دانلود مقاله اجزای تشکیل دهنده پستهای فشار قوی

بخشی از مقاله

انواع پستهاي فشار قوي
1- انواع پستهاي فشار قوي از نظر عملكرد
پستهاي ازنظر وظيفه اي كه در شبكه بر عهده دارند به موارد زير تقسيم بندي مي شوند.
الف : پستهاي افزاينده ولتاژ
اين پستها كه به منظور افزايش ولتاژ جهت انتقال انرژي از محل توليد به مصرف بكار مي روند
معمولا در نزديكي نيروگاه ها ساخته مي شوند.

ب : پستهاي كاهنده ولتاژ :
اين پستها معمولا در نزديكي مراكز مصرف به منظور كاهش ولتاژ ساخته مي شوند.
ج : پستهاي كليدي :
اين پستهاي معمولا در نقاط حساس شبكه سراسري و به منظور برقراري ارتباط بين استانهاي مختلف كشور ساخته مي شوند و معمولا رينگ انتقال شبكه سراسري را بوجود مي آورند در اين پستها تغيير ولتاژ صورت نمي گيرد و معمولا بخاطر محدود كردن تغييرات ولتاژ از يك راكتور موازي با شبكه استفاده مي شود در بعضي از مواقع از اين راكتورها با نصب تجهيزات اضافي مصرف داخلي آن پست تامين مي شود.

د : پستهاي تركيبي تا مختلط
اين پستها هم به عنوان افزاينده يا كاهنده ولتاژ و هم كار پستهاي كليدي را انجام مي دهند و نقش مهمي در پايداري شبكه دارند.
2- انواع پستهاي از نظر عايق بندي
الف) پستهاي معمولي

پستهايي هستند كه هاديهاي فازها در معرض هوا قرار دارند و عايق بين آنها هوا مي باشند و تجهيزات برقرار و هاديها بوسيله مقره هايي كه بر روي پايه ها و استراكچرهاي فولادي قرار دارند نصب مي شوند اين پستها در فضاي آزاد قرار دارند در نتيجه عملكرد آنها تابع شرايط جوي مي باشد.
ب : پستهاي گازي يا پستهاي كپسولي (G.I.S)

دراين پستها بجاي استفاده از عايق هاي چيني و شيشه اي p.v.c از گاز هگزا فلوئور سولفور به عنوان عايق استفاده مي شود اين گاز نقاط برقدار را نسبت به يكديگر و نسبت به زمين ايزوله مي كند در اين نوع پستها كليه تجهيزات درون محفظه قرار دارند و طوري طراحي شده اند كه گاز به بيرون نشت نكند از محاسن اين پستها اشغال فضاي كم مي باشد و چون در فضاي بسته قرار دارند تابع شرايط جوي نمي باشند و از معايب آنها به دليل تكنولوژي بالاي كه دارند تعمير و نگهداري آنها مشكل است.

اجزاء تشكيل دهنده پستها
سوئيچگير (سوئيچ يارد): Switchgear
ترانسفورماتور قدرت: Power Transformer
ترانسفورماتور زمين: Ground Transformer
ترانسفورماتور مصرف داخلي: Staition Service (T)
جبران كننده ها: Componsators
* سوئيچگير :

به مجموعه اي از تجهيزات كه در يك ولتاژ معين رابطه بين دو باس را برقرار مي كند گفته مي شود و شامل قسمتهاي زير است :
1- باسبار (شينه): Bas bar
2- كليدهاي قدرت: Circuit Breaker
3- سكسيونرها : Disconector Switch

4- ترانس جريان : Current Transformer
5- ترانس ولتاژ : Voltage Transformer
6- مقره اتكايي (P.I)
7- برقگير : Lighting Arester

8- تله موج : Line Trap
9- واحد منطبق كننده : L.M.U = Line Matching Unit
* جبران كننده ها :
1- خازنها

2- سلفها (راكتورها)
* تاسيسات جانبي :
اتاق فرمان
اتاق رله
باطريخانه
ديزل ژنراتور
تابلو توزيع AC
تابلو توزيع DC

باطري شارژر
روشنايي اضطراري
روشنايي محوطه
10- تاسيسات زمين كردن و حفاظت در مقابل صاعقه.
* بي خط :
به موقعيت ست و تعداد وروديها و خروجيها بستگي دارد و به مجموعه اي از تجهيزات كه تشكيل يك خط ورودي يا خروجي را بدهد بي خط مي شود كه شامل :
برقگير
ترانس جريان
لاين تراپ

سكسيونر ارت
سكسيونر خط
ترانس جريان

سكسيونر
بريكر
سكسيونر
*بي ترانس :
به تعداد ترانسهاي قدرت بستگي دارد و به مجموعه تجهيزاتي كه ارتباط باسبار و ترانسفورماتور را برقرار مي نمايد بي ترانس گفته مي شود و شامل :
1- سكسيونر

بريكر
سكسيونر
ترانس جريان
ترانس ولتاژ
برقگير
*تله موج يا تله خط يا موج گير : line Trap, vawe Trap
از خطوط انتقال نيرو به منظور سيگنالهاي مختلف نظر سيگنال اندازه گيري و كنترل از راه دور , مكالمات تلفني , تله تايپ , حفاظت جهت ارسال و دريافت فرمان از پست هاي ديگر نيز استفاده مي شود . جهت جلوگيري از تداخل اين سيگنالها كه داراي سيگنال بالا مي باشند و جدا كردن آنها از فركانس سيستم قدرت و همچنين به منظور جلوگيري از انتقال سيگنال به قسمتهاي ديگر و امكان ايجاد عملكرد صحيح از موج گير استفاده مي شود . موج گير بايد طوري باشد كه بتواند حداكثر جريان نامي و جريانهاي اتصال كوتاه را تحمل نمايد , موج گير

بطور سري در انتهاي خطوط انتقال نيرو و در ايستگاهها نصب مي شود و بعد از ترانسفورماتورهاي ولتاژ قرار مي گيرد (در انتها و ابتداي خطوط قرار مي گيرد سيگنالهاي p.l. c داراي فركانس بالا بوده و در شبكه ايران از 30Khz تا500khz تغييرمي كند . موج گيرها معمولا از يك سلف كه داراي هسته مي باشد و يك مجموعه خازن و مقاومت كه مجموعاً بطور موازي با هم قرار گرفته اند تشكيل مي شود از سلف (سيم پيچ) جريان خط بطور مستقيم عبور نموده و مجموعه خازن و مقاومت معمولا درداخل سيم پيچ نصب مي گردند.

در يك موج گير براي تغيير فركانس و پهناي باند مسدود كننده فقط با تعويض خازن و تغيير ظرفيت آن اين عمل صورت مي گيرد. به منظور حفاظت لاين تراپ در مقابل اضافه ولتاژ هاي ناگهاني كه ممكن است در دو سر لاين تراپ پديد آيد از برقگير استفاده مي شود.
* موج گيرها در پستهاي فشار قوي به سه طريق نصب مي شوند:

1- بصورت آويزي
2- نصب موج گير بر روي مقره اتكايي

3- نصب موج گير بر روي ترانسفورماتور ولتاژ (مزيت اين طرح صرفه جويي در زمين پست است.)
* تذكر : موج گيرها فقط در دو انتهاي خطوطي كه سيم P.L.C بين دو پست برقرار باشد نصب مي گردد و معمولا بر روي دو فاز نصب مي شوند. (گاهي بر روي يك فاز و يا سر سه فاز نيز نصب مي گردند.)

* كليدهاي قدرت (بريكر) :
كليدهاي فشار قوي تنها يك وسيله ارتباطي بين مولدها و ترانسفورماتورها و مصرف كننده ها و خطوط انتقال انرژي و يا مجزا كننده آنها از يكديگر نيستند، بلكه حفاظت دستگاهها و سيستمها الكتريكي را درمقابل جريان زياد بار و جريان اتصال كوتاه به عهده دارند.
* شرايط و مشخصات بريكرها :

** در حالت بسته : بايد در مقابل عبور جريان بار و حتي جريان شديد اتصال كوتاه از خود مقاومت قابل ملاحظه اي نشان ندهند و نيز در مقابل اثرات حرارتي و ديناميكي اين جريانها در يك زمان طولاني داراي پايداري و ثبات قابل ملاحظه اي باشند.
** در حالت باز: بريكرها بايد قادر باشند اختلاف سطح الكتريكي موجود بين دو كنتاكت باز را بطور كامل مطمئن تحمل نمايد.
- تمام قسمتهاي كليد در شرايطي كه هم پتانسيل فشار را الكتريكي شبكه هستند بايد در موقع قطع و يا در حالت وصل بطور كاملا مطمئن نسبت به زمين و نسبت به قطبها و تيغه هاي ديگر ايزوله و عايق باشند.

- بريكرها بايد قادر باشند مدار الكتريكي را در زير ولتاژ نامي ببندند (بريكرها معمولا براي ولتاژ ماكزيمم شبكه طراحي مي شوند.)
- بريكرها بايد قادر باشند مدار الكتريكي را در ضمن عبور جريان باز كنند.
- بريكرها بايد قابليت سرعت عملكرد بالايي در قطع و وصل مدار الكتريكي را داشته باشند.

- بريكرها محدوديت جرياني ندارند و براي بزرگترين جريان هاي اتصال كوتاه ساخته مي شوند.
- يكي از مشخصات مهم بريكرهاي قدرت زمان تاخير در قطع كليد است. اين زمان عبارت است از حد فاصله بين لحظه فرمان قطع توسط رله مربوط وآزاد كردن ضامن قطع كليد تا خاموش شدن كامل جرقه.
* ويژگي هاي مشترك بريكرها :
1) داشتن مكانيزم عملكرد قطع و وصل : Operating Mechanism
2) داشتن مكانيزم خاموش كردن جرقه در اتاق جرقه: Arcextinction Inarcing Chamber
3) داشتن كنتاكتهاي اصلي بريكر (كنتاكتهاي ساده و متحرك): Fixed & Moving Contacts
4) داشتن سيم پيچ هاي قطع و وصل : Triping coil & Closing Coil
5) داشتن كنتاكتهاي فرعي: Auxiliary Contact
6) داشتن مدارات كنترل بريكر: Control Circuits Circuit Breaker

* انوع بريكر از نظر محل نصب :

1- نصب در فضاي آزاد : out Door
2- نصب در تاسيسات داخلي : In Door
* بريكرها بر اساس مكانيزم خاموش كردن جرقه بصورت زير تقسيم بندي مي شوند :
1) بريكر تانك روغني يا روغني : Bulk Oil Circuit Breaker

2) بريكر كم روغن يا نيمه روغني : Minimum Oil Circuit Breaker
3) بريكر گازي SF6 : Sulphur – hexafluoride (sf6)C.B
4) بريكر با محفظه ء خلاء : Vacuum Circuit Breaker
5) بريكر هوايي : Air Circuit Breaker
6) بريكر هواي فشرده : Air Blast Circuit Breaker

* بريكر هاي روغني :
جرقه، روغن دي الكتريك را تجزيه مي نمايد و گازهاي ناشي از اين تجزيه باعث افزايش فشار درون محفظه اي كه قطع كننده در آن نصب مي شود مي گردد. گازها از طريق سوراخ هايي درون محفظه هدايت مي گردند و جرقه درون سوراخ ها كشيده شده و توسط جريان گاز خنك مي گردد. هنگاميكه بريكر يك مدار فعال را قطع مي نمايد ، روغن بخاطر گرماي شديد تجزيه شده و گازها و بخارات همچون H2 به مقدار 70 درصد C2H2 به مقدار 20 درصد و CH2 به مقدار 10 درصد و مقدار كربن از روغن متصاعد مي شود كه از ميان گازهاي مذكور هيدروژن (H2) از قدرت دي الكتريك خوبي براي حذف و از بين بردن قوس الكتريكي برخوردار است ، پس از قطع جرقه فضاي كنتاكتها توسط روغن دي الكتريك تازه پر مي گردد و قدرت عايقي كافي بين كنتاكتها تامين مي گردد.

* نقش روغن در بريكرهاي روغني :
1- براي عايق كردن كنتاكتها از بدنه تانك روغن و نيز از زمين.
2- براي آماده كردن يك واسطه عايقي در ميان كنتاكتها بعد از خاموش شدن جرقه.
3- براي توليد هيدروژن در مدت بوجود آمدن قوس.
نكته : دراين نوع كليدها عموما يك كنتاكت متحرك و دو كنتاكت ثابت وجود دارد.

* نكات ضعف بريكرها روغني :
1- روغن باعث كربونيزه شدن و ايجاد رسوبات در داخل كليد مي شود.
2- تركيب هوا و هيدروژن باعث ايجاد انفجار و آتش سوزيهاي خطرناك مي شود.

3- ترشح و نشت از مخزن امكان آتش سوزي و انفجار را در بردارد، اين محدوديت نياز به يك تانك روغن بزرگ دارد كه در ولتاژ وجريانهاي خيلي زياد امكان ساخت تانك روغن متناسب با آن جريان و ولتاژ وجود ندارد.
4- حجم بسيار زيادي را اشغال مي نمايد بخصوص در ولتاژ هاي بالا.
5- به سرويس و بازديد مرتب از كنتاكتها و روغن نياز دارد.
6- براي كليد زني هاي مكرر مناسب نيستند.
7- در بريكرهاي روغني هر سه فاز مي توانند داخل يك تانك قرار داشته باشند و يا اينكه هر فاز تانك مخصوص به خود را داشته باشند.
* دلايل خاموش شدن جرقه :

طولاني شدن قوس (ناشي از عملكرد بازوي مكانيكي)
خنك شدن جرقه
* با افزايش طول جرقه، سطح تماس جرقه با روغن بيشتر شده در نتيجه انتقال حرارت روغن بيشتر و قوس خنك تر مي شود.
* دسيكانكت (سكسيونر) : Discon nect

كليدهاي غير قابل قطع و وصل در زير بار و جريانهاي اتصال كوتاه مي باشند. اين نوع كليدها فاقد محفظه خاموش كننده جرقه هستند و تيغه ها كاملا قابل رويت مي باشند و هدف از بكارگيري آنها در پست هاي فشار قوي جدا كردن دو قسمت پست از يكديگر مي باشند.
* سكسيونرها در ولتاژ هاي متفاوت ساخته مي شوند و از سه قسمت اساسي ساخته مي شوند:
تيغه هاي حامل جريان
مقره هاي اتكايي

مكانيزم عمل كننده و اهرمهاي مربوطه
* مكانيزم عمل كننده سكسيونرها :
1- دستي : كه در اين حالت مكانيزم عمل كننده توسط دست تحريك مي شود.
2- موتوري : كه مكانيزم عمل كننده توسط يك موتور الكتريكي كه به يك سيستم گيربكس متصل است به اهرمهاي عمل كننده نيرو وارد مي كنند و باعث باز و بسته شدن سكسيونرها مي شود.
* انواع ديسكانكتها :

دوراني (دوستوني ) :
در ولتاژهاي kv132 و بالاتر مورد استفاده قرار مي گيرند و عملكرد آنها بصورت موازي با سطح زمين با زاويه 90 درجه صورت مي گيرد.
دوراني (عمودي)
كه در تمام سطوح ولتاژ مورد استفاده قرار مي گيرند. (سكسيونر تيغه اي)
قيچي شكل (پاندو گراف) :

در جاهايي كه اختلاف ارتفاع دارند معمولا بكار مي رود.
دسيكانكتهاي زانوئي (چاقويي) :
5- ديسكانت زمين : Earthing Switch & Grounding Switch
اين ديسكانكتها معمولا داراي يك اينترلاك الكتريكي و يا مكانيكي با سكسيونرهاي خط و يا ترانسها، راكتورها ، بانكها خازني مي باشند بدين مفهوم كه تا سكسيونر سر خط يا ورودي به ترانس باز نباشد بسته نخواهد شد و تا زماني كه سكسيونر زمين بسته باشد سكسيونر مربوط بسته نخواهد شد.
* شرايط باز و بسته شدن ديسكانكتها :

1- تنها در مدار جريانهاي شارژ خازني خطوط يا جريانهاي مغناطيس كنندگي ترانسهاي توزيع كوچك وجود داشته باشد.
2- با باز و بسته شدن كليد ولتاژ دو سر كليد تغيير نكند.
3- بعلت اينكه كليدها در زير جريان باز و يا بسته نمي شوند و جريان عبوري از آنها تقريبا صفر است زمان قطع و وصل در سكسيونرها خيلي بيشتر از بريكرها است.
4- براي اطمينان از عملكرد ديسكانكتها در ارتباط با بريكر مدارات فرماني بنام اينترلاك سيستم در نظر گرفته مي شود كه اين سيستم اينترلاك هم مي تواند الكتريكي باشد و هم مكانيكي .
** برقگير (L.A) Lighting Arester

* براي حفاظت تجهيزات در مقابل اضافه ولتاژهايي كه مي توانند توسط دو عامل زير در شبكه قدرت ايجاد شود از برقگير استفاده مي شود:
1- عوامل بيروني از قبيل صاعقه و رعد و برق
2- عوامل داخلي كه بر اثر اختلالات شبكه و مواردي نظير سوئيچينگ، اتصال كوتاه و يا رزونانس ممكن است پيش آيد.
* خصوصيات تجهيزت حفاظتي در مقابل اضافه ولتاژ بطور كلي عبارتند از :

1- در مقابل ولتاژ نامي شبكه هيچ عكس العملي نشان ندهند.
2- در مقابل اضافه ولتاژ هاي بوجود آمده بسيار سريع عكس العمل نشان دهند تا به تجهيزات سيستم آسيب نرسد.
3- قابليت عبور جريان هاي بسيار زياد را داشته باشند.
4- پس از رفع اضافه ولتاژ و رسيدن ولتاژ به مقدارنامي عبور جريان از برقگير قطع و مدارات كاملا باز گردد.
* انواع برقگيرها :
برقگير ميله اي

برقگير سوپاپي
برقگير اكسيد روي zno
* مشخصات برقگير :
1- ولتاژ نامي : Rated Voltage
F = 50Hz or 60 Hz ، فركانس شبكه ايكه برقگير در آن نصب مي شود.

3- ولتاژ جرقه با فركانس صنعتي : Paver Frequenc Spark over Voltage
- عبارت است از حداقل مقدار ولتاژي كه در فركانس صنعتي و در صورت اعمال به برقگير باعث ايجاد جرقه در دو سر آن مي شود.
4- ولتاژ جرقه اي ناشي از موج ضربه اي : Impulse Spark over Voltag

- مقدار پيك موج ضربه اي 50/1.2 ميكروثانيه كه در صورت اعمال به برقگير باعث آن مي شود.
5- حداكثر جريان تخليه : Rated Discharge Current
- حداكثر جرياني كه از برقگير مي تواند عبور نمايد در هنگام تخليه بدون آنكه به برقگير صدمه اي وارد گردد.
6- ولتاژ باقيمانده : Residerad Voltage

- مقدار ولتاژي كه در صورت عملكرد برقگير در دو سر آن ظاهر مي شود كه بستگي به جريان برقگير دارد.
* كنتور برقگير : Arester Conter
- براي اينكه تعداد دفعاتي را كه برقگير در اثر اضافه ولتاژها عمل كرده و ازخود جريان عبور داده است از جهت كاربرد آن در طراحي هاي آينده و برداشتهاي آماري داشته باشيم از كنتور استفاده مي كنيم. به ازاي هر بار عملكرد برقگير كنتور يك شماره را ثبت خواهد كرد كه با توجه به آن تعداد عملكردها در پايان هر ماه ، فصل يا سال قابل قرائت و ثبت خواهد بود.
ترانسفورماتورهاي اندازه گيري

در شبكه قدرت ولتاژ و جريان بقدري زياد هستند كه نمي توان از آنها مستقيما براي عملكرد رله ها و دستگاه هاي اندازه گيري (آمپر متر و ولتمتر) استفاده كرد به همين دليل از وسايلي به نام ترانسهاي جريان و ولتاژ استفاده مي شود تا كمياب الكتريكي را متناسب با ولتاژ و جريان شبكه در سطحي قابل استفاده براي رله ها و دستگاه هاي اندازه گيري در اختيار آنها قرار دهند.

بعبارت ديگر ترانسفورماتورهاي اندازه گيري، ترانسفورماتورهاي كاهنده اي هستند با قدرت خيلي كم كه جريان و ولتاژ را به مقدار قابل سنجش براي دستگاه هاي اندازه گيري كاهش مي دهند و وسايل اندازه گيري و حفاظتي (رله ها) از شبكه قدرت ايزوله و مجزا مي گردند.
* ترانسفورماتور ولتاژ : (P.T)

ترانسفورماتوري است كه در آن ولتاژ ثانويه متناسب و همفازي با ولتاژ اوليه بوجود مي آيد و براي تبديل ولتاژ يك سيستم به ولتاژي مناسب جهت وسايل اندازه گيري و يا حفاظتي بكار مي رود و نيز مدارات اندازه گيري و حفاظتي را ازمدار قدرت ايزوله مي سازد.
اين ترانسفورماتورها نيز نظير ساير ترانسفورماتورها بر اساس القاء الكترومغناطيس عمل نموده و ولتاژ فشار قوي را به ولتاژهاي استاندارد تبديل مي نمايد.
- P.T ها درولتاژهاي زياد داراي مخزن روغن بوده كه سيم پيچ هاي اوليه و ثانويه را درون خود جاي مي دهد و شامل قسمتهاي زير است :
- سيم پيچ فشار قوي

- سيم پيچ فشار ضعيف
- مواد عايقي كه در ولتاژ هاي بالا معمولا روغن و در ولتاژ هاي پايين از نوع خشك مي باشد.
- هسته
- جدار عايقي خارجي آن
* ترانسفورماتورهاي ولتاژ از نظر ساختمان به دو دسته تقسيم مي شوند :
نوع تك بوشينگي : Single Bushing

نوع دو بوشينگي : Double Bushing
براي اندازه گيري ولتاژ فاز به زمين از P.T هاي تك بوشينگي استفاده مي شود.
P.T هاي تك بوشينگي از نظر ساخت ارزان قيمت بوده و بصورت ستاره تهيه مي شوند.
P.T هاي كلاً بصورت موازي در شبكه قدرت نصب مي شوند.