دانلود مقاله پستهای ( lighting and power substion ) LPS

بخشی از مقاله

پستهاي (lighting and power substion) LPS

وظيفه اصلي اين پستها فراهم آوري انرژي الكتريكي براي كليه تجهيزات سه فاز و يا تك فاز استفاده شده در ايستگاهها مانند روشنايي، هواساز، آسانسور، پله برقي و … مي باشد پستهاي محلي ولتاژ 20KV سه فاز را از طريق ترانسفورماتور خشك به ولتاژ 400V سه فاز تبديل كرده انرژي الكتريكي را و توسط كليدهاي توزيع خروجي به مصرف كنندگان مختلف انتقال مي دهد.

در خط دو متروي تهران ناحيه E2-M2 چهار فيدر 20KV كليوولت از پست برق فشار قوي 63 KV/20KV آزادي جهت تغذيه پستهاي LPS1 و LPS2 ايستگاههاي طرشت و دانشگاه شريف دريافت مي شود كه توسط سه زوج كابل 20 كيلوولت به كليدهاي 20 كليوولت ورودي اين پستها وصل مي شوند و همچنين دو فيدر جهت تغذيه پستهاي LPS1 و LPS2 ايستگاه امام خميني از پست برق 63KV/20KV قورخانه دريافت مي شود.

1- كليدهاي 20 كيلوولت
2- كابل هاي 20 كيلوولت
3- ترانسفورماتورهاي توزيع از نوخ خشك 20/0.4
4- كليدهاي فشار ضعيف
5- سيستم توزيع DC

1) كليدهاي 20 كيلوولت

اين كليدها بوسيله شركت فرانسوي Merlin gerin ساخته شده اند وظيفه اصلي اين كليدها قطع و وصل ولتاژ 20KV سه فاز مي باشد.

مشخصات الكتريكي:
20kv 1) norminal system voltage
24kv 2) rated voltage
50HZ 3) rated frequency
400KA 4) continous rated current
16KA 5) rated short – time withsand vurrent (15)
40KA 6) rated peak withstand current (15)
110 v.dc 7) Power supply for operating mechanism and control voltage
(nominal

400/231 v.a.c 8) Power supply for auxiliary (nominal)
IP 35 9) degree of protection

2-1) كليد 20KV فيوزدار
24kv 1) Rated voltage
125kv 2) Rated insulation level

70kv 3) One-minute power frequency withstand voltage (r.m..s)
50HZ 4) rated frequency
400&630 A 5) rated normal current
16KA 6) Rated short – circuit breadking current
40KA 7) Rated short – circuit making current

1-3) switch – dis connector
24kv 1) Rated voltage
125kv 2) Rated insulation level (lighning)
Impulse withstand voltage
70kv 3) rated power frequency withstand

voltage (1MINUTE)
50HZ 4) rated frequency
400A 5) rated normal current
16KA 6) Rated short – time withstand
40KA 7) Rated peak swithstand current
40KA 8) rated short – circuit making capacity
400A 9) rated breaking (active) capacity

High-voltage HRC FUSES
24kw 1) Rated voltage
طبق ظرفيت ترانسفورماتور 16-25-40-63-80 A 2) Rated current

1-5) ترانسفورمر جريان (current transformer)
20KV 1) normal system voltage
24KV 2) Rated insulation voltage
50HZ 3) Rated frequency

5P 4) Protection accuracyclass secondary current secondary
5A 5) Rated secondary current secondary
50KV 6) One minute power frequency
7) Withstand voltage
125 KV 8) Impulse withstand voltage

Expoxy-resin 1.2 ratedprimary 9) Maximum continuous current
INSULATED HOUSING 10) Construction

AUXILLARY CIRCUITS
110 v.D.C Rated voltage for auxiliary circuits
1500 volt . rms Test voltage for 60 second

231V. 50HZ Heater supply voltage

بطور كلي دو نوع كليد 20kv نوع IM و QM در پستهاي LPS متروي تهران استفاده شده است. ساختمان عمومي كليدهاي 20KV نوع IM
Switch cubicle IM:
قسمت باس بار 1
قسمت فشار ضعيف 2
قسمت سوئيچ وسوئيچ ارت 3
قسمت مكانيزم عملكرد 4
قسمت كابلها 5
قسمت اتصال زمين A:
قسمت هاي اتصال باس بار B:
محل اتصال كابل C:
نشانگر ولتاژ D:
تقسيم كننده E:
قاب جلو F:

پنجره هاي بازديد اتصالات كابل G:
كليدهاي 20kv نوع IM در پستهاي LPS جهت قطع و وصل ولتاژ 20KV ورودي به اين پستها و يا قطع و وصل ولتاژ 20KV خروجي به پست LPS ايستگاه مجاور استفاده مي گردد.
1- بطور كاملا دستي : در اين حالت نيز كليد توسط اهرم مخصوص و بوسيله دست شارژ مي گردد و سپس با فشردن دكمه مربوط به وصل يا قطع مكانيكي توسط اپراتور كليد وصل و يا قطع مي گردد.

2- بطور الكتريكي : در اين حالت توسط كليد مخصوص شارژ فنر، فنر كليد را شارژ كرده و با فشردن دكمه وصل و يا قطع الكتريكي توسط اپراتور كليد وصل و يا قطع مي گردد.
3- از طريق سيگنال وصل و يا قطع ارسالي از مركز فرمان

لازم به توضيح است كه مدهاي عملكرد 2 يا 3 توسط سوئيچ انتخاب
(Selector switch) انتخاب مي شوند و وضعيت كنترل كليد بصورت محلي (LOCAL) و يا كنترل از راه دور (SCADA) خواهد بود. اما عملكرد اول به وضعيت سوئيچ انتخاب بستگي نخواهد داشت.

ساختار معمولي كليدهاي 20KV نوع QM :
QM: fuse switch combination cubicle
قسمت باس بار 1
قسمت فشار ضعيف 2
قسمت سوئيچ و سوئيچ ارت 3
قسمت مكانيزم عملكرد 4
كابل و فيوز 5

اتصال زمين A:
اتصال باس بار B:
نشانگر ولتاژ C:
مكانيزم استفاده شده براي باز كردن كليد D:
وقتي فيوز ميسوزد (QM)
نمايشگر باز شدن كليد توسط فيوز ساخته شده (QM) E:

فيوزها F:
پنجره ها جهت بازديد فيوزها و سوئيچ ارت G:
محل اتصال كابل H:
تقسيم كننده K:
سوئيچ ارت L:
قاب جلو M:

اين كليدها جهت قطع يا وصل ولتاژ 20KV تغذيه ترانسفورماتورهايي توزيع استفاده
مي شوند و همچنين اين كليدها با كليدهاي فشار ضعيف 400V اصلي اينترلاك الكتريكي داشته و با قطع كردن اين كليد7 بريكر فشار ضعيف نيز قطع مي گردد و همچنين جهت دسترسي به ترانسفورماتور توزيع داراي اينترلاك مكانيكي مي باشد كه حتما مي بايستي كليد قطع و سپس زمين شود تا بدين ترتيب ايمني اپراتور تضمين گردد.
- ارتباط بين پستهاي LPS و E2-M2 خط دو و پستهاي فشار قوي 63KV/20KV آزادي و قورخانه:

- در هر ايستگاه متروي تهران دو پست LPS1 واقع در سكوي جنوبي و LPS2 واقع در سكوي شمالي قرار گرفته است پستهاي LPS1 و LPS2 دو پست ايستگاه طرشت (F2) و دانشگاه شريف (G2) از طريق چهار فيدر 20KV پست فشار قوي آزادي تغذيه مي شوند همچنين دو فيدر 20kv پستهاي LPS1 و LPS2 ايستگاه امام خميني (M2) را تغذيه مي كنند.
- شبكه رينگ 20KV و ارتباط بين پستهاي LPS نيمه E2-M2 خط دو:

- در پستهاي LPS1 و LPS2 ايستگاههاي طرشت، دانشگاه شريف و امام خميني چهار كليد 20KV (سه تا از نوع IM) و يكي از نوع QM) و در بقيه پستهاي LPS سه كليد 20KV (دو تا از نوع IM و يكي از نوع QM) استفاده شده است كليدهاي QM جهت تغذيه ترانسفورماتور توزيع استفاده مي شود.
اولين كليد در پستهاي LPS از نوع (Incoming) IM جهت تغذيه ولتاژ 20kv ورودي به پست اضافه مي شود دومين كليد از نوع (OUTGOING) IM جهت تغذيه پست مشابه در ايستگاه مجاور مي باشد.

در نقشه تك خطي رينگ 20KV بدون در نظر گرفتن كليدهاي تغذيه كننده ترانسفورماتور توزيع ديده مي شود . همانطور كه در نقشه ديده مي شود ابتدا پست LPS1 ايستگاه طرشت از پست آزادي تغذيه شده و سپس از طريق كليد 20kv خروجي واقع در اين پست، پست LPS1 ايستگاه E2 تغذيه شده و بهمين ترتيب پست LPS1 تعميرگاه غرب (شرقي) از طريق كليد خروجي پست LPS1 تعميرگاه غرب (شرقي) تغذيه مي گردد در مورد پستهاي LPS2 نيز چنين مي باشد پست LPS1 ايستگاه دانشگاه شريف از پست آزادي تغذيه شده و به همين ترتيب تا LPS1 ايستگاه آزادي (N2) تغذيه شده و از ايستگاه نواب تغذيه شده و بهمين ترتيب تا LPS1 ايستگاه امام خميني و در مورد پستهاي LPS2 نيز وضعيت مشابه پستهاي LPS1 مي باشد.

جهت ارتباط بين پستهاي LPS1 دو ايستگاه F2.G2 از يك 20 KV نوع IM در هر دو پست استفاده شده است كه در حالت عادي قطع خواهند بود و در شرايطي كه به هر دليلي يكي از فيدرهاي تغذيه كننده اين پستها از پست برق آزادي قطع شود از طريق وصل اين كليدها تغذيه 20kv پستهاي LPS1 بدون مشكل انجام خواهد شد در مورد پستهاي LPS2 نيز چنين مي باشد.

پستهاي LPS1.2 ايستگاه امام خميني بجهت ايكه هم از ايستگاه مجاور (حسن آباد) و هم از پست فشار قوي قورخانه تغذيه مي شوند از يك كليد 20kv نوع IM كه در حالت عادي قطع مي باشد استفاده مي كنند و در صورت بروز مشكل در پست فشار قوي آزادي مي توان از طريق وصل اين كليدها پستهاي LPS را تغذيه كرد.
در پست هاي LPS1 و LPS2 تعميرگاه غرب (غربي) و امام خميني دو كليد 20KV نوع IM بوده كه در حالت عادي قطع مي باشند و توسط آنها امكان وصل دو پست LPS1 و LPS2 به يكديگر مي باشد كه بسته به شرايط پيش آمده در شبكه 20kv مي توان از آنها استفاده كرد.

2) كابل هاي 20KV
كابلهاي 20kv بوسيله كارخانه چيني Shenyany cable works ساخته شده اند.
كابلهاي 20kv جهت انتقال انرژي الكتريكي از پستهاي فشار قوي 63/20 kv به پستهاي LPS همچنين انتقال انرژي الكتريكي ما بين پستهاي LPS استفاده مي شوند.

مشخصات الكتريكي:
20kv 1) nominal system voltage
24kv 2) rated voltage
50HZ 3) rated frequency
3 4) no of phases
500 mvA 5) short – circnt level 3-phases
125kv 6) impulse withstand voltage to earth
240 mm 7) nominal cross-section area

90C 8) maximum rated conductor tem
SINGLE 9) number of core
XLPE 10) type of insulation
CIRCULAR.STRANDED,COMPACT 11) type of conductor
PLAIN COPPER 12) conductor material
LSFH COMPOUND 13) outer sheath material
COPPER 14) metallic screen material

ترانسفورماتور توزيع
3-1) كليات
ترانسفورماتور توزيع بوسيله كارخانه چيني واقع در شهرشانگهاي بنام STW (SHANGHAI TRANSFORMER WORKS) ساخته شده است ترانسفورماتور توزيع از نوع خشك زريني سه فاز 2 سيم پيچ مي باشد داراي سيستم خنك كنندگي هواي طبيعي مي باشد.
كلاس عايق سيم پيچها F مي باشد ترانسفورماتور ضد شعله و خود خفه كن بوده توزيع معمولا در 50% قدرت نامي استفاده مي شوند.
هر چند، آنها در شرايط اضطراري بخاطر خرابي در پست ديگر ايستگاه ممكن است در كل قدرت نامي مورد استفاده قرار گيرند و ترانسفورماتور بطور مناسبي طراحي شده است كه فشارهاي مكانيكي و حرارتي ناشي از اتصال كوتاه را تحمل كند.
ترانسفورماتورهاي توزيع تبديل ولتاژ 20kv سه فاز به ولتاژ فشار ضعيف سه فاز 400v بهمراه سيم نول مي باشد. كه جهت مصرف كننده هاي سه فاز و يا تك فاز استفاده ميشود.
Enclosed wrapped resin dry-type 1) kind of transformer
3 phase 2) single or polyphase
50 HZ 3) Rated frequency
IP 20 4) Degree of protection of the enclosure
AN 5) Method oc cooling
Indoor 6) Type of installation
315 up to 1600 KVA 7) Rated power

8) Rated voltage:
20000 v H.V WINDING
400v L.V WINDING
9) Off-load tapping links on primary side
-5% , -2.5% , 0 , +2.5% , +5% by links

10) Highest voltage for equipment. Um:
24000 v H.V. WINDING
480v L.V WINDING
Dyn5 11) Connection symbol
Approy. 6% 12) Imppedonce voltage
110 v. d . c 13) Power supply for control voltage

Required for L.v. winding 14) Neutral terminls
15) Method of system earthing:
Isolated H.V. WINDING
L.V. WINDING
Solidy earthed (TN-S)
Approy . 65 DB (A) 16) May . sound level (im)
كاور ترانسفورماتور
ترانسفورماتورهاي توزيع داراي كابينت آهني قابل تهويه هوا با درج حفاظت IP 20
مي باشند كابينت داراي قفل اينترلاك ايمني درب مي باشد كه كليد داخل فيدر 20 KV ترانسفورماتور بوده و بعد از ارت كردن فيدر فوق قابل دسترسي مي باشد و مي توان با باز كردن درب كابينت به ترانسفورماتور دسترسي پيدا كرد.

3-4) كنترل كننده دماي ترانسفورماتور (TTC-300 A)
اصول كار: اين وسيله از طريق سنسورهاي خاصي سيگنالهاي حرارتي مربوط به
سيم پيچ ها و هسته ها را از ترانسفورماتور دريافت مي كند. مقدار دماي از طريق سنسورهاي خاص سيم پيچ هاي سه فاز A و B و C روي صفحه نمايش داده مي شود. هنگاميكه دما از مقدار تنظيم شده روي دستگاه بيشتر مي شود اين دستگاه سيگنال هشدار (آلارم) و يا تريپ مربوط به اضافه دماي سيم پيچ ها و با سيگنال هشدار (آلارم) مربوط به هسته را ارسال مي كند.وقتي دماي سيم پيچ ها بيش از 155C مي شود، دستگاه سيگنال هشدار (آلارم) مي دهد، وقتي دماي سيم پيچ ها بيش از 170C مي شود، دستگاه سيگنال تريپ ارسال مي كند.

مقادير تنظيم شده دمايي روي دستگاه بقرار زير است:
آلارم – اضافه دما جهت سيم پيچ ها: 155C
تريپ اضافه دما جهت سيم پيچ ها: 170C
آلارم اضافه دما جهت هسته: 140C (قابل تنظيم)

همانطور كه ديده مي شود اين دستگاه وقتي به هر علتي دماي سيم پيچ ها و يا دماي هسته ترانسفورماتور افزايش يابد از طريق سيگنالهاي آلارم و يا سيگنال تريپ ترانسفورماتور را از مدار خارج مي كند و بدين ترتيب از خسارات احتمالي وارده به ترانسفورماتور جلوگيري بعمل مي آورد.

3) كليدهاي فشار ضعيف
كليدهاي فشار ضعيف بوسيله كارخانه چيني Hua-tong واقع در شهر شانگ هاي ساخته شده اند اين كليدها شامل كليدهاي ورودي اصلي و تاي بريكر، كليدهاي توزيع خروجي واقع در پستهاي LPS و جعبه كليدهاي توزيع نصب شده روي ديوار پستهاي LPS ، نمايش دهنده هاي و وسايل اندازه گيري مورد نياز جهت توزيع برق با ولتاژ 400/231V و فركانس 50HZ مي باشد كه بارهاي مختلف و مصرف كنندگان سيستم متروي تهران را در ايستگاهها و بين ايستگاهها تغذيه مي كنند.
كليدهاي فشار ضعيف شامل كابينت هاي مختلف زير مي باشند:

1) In coming cicruit breaker
2) Escalators
3) Lifts
4) Ventilating units
5) Dewatering
6) Technical room
Auxiliriary power panel
Station lighting panel
Dc distribution system
Tie – breaker

LOAD مصرف كنندگان ايستگاه بين دو پست LPS2 و LPS1 تقسيم مي شوند بدين ترتيب كه هر يك از پستها تقريبا 50% از كل بار ايستگاه را تغذيه مي كنند در حالت عادي كل بار بطور مساوي بين هر دو پست تقسيم خواهد شد با عدم حضور ولتاژ در يكي از پستها تغذيه بطور اتوماتيك بوسيله پست ديگر از طريق كليد تاي بريكر (در حالت عادي باز) فراهم مي شود.
مشخصات الكتريكي
مشخصات كلي كليدهاي فشار ضعيف

400/231 V.A.C 1) Normal systemvoltage
660 V.A.C 2) Rated insulation voltage
50 HZ 3) Rated frequency
800 UP TO 3000A 4) Rated current of busbars
20 UP TO 40 KA 5) Rated short – circuit current
6) Busbars dynamic current (peale) 2.2 x the rated shortcircuit

7) One minute power frequency

Withstand voltage (r.m.s) for:

2.5 KV - Busbars
2 KV - Auxiliary circuit
2 KV - Control circuit
2.5 KV - Current transformer
2.5 KV - Measuring relay and instruments
8) Nominal power supply voltage for

110 V.D.C Operating mechanism and control circuits
400/23/ V.A.C 9) Nominal power supply voltage for:
panel heaters
IP 30 10) Degree of protection

1) مشخصات بريكر ورودي اصلي و تاي بريكر
400/23/V.A.C 1) Rated operational voltage
660 V.A.C 2) Rated insulation voltage
50 HZ 3) Rated frequency
800 UP TO 2500 4) Rated current
8 KA UP TO 50 K1A 6) Rated short – circuit breakingv Capacity
1.7 UP TO 2.2 X the rated short – circuit
6) minimum required short – circuit making capacity

Breaking capacity 7) Rated control and operating mechanism supply
110 v.d.c
2.5 kv 8) One minute test voltage for control circuits
10 KA 5) rated short – circuit breaking capacity
110 V.D.C 10) Rated control and operating mechanism supply

2) ترانسفومر جريان
400 V.A.C 1) Nominal system voltage

660 V.A.C 2) Rated insulation voltage
50 HZ 3) Rated frequen3)
0.5 4) Measuring accuracy class
0.2 5) Metering accuracy class

5P 6) Protection accuracy class
5A 7) Rated secondary current
3 kv 8) One minute power frequency withstand voltage
10 kv 9) Impulse withstand voltage
1.2*rated primary 10) Maximum continous current
Dry – type insulated in moulded 11) Construction

4-2) بريكرهاي ورودي تاي (ME BREAKER & tie breaker)
منظور از بريكرهاي اصلي بريكرهاي ورودي و تاي بريكر مي باشند. اين بريكرها از نوع بريكرهاي هوايي ME بوده كه داخل كابينت قرار گرفته اند طراحي و ساخت كابينت و قسمتهاي مختلف آن براساس تكنولوژي گرفته شده از شركت سويسي ABB توسط شركت چيني Huatong واقع در شهر شانگهاي انجام شده است بريكرهاي نوع ME تحت ليسانس كمپاني AEG جمهوري فدرال آلمان در شركت چيني SREAW واقع در شهر شانگهاي ساخته مي شوند اين بريكرها مزيتهايي بقرار زير دارند:
ساختار يكپارچه، حجم كم، وزن كم، قابليت تعويض قطعات و قسمتهاي مختلف، عملكرد موتوري، سه قطب سيستم حفاظتي كامل، شاخصهاي اقتصادي و فني بالا و بهره برداري و تعمير و نگهداري آسان و …

اين بريكرها مطابق با استاندارد IEC 157-1 و قسمت اول از استاندارد آلماني VDE 660 و استاندارد بين المللي JB 1284 مي باشند.
اين بريكرها در مدارهاي توزيع با ولتاژ كاري AC تا 660 V با فركانس 50 يا 60 هرتز و DC تا 440V و با سوئيچينگ كم استفاده مي شوند. اين بريكرها از اضافه بار،
under voltage و اتصال كوتاه مدارها و وسايل الكتريكي حفاظت مي كنند.
اين بريكرها بسته به جريان نامي به چهار سايز مختلف تقسيم مي گردند: 1- ME 630-1605 2- ME 2000 – 2505 3- ME 3200 – 3205 4- ME 4000 – 4005
ساختار بريكر نوع ME و قسمتهاي مختلف آن در شكل زيرنشان داده شده است.
شكل ME بريكر

2-4-1) مدهاي عملكرد بريكرهاي ورودي
بريكرهاي ورودي از نوع عملكرد موتوري با ذخيره سازي انرژي مي باشند اين بريكرها در سه مد كاري بسته به سوئيچ انتخاب مي توانند كار كنند.
1- مد دستي MANUAL: در اين مد بريكر توسط اپراتور محلي و با استفاده از دكمه شارژ و قطع و وصل الكتريكي مي تواند بريكر را قطع و وصل كند.
2- مد اتوماتيك : در اين مد بريكر بطور اتوماتيك شارژ و قطع و وصل مي گردد.

3- مد كنترل از راه دور : كه در اين مد نيز بريكر بطور اتوماتيك شارژ شده و با دريافت سيگنال قطع و وصل از طريق مركز فرمان بريكر قطع و يا وصل ميگردد.
اين بريكر برق ورودي خود را از خروجي ترانسفورماتور توزيع خشك دريافت مي كند و خروجي آن روي باس بار كليدهاي توزيع خروجي قرار ميگيرد.

4-3) كليدهاي (بريكرهاي) توزيع خروجي
اين كليدها كه داخل كابينت كشويي قرار گرفته از نوع H مي باشد كه از طريق دستگيره روي كابينت قابل قطع و وصل مي باشد به اين كليدها و كليدهاي ورودي و تاي بريكر نوع ME قرار گرفته در كابينت كليدهاي GHD5 گفته مي شود اين كليدها جهت تغذيه بارهاي مختلف در ايستگاه و يا بين دو ايستگاه استفاده مي گردد.

كليدهاي نوع H:
اين كليدها كه توسط شركت آمريكايي westing – house معرفي شده اند داراي ساختاري جديد با جريان 150-3000A جهت حفاظت مدارهاي و تجهيزات الكتريكي از اضافه بار ، UNDER VOLTAGE و اتصال كوتاه استفاده شده و جهت قطع و وصل هاي كم تحت شرايط عادي استفاده مي شوند.

ساختار كليدهاي نوع H:
اين كليدها از 4 قسمت تشكيل شده اند 1- بدنه عايق 2- مكانيزم عملكرد 3- سيستم كنتاكتها 4- وسيله تريپ دهنده (TRIPPING DEVICE)
وسيله تريپ دهنده اساسا به تريپ الكترومغناطيس آن و تريپ دمايي با تاخير زماني تقسيم مي گردد تريپ الكترومغناطيسي براي بريكرهاي با ظرفيت 250 A به بالا قابل
تنظيم مي باشد.