبت می گردد و در حادثه ای که درخطهای خروجی رخ دهد توسط مودم ارسال و ثبت می گردد .

مشخصات باطریهای 127v

پست شامل 2 دسته باطری با مشخصات زیر می باشد که توسط دو دستگاه باتری شارژ که سازنده کشور آن آلمان غربی می باشد ، شارژ می شود .

این باطری از نوع باتری اسیدی و تهویه اش توسط فن انجام می شود تعداد هر ست آن 10 عدد است که هر کدام 12 ولت و 40 آمپر می باشد .

مشخصات باطریهای D.c 48v

همچنین این پست دارای یکدست باطری 48v است که توسط یک ست باطری شارژ 48v است که با Type 48 ساخت آلمان می باشد . مشخصات این باطری 48v به قرار زیر است از نوع اسیدی ظرفیت باطری آن 200 Ah و تعداد آن 4 عدد ولتاژ هر باطری 12V است .

1) مبانی و تعاریف مربوط به پست فشار قوی

با توجه به اینکه قدرت تولیدی نیروگاههای بزرگ تماماً در محل مصرف نخواهد شد به منظور انتقال انرژی تولید شده از محل تولید به مکانهای دیگر ، نیاز به انتقال انرژی توسط هادیهای الکتریکی می باشد . با توجه به اینکه ولتاژ خروجی ژنراتورها در ایران حداکثر20KV می باشد با توجه به قدرت تولیدی کل این نیروگاه ( مثلاً نیروگاه نکاء :440MW ) جریان انتقالی خیلی زیاد خواهد بود و دراین صورت سطح مقطع هادی مورد نیاز و افت ولتاژ و توان انتقالی خیلی زیاد خواهد بود .

بطور خلاصه می توان گفت از آنجاییکه انرژی الکتریکی بصورت متمرکز و به توسط نیروگاههای بزرگ با قدرت خیلی زیاد تولید می گردد و محل احداث این نیروگاهها بر حسب نوع نیروگاه ( آبی ، بخاری ، هسته ای ) از مراکز مصرف فاصلة زیادی دارند لذا انتقال این انرژی در فواصل زیاد با افت ولتاژ و تلفات خط غیر قابل قبول همراه می باشد . هرگاه این انرژی با سطح ولتاژ بالاتری منتقل گردد طبق رابطة : مقدار جریان‌الکتریکی که با ولتاژ مسبت عکس دارد کاهش می یابد در نتیجه مطابق روابط زیر افت ولتاژ و تلفات قدرت در طول خط کاهش می یابد :

امپدانس هادی :V=ZI ( Z ) : افت ولتاژ

مقاومت هادی : P= RI (R) : تلفات قدرت

از طرفی درخطوط انتقال فشار قوی ، بخاطر اندوکتیویته زیاد ، جریان کور زیادی وجود دارد که خود باعث تلفات زیاد حرارت می شود :

معمولاً تلفات را از نیروگاه تا مصرف کننده حدوداً 10% در نظر می گیرند و ای مقدار قابل نلاحظه می باشد مثلاً برای انتقال 500MW نیرو حدوداً 50MW آن تلف می شود .

بنابراین با کاهش جریان می توان سطح مقطع هادی را نیز کاهش داده و از این راه هزینه خط انتقال را کم نمود ولی از طرفی بالا رفتن ولتاژ نیز مستلزم عایق بندی بیشتر و استفاده از دکلهایی با ارتفاع بلندتر بمنظور رعایت فواصل مجاز با زمین و همچنین فاصله فازها از همدیگر می باشد و این موضوع بر هزینه احداث خط انتقال می افزاید .پس با توضیحات فوق روشن می گردد که میزان افزایش ولتاژ نیز حدی دارد و بالا بردن بیش از حد ولتاژ نیز عملاً مقرون به صرفه نخواهد بود بنابراین بمنظور انتخاب ولتاژ مناسب جهت انتقال میزان معینی انرژی الکتریکی به فاصله معینی می بایست محاسبات اقتصادی کامل انجام شده و مناسب ترین و اقتصادی ترین ولتاژ انتخاب گردد .

معمولاً در انتخاب ولتاژ انتقال موارد زیر مورد توجه و اهمیت قرار می گیرد :

1ـ ولتاژ خطوط مشابهی که قبلاً در شبکه و حوالی خط مورد نظر وجود داشته است .

2ـ طول خط

3ـ قدرت مورد نظر که می بایست انتقال داده شود .

4ـ افت ولتاژ و افت قدرت

5ـ افت کرونا که ازافزایش ولتاژ ناشی می گردد .

6ـ تنظیم ولتاژ درحالت بی باری و در بار کامل که معمولاً در طراحی شبکه این رقم بین +10% و-5% می باشد .

7ـ بررسی اقتصادی ومقایسه خطوط با ولتاژهای مختلف .

روابط تجربی برای تعیین ولتاژ انتقال اقتصادی :

روابط تجربی زیر بمنظور تعیین حدود ولتاژ و کمک به طرح دریافتن میزان مبنا برای انتخاب بهترین ولتاژ از نظر اقتصادی می باشد .

1ـ رابطة تجربی استیل :

قدرت بر حسب کیلو وات : p طول خط بر حسب مایل :L ولتاژ بر حسب کیلو ولت :V

2ـ رابطه کلون :

قدرت بر حسب کیلو ولت :P طول خط بر حسب کیلومتر : L ولتاژ بر حسب کیلو ولت :V

روابط استیل و کلون برای مسافتهای کوتاه مفید است .

این رابطه هم برای فواصل نزدیک و هم برای فواصل دور صدق می کند و از آن استفاده می شود :

قدرت بر حسب مگا وات :P ولتاژ بر حسب کیلو ولت : V

ولتاژهای استاندارد :

ولتاژهای استاندارد در شبکة ایران به شرح زیر می باشد :

1ـ ولتاژهای انتقال :132.230.400(KV)

2ـ ولتاژهای فوق توزیع :63.33.10(KV)

3ـ ولتاژهای توزیع :220 تک فاز و 400V سه فاز

ولتاژهای خروجی ژنراتور در نیروگاهها معمولاً در حد 11(KV) ،66 حداکثر 33KV می باشد و افزایش ولتاژ ژنراتور بیش از این مقدار از نظر عایق بندی و هزینه های مربوط اقتصادی نمی باشد . بنابراین توسط پستهای بالابرندة سطح ولتاژ بمیزان مناسب افزایش می یابد .

تعریف پست فشار قوی:

باتوجه به‌مطالب گفته شده 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 .

2) تجهیزات پست

یک پست فشار قوی ممکن است شامل تمامی یا قسمتی از تجهیزات زیر باشد .

1ـ سوئیچگیر (switch hear)

2ـ ترانس قدرت (power tranformer)

3ـ ترانس زمین(Ground tr)

4ـ ترانس تغذیه داخلی (server tr)

5ـ جبران کننده (Compensa tors)

الف : خازنی Capacitor(s)

ب : سلفی Inductor (s) ابتدا توضیح مختصری در مورد هر کدام از موارد فوق داده می شود سپس نکات مهم به تفصیل شرح داده می شود .

1ـ2) سویچگیر :

عبارتست از مجموعه ای از عناصر و تجهیزات که به منظور ارتباط فیدرهای مختلف در یک ولتاژ معین مورد استفاده قرار می گیرند و خود شامل اجزاء زیر می باشد :

1ـ باسبار یا شینه (Bus Bar) – [B.B]

2ـ کلیدهای قدرت (Circuit Breaker )- [D.S]

3ـ سکسیونر یا جدا کننده (Disconector Swich )-[D.S]

4ـ ترانسفورماتور جریان(C.T) (Current transformer)

5ـ ترانسفورماتور ولتاژ (T.V) (Noltage trnsformer)

6ـ برقگیر (P.I) (Post Insulation)

7ـ تکه موج (L.A) (Ligting Arestor)

8ـ تکه منطبق کننده خط Line trap) یا (Ware trap

9ـ مقره Post insukator P.I

ترانسفورماتور قدرت :

برای بالا بردن ولتاژ بمنظور انتقال انرژی الکتریکی به فواصل دور ( برای انتقال برق به فواصل دور ـ همانطور که گفته شد ـ ولتاژ را بالا می برند تا تلفات خط انتقال پایین بیاید ) و همچنین برای پایین آوردن ولتاژ بمنظور رساندن آن به سطح قابل مصرف بوسیله مصرف کننده ها و همچنین برای اتصال دادن دو شبکه فشار قوی بکار می رود . ترانسفورماتور اول را افزاینده ، ترانسفورماتور دوم را کاهنده و ترانسفورماتور آخری را کوپلاژ می نامند . تفاوت ترانس یا ولتاژ با ترانس قدرت در آن است که درترانس ولتاژ یا جریان نمونه ای از ولتاژ یا جریان مورد نظر گرفته می شود و مقدار آن کاهش داده می شود و در هر لحظه ولتاژ یا جریان ثانویه تابع ولتاژ یا جریان اولیه می باشد . ولی در ترانسفورماتور قدرت چون ثانویه به بار متصل است که تعیین کننده است توان تأمین شده توسط اولیه ، بستگی به توان خواسته شده در ثانویه دارد .

3ـ2) ترانس زمین :

هرگاه شبکه ای از یک مثلث یک طرف ترانسفورماتوری تغذیه نماید برای ایجاد

نقطة نوترال و زمین نمودن آن از ترانسفورماتور زمین که بصورت زیگزاک سیم پیچی شده است استفاده می گردد .

4ـ2) جبران کننده ها :

در جریان متناوب هادیهای منتقل کننده انرژی الکتریکی ، ترانسفورماتورها، مصرف کننده از قبیل موتورها ، کوره های الکتریکی لامپهای گازی و حتی بوبین ها کم و بیش یک نوع مصرف کننده سلفی هستند و باعث ایجاد اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ می شوند . با بالا رفتن اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ ( ) شبکه ، ضریب توان ( ) شبکه کم شده و کاهش ( ) تأثیرات زیر را برجای می گذارد .

1ـ درانتقال یک توان ثابت با کوچک شدن ضریب توان ، توان دواته بزرگ شده در نتیجه مقدار مؤثر جریان خط I افزایش پیدا می کند که این افزایش جریان اثرات زیانباری بدنبال خواهد اشت : الف : بزرگ شدن سطح مقطع رسانه ها و کابلهای انتقال انرژی و در نتیجه بالارفتن هزینه ب: حجیم شدن دیگر تجهیزات از قبیل کلیدها و فیوزها ، دستگاههای امدازه گیری و وسائل حفاظتی و .. متعاقب آن افزایش هزینه .

2ـ عدم توانایی استفاده از تمام قدرت ترانسفورماتور ، زیرا برای تأمین توان دواته (pw) باید : ( ظاهری ) داشته باشیم که هرقدر کمتر باشد نیاز به ps بیشتری داریم .

3ـ افزایش افت اختلاف سطح درترانسفورماتورها و در نتیجه مشکل شدن کار رگولاتور ولتاژ در ترانسفورناتور و ثابت نگهداشت ولتاژ در نیروگاه می شود .

4ـ افزایش تلفات در ترانسفورماتورها

5ـ کاهش راندمان ترانسفورماتورها و ضریب بهره تأسیسات الکتریکی

به دلیل فوق سعی بر این است که تأسیسات الکتریکی با ضریب توان خوب و حتی الامکان نامی خودشان کار کنند برای تصحیح و اصلاح ضریب توان

راههای ذیل موجود است :

الف : محدود کردن توان دواته : در این روش قدرت موتورها متناسب با قدرت ماشینهای افزار انتخاب شوند . بعبارت دیگر قدرت موتورها بزرگتر از قدرت مکانیکی که از موتور گرفته می شود و کاری که انجام می دهد نباشد .

ب: جبران توان دواته توسط همفاز کننده دوار که خود بردو نوع است . همفاز کننده سنکرون و همفاز کنندة آسنکرون که هر دوی آنها قابل استفاده جهت بهبود بخشیدن به وضع ضریب توان در شبکه بدون بار یا با بار ـ استفاده کرد .

ج: جبران کننده توسط خازن : یکی از راههای فنی ـ اقتصادی جهت اصلاح ضریب قدرت شبکه استفاده از خازن می باشد بدین ترتیب که بصورت موازی با بار قرار داده می شود .

بدنیست در اینجا اشاره ای هم به راکتورها شود اصولاً راکتورها در پستهای فشار قوی به دو صورت نصب می گردد :

1ـ سری : برای محدود کردن جریان اتصال کوتاه

2ـ موازی برای تغییر ضریب قدرت و اصولاً برای کاهش ولتاژ در شرایط اضطراری شبکه استفاده می شود . یا درمواقعیکه خطوط طولانی فشار قوی بدون بار بوده و بخاطر خاصیت خازنی ، ولتاژ شبکه بمقدار زیادی افزایش یافته باشد که

در این حالت از راکتور استفاده می شود .

5ـ2) تأسیسات جانبی

تأسیسات جانبی پست شامل موارد زیر می باشد :

1ـ اطاق فرمان (Control room)

2ـ اطاق رله (Relay room)

3ـ اطاق باطریخانه (Battry room)

4ـ دیزل ژنراتور اضطراری (Emergency generator)

5ـ تابلوی توزیع AC (A.C distribution)

6ـ تابلوی توزیع DC (D.C distribution)

7ـ باتری شارژر (Battry charger)

8ـ روشنائی اضطراری (Emergency lighting)

9ـ روشنایی محوطه (Switch yard lighting)

10ـ تأسیسات زمین کردن و حفاظت در مقابل صاعقه(shield wire)

3) سوئیچگیر

اساسی ترین قسمت یک پست فشار قوی سوئیچگیر می باشد که اکنون به شرح مفصل قسمتهای مختلف سوئیچگیر می پردازیم .

1ـ3) باسبار یاشین (BUS BAR)

تعریف شین : وسیله ایست جهت جمع و توزیع انرژی الکتریکی بصورت همزمان بدین معنی که فیدرهای ورودی و خروجی و سیم ها و کابلهای یک پست و همچنین ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات یک سوئیچگیر تحت یک ولتاژ ثابت بوسیله یک هادی به نام شین در هر فاز به هم اتصال می یابند . می توان گفت که تمام انرژی ها و ترانسفورماتورها و سیمها و کابلهای یک نیروگاه یا یک تبدیلگاه که ولتاژ مساوی دارند با یک شمش یا یک رسانا بنام شین در هر فاز بهم وصل می‌شوند . شین وسیله جمع آوری و پخش انرژی در آن واحد است .

جنس شین ممکن است از نس یا آلومینیم باشد آلومینیم در برابر مس دارای خواص به شرح زیر است ک استقامت استاتیکی آلومینیم از مس بیشتر است . تحمل مکانیکی مس و آلومینیم باهم برابر است .

ازدیاد درجه حرارت به واسطه ازدیاد شدت جریان و یا جریان اتصال کوتاه در

آلومینیم کمتر است . آلومینیم درموقع جرقه زدن و سوختن ایجاد خاکستر زیاد نمی کند و چون جسم باقیمانده هادی الکتریسیته نمی باشد به مقره ها و پایه های عایقی شین آسیب نمی رساند .

مس درمقابل بخار گوگرد خیلی حساس است و … معایب مهم آلومینیم : اکسیداسیون سطحی ، فرورفتن در اثر فشار و اثر الکترولیتی شدید . در جداول1و2 مهمترین مشخصات و خواص فلز و آلومینیم و مس آورده شده است .

1ـ1ـ3) انواع شین از نظر شکل ظاهری

1ـ شین تخت یا تسمه ای که معمولاً از جنس مس می باشد و بیشتر در سطح ولتاژ 20kv مورد استفاده قرار می گیرد از مزایای این توع شین این است که اتصالات و برقراری انشعابات به سهولت و بدون استفاده از کلمپ مخصوص انجام می پذیرد .

2ـ شین طنابی : که هم جنس مس و آلومینیم ساخته می شود . شکل ظاهری آن شبیه سیم های مورد استفاده در خطوط هوایی می باشد لیکن برعکس خطوط هوایی در ساختمان آن از رشته های فولادی استفاده نشده است . از این نوع شین در سطوح ولتاژ :63 , 132 ,230 (kv) استفاده می شود . ازمزایای آن سهولت احداث و سرعت در تعمیرات می باشد .

3ـ شین لوله ای : این نوع شین غالباً از جنس آلومینیم می باشد و برای سطوح ولتاژ 400kv و بالاتر بکار می رود زیرا در ولتاژهای بالا بعلت اثر پدیده پوسته ای در شینهای طنابی جریان در مرکز سیم حداقل می باشد واکثر جریان از سطح خارجی سیم عبور می نماید بنابراین با لوله ای ساختن شین می توان وزن باسبار و در نتیجه هزینه آنرا کاهش داد . مزیت دیگر این نوع باسبار این است که تغییرات شکم سیم نسبت به درجه حرارت چندان محسوس نیست .

2ـ1ـ3) شینه بندی

نحوه ارتباط الکتریکی فیدرهای مختلف یک سوئیچگیر را به یک باسبار شینه بندی می گویند . عوامل مؤثر در نوع ترتیب و آرایش باسبار یا B.B Arogment به

شرح زیر می باشند :

1ـ هر پست با توجه به ظرفیت و ولتاژ دارای شینه بندی خاص خود می باشد .

2ـ میزان ضریب اطمینان در تأمین بار مصرف کننده و اینکه هرگاه عیبی در باسبار پیش آید آیا کل پست و فیدرها ، بی برق می شود یا فقط قسمتی که معیوب است خارج شده و بقیه در مدار باقی می ماند .

3ـ تعداد فیدرها : در صورتیکه تعداد فیدر ها بالا باشد می بایست آرایش مناسب ایجاد گردد .

4ـ وضعیت پست از نظر توسعة آینده

5ـ اقتصادی بودن آرایش طراحی شده

3ـ1ـ3) انواع شینه بندی :

شینه ها بطور کلی به دونوع تقسیم می شوند : شین ساده و شین مرکب

الف ـ3ـ1ـ1) شینه بندی ساده :

شین ساده ، ساده ترین نوع جمع و پخش انرژی است در شینه بندی ساده به ازای هر فاز یک شین وجود دارد ( در شبکه سه فاز ، سه شین )

در این شینه بندی تقسیم برق با همان ولتاژ ژنراتور صورت گرفته است و هر یک از ژنراتورها و خطوط انتقال دارای دیژنکتور مخصوص بخود می باشد . در دو طرف کند شین 60kv نیز جهت انتقال به راه دور در نظر گرفته شده است . هنگامیکه ژنراتورها با تمام بار کار می کنند سکسیونر های طولی باز بوده و هر دسته از مولد ها مصرف کننده های خود را به طور مستقل تغذیه می کنند در هنگام بروز اتصالی جریان اتصال کوتاه نصف حالتی است که سکسیونرهای طولی بسته هستند و ژنراتورها موازی کار می کنند . در مواقعی هم که بار کم باشد با بستن سکسیونرهای ( وصل) طولی می توان ژنراتورهای اضافی را زا مدار خارج کرد پس در قطع شین توسط سکسیونرهای مقسم شین ، اشکال اول حل می شود ( با توجه به سیستم مشروحه فوق ) و برای حل مشکل دوم باید برای برقراری ارتباط بین شین ها از دیژنکتور استفاده کرد .

ب) قطع طولی شین بوسیله دیژنکتور :

همانطور که گفته شد برای رفع اشکال دوم در شینه بندی ساده در تقسیم ‌شین از دیژنکتور استفاده می شود تا در هنگام بروز اتصالی در شین باعث قطع تمام ژنراتورها نمی شود . همچنین برای ارتباط طولی بین شین ها لزومی به بی بار کردن شین نمی باشد . این نوع دیژنکتورها به باس سکشن (Bus section) معروف

می باشد .

ب ـ 3ـ1ـ3) شینه بندی چند تایی یا مرکب :

نوع دوم شینه بندی ، شینه بندی مرکب می باشد . برای برطرف کردن معایب مربوط به شین ساده تز شین مرکی استفاده می شود . ساده ترین ومتداولترین گونه شین مرکب باسبار دوبل می باشد . در سیستم باسبار دوبل ( دوشین بازای هر فاز ) معمولاً یک شین زیر بار است و شین دیگر به عنوان رزرو بکار گرفته می شود . ارتباط ورودی و خروجی با هر یک از شین ها به کمک یک سکسیونر برقرار می گردد . لذا در حالت کار عادی شبکه ، نیمی از سکسیونرها باز و نیم دیگر بسته هستند باید توجه داشت که تعویض بار از یک شین به شین دیگر از طریق قطع و وصل سکسیونرها می‌بایست بدون بار انجام گیرد . لذا موقع تبدیل بار از یک شین به شین دیگر باید کاملاً مطمئن بود که شین تازه وارد با وصل کردن اولین سکسیونر جریان نمی کشد . به همین دلیل است که در سیستم شین دوبل ، ارتباط دو شین بوسیله یک کلید قدرت بنام کلید کوپلاژ ( کوپلاژ ارزی ) یا Bus coupler انجام میگیرد .

ترتیب کار بدین گونه است که برای تبدیل بار از یک شین به شین دیگر ابتدا کلید کوپلاژ بسته شده و دو باسبار هم پتانسیل می گردند و سپس سکسیونرهای باز را بسته و پس از آن سکسیونرهای بسته را باز می نماییم و در پایان کار کلید کوپلاژ را نیز باز می کنیم و با بکار بردن این روش هیچکدام از سکسیونرها زیر با قطع و وصل نمی شوند استفاده از سیستم شین دوبل و کلید کوپلاژ قسمت بیشتر معایب شین ساده را برطرف نموده و امکان تمیز کردن تأسیسات و گرفتن انشعاب جدید آنرا بدون قطع برق تمام یا قسمتی از پست میسر می سازد لکن برای تعمیر یا سرویس دیژنکتورها راهی جز قطع برق وجود ندارد . از اینرو برای رفع این نقیصه با استفاده از سکسیونر موازی با هر یک ازدیژنکتورها می توان اقدام کرد. هر دیژنکتور . دو سکسیونر وجود دارد . وجود این سکسیونر ها به این خاطر است که هرگاه بخواهیم دیژنکتوررا تعمیر یا سرویس بکنیم بطور کامل از شبکه خارج نمائیم البته گاهی در خطوط انتقالی که بصورت باز ( شعاعی ) باشد یک طرف دیژنکتور . سکسیونر نصب می شود . از مزایای این نوع شینه بندی می توان ارزانی و سهولت در بهره برداری را نام برد لکن دارای معایب زیر می باشد :

1ـ تعمیرات بر روی شین بدون قطع بار امکان ندارد .

2ـ توسعه پست بدون قطع بار عملی نمی باشد .

3ـ بروز اتصالی بر روی باسبار باعث قطع کامل برق می شود .

4ـ خراب شدن دیژنکتور یکی از خطوط باعث قطع برق آن خط می گردد .

بطور کلی دو عیب : عدم توانایی انشعاب گیری و جدا نمودن خط و قطع برق

کل باسبار هنگام بروز اتصال کوتاه از معایب مهم شینه بندی ساده می باشد که برای رفع اشکالات فوق مدارات زیر طرح شده است :

الف) قطع طولی شین بوسیله سکسیونر تقسیم کنندة باس بار :

دراین روش‌شین‌بوسیله یک یا چند سکسیونر به دو یا چند قطعه تقسیم می‌شود

که درحالت عادی هر چند کدام مولدها ، شین های مربوط به خود را که دارای خروجی های مشخص می باشد اغذیه می کند و در موقع کم باری می توان با بستن سکسیونر یا سکسیونرها یک یا چند ژنراتور را از مدار خارج نمود بدون اینکه برق تعدادی از خطوط قطع گردد . بطور کلی در این روش عیب اول مطروحه ـ یعنی انشعاب گرفتن و جدا کردن امکان پذیر است همزمان که نیمی از باسبار در مدار بوده و دارای برق خواهد بود . شین 6kv خروجی ژنراتور است و مصارف الکتریکی اطراف نیروگاه را هم تأمین می نمود . این سکسیونر اصطلاحاً به سکسیونر ( بای پاس ) معروف می باشد . این سکسیونرها در حالت عادی شبکه باز هستند . بهنگام خارج نمودن یکی از دیژنکتورها بشرط آنکه فقط یکی از شین ها زیر بار باشد . ابتدا کلیه کوپلاژ را بسته و پس از آن سکسیونر مربوط به باس رزرو را وصل می نمائیم و سکسیونر باس اصلی را باز می کنیم و سپس سکسیونر بای پاس را می بندیم وپس زا قطع دیژنکتور سکسیونرهای طرفین آن را باز می کنیم . در این حالت کلید دیژنکتور Bus coapler جانشین کلید دیژنکتور مدار خروجی می گردد و حفاظت آنرا نیز به عهده می گیرد و تمامی رله های حفاظتی خط بوسیله یک رله کمکی فرمانهای قطع را از دیژنکتور مربوط به دیژنکتور کوپلاژ تغییر می‌دهند .

با توجه به اینکه در سیستم شین دوبل بطور کلی و در سرایط عادی فقط از یکش ین استفاده می شود ، لذا بر اساس آنچه که در شین ساده به آن اشاره شد برای کوچک کردن جریان اتصال کوتاه و به خاطر اینکه هر اتصال کوتاهی در برق باعث قطع کامل برق نیروگاه نشود باید بخصوص در نیروگاههای با ژنراتورهای بزرگ و متعدد که دارای شین دوبل می باشند ، نیز از قطع طولی شین استفاه شود.

برای تعمیر با سرویس در دیژنکتورها بدون قطع برق غیر از روش فوق دو راه دیگر نیز وجود دارد که ذیلاً به آن اشاره می شود :

الف ـ روش دو دژنکتوری :

در این روش برای هر خط خروجی دو دیژنکتور پیش بینی شده است و در موقع بهره برداری از خطوط یکی از دیژنکتورها بسته و دیگری باز است این روش بیشتر در شین های دوبل با دیژنکتور کشویی استفاده می شود در این سیستم نیاز به کلید کوپلاژ و سکسیونر بای پاس نمی باشد .

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

*مقاله برق صنعتی*

خلاصه گزارش

در این گزارش سعی شده است که با رعایت اختصار گوشه ای از قسمت عظیم و گسترش انتقال الکتریکی تشریح شود .در مقدمه این گزارش آشنایی با مشخصات کلی الکتریکی پست 63 کیلو ولتی کمال آباد کرج آمده است . در بخش نخست گزارش دلایل وجود پستهای فشار قوی و همچنین انواع آنها با توجه به استانداردهای موجود شرح داده شده دربخش دوم گزارش مهمترین و اساسی ترین تجهیزات تشکیسل دهنده پست به تفصیل شرح و بررسی گردیده است . همچنین در مورد رله هایی که محافظت خطوط و ترانسفورماتورها و دیگر تجهیزات مهم یک مجموعه را عهده دارند توضیحاتی داده شده است دربخش بعدی اصول و روشهای بهره برداری بهینه از پستهای فشار قوی بطور اعم شرح داده شده است که این توضیحات در جهت بهره وری بیشتر و همچنین راندمان بالاتر و جلوگیری از بروز هر گونه خطر و یا اشال احتمالی به کلیه دست اندرکاران یک پست فشار قوی توصیه می شود . بخش بعدی مربوط به شرح و توضیح اشکالات احتمالی که ممکن است در پست 63کمال آباد بروز کند و همچنین شرح کارهایی که برای رفع این عیوب باید انجام شود . بخش آخر نیز مربوط به نحوة بهره برداری از مدارهای اینترلاک پست 63 کمال آباد می باشد که در آن نحوه برق دار کردن خط با در نظر گرفتن کلیه اصول فنی برای جلوگیری از بروز هر گونه نارسایی در سیستم و شبکه شرح گردیده است .

مقدمه

پست 63 کمال آباد در غرب تهران در 50 کیلومتری تهران واقع در کرج قرار دارد . پست توسط 4 ترانس اصلی التا ساخت آلمان هر یک بقدرت نامی 15MVA تغذیه می شود دارای 4 ترانس داخلی ساخت UNELEC هر یک بقدرت نامی 100KVA با گروه برداری PYNU یا پست تبدیل ولتاژ نامی 20/0.4KV با نسبت تبدیل ( جریان نامی )2.88/144.3,A می‌باشد .

و دارای ترانسفورماتور ولتاژ 63 کیلو ولت P.T خطوط سازنده کارخانه SPANNUN GSWANPLER می باشد با قدرت 250,VA و کلاس 0.5 می باشد . دارای دوبی ورودی63 از طریق پست 23 کیلو ولتی کمال آباد به فاصله 2 کیلو‌متری از پست به کدهای 606,605 و یک بی خروجی به پست اختصاصی بی‌سیم واقع در 1 کیلومتری پست که در مواقع مانور از این خط استفاده می شود . و در حال حاضر 12 خط خروجی به شرح ذیل می باشد: