توليد و مصرف انرژي الكتريكي

بعد از آنكه ويژگيهايانرژي الكتريكي شناخه شد، واحدهاي كوچك عهده دار توليد و توزيع انرژي الكتريكي گرديدند. پيشرفت سريع در ساختن دستگاه هاي الكتريكي احتياجات بشري را مرتفع مي ساخت و مصرف انرژي الكتريكي را با نرخ زيادي روز افزون مي نمود. زياد شدن مصرف انرژي الكتريكي، وابستگي زياد احتياجات روزمره را به انرژي الكتريكي موجب گرديد و به همين دليل ضرورت تأمين پايداري شبكه احساس شد.

بدين ترتيب توليد انرژي به صورت كوچك و واحدهاي منفرد مطرود و واحدهاي بزرگ توليد انرژي با يكديگر براي تأمين برق مصرف كنندگان مرتبط گرديدند و از آن رو شبكه هاي به هم پيوسته به وجود آمدند. عامل ديگري كه در تسريع اين امر كمك نمود هم زمان نبودن پيك مصرف نيروگاه هاي مختلف در مكان هاي مختلف و در نتيجه امكان كمك كردن نيروگاه ها به يكديگر در توليد انرژي الكتريكي بود. اين امر باعث كاهش ظرفيت رزرو لازم در شبكه براي مواقع اضطراري خروج نيروگاه از شبكه بود و در نتيجه بازده اقتصادي بالاتر و هزينه توليد انرژي الكتريكي را پايين مي آورد.

مساله اي كه ايجاد شبكه هاي انتقال بهم پيوسته قدرت را باعث شد، علاوه بر عوامل فوق متمركز نبودن مناطق مصرف و منابع انرژي بود. البته در اين مورد از انرژي آب آبشارها و سدها مي توان بدون هيچ گونه بحث و توضيح اضافي نام برد ليكن در مورد نيروگاه هاي حرارتي چون انتقال سوخت به خصوص سوخت هاي مايع از طريق لوله ها با انتقال الكتريكي رقابت مي نمايد هميشه يك سري محاسبات اقتصادي براي انتخاب محل قرار دادن مراكز توليد انرژي الكتريكي انجام مي شود كه طي اين محاسبات با توجه به نزديكي به مركز بار هزينه سوخت، هزينه تلفات و مسائل زيست محيطي بهترين محل براي نيروگاه انتخاب مي شود.

به طور كلي براي تأمين برق در حال حاضر معمولا از سه رده شبكه استفاده مي شود، رده اول، شبكه هاي انتقال كه داراي ولتاژهاي يبش از 132 كيلوولت و به منظور انتقال قدرت هاي بزرگ در فواصل زياد به كار مي رود. رده دوم، شبكه هاي فوق توزيع كه ارتباط بين پست ها و نيروگاه هاي داخل يك منطقه محدود را از نظر تأمين انرژي بر عهده دارند و داراي ولتاژي بين ولتاژ شبكه انتقال و شبكه توزيع انرژي مي باشند. گاهي موارد به شبكه هاي فوق توزيع، شبكه زير انتقال نيز اطلاق مي شود. رده سوم، شبكه توزيع كه صرفا مصرف كننده ها به آن وصل مي گردند و ولتاژ اين شبكه براي مصرف كننده هاي كوچك در ايران [V]380 و براي مصرف كننده هاي بزرگ [kV]20 مي باشد. به طور كلي استانداردي كه براي ولتاژ در شبكه هاي مختلف درا يران انتخاب شده عبارتست از: [V]380، [kV]20، [kV]63، [kV]132، [kV]230 و [kV]400.

وظيفة شبكه الكتريكي

يك شبكه الكتريكي خود بايد بتواند قدرت مصرفي مورد نياز مصرف كننده را تحت ولتاژ ثابت و فركانس ثابت تحويل دهد. ليكن در عمل ثابت نگهداشتن فركانس عملي نمي گردد و هميشه در عمل فركانس كه مشخص كننده؛ تعادل بين توليد توليد و مصرف شبكه است داراي تغييراتي برابر 5/0%  مي باشد. دليل اين تغييرات مداوم فركانس، وجود تغييرات آني و پيوسته در مصرف كنندگان است كه به طور لحظه اي و به دلخواه از شبكه قطع و يا به آن متصل مي شوند.

در مورد ولتاژ هم بايد گفت كه ثابت نگهداشتن ان در اثر تغيير مصرف و در نتيجه تغيير افت ولتاژ غير عملي است و همواره دستگاه هاي الكتريكي بايد به طريقي ساخته شوند كه با تغييرات  5/0%  ولتاز نامي نيز بتوانند به كار خود ادامه دهند.

از اين نظر در اين زمينه براي شبكه هايي كه مصرف كننده اي بدان متصل مي گردد، براي ولتاژ تغييراتي تا محدوده فوق را مجاز مي دانند.

انتقال و توزيع انرژي الكتريكي

صورت هاي مختلف انرژي در زندگي اجتماعي و اقتصادي جوامع بشري نقش مهمي ايفا مي كنند، و اين امر با رشد جمعيت جوامع و بالا رفتن سطح زندگي مردم سالانه افزايش قابل توجهي دارد. و مصرف انرژي به صورت عمده در شكل هاي مكانيكي، نوراني و حرارتي انجام مي پذيرد. معمولا انرژي هاي مصرفي مستقيما از منابع انرژي هاي خام، مانند انرژي حرارتي ناشي از سوختن ذغال سنگ يا نفت بدست نمي آيد، بلكه ابتدا انرژي خام به انرژي واسطي(كه معمولا انرژي الكتريكي است) تبديل شده و سپس به صورت هاي گوناگون مورد مصرف قرار مي گيرد. علت انتخاب انرژي الكتريكي به عنوان واسطه(انرژي ثانوي) به دلايل زير است:

1- انرژي الكتريكي را مي توان به صورت كلان با هزينه كم و بازده خوب به وسيله خطوط انتقال انرژي الكتريكي به هر نقطه اي با سرعت زياد منتقل نمود و در آنجا توزيع كرد.

2- انرژي الكتريكي را مي توان آسان تر و با بازده بيشتر به انرژي نوراني، مكانيكي و حرارتي تبديل كرد.

3-  در محل مصرف ايجاد آلودگي محيطي نمي كند.

4- دستگاه هاي تبديل انرژي الكتريكي به صورت هاي ديگر انرژي، داراي قابليت اطمينان بالاتر و ساختمان ساده تري هستند.

5-  امكان توسعه توليد، انتقال و توزيع انرژي الكتريكي ميسر مي باشد.

عليرغم امتيازاتي كه براي انرژ ي ا لكتريكي ذكر كرديم اين انرژي نقطه ضعف بزرگي دارد و آن اين است كه ذخيره كردن مقادير زياد آن از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نيست. به همين دليل ظرفيت نيروگاه هاي توليد برق را هميشه با حداكثر مصرف پيش بيني شده و يا حتي بخاطر رعايت قابليت اطمينان چند درصد بيش از حداكثر مصرف پيش بيني شده، در نظر مي گيرند. گرچه ممكن است اين حداكثر مصرف در هر سال بيش از چند سال مورد نياز نباشد.

به دليل تغييرات مصرف انرژي الكتريكي در ساعات مختلف شبانه روز و بيان اين نكته كه توليد و مصرف انرژي الكتريكي هم زمان است، طرح سيستم هاي انرژي الكتريكي و تدابير لازم جهت اقتصادي شدن بيشتر آن، بايستي با ضوابط دقيقي صورت گيرد.

فصل اول:

تجهيزات مورد استفاده در پست 

تجهيزات مورد استفاده دراين پست عبارتند از:

1-  تله موج LT(Line Trap):

از خطوط انتقال نيرو به منظور انتقال سيگنالهاي مختلف جهت اندازه گيري و كنترل از راه دور، مكالمات تلفني و سيگنالهاي حفاظتي جهت ارسال و دريافت فرمان از پستهاي ديگرا ستفاده مي شود. جهت جلوگيري ا ز تداخل اين سيگنالها كه داراي فركانس بالا مي باشند و همچنين به منظور جلوگيري ا ز انتقال سيگنال به قسمتهاي ديگرا ز تله موج يا موج گير استفاده مي شود. موج گيرها بطور سري در انتهاي خطوط نصب مي شوند.

موج گير بايد طوري طراحي شود كه جريان نامي را بطور دائم و همچنين جريان اتصال كوتاه را بطور موقت تحمل كند. انتقال سيگنال با استفاده از ترانسفورماتورهاي ولتاژ كه برروي ثانويه آن وسايل كوپلاژ تعبيه شده است صورت مي گيرد لذا موج گيرها بعد از ترانسهاي ولتاژ قرارمي گيرند. سيگنالها معمولا داراي فركانس بالا بوده و در شبكه ايران از 30KHz تا 500KHz تعبيه مي كند.

براي هر فيوز خروجي معمولا يك باند محدود كننده كه پهناي آن 100KHz مي باشد تعيين مي كنند و موج گير براي هر تغذيه كننده(feedor) با توجه به باند مسدود كننده طراحي مي شود.

ساختمان موج گير معمولا از يك سلف كه هسته آن هوا مي باشد و يك مجموعه خازن و مقاومت بصورت سري تشكيل شده است.

جريان خط مستقيما از سلف عبور كرده كه جنس آن از آلومينيوم مي باشد و مقطع آن براي جريان نامي و جريان اتصال كوتاه تعيين مي شود. شكل ظاهري موج گير شبيه، يك استوانه است. مجموعه خازن و مقاومت در داخل سيم پيچ(سلف) نصب شده و براي تغيير فركانس و باند مسدود كننده مشخصات سلف را ثابت نگه داشته و فقط با تعويض خازن و تغيير ظرفيت آن اين عمل صورت مي گيرد. به اين جهت اين قسمت(خازن) را واحد تنظيم كننده موج گير مي نامند. به منظور حفاظت موج گير مقابل اضافه ولتاژها ازبرق گير استفاده مي شود. اين اضافه ولتازها بطور ناگهاني ممكن است در سه موج گير بوقوع بپيوندد. برق گير طوري طراحي مي شود كه در ولتاژهاي نامي و جريانهاي اتصال كوتاه عمل ننمايد.

محل نصب موج گيرها در پستهاي فشار قوي:

موج گيرها در انتهاي خطوط بعد از ترانس ولتاز نصب مي گردند. موج گيرها فقط در دو انتهاي خطوطي كه سيستم PLC بين دو پست منتهي به خط وجود داشته باشد نصب مي شوند. موج گيرها برروي دو فازبراي خطوط تك مداره و يك فاز براي خطوط دو مداره گاهي اوقات برروي هر سه فاز نصب مي گردند. بطور كلي تعداد موج گيرها بستگي به سيستم كنترل و اندازه گيري حفاظت از راه دور دارد.

2-  برق گيرL.A(Lightning Arrester):

مي توان با استفاده از برق گيرها سطح عايقي تجهيزات را تا حدي كاهش داد . نحوه كار برق گير ها به اين صورت است كه برق گيرها در ولتاژ هاي نامي از خود عكس ااعمل نشان نداده و وقتي اضافه ولتاژ از حدي بيشتر شد از خود سريعا عكس العمل نشان مي دهند .

3-  ترانفسورماتورهاي اندازه گيري CT, PT(VT):

ترانسفورماتورهاي اندازه گيري دو نوع مي باشند:

1- ترانسفورماتورهاي ولتاژ (VT) كه رسما ترانسفورماتورهاي پتانسل (PT) نام گرفته اند و ترانسفورماتورهاي جريان (CT). اوليه ترانسفورماتور به سيستم قدرت متصل است و نسبت به ولتاژ سيستم قدرت عايق بندي شده است. PT ولتاژ اوليه را در ثانويه كاهش داده و CT نيز جريان اوليه را تا سطح استاندارد مناسب براي كار رله ها كاهش مي دهد. ازآنجايي كه هدف حفاظت سيستم است، عموما PT را خيلي دقيق انتخاب مي كنند بنابراين PT به صورت يك ترانسفورماتور ايده ال مدلسازي مي شود كه در آن

نشانگر ولتاژ كاهش يافته نسبت به V است. همچنين  با V هم فاز مي باشد. ولتاژ نامي استاندارد ثانويه يك ترانسفورماتور ولتاژ 115V (خط به خط) است به طور ايده ال ثانويه PT به دستگاه حس كننده ولتاژ كه داراي امپدانس بي نهايت است، متصل مي شود، به طوري كه كل ولتاژ ثانويه PT روي دستگاه حس كننده قرار مي گيرد. در عمل، ولتاژ ثانويه بين دستگاه حس كننده داراي امپدانس زياد و امپدانس نشتي سري PT تقسيم مي گردد. امپدانس نشتي PT را به منظور حداقل كردن افت ولتاژ و اختلاف زاويه فاز از اوليه به ثانويه كم انتخاب مي كنند.

معمولا سيم پيچ اوليه ترانسفورماتور جريان تك حلقه است و توسط عبور هادي اصلي سيستم قدرت از دسته CT به وجود مي آيد. در ايالات متحده جريان نامي عادي ثانويه CT در 5A استفاندارد شده است و در اروپا و بعضي كشورها در 1A استاندارد گرديده است. در خلال اتصال كوتاه، براي چند سيكل از سيم پيچهاي CT جريانهاي 10 تا 20 برابر (يا حتي بزگتر از جريان نامي) عبور مي كند. به طور ايده ال ثانويه CT به دستگاه حس كننده جريان كه داراي امپدانس صفر است متصل مي گردد به طوري كه تمام جريان ثانويه CT از دستگاه حس كننده عبور مي كنند در عمل بيشتر جريان ثانويه از دستگاه حس كننده داراي امپدانس پائين و قسمتي از آن از امپدانس موازي تحريك CT عبور مي كند. امپدانس موازي تحريك CT را به منظور حداقل كردن جريان تحريك آن زياد انتخاب مي كنند.

4-  ترانسفورماتور قدرت:

در پستهاي نيروگاهي يا توزيع، دستگاههاي اصلي تبديل ولتازها، ترانسفورماتوري قدرت مي باشد. با توجه به اينكه توان الكتريكي متناسب با حاصل ضرب جريان و ولتاژ مي باشد در يك توان مشخص براي پائين نگه داشتن سطح جريان(و بنابراين تلفات I2R و افت ولتاژ IZ كم) مي توان سطح ولتاژ را افزايش داد. ترانسفورماتور قدرت، ولتاژ جريان ac را به سطحي بهينه براي توليد، توزيع و مصرف انرژي الكتريكي تبديل مي كنند. ترانسفورماتورهاي قدرت مدرن امروزي داراي راندمان نزديك به 100% هستند و تا ظرفيت 1300MVA ساخته شده اند.

5-  ترانسفورماتور مصرف داخلي:

اين ترانسفورماتور براي مصارف داخلي پست از قبيل تأسيسات و غيره استفاده مي شود. اين ترانس مثلث – ستاره زمين شده مي باشد.

6-  ترانسفورماتور اتصال زمين:

ترانسفورمر زمين كننده در سيستمهايي بكار مي رود كه عملا داراي زمينهاي متفاوتي مي باشند. اين موضوع بستگي به جريان زميني كه در مواقع بروز خطاي فاز به زمين در هر نقطه از سيستم برقرار مي گردد، دارد. در صورتيكه نقطه نوتر ترانسفورمر زمين كننده، بطور مستقيم و يا توسط يك راكتور محدود كننده جريان به زمين متصل گردد در آن صورت جريان زمين نامي(جرياني كه از ترمينال نوتر سيم پيچ اصلي و در فركانس نامي عبور كرده و ترانسفورمر زمين كننده هم براي عبور چنين جرياني در حالت دائم و يا در مدت زمان مشخصي طراحي شده باشد جريان زمين نامي ناميده مي شود). نسبتا بزرگ شده  در عوض مدت زمان آن كوتاه خواهد بود(فقط چند ثانيه) و در صورتيكه نقطه نوتر اين ترانسفورمر به يك راكتور محدود كننده جريان صاعقه متصل گردد در آنصورت جريان زمين نامي از نظر دامنه محدود شده و در عوض مدت زمان آن طولانيتر مي گردد(ساعتها و يا حتي بصورت پيوسته و دائمي) ترانسفورمرهاي زمين كننده عموما بصورت زيگزاگ و يا ستاره – مثلث متصل مي گردند.

سيم پيچ با اتصال مثلث ممكن است بصورت يك حلقه باز باشد كه در اينصورت، امكان اضافه كردن مقاومت يا راكتور براي داشتن امپدانس توالي صفر مطلوب وجود خواهد داشت. ترانسفورماتورهاي زمين كننده ممكن است به سيم پيچ ثانويه اي(با ولتاژ پائين) و توان نامي دائمي نيز مجهز بوده كه ازاين سيم پيچ بعنوان منبع تغذيه كمكي پست استفاده مي گردد.

توجه: ترانسفورمر زمين كننده همچنين در سيستمهاي فاقد سيم نول، جهت اتصال بار تك فاز بين خط و نوتر، مورد استفاده قرار مي گيرند.

7-  خازن:

به مجموعه اي از يك يا تعدادي خازن كه در يك محفظه با ترمينالهاي در دسترس واحد خازني مي گويند. به گروهي از واحدهاي خازني كه بصورت الكتريكي بهم متصل شده باشند، بطور مثال مانند يك بانك خازني سه فاز كه از سه واحد خازني تك فاز تشكيل شده است مناسب ترين روش جبران توان راكتيو، استفاده از خازن هاست كه امروزه در شبكه هاي برق بعلت سادگي سيستم و هزينه بري كم بيشتر مورد استفاده قرار مي گيرند. با توجه به اينكه اقتصادي ترين سطح ولتاژ براي توليد خازن، سطوح ولتاژ شش تا پانزده كيلوولت است بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه نصب خازن در شبكه هاي 20kv (ولتاژ فاز به زمين حدود 11kv و 33Kv(ولتاژ فاز به زمين حدود 19kv) مناسب ترين روش خواهد بود.

8-  كابل

كابلها به دو دسته متمايز كابل هاي سيم كشي ثابت و كابل هاي تجهيزات متحرك تقسيم بندي مي شوند و شناسايي كابل ها منطبق بر راهنماي انتخابي كه براساس استاندارد تدوين شده قرار دارد.

مشخصات انواع كابلها منطبق با مشخصات VDE و نشريات IEC عبارتند از:

VDE 0266  VDE 0265  VDE 0265  VDE 0248  VDE 0293  VDE 0272  VDE 0271

(نشريه شماره IEC 502 )

علائم شناسايي:

برروي پوشش خارجي يك كابل پروتو دور(كابل با عايق PVC) در فاصله هاي كمتر از 50Cm علامت PROTODOR و برروي يك كابل پروتوني(كابل با عايق XLPE پلي اتيلن كراس لينك شده) علامت PROTHOTHEN X حك مي شود و كابل هاي منطبق با مشخصات VDE، با علامت VDE معين مي شوند.

به طور مثال:

PROTODOR VDE 0271

PROTHOTHEN X VDE 0273

9 – سكسيونر:

جهت ايجاد ايمني در بهره برداري و تعميرات وقطع فيزيكي يك پست از قسمتهاي ديگر از سكسيونر استفاده مي گردد. سكسيونرها كار قطع و وصل را در شرايطي كه جريان صفر است انجام مي دهند. به عبارت ديگر سكسيونرها مي توانند جريان خازني خط را قطع نمايند و علاوه بر آن مي توانند در انجام مانور سريعتر و بهتر نمودن ايزولاسيون در پستها به كليدها كمك نمايند. سكسيونرها در حالت باز بايستي بتوانند ولتاژ نامي را بطور دائم و اضافه ولتاژهاي گذرا را بطور موقت تحمل نمايند و ماده عايقي كنتاكت هاي سكسيونرها هوا مي باشد.

انواع سكسيونرها

1-  سكسيونر تيغه اي يا كاردي:

اين نوع براي ولتاژهاي پائين و متوسط تا 63kv كار برد داشته و داراي يك كنتاكت ثابت و يك كنتاكت متحرك است. مسير طي شده توسط كنتاكت متحرك حداكثر يك ربع دايره بوده و قطع و وصل آن ممكن است بصورت دستي يا اتوماتيك باشد.

2-  سكسيونر كشويي:

اين نوع در ولتازهاي پائين يا متوسط كه در ساختمانها و يا كيوسك قرار گرفته اند مورد استفاده قرار مي گيرد. ميله متحرك اين سكسيونرها بصورت كشويي برروي مدار حركت مي كند و مزيت اين سكسيونرها عدم نياز به اشغال فضا است.

 

 

3-  سكسيونر افقي:

در ولتاژهاي متوسط و بالا استفاده مي شود، هر دو ميله متحرك بوده و سكسيونر از وسط به دو  قسمت تقسيم مي شود. اين نوع در جاهايي از نظر افقي محدوديت نباشد استفاده مي شود.

4- سكسيونر افقي – دوراني – داراي سه پايه:

داراي سه پايه بود. كه دوتاي آن ثابت و پايه مياني متحرك رابط بين كنتاكت هاي ثابت است. حركت كنتاكت متحرك دوراني است.

5- سكسيونر عمودي

در ولتاژها و جريانهاي بالا مورد استفاده قرار مي گيرد. داراي دو پايه بوده كه برروي يكي از آنها كنتاكت ساده و متحرك در انتهاي يك لولة هادي كه انتهاي ديگر آن برروي پايه ديگري قرار گرفته تشكيل شده است. در جاهايي كه از نظر عمودي محدوديت نباشد مورد استفاده قرار مي گيرد.

6- سكسيونر قيچي يا پانتوگراف:

در پستهايي كه داراي دو اختلاف سطح ارتفاع روي دو باس بار باشند استفاده مي شود و در ولتاژهاي بالاي 13kv مشاهده مي شود. داراي يك پايه بوده كه قسمت عمل كننده و بازوي سكسيونر برروي آن قرار گرفته و كنتاكت ثابت به باس بار متصل است.

سكسيونر زمين:

پس از قطع دو طرف يك خط توسط كليدها و باز نمودن سكسيونرهاي مربوط خط، جهت ايمني به منظور كار كردن روي خط از سكسيونر زمين استفاده مي شود.

 

10- كليدهاي قدرت

انواع كليدهاي قدرت:

1- كليدهاي مغناطيسي            Magnetic Type

2- كليدهاي خلأ         Vacume Type

3- كليدهاي روغني          Bulk oil Type

4- كليدهاي كم روغن             Minimum oil vawe

5- كليدهاي هوايي          Air blast Type

6- كليدهاي گازي           SF6 Type

كليدهاي قدرت نقش اصلي را در قطع و وصل نمودن، وارد يا خارج نمودن نيروگاه و مصرف كننده ها در شبكه را دارند.

كليدهاي قدرت در يك پست بايستي داراي مشخصات عمده زير باشند.

1- زماني كه كليد بسته است بايستي بتواند جريان نامي پست را بطور دائم تحمل كند.

2- امكان مانور در وارد يا خارج كردن فيوزها را در شبكه براحتي داشته باشد و جريان نامي را در شبكه بدون اشكال قطع كند.

3- در موقع اتصال كوتاه بايستي پس از دريافت فرمان قطع در سريعترين زمان ممكن جريان اتصال كوتاه را قطع و قسمت عيب ديده را از شبكه جدا كند.

4- در حالتي كه كليد باز است بايستي بتواند ولتاز را در كنتاكت كليد بطور دائم تحمل نموده و در موقع باز شدن كليد، اضافه ولتاژهاي گذرا را نيز بطور غيرموقت تحمل نماييد.

 

مشخصات كابلهاي ورودي به پست :

در اين پست سه فيدر ورودي وجود دارد كه از پستهاي سيدخندان، از گل – صنايع دفاع و از گل به پست وارد مي شود كه مشخصات هر يك از آنها به قرار زير است: 

مشخصات ترانسهاي قدرت پست :

در اين پست دو ترانس قدرت با قدرت نامي 30MVA بكا برده شده است. اين ترانسها ساخت كارخانه TUR بوده و نسبت تبديل آنها 63/21 مي باشد. سيستم خنك ننده اين ترانسها ONAF مي باشد. وزن روغن در اين ترانسها 11800kg مي باشد و داراي جريان نامي اولية 275A و جريان نامي ثانويه 825A مي باشند.

امپدانس درصد T1=13.9 و T2=14 مي باشد و هر دو داراي گروه برداري YND11 و داراي 19 تپ مي باشند.

 

ترانسفورماتورهاي قدرت شماره T1 و T2

كارخانه سازنده: TUR

سال ساخت: 1986

قدرت نامي MVA: 30

نسبت تبديل (ولتاژ نامي) kv: 63/21

سيستم خنك كننده: ONAF

گروه برداري: YND11

تعداد تپ: 19

وزن روغن 11800kg

امپدانس درصد: T1=13.9

  T2=14

جريان ناميه اوليه: 275A

جريان نامي ثانويه: 825A

 

مشخصات بوبينهاي نوترپست:

درا ين پست دو بوبين با گروه برداري ZN ساخت كارخانه VOLTA-VERK بكار رفته . آمپر لحظه اي اين بوبينها 1000A مي باشد. همچنين امپدانس صفر اين بوبينها 29Ω مي باشد.

 

بوبين هاي نوتر شماره 1 و 2

كارخانه سازنده: VOLTA-WERK

سال ساخت: 1986

آمپر لحظه اي: 1000A

گروه برداري: ZN

امپدانس صفر: 29Ω

 

مشخصات ترانسفورماتورهاي مصرف داخلي پست :

در اين پست دو ترانس مصرف داخلي با قدرت نامي 200KVA ساخت كارخانه VEM(GDR) با گروه برداري DYN11 وجود دارد كه مشخصات آن عبارتند از:

ترانسفورماتورهاي مصرف داخلي شماره 1 و 2

كارخانه سازنده: VEM(GDR)

سال ساخت: 1986

قدرت نامي KVA: 200

گروه برداري: DYN11

نسبت تبديل(ولتاژ نامي) KV: 20/0.4

نسبت تبديل(جريان نامي)A: 5.77/289

 

مشخصات ترانسفورماتورهاي ولتاژ 63KV (PT) خطوط:

در سمت 63kv، سه ترانس ولتاژ ساخت كارخانه VEM(GDR) با قدرت 300VA و نسبت تبديل 120/3 و كلاس 0.5 وجود دارد. تيپ اين ترانسها ET66N مي باشد.

ترانسفورماتورهاي ولتاژ 63kv(PT) خطوط

كارخانه سازنده: VEM(GDR)

تيپ: ET66N

قدرت VA: 120/3,300

كلاس(CLASS): 0.5

نسبت تبديل هرفاز: 6300/ 

  2*100/ 

  2*100/ 

 

مشخصات ترانسفورماتورهاي جريان(CT)63kv خطوط: 

در سمت 63kv روي خطوط، سه ترانس جريان ساخت كارخانه VEM(GDR) وجود دارد كه مشخصات آن عبارتند از:

ترانسفورماتورهاي جريان 63kv (CT) خطوط

كارخانه سازنده: VEM(GDR)

تيپ: IT66N

 

نسبت تبديل (2*400)/5 (2*400)/5 (2*400)/5

ترمينال 3 2 1

قدرت(VA) 60 30-60 30

كلاس(CLASS) 5P8 0.5-5P8 0.5

 

مشخصات ترانسفورماتورهاي جريان (CT) 63kv: T1 و T2

قبل از ترانسهاي قدرت دو CT ساخت كارخانه VEM(GDR) وجود دارد كه مشخصات آنها عبارتند از:

ترانسفورماتورهاي جريان T2,T1(CT)63kv

كارخانه سازنده: VEM(GDR)

تيپ: IT66N

 

نسبت تبديل (2*150)/5 (2*150)/5 (2*150)/5

ترمينال 3 2 1

قدرت(VA) 60 30-60 30

كلاس(CLASS) 5P8 0.5-5P8 0.5

 

مشخصات برقگيرهاي 63kv خطوط:

برقگيرهاي موجود ساخت كارخانه AEG با ولتاژ نامي 72kv مي باشند.

كارخانه سازنده: AEG

تيپ: SB72/105

ولتاژ نامي kv: 72

جريان نامي KA: 10

 

مشخصات بريكرهاي 63kv خطوط و ترانسها:

در اين پست 5 بريكر در سمت 63kv ساخت كارخانه VEM(GDR) با ولتاژ نامي 72.5kv وجود دارد. نوع بريكر روغني و وزن روغن آن 120kg مي باشد.

 

بريكر 63kv خطوط و ترانسها

كارخانه سازنده: VEM(GDR)

تيپ: HPFC409C

نوع بريكر: روني

ولتاژ نامي KV: 72.5

جريان نامي A: 2000

جريان يا قدرت قطع: 31.5kA

وزن روغن kg: 120

 

 

مشخصات سكسيونرهاي 63kv خطوط و ترانسها و زمين:

در اين پست 12 سكسيونر در سمت 63kv، ساخت كارخانه VEM(GDR) وجود دارد.

 

سكسيونرهاي 63kv خطوط ترانسها و زمين

كارخانه سازنده: VEM(GDR)

تيپ: (KH3AF)

جريان نامي A: 800

جريان يا قدرت اتصال كوتاه KA: 22

 

مشخصات ترانسفورماتور ولتاژ T2 , T1(PT) 20kv:

بعد از ترانسهاي قدرت دو ترانس ولتاژ در سمت 20kv ساخت كارخانه TUR وجود دارد كه مشخصات آنها عبارتند از:

ترانسفورماتور ولتاژ T2 , T1(PT) 20kv

كارخانه سازنده: TUR

تيپ: GE24

قدرت VA: 100

كلاس (CLASS): 1

نسبت تبديل هر فاز: 20000/ 

  100/ 

  100/3

 

مشخصات ترانسفورماتورهاي ولتاژ (PT)20kv فيدرها:

در اين پست 4 فيدرخازني وجود دارد كه برروي هر كدام يك PT ساخت كارخانه TUR وجود دارد.

ترانسفورماتورهاي ولتاژ (PT)20kv فيدرها

كارخانه سازنده: TUR

تيپ: GE24

قدرت VA: 100

كلاس(CLASS): 0.5

نسبت تبديل هر فاز: 20000/ 

  100/ 

  100/3

 

مشخصات ترانسفورماتورهاي جريان 20kv ورودي T2,T1(CT):

بعد از هر ترانس قدرت يك CT ساخت كارخانه TUR وجود دارد كه مشخصات آنها به قرار زير مي باشد:

ترانسفورماتورهاي جريان 20kv ورودي T2,T1(CT)

كارخانه سازنده: TUR

تيپ: GS24CMOD

 

نسبت تبديل 1000/5 1000/5

قدرت(VA) 20 10

كلاس(CLASS) 10P 0.5

 

مشخصات ترانسفورماتورهاي جريان 20kv خروجي (CT) فيدرها:

درا ين پست 14 فيدر خروجي وجود دارد كه برروي هر كدام يك CT وجود دارد كه مشخصات آنها عبارتست از:

ترانسفورماتورهاي جريان 20kv خروجي (CT) فيدرها

ترانسفورماتورهاي جريان 20kv ورودي T2,T1(CT)

كارخانه سازنده: TUR

تيپ: GS24CMOD

 

نسبت تبديل 200/5 400/5

قدرت(VA) 20 10

كلاس(CLASS) 10P 0.5

 

مشخصات بريكرهاي 20kv ورودي T1 و T2:

بريكر هاي 20kv ورودي T1 و T2 ساخت كارخانه VEM(GDR) و از نوع روغني مي باشند

مشخصات بريكرهاي 20kv ورودي T1 و T2

كارخانه سازنده: VEM(GDR)

تيپ: SC14-24/120/1250-275/B/4

نوع بريكر: روغني

ولتاژ نامي KV: 24

جريان نامي A: 1250

جريان يا قدرت قطع KA: 16

وزن روغن kg: 12

 

مشخصات بريكرهاي 20kv خروجي(كليد فيدرها

14 بريكر به ازاي 14 فيدر خروجي براي اين پست در نظر گرفته شده است كه ساخت كارخانه VEM(GDR) مي باشد.

بريكرهاي 20kv خروجي(كليد فيدرها)

كارخانه سازنده: VEM(GDR)

تيپ: SC14-24/120/800-275/B/4

نوع بريكر: روغني

ولتاژ نامي KV: 24

جريان نامي A: 800

جريان يا قدرت قطع KA: 16

وزن روغن kg: 12

 

مشخصات بريكر 20KV ارتباط 1-2:

بريكر 20kv ارتباطي 1-2 ساخت كارخانه VEM(GDR) است و نوع آن روغني مي باشد.

بريكر 20kv ارتباط 1-2

كارخانه سازنده: VEM(GDR)

تيپ: SC14-24/120/1250-275/B/4

نوع بريكر: روغني

ولتاژ نامي KV: 24

جريان نامي A: 1250

جريان يا قدرت قطع KA: 16

وزن روغن kg: 12

 

فصل دوم

بانكهاي خازني

راهنماي نصب و بهره برداري خازن

مقدمه:

همچون اغلب ابزارهاي الكتريكي، خازنهاي شنت نيز، بعد از شارژ شدن، در بار كامل عمل مي كنند و اگر انحرافي هم در بار خازن رخ بدهد ناشي از تغييرات ولتاژ خواهد بود.

فشار اضافي برخازن و يا دماي اضافي، عمر خازن را كم مي كند و لذا شرايط كار خازن (مانند دما، ولتاژ و جريان) مي بايست دقيقا كنترل شوند.

البته بايستي به اين موضوع هم توجه گردد كه نصب خازنهاي متمركز در يك سيستم، مي تواند شرايط كاري نامطلوبي ايجاد نمايد(مانند تقويت هارمونيكها، خودتحريكي ماشينهاي الكتريكي، اضافه ولتاژ ناشي از كليد زني و همچنين كاركرد نامطلوب دستگاههائي كه توسط امواج با فركانس صوتي كنترل مي گردند).

بدليل انواع مختلف خازنها و همچنين پارامترهاي مربوط به آن، امكان تدوين يك قانون ساده براي نصب و بهره برداري از خازن در تمام حالتها وجود ندارد. اطلاعات ذيل اكثر پارامترهاي مهم در اينباره را تحت پوشش خود قرار مي دهد. علاوه برا ينها، مي بايست به اطلاعات سازنده و توانائي منبع تغذيه، مخصوصا در مواقع كليد زني و قطع خازن از مدار(در هنگام بار روشنائي)، توجه گردد.

 

نحوه انتخاب خازن براي نصب در شبكه:

مباني و معيارهاي انتخاب

انتخاب محل، ظرفيت واحدها(Units) و ظرفيت راكتيو بانكهاي خازني، تابع يك بررسي فني و اقتصادي براساس ارزش مزاياي حاصل از نصب اين خازنها در مقايسه با هزينه سرمايه گذاري مورد نياز براي تهيه، نصب و راه اندازي و تعميرات و نگهداري خازنها و فيدرهاي مربوط به آن بوده و تا زماني كه ارزش مزاياي حاصل از نصب خازنها برابر و يا بيشتر از هزينه آن باشد، استفاده از خازنهاي موازي مقرون بصرفه مي باشد.

با توجه به اين مطلب استفاده از خازنهاي موازي در سيستمهاي توزيع بسيار معمول و متداول بوده و از اهميت خاصي برخوردار است.

 

انتخاب محل نصب خازن در سيستم:

از نظر فني خازنها در طول شبكه و يا سيستم فوق توزيع و توزيع تقريبا در هر سطح ولتاژي مي توانند مورد استفاده قرار گيرند چون با سري كردن يونيت هاي خازن مي توان به سطح ولتاژ مورد نياز رسيد و با موازي كردن يونيتها با ظرفيت مگاوار لازم دست يافت. با اينحال عوامل زير باعث محدود كردن محل نصب و سطح ولتاز مورد استفاده براي خازنها مي گردد.

1) مزاياي حاصل از نصب خازنها با نزديكتر شدن محل نصب خازنها به محل مصرف و مصرف كننده افزايش مي يابد، چون باعث كاهش تلفات و آزاد شدن ظرفيت سيستم از محل نصب بسمت منبع مي گردد و سطح ولتاز را نيز بنحو مؤثرتري بهبود مي بخشد.

2) سطح ولتاژ كار خازنها در تعيين قيمت آنها نقش مؤثر و تعيين كننده اي داشته و يونيتهاي خازني با ولتاژ كار زير 6 كيلوولت و يا بالاتر از 15 كيلوولت گرانتر بوده و بهترين ولتاژ كارخازنهاي موازي از نظر اقتصادي فاصله ولتاژ 6 الي 15 كيلوولت است، به اين ترتيب با توجه به نحوه اتصال خازنها به شبكه بصورت ستاره و يا مثلث، عملا بهترين سطح ولتاژ شبكه براي نصب خازنها از نقطه نظر قيمت آنها، ولتاژهاي توزيع (11 و 20 و 33 كيلوولت، مي باشند. در اينجا بعنوان نمونه از جدول زير، كه نشاندهنده ارقام تقريبي مربوط به قيمت بانكها و فيدرهاي خازني يك سيستم توزيع 20 كيلوولت بوده، استفاده گردد و مشاهده مي گردد كه با صرفه ترين ولتاژ نصب براي خازن، ولتاژ شبكه توزيع مي باشد.

ولتاژ كار خازن(كيلو ولت) ولتاژ شبكه(كيلوولت) قيمت تقريبي هر كيلووار خازن(دلار) قيمت تقريبي هر كيلووار خازن(دلار) قيمت تقريبي هر كيلووار فيدر – خازن(دلار) توضيحات

0.4 0.4 6 6 12  

11.55 20 3.5 4 7.5  

18.19 63 4 5 9 در صورت استفاده از دو واحد سري براي رسيدن به ولتاژ هر فاز

12.12 63 3.5 5 8.5 در صورت استفاده از 3 واحد سري براي رسيدن به ولتاژ هر فاز

3) از نظر فني بهترين محل نصب خازن، در انتهاي فيدرهاي توزيع (11 و 20 و 33 كيلوولت) بوده ولي با توجه به نحوه كليد زني و كنترل خازنها، محل نصب بصورت زير تعيين مي گردد:

a) براي خازنهاي ثابت، با توجه به اينكه كليد زني خودكار در آنها صروت نمي گيرد لذا تجهيزات چنداني مورد نياز نبوده و در نتيجه مي توانند در پستهاي توزيع(11 و 20 و 33 كيلوولت) نصب گردند.

b) براي خازنهاي متغير، با توجه به اينكه، چنين بانكهاي خازني نيازمند تجهيزات كليدزني، حفاظت و كنترلي كاملي بوده، بنابراين مانند ساير تجهيزات پستها بايستي تحت نگهداري و مراقبت مداوم قرار گيرند. لذا بهمين دليل تجمع و نصب آنها در محل پستهاي فوق توزيع(مانند پست 20/63 كيلوولت) متداول بوده و توصيه مي گردد.

 

نحوه اتصال فازها در بانكهاي خازني

با توجه به محدوده ولتاژ اقتصادي و همچنين رعايت مسائل حفاظتي، اتصال فازها در بانكهاي خازني با ولتاژ توزيع (11 و 20 و 33 كيلوولت)، مي بايستي بصورت يك اتصال ستاره بوده و تجهيزات لازم جهت حفاظت از نامتقارني فازها نيز در آن نصب شده باشد.

 

انتخاب ولتاز نامي خازن

اصولا، ولتاژ نامي يك خازن مي بايست برابر با ولتاژ شبكه اي باشد كه خازن به آن متصل مي گردد و البته تأثير حضور خازن نيز بايد در نظر گرفته شود.

در بعضي شبكه ها، تفاوتي بين ولتاژ نامي و ولتاژ كار شبكه وجود دارد، جزئيات اين تفاوت توسط خريدار تعيين شده و سازنده خازن با توجه به حدود مشخص شده، اقدام به ساخت مي كند.

فقط مطلب مهمي كه مي بايست به آن توجه شود اينستكه افزايش بي مورد در فشار وارد به دي الكتريك خازن، تاثير معكوس در نحوه كار و عمر خازن مي گذارد.

بعنوان مثال در جاهائيكه، مدارهائي براي كاهش اثر هارمونيكها و يا به منظورهاي ديگري، بصورت سري به خازن متصل شده باشند، در اينصورت ولتاژ قرار گرفته در ترمينالهاي خازن، بالاتر از ولتاژ كار شبكه بوده و در نتيجه افزايش معادلي نيز بايد در ولتاژ نامي خازن در نظر گرفته شود. اگر چنين اطلاعات اضافي موجود نباشد، در آنصورت ولتاژ كار عملي خازن، برابر با ولتاژ نامي شبكه فرض مي گردد.

براي بانكهاي خازني سه فاز، كه بصورت ستاره به شبكه متصل مي شوند، ولتاژ نامي خازن برابر با ولتاژ نامي شبكه تقسيم بر  انتخاب مي گردد.

توجه: ضريب اطمينان بيش از حد، در موقع انتخاب ولتاژ نامي vn، نبايد در نظر گرفته شود زيرا كه اين كار باعث مي گردد تا در عمل، توان خروجي خازن در مقايسه با توان نامي آن، كوچك گردد.

در موقع تعيين ولتاژي ك همي بايست به ترمينالهاي خازن متصل گردد، ملاحظات زير نيز بايد در نظر گرفته شوند.

a) خازنها سبب افزايش ولتاژ در نقطه اتصال خود مي گردند و اين افزايش ولتاژ ممكن است حتي براي همه هارمونيكهاي موجود پيش بيايد. در اينحالت خازنها مي بايست در ولتاژي بالاتر از ولتاژ پيش بيني شده كار بكنند.

b) ولتاژ ترمينالهاي خازن، مخصوصا در مواقعي كه فقط بار روشنائي وجود دارد، ممكن است بزرگ گردد. در چنين حالاتي، بمنظور جلوگيري از وارد شدن فشار زياد برروي خازن و همچنين افزايش بي رويه ولتاژ در شبكه، مي بايست تعدادي يا همه خازنها از مدار قطع گردند.

c) فقط در حالات اضطراري و براي مدت زمان كوتاهي خازنها مي توانند در حداكثر ولتاژ قابل قبول و همچنين حداكثر دماي محيط كار بكنند.

 

 

 

انتخاب ظرفيت هر واحد

نصب خازنها در پستها نياز به فضاي كافي براي استقرار بانكهاي خازني در داخل و يا خارج ساختمان دارد. اين نياز در هنگام اضافه كردن خازنهاي جديد به پستهاي موجود با مشكلاتي نيز روبرو مي باشد و در بعضي موارد محدوديتهاي ناشي از كمبود فضاي مورد نياز باعث عدم امكان نصب خازنها مي گردد. بنابراين بديهي است كه هر چه فضاي مورد نياز براي نصب بانكهاي خازني كوچكتر باشد، مطلوبتر است. حال در صورت ثابت نگهداشتن ابعاد سطح قاعده يونيتهاي خازني، از نظر تكنولوژي ساخت، افزايش ظرفيت هر واحد باعث كاهش ارتفاع نسبي آن در مقابله با ظرفيت مربوطه گرديده و بهمين ترتيب قيمت ساخت هر كيلووار از ظرفيت خازني در واحدهاي با ظرفيت بيشتر، ارزانتر بوده و در نتيجه واحدهاي خازني بهينه از نظر ابعاد و قيمت تمام شده(هر كيلووار) در محدوده ظرفيت 200 الي 250 كيلووار مي باشد.

جهت انتخاب ظرفيت مناسب براي هر واحد خازني، علاوه بر مطلب بالا، مي بايست محدوديتهاي دما و ولتاز كار خازن نيز در نظر گرفته شده، و با توجه به بخش 5، از بين سه مقدار 100، 150 و 200 كيلووار، انتخاب نهائي صورت بگيرد.

 

انتخاب ظرفيت بانكهاي خازني فشار قوي

انتخاب ظرفيت راكتور بانكهاي خازني مورد نياز يك پست براساس استفاده از ظرفيت قطعي[1] آن طبق رابطه زير محاسبه مي گردد:

كه در اين رابطه:

QC=(MVAR)ظرفيت راكتيو بانكهاي خازني مورد نياز  

S=(MVA) ظرفيت قطعي پست

PFC= ضريب قدرت باريست پس از نصب خازن

PF= ضريب قدرت بار پست قبل از نصب خازن

همچنين، ظرفيت قطعي پستها براي سيستم توزيع 20 كيلوولت نيز طبق جدول زير استاندارد گرديده است:

جدول ظرفيتهاي انتخاب شده براي پستهاي فوق توزيع 30/63 كيلوولت

رديف ظرفيت نامي

(MVA) ظرفيت قطعي

(MVA) قابل توسعه به ظرفيت نامي

(MVA)

1 30*2 (78)42 30*3

2 15*2 (30 يا 42)15 يا 21 30*2

3 5/7*2 (15)5/7 15*2

* اعداد داخل پرانتز نشاندهنده مقادير توسعه يافته ظرفيت پست مي باشد.

 

براي سيستمهاي توزيع 11 و 33 كيلوولت نيز ظرفيت قطعي پستهاي فوق توزيع مي بايست مشخص گردند.

سپس براي تعيين ظرفيت راكتيو بانكهاي خازني، علاوه بر ظرفيت قطعي پست، مي بايست ضريب قدرت نهائي مورد نياز و ضريب قدرت قطعي بار پست نيز مشخص شده و آنگاه با استفاده از فرمول بالا، مقدار ظرفيت بانك خازني تعيين گردد.

البته جهت انتخاب نهائي ظرفيت بانك خازني، مي بايست در مقدار بدست آمده، تغييرات مناسبي اعمال نمود بطوريكه، نكات زير نيز منظور شده باشند:

a)  استفاده از واحدهاي خازني انتخاب شده در بخش

b) قابليت تقسيم متعادل كل ظرفيت خازني برروي سه فاز و انتخاب حداقل 2 مرحله براي وارد و خارج كردن خازنها به مدار

c) طبق آمار موجود، ظرفيت بانكهاي خازني در پستهاي 20/63 كيلوولت عمدتا داراي مقادير 4/2 و 7/2 مگاوار مي باشد. لذا اين اعداد مي توانند بعنوان مبنائي جهت تعيين ظرفيت تيپ بانكهاي خازني مورد استفاده قرار گيرند.

بعنوان مثال، براي سيستم 20 كيلوولت، در صورتيكه واحدهاي خازني 100 كيلوواري با ولتاژ كار 55/11 كيلوولت انتخاب گردد در آنحالت ظرفيت تيپ بانكهاي خازني بشرح جدول زير انتخاب و توصيه مي گردد.

 

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: