مقاله درباره طراحی پست  در 145 صفحه با فرمت word و قابل ویرایش

 

طراحي پست

مقدمه

با رشد روزافزون جمعيت، بزرگ شدن ش.رها، افزايش مصرف سرانه انرژي الكتريكي و وابستگي كليه فعاليتهاي اجتماعي اعم از صنعتي – كشاورزي اقتصادي و خدماتي به انرژي الكتريكي لزوم تامين اين انرژي بصورت گسترده و در مقياس بالا و بنحو مطلوب اجتناب ناپذير مي باشد.

بديهي است كه تامين اين انرژي با مقياس و كيفيت فوق از طريق نيروگاه هاي محلي و كوچك نه تنها اقتصادي نبوده بلكه در اكثر موارد از نقطه نظرهاي مختلفي غيرعملي نيز مي باشد. از طرف ديگر احداث نيروگاه هاي بزرگ امروزه در نقاط خاص قابل توجيه بوده كه عمدتا از مراكز مصرف دور بوده و بنابراين لازم است توليدشان از طريق خطوط انتقال كه بنحو مناسبي به يكديگر ارتباط مي يابند و تشكيل شبكه الكتريكي را ميدهند بمراكز مصرف هدايت كردند.

براي انتقال قدرت هاي زياد و در فواصل طولاني بمنظور كاهش تلفات لازم است ولتاژ توليدي نيروگاه افزايش يافته و سپس در نقاط مصرف طي مراحلي بنحوي كاهش داده شود كه قابل استفاده براي مصرف كننده باشد.

براي تبديل اين ولتاژ و همچنين بمنظور اتصال نقاط مختلف شد كه به يكديگر بايستي ايستگاههائي در شبكه ايجاد نمود كه به پست برق معروف هستند.

 

تعریف پست:

پست محلی است که تجهیزات انتقال انرژی درآن نصب وتبدیل ولتاژ
انجام می شودوبا استفاده از کلید ها امکان انجام مانورفراهم می شود
درواقع کاراصلی پست مبدل ولتاژ یاعمل سویچینگ بوده که دربسیاری
از پستها ترکیب دو حالت فوق دیده می شود.

در خطوط انتقال DC چون تلفات ناشی از افت ولتاژندارد وتلفات توان انتقالی بسیار پایین بوده ودر پایداری شبکه قدرت نقش مهمّیدارند لزااخیرا ُ این پستها مورد توجه قراردارند ازاین پستها بیشتردرولتاژهای بالا (800 کیلو ولت وبالاتر) و در خطوط طولانی به علت پایینبودن تلفات انتقال استفاده می شود.

درشبکهای انتقال DC درصورت استفاده ازنولزمین می توان انرژی الکتریکی دا توسط یک سیم به مصرف کننده انتقالداد.

پستها را می توان ازنظر نوع وظیفه,هدف,محل نصب,نوع عایقی, به
انواع مختلفی تقسیم کرد. براساس نوع وظیفه وهدف ساخت:
پستهای افزاینده , پستهای انتقال انرژی , پستهای سویچینگ و کاهنده فوق توزیع .

براساس نوععایقی:

پستها با عایق هوا, پستها با عایق گازی( که دارای مزایایزیراست:
(پایین بودن مرکز ثقل تجهیزات در نتیجه مقاوم بودن در مقابلهزلزله,
کاهش حجم, ضریب ایمنی بسیار بالا باتوجه به اینکه همهً قسمت های
برقدار و کنتاکت ها در محفظهً گازSF6 امکان آتش سوزی ندارد,
پایین بودن هزینهًنگهداری باتوجه به نیاز تعمیرات کم تر, استفاده د ر
مناطق بسیار آلوده و مرطوب ومرتفع

گرانی سیستم و گرانی گاز SF6 , نیاز بهتخصص خاص برای نصب و تعمیرات,مشکلات حمل و نقل وآب بندی سیستم.

ـــ بر اساس نوعمحل نصب تجهیزات :

نصب تجهیزات در فضای باز , نصب تجهیزات در فضای سرپوشیده .

معمولاُ پستها را از 33 کیلو ولت به بالا به صورت فضای باز ساخته وپستهای عایق گازی راچون فضای کمی دارندسرپوشیده خواهند ساخت.

 

انواع پستها

پستهاي برق از نظر وظيفه اي كه در شبكه بعهده دارند، به انواع زير تقسيم ميشوند.

پست هاي بالا برنده ولتاژ (پست نيروگاهي) Step up substations

پست هاي توزيع (كاهنده ولتاژ) Distribution substations

پست هاي كليدي Switching substations

 

پست هاي بالا برنده ولتاژ (پست نيروگاهي) Step up substations

ولتاژ توليدي ژنراتورها بعلت محدوديت هايي كه در ساخت آنها وجود دارد محدود بوده و براي انتقال اقتصادي قدرتهاي زياد بفواصل طولاني لازم است كه ولتاژ آنها افزايش يابد. بنابراين معمولاً در نيروگاههاي بزرگ كه از مراكز مصرف دور مي باشند. لازم است پستهايي بمنظور تبديل ولتاژ به ولتاژ بالاتر (كه مقدار آن بستگي به فاصله و قدرت انتقالي دارد) احداث گردند كه باين پستها كه وظيفه افزايش ولتاژ توليدي را دارند پستهاي بالابرنده ولتاژ مي گويند.

 

پست هاي توزيع (كاهنده ولتاژ) Distribution substations

ولتاژ انرژي الكتريكي مورد نياز مصرف كنندگان بايستي در حد مطلوب كاهش داده شود تا بتواند قابل مصرف باشد، اين كاهش ولتاژ از طريق پستهاي كاهنده و يا پستهاي توزيع صورت مي گيرد ولي بايد توجه داشت كه كاهش ولتاژ از مقدار خيلي زياد بمقدار خيلي كم از طريق ايستگاههاي توزيع با قدرت كم اقتصادي نميباشد و بنابراين لازم است كه اين ولتاژ در چند مرحله كاهش داده شود.

 

پست هاي كليدي Switching substations

اين پستها در واقع هيچگونه تبديل ولتاژي انجام نميدهند بلكه فقط كارشان ارتباط خطوط مختلف شبكه به يكديگر است. لازم به تذكر است كه ممكن است پستهائي در شبكه وجود داشته باشند كه تركيبي از هر يك از پستهاي فوق باشند. بعنوان مثال قسمتي از پستي نيروگاهي ميتواند با كاهش ولتاژ وظيفه توزيع محلي را نيز انجام دهد و يا دربستي علاوه بر انجام عمل ارتباط خطوط مختلف عمل تبديل يا كاهش ولتاژ نيز صورت بگيرد.

پستها از نظر كلي و وضعيت فضاي استقرار تجهيزات به دو صورت وجود دارند.

پستهاي باز (بيروني) Outdoor

پستهاي بسته (داخلي) Indoor

پستهاي باز پستهائي هستند كه تجهيزات فشار قوي آنها در محوطه باز قرار دارند و مستقيماً در معرض تغييرات شرايط جوي غيرقابل كنترل مي باشند.

پستهاي بسته پستهائي هستند كه تمام تجهيزات فشار قوي آنها يا اكثر آنها (معمولا ترانسفورماتورهاي قدرت در فضاي آزاد نصب مي شوند) درمحوطه پوشيده قرار دارند.

اصولا كلمات Indoor و Outdoor در مورد اكثر تجهيزات فشار قوي بكار برده ميشود و در واقع معرف نحوه كاربرد وسيله مزبور از نظر نصب در فضاي آزاد و يا بسته ميباشد. بدهي است كه تجهيزات Outdoor بايستي داراي شرايط ويژه اي از نظر شرايط جوي محيط (درجه حرارت آلودگي و..) باشند كه لزوماً تجهيزات Indoor داراي چنين ويژگي هايي نميباشند.

پستهاي بازخود بر چند نوع هستند:

پستهاي معمولي Concentional

پستهاي گازي (GIS)Gas insulated substations

پستهاي هوائي Pole mounted substations

پستهاي معمولي پستهائي هستند كه آزادعايق بين فازها و قسمتهاي برقدار با زمين بوده و بنابراين لازم است فاصله معيني بين قسمتهاي برقدار برقرار بوده و علاوه بر آن براي ايمني افرادي كه در محوطه پست عبور و مرور ميكنند،‌فواصل مشخص و معيني بين تجهيزات و باز مين در نظر گرفته شود و تجهيزات مستقيماً درمعرض عوامل جوي از قبيل آلودگي و غيره مي باشند . شكل صفحه بعد يك نمونه از اين پستها را نشان مي دهد، اين پستها درمواقعيكه با محدوديت هايي از قبيل زمين آلودگي و غيره روبرو نباشيم كاربرد داشته و اقتصادي ترين نوع پستها (در ولتاژهاي بالا) ميباشند.

پستهاي گزاي GIS پستهائي هستند كه قسمتهاي برقدار تجهيزات (بخصوص تجهيزات سوئيچگير) در داخل محفظه هاي فلزي كه با گاز SF6 پر شده قرار دارند اين محفظه هاي فلزي داراي پتانسيل صفر (زمين) ميباشند بنابراين رعايت فواصل مشخص لزومي ندارد.

لازم به تذكر است كه گاز SF6 گازي است كه داراي خاصيت عايقي بسيار خوبي در فشارهاي بالا بوده و معمولاً در پستهاي فشار قوي نقش بسيار عمده‌اي در جهت كاهش ابعاد و همچنين بي اثر نمودن آلودگي هاي محيط دارد.

 

پست 400 كيلوولت GIS از نوع بيروني

اين پستها در مواردي بسته به محدوديت فضا بصورت طرحها و خاصي نيز

پستهاي هوائي:

پستهاي توزيع در ولتاژهاي 20 كيلو ولت به پائين و با قدرت كم ميباشند كه معمولا در نقاط حومه شهرها و يا روستاها روي تيرهاي برق نصب ميگردند و با هزينه بسيار كمي نيز احداث ميگردند و تجهيزات عمده آنها ترانسفورماتور مي باشد.

پستهاي بسته نيز خود بر چند نوع ميباشند.

پستهاي گازي (GIS)

پستهاي معمولي Conventional

پستهاي گازي:

در بعضي از مناطق كه بعللي از قبيل كمبود جا و يا آلودگي بيش از حد (مناطق ساحلي) امكان احداث پستهاي معمولي باز نميباشد پستهاي فوق كه بلحاظ وجود محفظه هاي فلزي كه ازگ از پر شده و قسمتهاي برقدار در آنها قرار دارند نيازي به رعايت فواصل مشخص بين تجهيزات از يكديگر و با زمين نبوده نصب ميگردند.

اين پستها خود ممكن است بصورت روزميني و يا زيرزميني وجود داشته باشند در كشورهايي كه زمين از ارزش فوق العاده بالائي برخوردار مي باشد مثل كشور ژاپن از پستهاي زيرزميني كه از نوع GIS ميباشد استفاده ميشود اين پستها در طبقات زيرين ساختمانهاي بزرگ و بلند قرار دارند و ترانسفورماتورهاي آنها از سيستم خنك كنندگي آبي استفاده مينمايند.

 

پستهاي معمولي بسته:

پستهاي با ولتاژ پايين (تا حدود 63 كيلوولت) را براي افزايش ايمني و همچنين جلوگيري از اثرات آلودگي محيط و محدوديتهاي شهري ميتوان بصورت بتسه احداث نمود اين پستها تا ولتاژ 132 كيلوولت نيز وجود دارد ولي بايد توجه داشت كه در ولتاژهاي بالا بلحاظ بزرگ شدن ابعاد هزينه ايجاد ساختمان زياد بوده و معمولا اقتصادي نميباشد.

اين پستها در ولتاژهاي پائين بصورتهاي كيوسكي – زيرزميني و غيره نيز وجود دارد. شكل صفحه بعد يك نمونه از اين پستها را نشان ميدهد.

پستهاي سيار Mobile substation

اين نوع پستها معمولا بصورت پستهاي با ظرفيت كم و در ولتاژهاي بالا ميتوانند بصورت موقت جايگزين يك پست دائمي با ولتاژ بالا كه زمان زيادي طول ميكشد بشوند. اين پستها در شبكه ايران بصورت 20/230 كيلوولت و 63/230 كيلوولت با ظرفيت هاي محدودي در حدود 30 تا 40 مگا ولت آمپر مورد استفاده قرار ميگيرند.

تجهيزات اين پستها كه معمولا بصورت GIS ميباشد بهمراه يك دستگاه ترانسفورماتور روي يك يا چند دستگاه تريلي نصب گرديده و بسادگي ميتوانند از يك نقطه به نقطه ديگر انتقال داده شوند.

اين نوع پستها معمولاً بصورت موقت به يك خط فشار قوي بصورت T اتصال يافته و در حالتهاي اضطراري و تا مواقعي كه پست صالي در منطقه راه اندازي شود بار منطقه را تامين خواهد نمود.