دانلود مقاله تاریخچه صنعت برق در ایران

بخشی از مقاله

در سال 1283هجري شمسي با نصب يك ژنراتورKW400 توسط حاج امين الضرب در خيابان چراغ برق تهران استفاده از انرژي الكتريكي به صورت يك سيستم در ايران آغاز شد.تا سال 1338 تنها نيرو گاه ديگر به ظرفيتهاي mw6,mw8,mw2,mw1مورد بهره برداري قرار گرفتند .در سال 1338نيروگاه طرشت با 4واحد توربين بخار وتوليد جمعا mw50به عنوان اساسي ترين منبع توليد قدرت در ايران به شمار مي رفت.

با تشكيل وزارت آب وبرق درسال 1343 كه مجددا به وزارت نيرو تغيير نام داد وظايف شركتهاي برق پراكنده به اين وزارتخانه محول مي شود در پايان سال 1360نصب شده در كل كشور به بيش از mw11800رسيد كه نشان دهنده حدود w305براي هر نفر بود در اين سال نيروگاه هاي آبي تقريبا 5/27درصد توليد نيروگاه هاي كشور را تشكيل مي دادند.

انواع شبكه هاي توزيع انرژي الكتريكي
1-شبكه باز وشعاعي
2-شبكه ها از دو سوتغذيه
3-شبكه هاي چند سو تغذيه

شبكه باز
اين شبكه از يك سمت تغذيه مي شود در چنين شبكه اي يك يا چند هادي از منبع به تابلوي اصلي تقسيم كشيده مي شود.در شبكه باز ممكن است هر مصرف كننده اي مستقيما از تابلوي اصلي تقسيم تغذيه نمايد درچنين حالتي ضريب اطمينان كار شبكه خوب است زيرا درصورت وقوع اتصالي در يكي از انشعابها فقط يك مصرف كننده بدون جريان مي ماند. اين شبكه كه جهت تغذيه مصرف كننده هاي بزرگي نصب مي شود دركارخانه جات وتاسيسات صنعتي مورد استفاده قرار مي گيرد.

دروضعيت ديگري چندين مصرف كننده از :يك خط منشعب از تابلوي اصلي تقسيم تغذيه مي شود.بدهي است كه در اين حالت به محض پديد آمدن اتصالي ويا نقص در خط انشعاب كليه مصرف كننده هاي كه از اين خط تغذيه مي شوندبدون جريان خواهد شد.موارد استفاده:مصارف خانگي يكي ديگر از موارد كاربرد شبكه هاي باز توزيع انرژي الكتريكي نواحي مختلف شهرها وروستاها مي باشد.در چنين حالتي اگر خط توزيع فشار ضعيف هوايي باشد بايستي در سرهر تيري كه انشعاب از آن گرفته مي شودفيوزها را نصب نمود كه اين موارد اصلا در اين شهر رعايت نشده است.اگر خط توزيع فشار ضعيف زميني باشد لازم است در ابتداي هر انشعابي كه از زمين بيرون مي آيد ودر دسترس قرار مي گيرد فيوزها در محفظه بسته اي قرار دارد.

شبكه هاي از دو سو تغذيه:
در محلهايي كه قطع اتفاقي جريان برق مجاز نمي باشد جهت بالا بردن ضريب اطمينان كار شبكه هاي الكتر يكي بهتر است كه شبكه ها از دو پست مختلف تغذيه شوند.كه باازكارافتادن يكي ازپستها,پست ديگري جايگزين شود.

شبكه چند سو تغذيه يا حلقوي :
عملكرد شبكه هاي حلقوي مانندعملكرد شبكه هاي از دو سو تغذيه شونده مي باشد با اين تفاوت كه در يك شبكه حلقوي ابتدا وانتهاي خط هادي به يك نقطه تغذيه كننده متصل مي باشد.
 
شبكه وهادي هاي آن:
بعد از مس,آلومنيوم به عنوان هادي الكتريكي استفاده مي شود اگر چه ضريب هدايت آن كمتراست از مس ولي وزن آن هم كمتر است.براي آنكه هادي آلومنيومي از نظر هدايت الكتريكي معادل هادي مس گردد بايد مقطع آن را 6/1برابر مس گر فت كه باز هم با اين وضع وزن آن فقط نصف وزن مس مي شود سيم آلومنيومي در شبكه هاي هوايي بيشتر بكار ميرود .چون سبك وانعطاف پذير بالايي دارد.استحكام مكانيكي آلومنيوم كمتز از مس است.براي جبران اين نقصان آنرا به صورت آلياژ به كار مي برند كه سه نمونه آلياژ آن عبارتند از :1-آلدراي2-راه ديگر افزايش استحكامي آن استفاده ازفولاد در داخل سيم است.به صورت يك روش در طول هادي براي بالا بردن انعطاف پذيري آن را به صورت چند رشته اي مي سازند.جهت چرخش هر لايه درهاديها بر خلاف لايه هاي مجاور مي باشد تا از باز شدن رشته هاجلوگيري كند .تعداد رشته هادر يك هادي چند رشته از فرمول زير به دست مي آيد:
1+K3-2K3=A

تاثير رطوبت بر هادي آلو منيومي بيشتر از مس مي باشد لذا بايد دقت كردكه محل اتصال آلومنيوم با مس به درستي انجام گيرد.چون محل اتصال در اثر رطوبت مانند يك پيل برقي يا مدار بسته اي بوجود مي آورد كه باعث خورده شدن هادي آلومنيوم مي شود.
نحوه انتقال وتوزيع انرژي الكتريكي
1-بوسيله سيمهاي هوايي
2-بوسيله كابلهاي زميني

انتخاب يكي از دو وسيله فوق به عوانل متعدد بستگي داردكه پس از جمع بندي آن عوامل يكي از دو وسيله فوق جهت انتقال وتوزيع انتخاب مي شود. عواملي كه جهت انتخاب يكي از دو طريق سيم كشي هوايي يا زميني موثرند را نام ببريد؟
1-طول مسير:اگر مسير فاصله اش تا پست تغذيه پر پيچ وخم باشدوفاصله كم باشد سيم كشي زميني انجام مي گيرد.
2-نوع مسير: بعضي جاها اجبارا از شبكه زميني استفاده مي شود مانند حريم باندفرودگاه وبعضي جاهااجبارااز شبكه هوايي مانندحريم عرض شبكه راه آهن.
3-محدوديت عرضي مسير:بعلت كم بودن عرض مسير در بعضي جاها وعدم تامين حريم خطوط هوايي كابل كشي زميني جايگزين مي شود مخصوصا در مورد خطوط400ولتي و20 كيلو ولتي در داخل شهرها ومجتمع هاي صنعتي.
4-ولتاژ خط انتقال:هرچه ولتاژ خطوط انتقال قوي تر باشدسيم كشي هوايي به كابل كشي زميني ارجعيت مي يابد.

3-تراكم جمعيت:
اگر در محل توزيع ومصرف تراكم جمعيت زياد باشد وباردر كيلو متر مربع از KW1000به بالا باشد.كابل كشي زميني به سيم كشي هوايي برتري دارد.

4-عامل اقتصادي:
طرحي مقبول است كه هم به لحاظ فني از شرايط نسبتا خوبي برخوردار باشد وهم به لحاظ اقتصادي به بودجه وتامين اعتبار كمتري نياز مند باشد در اين مورد سيم كشي هواي كابل زميني برتري دارد.مخصوصا هر اندازه ولتاژ خط انرژي قوي تر باشد اين افزايش قيمت چشمگيرتر است.حدودا شبكه هاي فشارهاي ضعيف 400 ولتي دوبرابر ودر 63 كيلو ولتي هفت و230 كيلو ولتي يازده برابر مي شود.

5-زيبايي محيط:
كه سيم كشي زميني براي اجراي اين امرانتخاب مي شودعلاوه بر عوامل فوق عوامل متعدد ديگري نيز وجود دارد كه كابلهاي زميني را به سيمهاي هوايي وسيمهاي هوايي را به كابل هاي زميني تبديل مي كند مانند:

عوامل جوي,عوامل اطمينان مصرف,عوامل عيب يابي سريع به هنگام اتصال وپارگي خطوط كابل كشي زمين به علت دفن بودن از خطرات طوفان ويخ زدگي ورعد وبرق در امان است از اين روجريان برق كمتر قطع مي شوداما صدمه ديدن آن باعث بوجود آمدن مشكل زيادي مي شود.

از لحاظ اصلاح ضريب قدرت فاصله بين سيمها:
مجموعه تاثيرات الكتريكي ومكانيكي سبب تعيين فاصله سيمها خواهد شد.از نقطه نظرالكتريكي هر چه فاصله بين سيمها زيادتر با شدافت ولتاژ در شبكه نيززيادتر خواهد شد.از طرف ديگر فاصله بين سيمها رانمي توان از حد معيني كمترانتخاب نمود.چون باعث به هم خوردن سيمها شود واتصال كوتاه وقطعي برق بوجود آيد.از نقطه نظرمكانيكي اين فاصله بايد طوري باشدكه دراثر وزش بادويخبندان روي سيم,مقدارش از حد مجازكمتر نگردد.منيجه اينكه فاصله بين سيمها تابعي است از ولتاژ شبكه وفاصله بين دو پايه.حداقل اين فاصله را مي توان از رابطه تجربي زير براي شبكه هاي افقي بدست آورد.
D=50+1.78u+(0.041)2

براي شبكه هاي هوايي كه به صورت قائم باشندكافي استdبدست آمده رادر3/2 يا 4/3ضريب شود.
اسپان:فاصله بين پايها است

كه هر چه اين فاصله زيادتر باشد.تعداد پايه ومتعلقات آن كمتر شده درنتيجه هزينه شبكه كاهش خواهد يافت.اما اين فواصل نبايد آنقدرزياد شود كه شكم(فلش)سيم از حد مجازش تجاوز نمايد.اسپان متداول در ايران مطابق استاندارد وزارت نيرو براي شبكه فشار ضعيف بين30تا100متر وبراي شبكه فشار متوسط بين 70تا150متر مي باشد.
شكم(فلش)سيم:در يك شبكه هوايي فاصله بين رأس تير تا پايين ترين نقطه سيم را شكم يا فلش مي نامند.در طرح واجراي شبكه هاي هوايي محاسبه وحفظ حدود تعيين شده شكم سيم حائز اهميت است.از يك طرف اگر شكم سيم از حد مجازش كمتر باشد,بخصوص در فصل سرما ويخبندان كه ازطول سيم كاسته مي شود نيروي باد ويخبندان روي سيم باعث مي شودكه كشش مكانيكي سيم زيادترشده وسبب پارگي آن شودواز طرفي اگر شكم سيم از حد مجازش بيشتر باشد.مخصوصا در فصل گرماكه طول سيم زيادتر مي شود احتمال نزديك شدن سيمها وبوجودآمدن اتصالي ودر نتيجه قطع جريان برق در هنگام وزش باد وجود خواهد داشت.              F=wl^2/8t

فاصله آزاد سيمها:
فاصله پايين ترين نقطه سيم هوايي تا سطح زمين را فاصله آزاد مي نامند . اين پارامتر با hمشخص شده است.با داشتن طول پايه وشكم سيم وعمق زميني كه پايه درآن محكم شده است مي توان اين فاصله را محاسبه نمود.

حريم مجاز شبكه هوايي:
دو حريم براي شبكه ها وجود دارد:
1-حريم مجازدرجه يك كه فاصله افقي يك شبكه از شبكه مجاورش كه تاولتاژkv20حداقل 5متر است.
2-حريم مجاز درجه دو:فاصله افقي يك شبكه از ساختمان ها ياديوار پياده رو يادرختان اطراف مي باشدكه حداقل بايد3/1براي شبكه فشار ضعيف وحد اقل3متر براي شبكه فشار متوسطkn20باشد.

متعلقات سيمهاي هوايي:
1-پايه ها:
2-مقرها:
3-كنسولها:

پايه ها:هنگام انتخاب يك نوع پايه بايد به دو نكته توجه شود.
الف:طول پايه:بادر نظر گرفتن فاصله آزادسيم از زمين طول پايه ها بايد طوري انتخاب شوندكه اين فاصله از مقدار استاندارد شده كمتر نشود.
ب-كشش پايه ها:قدرت كششي پايه ها بستگي به محل ووضعيت استقرار آنها دارد دريك شبكه هوايي پايه مياني بايد قادربه تحمل وزن خود,وزن سيمها,وزن كنسولها,وزن مقرها ووزن ساير لوازمي باشند كه روي آنها نصب مي شود.اما پايه هاي ابتدايي,انتهايي,وزاويه اي علاوه بر سنگيني بالا بايستي نيروي كششي سيمها رانيز تحمل كنند.با بياني ديگرنيروهاي وارد برهرپايه دونوع هستند:
1-نيروي عمودي                                   2-نيروي افقي

در هر پايه برآيند نيروهاي عمودي وافقي با نيروي عكس العمل زمين صفر مي شود.درمورد پايه هاي مياني برآيندنيروهاي افقي(نيروي كشش سيمها)صفر است ولي در مورد پايه هاي ابتدايي وانتهايي وزاديه اي برآيند نيروهاي افقي صفر نمي شوددر نتيجه اين دستور پايه هابايد قادربه تحمل نيروهاي افقي باشند.در مواردي كه پايه نتواند قدرت كششي سيمها را تحكل كنداز دو پايه به صورت دو قلوبا تركيبي از دو پايه بصورتHاستفاده مي شود.عمق چاله اي كه بايد درآن محكم شودبستگي دارد بطول پايه,وزن پايه,قدرت كششي وبايد درشرايط خاك كه از روي فرمول تجربي زير مي توان عمق چاله را محاسبه نمود. H=1/10 l + 60

انواع پايه ها:
 چوبي:اين نوع پايه ها براي شبكه فشار ضعيف وفشار متوسط تا اسپان 100متر مناسب است .سهولت در حمل ونقل وكاربرددر ناحيه كوهستاني وناهمواراز محاسن آن است وپوسيدگي از معايب آن است كه نوعي روغن براي جلوگيري از پوسيدگي استفاده مي كنند واز نوع درخت كاج مي باشد.كه حد اكثر نيرو كشش قابل تحملkg 300 مي باشد كه بيشتر از اين نبايد به آن فشار آورد.

پايه بتوني:
اين پايه به خاطر آرماتورهايي كه در داخلشان هست بر خلاف پايه هاي چوبي مي توانند داراي استحكام زيادي باشد:پايه هاي بتوني براي تحمل كششهاي مختلفي ساخته مي شود.امروز پايه هاي بتوني براي كششهاي (200,400,600,800,1000,1200)كيلوگرم وبراي ارتفاع هاي (14,12,10,9,8,7,)متر مي توان در بازارهاي ايران تهيه نمود.بنابراين وقتي كه گفته مي شودپايه(12-1000)يعني پايه اي كه ارتفاعش 12 متراست ومي تواند نيروي كششي تا حد1000كيلو گرم ناشي ازسيمها را تحمل كند .پايه هاي بتوني براي نقاط مرطوب مناسبتر از پايه هاي چوبي مي باشد.

پايه هاي فولادي:
پايه هاي فولادي نسبت به پايه چوبي اين مزيت را داردكه اولا در معرض حمله حشراتي مثل موريانه ونيز تحت تأثير عوامل جوي مثل رطوبت قرار نمي گيرد ثانيا استحكام زيادي مي تواند داشته باشد.پايه هاي فولادي نسبت به پايه هاي بتوني اين مزيت را دارد كه ارتفاعش را به هر ميزاني كه مورد نياز باشد,مي توان سفارش داد.
مقره ها:1-مقره سوزني2-آويزه اي3-چرخي
مقره ها:براي جدا كردن سيم حامل جريان از پايه وكنسول استفاده مي شود.

تنها عيبي كه مقره ها دارند اين است كه چون آنها را از چيني وشيشه مي سازند.در اثر بي احتياطي وضربه ويا عوامل جوي مي شكنندويا ترك برمي دارند.

1-مقره سوزني:
عموما در پايه هاي مياني شبكه هاي هوايي به كار ميرود.كه مقره ها دو نوع ولتاژ شكست يا ولتاژجرقه دارنديكي درحالت سطح خشك كه بالا مي باشد وديگري سطح مرطوب كه پايين تر از سطح خشك مي باشد.ولتاژ جرقه يا ولتاژ شكست:ولتاژي است كه درآن قوس الكتريكي بين بالا وپايين مقربوجود مي آيدوخاصيت عايقي خودرا از دست مي دهد.اصلي كردن سيمها يعني بتن سيمي كه از دو روي مقره جاسازي شده روي همان مقره توسط يك سيم ديگر كه اين مقره ها عموما سوزني مي باشند.

2-مقره آويزه يا بشقابي :
اين مقره ها را طوري مي سازند كه مي توان دامنهاي آن را كم يا زياد نمود.به عبارت ديگر مي توان دويا چند مقره را پشت سرهم متصل نمود ومجموع آنها را به زير كنسول اتصال داد.هر چه ولتاژ شبكه قويتر باشدتعداد دامنهازيادتر خواهد شد وبالعكس .درخطوط توزيع معمولا مقره آويزه اي را براي پايه هاي انتهايي وابتدايي وپايه هاي زوايا به كار مي روندكه سيم توسط كلپ به مقره متصل مي شوند.

 

3-مقره چرخي:
كه كاربرد بيشتري از ساير مقره ها بخاطر عمودي بودن آن دارد .

كنسولها:
براي نگهداري سيمهاي هوايي روي پايه ها همچنين جهت دور نگه داشتن سيمهاي هر فاز از فاز هاي ديگر وبالاخره جهت رعايت فواصل استاندارد مقره ها از كنسول استفاده مي شود.كنسولها بر حسب موارد استفاده شان چوبي يا آهني (نبشي)ساخته مي شود.كنسولها كه توسط پيچ ومهره به پايين متصل مي شوندكه از لحاظ فرم نصب روي پايه ها به دسته هاي افقي,جانبي وجناقي تقسيم مي شوند.

((نكاتي درموردنصب پايه ها وترانس))
فاصله بين پايه ها درفشار ضعيف           مي باشد.فاصله بين پايه هادرفشار متوسط             ميباشد.فاصله بين دوپايه براي اينكه ترانس بين آنها نصب كنند180cmباشد.براي اينكه از پايه هاي600-9استفاده شودمنظور اين است كه يعني بارتاحدودkg600را مي تواند تحمل كندوبيشتر از آن خطرناك مي باشدورأس آن تايك متر مي باشدومنظور ازm9اين است كه طول آنm9مي باشد. منظور از استفاده از600-12پايه اين است كه مي تواندباري تاحدود600kgرا مي تواندتحمل كند وبيشتر ازآن خطرناك باشدومنظور از12اين است كه رأس آن1.5متري مي باشدومنظور طول 12mمي باشد.براي نصب ترانس اغلب يكي از پايه ها600-9ديگراز پايه ها600-12مي باشدكه درطرف ترانس قرار مي گيردپايه200-12اكثرا براي جاهايي كه بار زياد روي آن نباشد وهمچنين براي عبوري استفاده مي كندجاهايي كه زاويه داردباشد از پايه از600-9استفاده مي كنيم كه تحمل بارcm150مي باشد درصورتيكه بين20-25cmباشدبه هم اتصال پيدا كرده وباعث جرقه و سوختگي مي شود.

تعويض پايه فيوز سوخته:
براي تعويض پايه فيوز شده اول فيوز جعبه را كشيده وبعد از آن فيوزهاي اصلي جعبه را كه كتورنام دارند مي كشند ودرآن هيچگونه برقي وجودندارند وبعد مي توان پايه فيوز سوخته شده را عوض كرد.ترانس600به بالادر پستهاي زميني استفاده مي شود.منظور از اينكه در اكثرموقع نول برقرار مي شود اين است كه فاز آن روي شبكه قطع مي كند وبرگشتي فاز روي نول مي رود ونول برقرار مي شود.