مشخصات عمومی پست های فشار قوی
مقدمه:
با رشد روز افزون جمعیت - بزرگ شدن شهر ها –افزایش مصرف سرانه انرژی الکتریکی و وابستگی
کلی فعالیت های اجتماعی (اعم از صنعتی-کشاورزی-اقتصادی-خدماتی)به انرژی لزوم تامین این انرژی به صورت گسترده در مقیاس بالا و به نحو مطلوب اجتناب ناپذیر می باشد.
بدیهی است که تامین این انرژی با مقیاس و کیفیت فوق از طریق نیرو گاههای محلی و کوچک نه تنها اقتصادی نیست بلکه در اکثر موارد از نقطه نظرهای مختلفی غیر عملی نیز می باشد.از طرف دیگر امروزه احداث نیروگاههای بزرگ در نقاط خاصی قابل توجیه است که عمدتا از مراکز مصرف نیز دور می باشد.
لذا لازم است تا تولید این نیروگاهها از طریق خطوط انتقال (که به نحو مناسبی به هم ارتباط می یابند و تشکیل یک شبکه ی الکتریکی را می دهند) به مراکز مصرف هدایت گردند.نتیجه آنکه احداث شبکه سراسری و تبادل انرژی بین مراکز تولید و مصرف استفاده ی هرچه بیشتر از ظرفیت تولیدی نیروگاهها را امکان پذیر ساخته و راندمان شبکه را افزایش می بخشد.ایجاد شبکه سراسری مستلزم احداث خطوط انتقال انرژی با ظرفیت بالا می باشد تا پوشش کاملی از مناطق شبکه صورت بگیرد.همچنین برای تحویل انرژی تولیدی نیروگاهها به سطح ولتاژ فشار قوی شبکه سراسری و انتقال انرژی مورد نیاز از شبکه به مصرف کننده ها نیاز به پست های انتقال انرژی می باشد.بدین ترتیب احداث پست های فشار قوی در محل تحویل انرژی به شبکه سراسری(در نیروگاهها) محل دریافت انرژی (محل مصرف کننده ها) و محل اتصال خطوط به یکدیگر صورت می گیرد.به عبارت دیگر با کاربرد های پست های فشار قوی در شبکه های سراسری امکان انتقال قدرت های زیاد در فواصل طولانی و با کمترین تلفات قدرت انتقالی امکان پذیر خواهد بود.که این کار با توجه به خاصیت تغییر سطح ولتاژ خطوط انتقال در این پست های فشار قوی مهیا می گردد.
در نهایت می توان گفت که شبکه های سراسری شامل مجموعه ای از خطوط انتقال انرژی و پست های فشار قوی می باشد.
انواع تقسیم بندی پست های فشار قوی:
با توجه به گسترش شبکه های سراسری و کاربرد پست های فشار قوی در نقاط مختلف این شبکه ها دسته بندی های مختلفی برای پست ها بیان می گردد که هرکدام از این دسته بندی ها بیانگر خصوصیاتی از پست های فشار قوی می باشد.در ادامه تقسیم بندی های مرتبط با پست های فشار قوی ارائه می گردد.
انواع پست های فشار قوی از نظر وظایف و کارکرد:
پست های فشار قوی از نظر وظیفه ای که در شبکه سراسری بر عهده دارند به سه دسته ی اصلی تقسیم می شوند.
الف)- پست های افزایندهstep up substations)):
این پست ها که به پست های نیروگاهی معروف هستند وظیفه افزایش ولتاژ تولیدی ژنراتورها را بر عهده دارند.معمولا به خاطر محدودیت موجود در طراحی و ساخت ژنراتورها ولتاژ تولیدی آنها زیر سطح ولتاژ30 کیلو ولت می باشد که این سطح ولتاژ برای انتقال اقتصادی انرژی مناسب نمی باشد.لذا لازم است تا برای نیروگاههای بزرگ (که از مراکز مصرف دور می باشند) پست های افزاینده ای احداث شوند تا ولتاژ ژنراتورها به ولتاژ بالاتری تبدیل گردند.مقدار این افزایش ولتاژ بستگی به فاصله ی نیروگاهها تا مراکز بار و میزان قدرت انتقالی دارد.
ب)- پست های کاهنده یا پست های توزیع(distribution substations):
با توجه به انکه ولتاژ تولیدی نیروگاهها توسط پست های نیروگاهی افزایش می یابد تا قدرت تولیدی به مراکز بارها منتقل شود در نتیجه لازم است تا قدرت انتقالی در مراکز بار شبکه در سطح ولتاژ سیستم های توزیع در دسترس مصرف کنندگان قرار گیرد.این کاهش ولتاژ از طریق پست های کاهنده یا پست های توزیع صورت می گیرد.لازم به ذکر است که کاهش ولتاژ از مقادیر خیلی زیاد به مقادیر خیلی کم از طریق پست های توزیع با قدرت کم اقتصادی نمی باشد.لذا مناسب است تا این کاهش ولتاژ در چند مرحله صورت گیرد.
ج)- پست های کلید زنی(switching substations):
در این نوع پست ها هیچ گونه تبدیل ولتاژی توسط ترانسفورماتورهای قدرت انجام نمی گیرد بلکه فقط وظیفه ی آنها ارتباط خطوط مختلف شبکه به یکدیگر می باشد.البته ممکن است که در شبکه های سراسری پست هایی وجود داشته باشد که ترکیبی از هریک از پست های فوق الذکر را داشته باشند.به عنوان مثال ممکن است در قسمتی از یک پست نیروگاهی با کاهش ولتاژ وظیفه توزیع انرژی الکتریکی نیز صورت بگیرد و یا اینکه در یک پست کلید زنی و در قسمتی از آن عمل تبدیل یا کاهش ولتاژ بین قسمت هایی از خطوط انتقال صورت بگیرد.
انواع پست های فشار قوی از نظر نوع عایق:
در پست های فشار قوی برای ایجاد عایق مناسب بین فازهای تحت ولتاژ از عایق هوا یا عایق گازSF6(گاز هگزا فلوئورید گوگرد)استفاده می شود.با توجه به این نوع عایق ها پست های فشار قوی به سه دسته کلی دسته بندی می شوند:
الف)- پست های فشار قوی معمولی(Conventional substations):
در این نوع پست ها ایزولاسیون عمده هادی ها ی تحت ولتاژ را فواصل هوایی واقع در فضای آزاد تشکیل می دهد.
ب)- پست های فشار قوی گازی(GIS:gas insulation substations):
در بعضی از مناطق که به دلایلی از قبیل کمبود فضا یا آلودگی بیش از حد (مثل مناطق ساحلی)امکان احداث پست های معمولی وجود ندارد از پست های GIS استفاده می شود.در این نوع پست ها به لحاظ وجود محفظه های فلزی که از گازSF6پر می شوند که قسمت های برق دار در آنها قرار دارند دیگر نیازی به رعایت فواصل مشخص بین تجهیزات الکتریکی از یکدیگر و از زمین وجود ندارد.لذا با توجه به خصوصیات این نوع پست ها از آنها در تمام سطوح ولتاژ ها استفاده می شود ولی برای ولتاژ های بالای 63 کیلو ولت کاربرد های آنها رایج تر است.
ج)- پست های ترکیبی(Hybrid substations):
این نوع پست ها ترکیبی از دو نوع پست های معمولی و GIS می باشند.پست های ترکیبی قسمتی از تجهیزات مثل شین ها و کلید های قدرت در کپسول های گازی SF6 قرار می گیرند و سایر تجهیزات نیز به صورت معمولی و با استفاده از عایق هوا نصب می شوند.
این نوع پست ها معمولا برای سطح ولتاژ های بالاتر از 230 کیلو ولت به کار برده می شود.
د)- پست های زیر زمینی گازیUnder ground GIS substations)):
این نوع پست ها در سطح ولتاژ ها و قدرت های بالا مورد استفاده قرار می گیرند که به دلایل گران بودن بیش از حد قیمت زمین و مسائل حفاظتی آن در زیر زمین و طبقات زیرین ساختمان ها نصب می شوند.
انواع پست ها از نظر محل نصب تجهیزات:
کلیه پست های فشار قوی مجهز به تجهیزات لازم و ضروری از جمله ترانسفورماتورها-تجهیزات قطع و وصل کننده-تجهیزات اندازه گیری و غیره می باشد.این مجموعه تجهیزات می توانند در فضای آزاد و یا در فضای سر پوشیده نصب گردند که این امر باعث تقسیم بندی پست ها به دو نوع پست های داخلی(indoor) و
پست های خارجی(outdoor) می شوند.
الف)- پست های بیرونی(outdoor substations):
در این نوع پست ها تجهیزات فشار قوی در فضای آزاد نصب می شوند که عایق مورد استفاده هوای آزاد می باشد.به همین علت ایزولاسیون خارجی تجهیزات فشار قوی و هادی های تحت ولتاژ کاملا تحت تاثیر آلودگی محیط زیست و تغییرات جوی واقع می شوند.
این نوع پست ها معمولا از نوع پست های معمولی هستند ولی در صورتی که تعداد فیدر های یک پست زیاد باشد می توان از پست های گازی استفاده کرد.
ب)- پست های داخلی(indoor substations):
در صورتی که تجهیزات یک پست در فضای بسته یا در یک فضای سر پوشیده نصب شود این پست به عنوان یک پست داخلی در نظر گرفته می شود.منظور از فضای بسته نصب تجهیزات در داخل یک ساختمان سرپوشیده است.در این حالت نیز ایزولاسیون عمده ی هادی های تحت ولتاژ(به استثنای تجهیزات فشار قوی) توسط عایق هوا انجام می گیرد.از خصوصیات این نوع پست ها آن است که ایزولاسیون خارجی تجهیزات فشار قوی و فواصل هوایی ایزولاسیون واقع در فضای بسته تحت تاثیر تغییرات جوی – تغییرات درجه حرارت- و آلودگی محیط قرار نمی گیرند.لذا ایزولاسیون هادی ها از اطمینان بیشتری برخوردار می باشد.این نوع پست های داخلی به سه نوع پست های داخلی باز و نیمه باز و بسته تقسیم می شوند:
الف)- پست داخلی باز:
تجهیزات در این نوع پست ها به گونه ای نصب می شوند که علاوه بر شین ها کلیه تجهیزات اساسی نیز(از قبیل دیسکانکت ها کلید های قدرت و دیگر وسایل) از پشت درب های توری و حداقل از یک طرف قابل رویت می باشد.ولی امروزه این نوع پست ها کاربردی ندارند.
ب)- پست داخلی نیمه باز:
در اینگونه پست ها تجهیزات تحت ولتاژ تا ارتفاع دسترسی از هر جهت محفوظ و پوشیده هستند و از آن قسمت به بالا (که اغلب تجهیزات دیسکانکت ها و شین های پست می باشد) در فضای آزاد نصب شده و قابل رویت می باشد.
ج)- پست داخلی تمام بسته فلزی(تابلو های برق):
در این نوع پست ها تمام قسمت های تحت ولتاز (حتی شین ها) در یک محفظه ی کاملا پوشیده با درب های فلزی نصب می شود.لذا به این نوع پست ها پست های تابلویی یا پست های قفسه ای نیز می گویند.که خود اینها به دو دسته فیکس یا ثابت و کشویی تقسیم بندی می شوند.هم اکنون کاربرد پست های داخلی تمام بسته فلزی بسیار زیاد بوده و تا ولتاژ های 63 کیلو ولت مورد بهره برداری قرار می گیرند.بعلاوه این نوع پست ها به صورت های کیوسکی و زیر زمینی و غیره نیز به کار می روند.
د)- پست های سیار(mobile substations):
این نوع پست ها معمولا با ظرفیت کم و در ولتاژ های بالا می توانند به صورت موقت جایگزین یک پست دائمی شوند.این نوع پست ها در شبکه ی برق ایران با سطح ولتاژ های 20/230کیلو ولت
و63/230کیلو ولت با ظرفیت های محدود مورد بهره برداری قرار می گیرند.تجهیزات این نوع پست ها که معمولا به صورت GIS می باشند به همراه یک دستگاه ترانسفورماتور روی یک یا چند تریلی نصب می گردند تا به سادگی بتوانند از نقطه ای به نقطه ی دیگر منتقل شوند.این نوع پست ها معمولا به صورت موقت به یک خط فشار قوی اتصال یافته و در شرایط اضطراری ( وتا موقعی که پست اصلی در منطقه راه اندازی شود) بار منظقه را تامین خواهد کرد.بعلاوه در مواقع توسعه پست های فشار قوی یا انجام تعمیرات دوره ای
(که پست اصلی برای مدتی از مدار خارج می گردد) استفاده از این نوع پست ها راه حل مطلوبی است.
همچنین استفاده از این پست ها در مناطقی که امکان احداث پست دائمی وجود ندارد و یا زمان احداث آن طولانی باشد توجیه پذیر خواهد بود.
به این ترتیب قسمت اول آموزش طراحی پست های فشار قوی به پایان می رسد.
سر فصل مطالبی که در این دوره قرار است آموزش داده شود به شرح زیر است:
- انواع تقسیم بندی پست های فشار قوی ( که بررسی شد)
- ملاحظات عمومی در طراحی پست های فشار قوی
- اجزای تشکیل دهنده پست های فشار قوی
- معرفی استانداردهای مهم در طراحی پست ها
- سطح ولتاژ های استاندارد در پست های فشار قوی
- معیار های اساسی در طراحی پست ها
- مراحل طراحی پست فشار قوی
- وضعیت پست ها و خطوط انتقال در شبکه سراسری ایران
- کلید های فشار قوی و تجهیزات کلید زنی
- انواع بریکرها بر اساس مکانیزم خاموش کردن جرقه
- مکانیزم عملکرد بریکر های قدرت
- کلید های قطع بدون بار یا دیسکانکت ها
- ویژگی مشترک در انواع دیسکانکت ها
- دیسکانکت قابل قطع زیر بار
- طراحی مشخصات الکتریکی بریکر های پست
- طراحی مشخصات الکتریکی در دیسکانکت های پست
- بیان روش طراحی
- مشخصات استاندارد و پیشنهادی دیسکانکت ها
- طراحی و سایزینگ باسبار(شین)در پست های فشار قوی
- طراحی آرایش فیزیکی تجهیزات پست
- اصول اینترلاک ها در پست فشار قوی
- طراحی مشخصات ترانسفورماتور های اندازه گیری
- طراحی تله موج
- طراحی و محاسبات راکتور ها
- برق گیرها و محاسبات آن
- طراحی شبکه زمین پست فشار قوی
- طرح محاسبه و اجرای یک نمونه پست فشار قوی
این دوره آموزشی مطابق با سرفصل های فوق در این وبلاگ ادامه خواهد داشت مشروط بر اینکه:
اولا:بازدید کنندگان نظرات خود را در باب این کورس بدهند(نظرات مفید و سازنده در رابطه با همین موضوع)
ثانیا:در صورتی که تخلفی در وبلاگ های دیگر مبنی بر کپی برداری بدون درج مرجع(یعنی همین وبلاگ) در این صورت
بلافاصله کورس آموزشی رایگان طراحی پست های فشار قوی متوقف خواهد شد.
