تحقیق و پژوهش پست های فشار قوی
فصل اول – پست های فشار قوی و پیش بینی ظرفیت ها ، ولتاژ ، باد Pagel
1-1 مقدمه
در مدت تکامل بشر به خصوص در چند قرن گذشته سیر تکامل صنعتی قابل تذکر می باشد در این رابطه تشخیص، کنترل، کاربرد و … انرژی که بخش مهم از تکامل صنعتی را شامل می شود در این قرن ( بخصوص ) سرعت بیشتری داشته است. در حقیقت پیشرفت تمدن بشری با توانایی انسان در کنترل انرژی رابطه مستقیم دارد و افرادی معدودی در جهان دانش و توانایی دستیابی به انواع انرژی را دارند و بقیه افراد بشر با استفاده از دانش و توانایی آنها سطح زندگی خود را بالا می برند. در گذشته انرژی به مقدار محدود مصرف می شد.
ولی با رشد جوامع بشری نیاز به منابع طبیعی نیز فزونی یافت و همواره انسان به دنبال انرژی بود که در ضمن اینکه به سادگی قابل استفاده باشند همچنین بتواند در رفع نیازهای روزمره او نیز مفید واقع شود در طی قرن ها تجربه انسان منابع مختلفی از انرژی را شناخت اما مسئله ای که پیش آمد این بود که هر کدام از این منابع دارای اشکالاتی بودند به عنوان مثال برای انتقال دادن آنها نیروی زیادی تلف می شد ( نیروی مکانیکی ) در هر جا نمی توانستند از آنها استفاده کنند هر کدام مناسب شرایطی خاص خود بودند به سادگی قابلیت تبدیل به انواع دیگر انرژی را نداشتند به سادگی نمی توانستند آنها را کنترل و حفاظت کنند و از این قبیل. این بود که انسان در پی انرژی که معایب بقیه را نداشته باشد همواره تلاش می کرد تا اینکه موفق به اختراع نیروی الکتریکی گردید این نیرو محاسن بسیار زیادی دارد از قبیل :
1- بسادگی و با تلفات خیلی جزئی قابل انتقال است.
2- درجه حرارت محیط تأثیر چندانی روی آن ندارد.
3- با وسایل بسیار ساده می توان از آن استفاده کرد.
4- آنرا می توان کنترل کرد.
5- در حین کاربر روی محیط تأثیری نداشته و آنرا آلوده نمی سازد.
به هر حال محاسن فوق، و بسیاری دیگر باعث رشد و ترقی هر چه بیشتر این قسمت گردید و تا حدی در زندگی بشر نفوذ کرد که فکر استفاده نکردن از آن حتی برای یک روز بطور عام یا برای لحظه ای بطور خاص نیز غیر قابل تصور می باشد، تولید توزیع جریان الکتریکی برای اولین بار به صورت جریان مستقیم در کشور آلمان صورت گرفته تولید جریان دائم و مخصوصاً انتقال آن برای راه های دور تولید مشکلاتی می کرد از اینرو پس از گذشت چندین سال در حدود یک قرن پیش اولین خط با جریان متناوب سه فاز مورد بهره برداری قرار گرفت برای رسانیدن این انرژی به مکان ها و شهرهای دیگر نیاز است که آنرا توسط خطوط انتقال منتقل سازیم برای منتقل کردن انرژی بیشتر و در نهایت تلفات کمتر و همچنین از نظر اقتصادی نیاز است که اختلاف سطح انرژی الکتریکی تولید شده را تا حد ممکن افزایش دهیم.
عملاً در نیروگاه ها ولتاژ تولید شده را در محلی کنار خود نیروگاه چندین برابر کرده و سپس انتقال می دهند این ولتاژ انتقال یافته خیلی بیشتر از مقداری است که مصرف کننده های ما در شهر نیاز دارند از اینرو پس از انتقال انرژی آنرا دوباره به سطح قابل مصرف درآورده و سپس توزیع می کنند.
همانطور که می دانیم انرژی ها هر کدام بسته به نوع بایستی بطور صحیح استفاده شده و برای جلوگیری از خطرات احتمالی حفاظت شوند. انرژی الکتریکی هم از بقیه مستثنی نیست با توجه به اینکه قدرت انتقال یافته بسیار زیاد می باشد باید بتوان این نیروهای عظیم را در جای قبل از استفاده کنترل حفاظت و احیاناً تغییر و تحول در مقدار آن بسته به موقعیت داد این مکان ها را اصطلاحاً پست های فشار قوی نامند.
آنچه در این مجموعه ارائه می شود و مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرند بخشی از سیستم های قدرت تحت عنوان پست فشار قوی است که یکی از حیاتی ترین بخش یکم سیستم قدرت می باشد در این مجموعه ضمن توضیح و بحث در مورد علت احداث پست های فشار قوی و بررسی عوامل دخیل در طراحی پست های فشار قوی و انتخاب تجهیزات و تحلیل عملکرد و ساختمان آنها هستند می پردازیم.
1-2- عوامل موثر در ظرفیت پستها:
شکی نیست که ظرفیت پستها مستقیماً با رشد بار افزایش می یابد ولی وجود محدودیتهای متعدد در شبکه باعث می شود رشد بار متوقف و یا از میزان آن کاسته شود که در نتیجه در یک پریود بلند مدت ظرفیت نهایی پستها در یک حد معینی محدود می گردد عوامل زیر به عنوان پارامترهای مهم محدود کننده بار پستها محسوب می شوند:
1- عمر مفید پستها
2- محدودیت رشد بار
3- محدودیت احداث خطوط انتقال و توزیع
4- پراکندگی باد
1-2-1- عمر مفید :
قاعدتاً بررسی چگونگی تأثیر گذاری هر یک از پارامترهای فوق الذکر بالا در یک پریود زمانی مشخص انجام گیرد تا نتیجه گیری بسهولت امکان پذیر باشد به نظر می رسد عمر پستها می تواند یک پریود زمانی مشخص و منطقی باشد تعیین عمر مفید پستها بدلیل وابستگی زیاد آن به پارامترهای بهره برداری ، تعمیراتی ، طراحی و … بسیار پیچیده و بسهولت عملی نیست و حتی ممکن است در شرایط برابری تمام پارامترهای موثر ندر عمل شرایط منطقه و محل پست نیز آنرا تغییر دهد، اگر چه عمر تأسیسات صنعت برق کشور به حدی نرسیده که بتوان با استفاده از تجارب گذشته عمر مفید ( بطور کلی تجهیزات ) را تعیین نمود.
ولی برای یک بررسی جامع و کلی شاید منطقی باشد که از تجارب کشورهای دیگر با اندکی تقلیل در میزان عمر مفید رقمی برای تأسیسات صنعت برق کشور پیش بینی کرد. باتوجه به مطالب فوق 30 سال می تواند رقم متعارفی برای عمر مفید پستها منظور گردد و به نظر می رسد با توجه به پارامترهای زیر این رقم منطقی باشد:
1- اصولاً پس از گذشت سی سال احتمال تغییر تکنولوژی وجود دارد.
2- گسترش شبکه ممکن است بسیاری از تجهیزات را بلافاصله استفاده سازد.
3- عدم وجود وسایل یدکی پس از گذشت سی سال پست را غیر قابل استفاده می سازد.
1-2-2- محدودیت رشد بار:
آنچه مسلم است رشد بار پیش بینی شده رقم متوسطی بوده و بدون شک ممکن است این ارقام بر حسب هر پست متغییر باشد از آنجائیکه تا کنون بسیاری از روستاهای دور افتاده و محروم کشور از نعمت انرژی الکتریکی برخوردار نبوده اند در حقیقت قسمت اعظم رشد بار پیش بینی شده با مصرف کنندگان جدید مربوط می شود شکی نیست با به زیر پوشش درآوردن روستاها و آبادیهای انرژی مصرفی کشور افزایش سریعی خواهد داشت ، بدیهی است این افزایش بار نمی تواند بطور مداوم و پیوسته با رشد بالائی ادامه یابد و مسلماً وقتی کلیه مراکز بار به شبکه سراسری وصل شدند رشد بار مستقیماً به توسعه یا ایجاد مراکزی صنعتی و کشاورزی پیشرفته رشد بار سالیانه بسیار تقلیل می یابد انتظار می رود تا 20 سال آینده کلیه نقاط کشور از نعمت انرژی الکتریکی برخوردار شود که در این شرایط رشد بار به حد پائینی خواهد رسید که مسلماً رشد آن کمتر از 5٪ درصد در سال خواهد بود به این ترتیب بار در سالهای بعد از 1291 حدود 3 درصد در سال فرض می شود و نتیجتاً رشد بار در سالهای آتی بشرح زیرمی باشد.
تا سال 1371 ده درصد در سال
سالهای 1371 تا 1381 هفت درصد در سال
سالهای بعد از 1381 پنج درصد در سال
سالهای بعد از 1391 سه درصد در سال
اصولاً این قاعده و روش بیشتر در مورد پست های توزیع صادق است تا سایر انواع پست ها اگر چه می توان با روشن شدن وضعیت پست های توزیع وضعیت بقیه پستها را نیز روشن نمود.
1-2-3- محدودیت احداث خطوط انتقال و توزیع
تجربه نشان می دهد که با گذشت زمان مسئله محدودیت باند عبور خطوط انتقال و توزیع باعث می شود تا امکان توزیع انرژی متناسب با رشد بار میسر نگردد این شکل ممکن است تحت تأثیر عوامل زیر بوجود می آید.
الف) در اثر توسعه شهرها و روستاها پست در داخل آبادی محصور می گردد و در نتیجه امکان احداث خطوط انتقال و توزیع مسیر نخواهد بود که در این شرایط بار نهائی پست تقریباً ثابت می ماند.
ب) پست توسط شهرها و آبادیها محصور نگردد ولی امکان اتصال آن به دلیل توسعه آبادیها به مراکز مصرف وجود نداشته باشد.
ج) پراکنده شدن مراکز بار و سهولت تغذیه آنها از پست های جدید ( با توجه به پاداشهای فنی و اقتصادی باعث می شود از بار پست های اصلی کاسته شود.
نتیجه اینکه بررسی های فوق نشان می دهد به جز در حالتهای استثنائی بار پست در یک دوره عمر مفید ( سی سال) بدون توجه به سایر عوامل محدود کننده نظیر امکانات توزیع پراکندگی بار مسائل اقتصادی حداکثر 3/8 برابر با اولیه خود می رسد که مسلماً توجه به مشکلاتی که قبلاً به آن اشاره شد امکان رسیدن بارپست به مقدار حداکثر فوق بعید به نظر می رسد
1-2-4- پراکندگی بار:
یکی از پارامترهای مهمی که ممکن است توسعه و رشد بار پست را محدود سازد مثلاً پراکندگی بار در منطقه می باشد شکی نیست با بزرگ شدن شهرها، توسعه و ایجاد مراکز صنعتی و کشاورزی بار هر منطقه با گذشت زمان افزایش می یابد که ممکن است این افزایش بار در مقدار انرژی پست آن منطقه نیز تأثیر بگذارد ولی با توجه به اینکه اصولاً نقل بار تحت
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل 1: پست های فشار قوی و پیش بینی ظرفیت ها مولتاژ و بار
1-1 مقدمه 1
1-2 عوامل موثر در ظرفیت پست ها 5
1-3 طبقه بندی پست ها از نظر سطح ولتاژ قدرت 15
1-4 برا پستها 12
فصل 2: تعیین ظرفیت و تعداد ترانسفورماتورهای قدرت
1-2 نکات مهم در تعیین ظرفیت ترانس های قدرت 17
2-2 مسائل دیگری که در انتخاب ترانس باید مورد توجه قرار گیرد 22
2-3 زمین کردن نقطه نوترال
فصل 3: انتخاب کلید قدرت
3-1 مقدمه 29
3-2 کلید قدرت یا دیژنکتور 35
فصل 4: سکسیونر
4-1 سکسیونر 32
فصل 5: انتخاب ترانسفور ماتورهای جریان
5-1 ترانسفورماتورهای جریان 34
5-2 انتخاب ترانسفورماتورهای جریان 37
فصل 6: انتخاب شینه ها
6-1 شینه 40
فصل 7: انتخاب ایزولاتورها
7-1 ایزولاتور ( مقره) 45
فصل 8 : انتخاب موج گیرها
8-1 تله موج یا موجگیر 50
8-2 مشخصات الکتریکی موج گیرها 53
8-3 نصب موج گیر 54
تحقیق و پژوهش پست های فشار قوی