دانلود مقاله در مورد انتقال الکترونیک

بخشی از مقاله

خلاصه گزارش
در اين گزارش سعي شده است كه با رعايت اختصار گوشه اي از قسمت عظيم و گسترش انتقال الكتريكي تشريح شود .در مقدمه اين گزارش آشنايي با مشخصات كلي الكتريكي پست 63 كيلو ولتي كمال آباد كرج آمده است . در بخش نخست گزارش دلايل وجود پستهاي فشار قوي و همچنين انواع آنها با توجه به استانداردهاي موجود شرح داده شده دربخش دوم گزارش مهمترين و اساسي ترين تجهيزات تشكيسل دهنده پست به تفصيل شرح و بررسي گرديده است . همچنين در مورد رله هايي كه محافظت خطوط و ترانسفورماتورها و ديگر تجهيزات مهم يك مجموعه را عهده دارند توضيحاتي داده شده است دربخش بعدي اصول و روشهاي بهره برداري بهينه از پستهاي فشار قوي بطور اعم شرح داده شده است كه اين توضيحات در جهت بهره وري بيشتر و همچنين راندمان بالاتر و جلوگيري از بروز هر گونه خطر و يا اشال احتمالي به كليه دست اندركاران يك پست فشار قوي توصيه مي شود . بخش بعدي مربوط به شرح و توضيح اشكالات احتمالي كه ممكن است در پست 63كمال آباد بروز كند و همچنين شرح كارهايي كه براي رفع اين عيوب بايد انجام شود . بخش آخر نيز مربوط به نحوة بهره برداري از مدارهاي اينترلاك پست 63 كمال آباد مي باشد كه در آن نحوه برق دار كردن خط با در نظر گرفتن كليه اصول فني براي جلوگيري از بروز هر گونه نارسايي در سيستم و شبكه شرح گرديده است .

مقدمه
پست 63 كمال آباد در غرب تهران در 50 كيلومتري تهران واقع در كرج قرار دارد . پست توسط 4 ترانس اصلي التا ساخت آلمان هر يك بقدرت نامي 15MVA تغذيه مي شود داراي 4 ترانس داخلي ساخت UNELEC هر يك بقدرت نامي 100KVA با گروه برداري PYNU يا پست تبديل ولتاژ نامي 20/0.4KV با نسبت تبديل ( جريان نامي )2.88/144.3,A مي‌باشد .

و داراي ترانسفورماتور ولتاژ 63 كيلو ولت  P.T خطوط سازنده كارخانه SPANNUN GSWANPLER مي باشد با قدرت 250,VA  و كلاس 0.5 مي باشد . داراي دوبي ورودي63 از طريق پست 23 كيلو ولتي كمال آباد به فاصله 2 كيلو‌متري از پست به كدهاي 606,605 و يك بي خروجي به پست اختصاصي بي‌سيم واقع در 1 كيلومتري پست كه در مواقع مانور از اين خط استفاده مي شود . و در حال حاضر 12 خط خروجي به شرح ذيل مي باشد:

ماهواره 20kv           نان شهر 20kv          بوستان 20kv
عرب آباد //              استناد      //              فرهنگ   //
پدم        //              قزوين     //              مردآباد    //   
علومي   //               زندان      //              پارك شهر  //

هر بي ورودي شامل تجهيزات زير مي باشد :
1ـ برقگير 2ـ ترانس ولتاژ   3ـ سكسيونر سرخط ( عمودي )  4ـ سكسيونر زمين   
5ـ ترانس جريان 6ـ بريكر 63     7ـ سكسيونر يا سيار    8ـ سكسيونر ارتباط با سيار      9ـ بريكر 63       10ـ ترانس جريان     11ـ ترانسفورماتور قدرت    12ـ سكسيونر اتصال زمين ترانس      13ـ ترانسفورماتور داخلي      14ـ ترانسفورماتور نوتر

دستگاههاي اندازه گيري
اين دستگاهها عبارتند از : ولتمتر ، آمپر متر ، واتمتر ، وارمتر ، كنتور اكتيو و راكتيووسازنده‌اين‌دستگاهها‌B.B.C‌مي باشد‌و‌دستگاههايشان الكترومغناطيسي مي‌باشد .

رله هاي حفاظت خط
1ـ رله ديستانس اوليه ، ساخت آلمان B.B.C داراي سه زون
2ـ رله ركلوزتيك ( دوباره وصل كن ) ، ساخت آلمان B.B.C
3ـ رله جريان زياد ، ساخت آلمان B.B.C

رله هاي حفاظتي خط 20c
1ـ رله اضافه جريان
2ـ رله اتصال زمين
ضمناً كليه اتفاقات در پست توسط دستگاه ثبت مي گردد و در حادثه اي كه درخطهاي خروجي رخ دهد توسط مودم ارسال و ثبت مي گردد .
 
مشخصات باطريهاي 127v
پست شامل 2 دسته باطري با مشخصات زير مي باشد كه توسط دو دستگاه باتري شارژ كه سازنده كشور آن آلمان غربي مي باشد ، شارژ مي شود .
اين باطري از نوع باتري اسيدي و تهويه اش توسط فن انجام مي شود تعداد هر ست آن 10 عدد است كه هر كدام 12 ولت و 40 آمپر مي باشد .

مشخصات باطريهاي D.c 48v
همچنين اين پست داراي يكدست باطري 48v است كه توسط يك ست باطري شارژ 48v است كه با Type 48 ساخت آلمان مي باشد . مشخصات اين باطري 48v به قرار زير است  از نوع اسيدي ظرفيت باطري آن 200 Ah و تعداد آن 4 عدد ولتاژ هر باطري 12V است .

1)    مباني و تعاريف مربوط به پست فشار قوي
با توجه به اينكه قدرت توليدي نيروگاههاي بزرگ تماماً در محل مصرف نخواهد شد به منظور انتقال انرژي توليد شده از محل توليد به مكانهاي ديگر ، نياز به انتقال انرژي توسط هاديهاي الكتريكي مي باشد . با توجه به اينكه ولتاژ خروجي ژنراتورها در ايران حداكثر20KV مي باشد با توجه به قدرت توليدي كل اين نيروگاه ( مثلاً نيروگاه نكاء :440MW ) جريان انتقالي خيلي زياد خواهد بود و دراين صورت سطح مقطع هادي مورد نياز و افت ولتاژ و توان انتقالي خيلي زياد خواهد بود .
بطور خلاصه مي توان گفت از آنجاييكه انرژي الكتريكي بصورت متمركز و به توسط نيروگاههاي بزرگ با قدرت خيلي زياد توليد مي گردد و محل احداث اين نيروگاهها بر حسب نوع نيروگاه ( آبي ، بخاري ، هسته اي ) از مراكز مصرف فاصلة زيادي دارند لذا انتقال اين انرژي در فواصل زياد با افت ولتاژ و تلفات خط غير قابل قبول همراه مي باشد . هرگاه اين انرژي با سطح ولتاژ بالاتري منتقل گردد طبق رابطة :   مقدار جريان‌الكتريكي كه با ولتاژ مسبت عكس دارد كاهش مي يابد در نتيجه مطابق روابط زير افت ولتاژ و تلفات قدرت در طول خط كاهش مي يابد :

امپدانس هادي :V=ZI ( Z ) : افت ولتاژ
مقاومت هادي : P= RI  (R) : تلفات قدرت

از طرفي درخطوط انتقال فشار قوي ، بخاطر اندوكتيويته زياد ، جريان كور زيادي وجود دارد كه خود باعث تلفات زياد حرارت مي شود :
معمولاً تلفات را از نيروگاه تا مصرف كننده حدوداً 10% در نظر مي گيرند و اي مقدار قابل نلاحظه مي باشد مثلاً براي انتقال 500MW نيرو حدوداً 50MW آن تلف مي شود .

بنابراين با كاهش جريان مي توان سطح مقطع هادي را نيز كاهش داده و از اين راه هزينه خط انتقال را كم نمود ولي از طرفي بالا رفتن ولتاژ نيز مستلزم عايق بندي بيشتر و استفاده از دكلهايي با ارتفاع بلندتر بمنظور رعايت فواصل مجاز با زمين و همچنين فاصله فازها از همديگر مي باشد و اين موضوع بر هزينه احداث خط انتقال مي افزايد .پس با توضيحات فوق روشن مي گردد كه ميزان افزايش ولتاژ نيز حدي دارد و بالا بردن بيش از حد ولتاژ نيز عملاً مقرون به صرفه نخواهد بود بنابراين بمنظور انتخاب ولتاژ مناسب جهت انتقال ميزان معيني انرژي الكتريكي به فاصله معيني مي بايست محاسبات اقتصادي كامل انجام شده و مناسب ترين و اقتصادي ترين ولتاژ انتخاب گردد .

معمولاً در انتخاب ولتاژ انتقال موارد زير مورد توجه و اهميت قرار مي گيرد :
1ـ ولتاژ خطوط مشابهي كه قبلاً در شبكه و حوالي خط مورد نظر وجود داشته است .
2ـ طول خط
3ـ قدرت مورد نظر كه مي بايست انتقال داده شود .
4ـ افت ولتاژ و افت قدرت
5ـ افت كرونا كه ازافزايش ولتاژ ناشي مي گردد .
6ـ تنظيم ولتاژ درحالت بي باري و در بار كامل كه معمولاً در طراحي شبكه اين رقم بين +10% و-5% مي باشد .
7ـ بررسي اقتصادي ومقايسه خطوط با ولتاژهاي مختلف .

روابط تجربي براي تعيين ولتاژ انتقال اقتصادي :
روابط تجربي زير بمنظور تعيين حدود ولتاژ و كمك به طرح دريافتن ميزان مبنا براي انتخاب بهترين ولتاژ از نظر اقتصادي مي باشد .

1ـ رابطة تجربي استيل :  
قدرت بر حسب كيلو وات : p      طول خط بر حسب مايل :L       ولتاژ بر حسب كيلو ولت :V

2ـ رابطه كلون :  
قدرت بر حسب كيلو ولت :P         طول خط بر حسب كيلومتر : L           ولتاژ بر حسب كيلو ولت :V
روابط استيل و كلون براي مسافتهاي كوتاه مفيد است .
اين رابطه هم براي فواصل نزديك و هم براي فواصل دور صدق مي كند و از آن استفاده مي شود :  
قدرت بر حسب مگا وات :P               ولتاژ بر حسب كيلو ولت : V

ولتاژهاي استاندارد :
ولتاژهاي استاندارد در شبكة ايران به شرح زير مي باشد :
1ـ ولتاژهاي انتقال :132.230.400(KV)
2ـ ولتاژهاي فوق توزيع :63.33.10(KV)
3ـ ولتاژهاي توزيع :220  تك فاز و 400V سه فاز
ولتاژهاي خروجي ژنراتور در نيروگاهها معمولاً در حد 11(KV) ،66 حداكثر 33KV مي باشد و افزايش ولتاژ ژنراتور بيش از اين مقدار از نظر عايق بندي و هزينه هاي مربوط اقتصادي نمي باشد . بنابراين توسط پستهاي بالابرندة سطح ولتاژ بميزان مناسب افزايش مي يابد .

تعريف پست فشار قوي:
باتوجه به‌مطالب گفته شده يك‌پست فشار قوي مجموعه اي از تجهيزات مي‌باشد
كه به منظور تغيير سطح ولتاژ با بوجود آوردن امكان تغذيه نقاط مختلف و تقسيم انرژي الكتريكي بين آنها مورد استفاده قرار مي گيرد .

انواع پستهاي فشار قوي بر حسب نوع كار :
1ـ پستهاي نيروگاهي يا بالا برندة ولتاژ (Step Up Substation) :
وظيفة اين پستها افزايش ولتاژ خروجي ژنراتورها به سطح ولتاژ انتقال مي‌باشد.
2ـ پستهاي انتقال (High Voltage Substation) :
وظيفه پستهاي انتقال ، كاهش ولتاژ الكتريكي به سطح ولتاژ فوق توزيع و همچنين تقسيم اين ولتاژ به خروجي هاي متعدد مي باشد .
3ـ پستهاي توزيع(Distributio Substation) :
وظيفة اين پستها پايين آوردن ولتاژ از سطح فوق توزيع به سطح توزيع بوده و انرژي الكتريكي در اين سطح را زا طريق فيدرهاي مختلف تحويل مي دهد .
4ـ پستهاي فشار ضعيف(Low Voltage Substation) :
كه وظيفه آن تبديل ولتاژ توزيع به ولتاژ فشار ضعيف است كه قابل استفاده در مصارف صنعتي و خانگي باشد .
5ـ پستهاي كليدي يا كوپلاژ(Switching Substation) :
در اين پستها سطح ولتاژ تغيير ننموده و صرفاً بعنوان يك تقسيم كننده ولتاژ ثابت را در فيدرهاي مختلف و متعدد تغذيه مي نمايد .

در عمل ممكن است يك پست تركيبي از دو يا چند نوع فوق الذكر باشد كه هم افزاينده و هم كاهنده و هم بصورت يك پست كليدي باشد . انواع پستها از لحاظ استقرار فيزيكي :
پستهاي فشار قوي از لحاظ وضعيت استقرار آنها به دو دسته تقسيم مي‌گردند:
1ـ پستهاي باز يا خارجي (Out door s/s) : در اين گونه پستها تجهيزات فشار قوي در معرض شرائط جوي محيط از قبيل گرد و خاك ، باد ، باران ، رعد و برق و غيره بوده و عايقي بين آنها و هوا نمي باشد .
2ـ پستهاي بسته يا داخلي (in door S/S) : در اين گونه پستها تجهيزات فشار قوي در داخل اطاق يا سالن سر پوشيده قرار دارند .

پستهاي باز نيز به چند دسته تقسيم مي شوند :
1ـ پستهاي معمولي (conventional) :
اين پستها در جاييكه محدوديت زمين وجود نداشته باشد احداث مي گردد و عايق بين فازها و تجهيزات و زمين ، هوا مي باشد و از اين نظر مي بايست فاصله ايمني و مجاز كاملاً رعايت گردد . اين پستها از نظر هزينه از بقيه پستها ارزانتر مي باشد .

2ـ پستهاي گازي يا (Gas Insulated Substation) :
كليه تجهيزات فشار قوي در پستهاي گازي در داخل محفظة فلزي قرار دارند كه بوسيلة گاز SF6 يا هگزافلوئور گوگرد كه داراي خاصيت عايقي خوبي مي باشد تحت فشار معيني پر شده است و چون خاصيت عايق گاز SF6 تقريباً سه برابر هوا مي باشد درنتيجه فضاي پستهاي گازي بمراتب كوچكتر از پستهاي معمولي مي‌باشد و در جاييكه محدوديت زمين مطرح باشد خيلي مناسب است .

از مزاياي ديگر پستهاي GIS اينست كه چون درمعرض مستقيم عوامل جوي نميباشد لذا امكان آلودگي و رطوبت وجود نداشته و بروز اتصالي و حوادث ديگر به مراتب كمتر مي باشد و از طرفي به علت ايزوله بودن قسمتهاي برقدار وتحت ولتاژ از افراد ايمني آن در حد بسيار بالايي مي باشد . يكي از معايب پستهاي گازي مايع شدن گاز به هنگام برودت هوا در درجه حرارتهاي خيلي پايين مي باشد از طرفي هزينه اين پستها خيلي بالا مي باشد .

3ـ پستهاي سيار (Mobiel Substation) :
اين پستها نيز بصورت GIS بوده تا از نظر حجم تجهيزات و وزن كل پست
كاهش پيدا نمايد ترانسفورماتور و سايز تجهيزات بر روي يك يا دو تريلر كه مي توان توسط يدك كش مخصوص حمل و جابجا كرد نصب گرديده است . قدرت اين پستها كه درحدود 30  تا 40(MVA) مي باشد و معمولاً بصورت 63.20, 132.20, 230.20, 230.63 كيلو ولت در ايران مورد استفاده قرار مي‌گيرند .
مزيت اين نوع پست در جابجايي سريع و استقرار آن در نقاط جديد و مورد نياز مي باشد .

پستهاي بسته يا داخلي نيز خود به سه نوع تقسيم مي گردد :
1ـ پستهاي فشار قوي باز :
به پستهاي اطلاق مي شود كه علاوه بر شينها سكسيونرها و ديژنكتورها نيز پشت دربهاي توري حداقل از يك طرف قابل رؤيت باشد .

2ـ پست فشار قوي نيمه باز :
در اين نوع پستها قطعات زير فشار تا ارتفاع دسترسي از هر جهت محفوظ و پوشيده هستند و از آنجا به بعد ( اغلب سكسيونرها و شين ها ) آزاد و قابل
رؤيت باشد .