تجهیزات پست
بخش اول
بررسی اجمالی قسمتهای مختلف پست فشار قوی
خطوط ورودی به پست
برقگیر ها
ترانس ولتاژ PT or CVT
لاین ترپت(سیستم plc)
سکسیونر(Disconnection Switch)
بریکر
باس بار
ترانسفورماتور جریان
ترانسفورماتور قدرت
ترانسفورماتور مصرف داخلی پست
باس کوپلر
اتاق فیدر خانه 20 کیلو ولت
مقدمات
به مجموعهای از تجهیزات قدرت شامل کلیدها، ترانسفورماتورها، ادوات حفاظتی، اندازه گیری و …
که وظیفه انتقال و یا تبدیل انرژی الکتریکی را بر عهده دارند پست گویند.
تعریف پست
یا به عبارت دیگر:
به مجموعه ای از تجهیرات ،وسایل الکتریکی و یا الکترومکانیکی که چندورودی را به چند خروجی وصل میکندو عملیاتی همچون تغییرات سطح ولتاژ،مراقبت،نظارت وفرمان قطع و وصل در آن صورت میگیرد ،اصطلاحا پست گفته می شود.
ظرفیت پست:
حداکثر باری که یک پست قادر به تامین آن باشد ظرفیت پست گویند.
اصولا" ظرفیت یک پست تابع نتایج حاصل از برآورد بار در یک منطقه، حساسیت و نوع بار، امکانات و ظرفیتهای موجود، شرایط دستیابی شبکه بهینه از نظر اقتصادی و فنی و توسعه آینده میباشد
تعداد فیدرهای یک پست تابعی است از: ظرفیت پست، موقعیت پست در شبکه با توجه به حالت عادی و شرایط اضطراری و خطا، ظرفیت قابل انتقال خطوط و کابلهای استاندارد شده در شبکه و نهایتا" تحت شرایطی حساسیت و اهمیت پست جدای از عوامل فوق عاملی جهت تعیین تعداد فیدرها میباشد. این موارد در ارتباط با فیدرهای خط و کابل ۱۳۲ کیلوولتی ملاک و معیار انتخاب تعداد فیدرها میباشند. در مورد فیدرهای ۲۰ و ۳۳ کیلوولتی مشترکین خاص و فیدرهای مخصوص بانکهای خازنی نیز از عوامل موثر در انتخاب میباشند.
فیدر: به خطوط ورودی و خروجی از پست فیدر اطلاق میشود.
تقسیم بندی پستها
1- براساس نوع کاری که انجام می دهند
2- بر اساس نوع عایق مصرفی
3- بر اساس محل نصب تجهیزات
1- تقسیم بندی پستها براساس نوع کاری که انجام می دهند
1-1: پست افزاینده: STEP UP SUB STATION
اصـــطلاحا پست های نیروگاهی نیز نامیده می شوندو ورودی آن مستقیما از نیروگاه بوده و همواره در کنار
نیروگاهها نصب می شوند به دلیل اینکه مولدهای نیروگاهی در تولید ولتاژ بالا محدودیت دارند.از این پستها
به منظور افزایش ولتاژ خروجی ژنراتورها تا حد ولتاژ انتقال استفاده می گردد.
مانند پست های 20KV/230KV 10.5 KV/132KV 13 KV/230KV
1-2: پست انتقال: PRIMARY GRID SUB STATION
این پستها در مراکز اصلی بار و در مسیر خطوط انتقال نصب می شوند تا بتوان ولتاژ انتقال را به ولتاژهای
فوق توزیع تبدیل کرد .
مانند پست های 230 KV/63KV
1-3:پست سویچینگ: SWITCHING SUB STATION
در این پست ها هیچ گونه تبدیل ولتاژی صورت نمیگیرد و بیشتر به منظور ارتباط تعدادی از خطوط با
یکدیگرو امکان انجام دادن مانور برروی خطوط به منظور پایداری شبکه و تبادل بهینه انرژی ایجاد
می شوند به عبارت دیگر در این پستها در واقع عمل کلیدزنی صورت می گیرد.
1-4:پست فوق توزیع: SECONDARY GRID SUB STATION
در این پست ها عمل کاهش ولتاژ صورت می گیرد0پست های 63 کیلو ولت و پایین تر را پست های
فوق توزیع می نامند.
1-5:پست توزیع: DISTRIBUTION SUB STATION
این پست ها در نقاط مصرف ،ولتاژ را به ولتاژ فشار ضعیف برای مصرف کنندگان تبدیل می نمایند.به
عبارت دیگر خروجی این پست ها مصرف کنندگان می باشند.
1-6: پست های سیار: MOBIL SUB STATION
دراین پست ها کلیه تجهیزات یر روی یک سطح متحرک محدود و همچنین در داخل اتاقک های سیار نصب
می شوند.این پست ها قابل حمل بوده و در نقاطی که نیاز مبرم و فوری به ایجاد پست است موقتا مورد
استفاده قرار می گیرنداز مزایای این پستها به موارد زیر می توان اشاره کرد:
1-قابلیت حمل و نصب سریع و آسان
2-کوتاه بودن زمان نصب و راه اندازی
3-پایین بودن هزینه احداث
4-نیاز به فضای کمتر
این پستها فشرده و ساده بوده و فاقد خصوصیات پست با طرح استاندارد بوده و جنبه اضطراری دارد.
2- تقسیم بندی پستها بر اساس نوع عایق مصرفی
2- 1-پستهای هوایی: AIR IUSULATED SUB STATION(AIS)
در این پستها تمام تجهیزات و قسمت های برقدار با فاصله هوایی از یکدیگر عایق شده و توسط مقره هایی
از جنس شیشه ،چینی و یا پلاستیک از زمین ایزوله می شوند.
چون فاصله بین فازها به اندازه کافی و استاندارد در نظر گرفته می شود لذا قدرت عایقی هوا برای ایزوله
کردن فارها کافی است و واضح است که در ولتاژهای بالا چون فاصله بین فازها باید زیاد باشدلذا ابعاد
پست بزرگتر خواهد بود.
2- 2-پستهای گازی: GAS IUSULATED SUB STATION(GIS)
در این پستها به جای هوا از گاز استفاده می شود.گاز SF6 به علت قدرت عایقی زیاد و غیر قابل اشتعال بودن
و حجم ووزن بسیار کم در مقایسه با هوا برای ایزوله کردن قسمت های برقدار نسبت به یکدیگر و نسبت به زمین
مورد استفاده قرار می گیرد.بنابراین کلیه تجهیزات بیرونی در داخل محفظه و کپسول های حاوی گاز قرار دارند.
ضرورت ساخت پستهای با عایق گازی در مناطقی است که به عللی از قبل کمبود جا و یا آلودگی بیش از حد
)مناطق ساحلی)امکان احداث پستهای با عایق هوا نمی باشد. فواصل مجاز در این پست ها به علت استفاده از
گازSF6 به عنوان عایق، نسبت به پستهای هوائی به نحو محسوسی کمتر است و همین امر باعث می شود
فضای اشغال شده توسط تجهیزت این پستها به نسبت کمتر باشد. از طرفی هر چه سطح ولتاژ بهره برداری بیشتر
شود نسبت فضای موردنیاز این نوع پستها به فضای موردنیا ز برای پستهای معمولی با همان سطح ولتاژ، کاهش
بیشتری را نشان می دهد.
اختلاف هزینه تجهیزات پستهای GIS نسبت به پستهای معمولی با افزایش سطح ولتاژ کمتر خواهد شد و
بنابراین در ولتاژهای بالا ممکن است استفاده از پستهای GIS به دلایل اقتصادی نیز توجیه پذیر باشد.
مزایای پست های گازی
الف-فضای کمی را اشغال می کند.(به نسبت پستهای مشابه خشک تقریبا نصف مساحت)
ب-مدت زمان نصب آن کم می باشد.
ج-برای مناطق زلزله خیز و مناطق آلوده بسیار مناسب است.
د-قابلیت اطمینان بالا
ه-عدم وجود میدانهای الکتریکی(زیرا تمام تجهیزات درون کپسول قرار داردو شدت میدان بر روی بدنه تاثیری نمیگذارد چون بدنه زمین شده است)
معایب پست های گازی
الف. نشست گاز در پستهای GIS و کاهش قدرت عایقی محفظهها، از جمله معایب اینگونه پستها میباشد که اخیرا" با پیشرفت تکنولوژی ساخت این گونه تجهیزات، این نقیصهبه مقدار زیادی مرتفع گردیده است.
ب-از لحاظ صرف هزینه نسبت به پستهای خشک هزینه بر تر است.
با توجه به مزایا و معایب دو نوع پست مورد نظر که به طور اختصار بیان گردید و به خصوص جنبه اقتصادی امر، کاربرد پستهای معمولی روباز توصیه میشود، مگر در موارد خاص که مسئله فضای در دسترس و یا آلودگیها از شکل حادی برخوردار باشند که در آن صورت استفاده از پستهای GIS قابل توجیه میباشد
3- تقسیم بندی پستها بر اساس محل نصب تجهیزات
3-1: پستهای داخلی in door sub station
به پستهایی اطلاق می شود که تمام تجهیزات ان در یک مکان سرپوشیده قرار می گیردبرای افزایش ایمنی و
همچنین جلوگیری از اثرات آلودگی محیطی معمولاً پست های با سطح ولت اژ پایین (تا سطح132 کیلوولت) را می توان
به صورت سرپوشیده احداث نمود که خود به سه دسته تقسیم می شوند:
الف-پست باز:به پست هایی گفته میشود که تجهیزات ان از پشت درب های توری حداقل از یک طرف قابل رویت
است.
ب-پست نیمه باز: در این پست ها تمام قسمت های زیر ولتاژ تا ارتفاع دسترسی از هر جهت محفوظ و پوشیده اندو
از انجا به بعد قابل رویت و آزاد است.
ج-پست بسته:در این پست ها تمام قسمت های زیر فشار حتی شین ها در یک محفظه بسته و کاملا سرپوشیده با درب
فلزی نصب می شوند.
3-2: پستهای خارجی out door sub station
در این پستها همه تجهیزات در فضای باز نصب می شوند به طوری که در معرض باد و باران و سایر عوامل جوی
قرار می گیرند.از اینرو باید تاثیر عوامل جوی را در طراحی این پستها در نظر گرفت.
معمولا پستها از 63 کیلو ولت به بالا به صورت باز ساخته میشوند.
اطلاعات اولیه موردنیاز برای انتخاب محل پست
ضرورت احداث پست و محل تقریبی آن براساس مطالعات بار و برنامه ریزی شبکه مشخص می گردد.
در اینجا عواملی که درابتدا می بایستی توسط مشاور اخذ شده و برمبنای آنها انتخاب محل پست
انجام گیرد مورد بررسی قرار می گیرند.
نوع پست
مشخص شدن نوع پست در عواملی که برای تعیین محل پست دخالت خواهند داشت نیز تاثیر گذار است .
به عنوان مثال پستهای با عایق گازی از عوامل خارجی و جوی مانند آلودگی ها، شرایط محیطی، حیوانات و
پرندگان کاملاً مصونبوده ولی پستهای هوایی روباز از عوامل جوی و خارجی تاثیر زیادی می پذیرند.
چنانچه ابعاد زمین برای احداث پست معمولی کافی نباشد و احداث پست GIS نیز به علت پر هزینه بودن
آن مدنظ قرار نگیرد، می توان پست را به صورت ترکیبی احداث نمود به گونه ای که زمین در دسترس
بتواند نیازهای پست مورد نظر را تامین کند
برآورد بار، ظرفیت پست و تعداد فیدرها
ظرفیت در نظر گرفته شده برای پست با توجه به برآورد بار فعلی، مرکزیت ثقل بار در برآورد فعلی
(محل تراکم آن) و رشد آینده بار منطقه یعنی با استفاده از اطلاعات پیش بینی کوتاه مدت و بلند مدت
بار صورت می گیرد.
آرایش ورود و خروج خطوط
برای سهولت ورود و خروج خطوط از پست لازم است تعداد خطوط با توجه به توسعه آتی و
همینطور جهت آنها مشخص باشد تا با انتخاب محل مناسب پست در ارتباط با مسیر خطوط و طول
آنها انتخاب اصلح صورت پذیرد.
نوع شینه بندی
نوع شینه بندی تاثیر بسزایی در مساحت پست خواهد داشت. در تعیین طرح مناسب جهت شینه بندی هر
پست پارامترهای مختلفی چون مسائل بهره برداری، تعمیراتی، قابلیت اطمینان و مسائل اقتصادی مورد توجه
قرار می گیرد.
مساحت زمین
در مواردی که زمین از نظر اقتصادی اهمیت بالائی داشته یا اینکه به هر دلیلی محدودیت در ابعاد زمین وجود داشته باشد(خصوصاً در شهرهای بزرگ ) امکان تغییر نوع پست، آرایش شینه بندی و آرایش ورود و خروج خطوط وجود دارد ..
تخمین مقدماتی مساحت موردنیاز برای احداث پست می تواند با در نظر گرفتن موارد مشابه قبلی و براساس قدرت نصب شده ، سطوح ولتاژ و تعداد فیدرهای موردنیاز در هر سطح ولتاژ برای حال حاضر و توسعه آینده پست صورت گیرد .
علاوه بر فضای مورد نیاز برای استقرار تجهیزات پست، برای تعیین مساحت پست بایستی به فضای موردنیاز برای تاسیسات ساختمانی و جنبی مانند ساختمان کنترل، ساختمان نگهبانی، اطاق دیزل، انبار، پارکینگ، ساختمانهای اداری، خیابانها، فضای سبز، توسعه آتی و غیره نیز توجه داشت
شاخص ها و پارامترهای انتخاب محل پست
1-کشاورزی نبودن زمین و رعایت حریم سایر تاسیسات
2-توپوگرافی (پستی و بلندی) زمین
3-عوامل طبیعی )زلزله – سیل – شرایط محیطی – آبهای سطحی زیرزمینی(
4-جاده های دسترسی و راههای ارتباطی
5-مطالعات اتصال ورود و خروج به پست
6-مسائل زیست محیطی
1-کشاورزی نبودن زمین و رعایت حریم سایر تاسیسات
تبعات ناشی از مسائل مکانیک خاک بواسطه نباتی بودن زمین.
عبور خطوط انتقال مرتبط به پست از بین زمینهای زراعی اطراف وایجاد صدماتی برای کشاورزی منطقه.
بالا بودن هزینه تصرف یک زمین کشاورزی نسبت به یک زمین بایر.
2-توپوگرافی (پستی و بلندی) زمین
کاهش حجم عملیات خاکبرداری یا خاکریزی تا حد ممکن
جلوگیری از احداث پست بصورت پله ای یا شیب دار(جهت دسترسی به تجهیزات)
هم ارتفاع بودن سازه ها
*چنانچه انتخاب زمین مسطح امکان پذیر نباشد طراحی می بایستی به صورتی انجام شود که عملیات خاکی به حداقل کاهش یابد.
3-عوامل طبیعی
عوامل طبیعی تاثیرگذار در انتخاب پست به قرار زیر می باشد:- زلزله – سیل – شرایط محیطی – آبهای سطحی زیرزمینی
3-1-زلزله
در انتخاب محل زمین پست عامل زمین لرزه و نحوه تاثیر آن باید منظور شود زیرا هر چه احتمال وقوع
زلزله با درجات بالاتر بیشتر باشد لازم است که طراحی فونداسیونها و تاسیسات طوری باشد که مقاومت لازم
را درمقابل اثرات زمین لرزه دارا باشند و بالطبع هزینه بیشتری را بر سرمایه گذاری اولیه تحمیل می نماید.
آثار مشترک زمین لرز ه ها افزون بودن خسارات ناشی از زلزله در زمین های آبرفتی نسبت به زمینهایی
است که روی سنگهای اصلی قرارگرفته اند. علت این امر آن است که مدت زمان لازم برای عبور موج از سازه
های سخت همواره کمتر از مدت زمان عبور همان مو ج از یک نقطه آبرفتی است .
براین اساس مطالعات و بررسیهای دقیق پیرامون مسایل مختلف از قبیل وجود و نوع گسل های منطقه و
فاصله آنها از محل موردنظر و سوابق زمین لرزه های تاریخی در انتخاب محل پست ضروری می باشد.
تجهیزات فشارقوی بکار رفته در پست های معمولی به علت نیاز به تامین فاصله لازم با نقاط زمین شده و نیز
نصب بر ر وی سازه های با ارتفاع تقریبی 2.5 متر مرکز ثقلی با فاصله قابل ملاحظه ای نسبت به نقطه اتکاء
پیدا میکنند و این مسئله حساسیت تجهیزات را نسبت به زلزله بالا می برد.
. لذا به منظور تقلیل این هزینه های اضافی مناسب است که محل پست تا حد امکان از خطوط گسلی و مناطق
آبرفتی به دور بوده و تا حد امکان در محل مناسبتری انتخاب گردد
3-2:سیل خیزی منطقه
در صورت سیل گیر بودن زمین پست، می بایستی برای جلوگیری از آسیبهای ناشی از سیل هزینه های زیادی صرف نمود و حفاظتهایی مانند سیل بند و غیره ایجاد کرد.
برای بررسی مسیرهای سیلاب های منطقه ای می توان از تعیین مقدار بارش حداکثر، تحقیقات محلی از افراد مطلع بومی در مورد میزان و مسیر سیلابهای قبلی، بازدید از محل و بررسی وضعیت آبراهه ها بهره گرفت
3-3:شرایط محیطی
شرایط محیطی موثر بر محل انتخابی پست موارد زیر را شامل می گردندجهت وزش باد -آلودگی و …
محل انتخابی پست از نظر جهت وزش باد باید بنحوی باشد که تجهیزات در معرض آلودگی های زیاد قرار نگیرند و حتی الامکان از مسیرهای حرکت تود ه های آلوده کننده (مانند کارخانجات سیمان، گچ و …) دور باشند.
مقدار آلودگی هوا که شامل گرد و غبار و املاح موجود در هوا و دود کارخانجات و تاسیسات صنعتی می باشد بهمراه رطوبت نسبی هوا از نکات مهمی است که فاصله خزشی عایق خارجی تجهیزات مقره ها و ضخامت پوشش فلزی آنها را تعیین می نماید. در طراحی یک پست هر چه مقدار آلودگی هوا بیشتر باشد بایستی مقره ها و تجهیزات فاصله خزشی بیشتری داشته باشند .
4-جاده های دسترسی و راههای ارتباطی
وجود راههای ارتباطی آسفالته در منطقه، سهولت ایاب و ذهاب کارکنان بهره برداری و تعمیرا تی را در پی خواهد داشت .
مانع از احداث جاده جدید برای دسترسی به پست و بالطبع افزایش هزینه ها می گردد.
انتخاب یک محل مناسب علاوه بر تبعات اقتصادی برای سیستم، اثرات مثبت روحی و اجتماعی برای کارکنان بدنبال دارد .
همچنین دسترسی به راههای ارتباطی مانند جاده های آسفالته اصلی، راه آهن و اسکله در رابطه با حمل محموله های سنگین در دوران ساخت از مبادی و بنادر ورودی کشور تا محل پست بایستی مدنظر قرار گرفته شود . مشکل ترین تجهیز از لحاظ حمل به پست، ترانسفورماتورهای قدرت و راکتورها هستند . این تجهیزات بسیار سنگین بوده و بنابراین لازم است که مسیر حمل آنها از کارخانه یا بنادر تا پست مورد مطالعه قرار گیرد .و در نهایت می بایستی امکان حمل این تجهیزات سنگین از طریق جاده یا احداث کنار گذرها باشد .
5-مطالعات اتصال ورود و خروج به پست
باید سعی شود نقطه یا نقاط انتخابی حتی الامکان موجب افزایش در طول خطوط انتقال نگردد و همینطور مسیرهای ارتباطی با پستهای دیگر سهل العبور باشد.
در موارد خاص، ممکن است به علت محدودیتهای موجود (مخصوصاً در داخل شهرها ) امکان ارتباط هوایی وجود نداشته و اتصال پست به شبکه توسط کابل زمینی انجام گیرد.
از طرفی در تعیین محل زمین بایستی موقعیت سوییچگیرها در سطوح مختلف ولتاژ و جهت خطوط متصله به آنها را مدنظر قرار داد تا از احتمال بوجودآمدن تقاطع جلوگیری شود.
امکان نصب برجهای انتهائی خطوط در سطوح مختلف ولتاژ در اطراف زمین انتخاب شده و یا در داخل زمین (به علت محدودیت های خاص ) نیز می بایستی مورد بررسی قرار گیرد . در واقع علاوه بر زمین پست، بایستی عوارض اطراف زمین نظیر جاده ها، تپه ها، گودال ها، کانال ها، مسیل ها، خط آهن و … نیز جهت امکان نصب برجهای انتهایی خطوط متصل به پست بررسی گردد.
6-مسائل زیست محیطی
بررسی ساختار اکولوژیک منطقه شامل جغرافیای محیط زیست، ساختار حیاتی خاک، جنگلها و مجاورت با محل زندگی پرندگان و یا استراحتگاههای زمستانی پرندگان مهاجر
– اثرات میدانهای مغناطیسی و الکتریکی
– زیبایی و هماهنگی با محیط
– آلودگی خاک
– آلودگی صوتی ناشی از ترانسفورماتورها، راکتورها، دیزل ژنراتورها
– اختلالات رادیویی و تلویزیونی و …
در رابطه با اثرات میدانه ای مغناطیسی و الکتریکی هر چند تاکنون بطور قطعی مضر بودن میدان الکتریکی و مغناطیسی برای انسان کاملاً ثابت نشده است ولی بهتر است در مورد کاهش آن در پستها و اطراف آنها اقدام لازم بعمل آید.
به طور کلی انتخاب زمین پست در دو مرحله انجام می گیرد:
مرحله اول : ضرورت احداث پست و تعیین محدوده و یا منطقه ای که پست در آنجا باید احداث شود . این مرحله در زمان انجام مطالعات بار و برنامه ریزی و با توجه به برنامه های توسعه شبکه انجام می شود.
مرحله دوم : تعیین محل دقیق پست و انتخاب زمین با ابعاد مناسب که در گزارشات ارائه شده توسط طراح یا مشاور بایستی ارائه شود . در این مرحله معمولاً چند گزینه مورد مطالعه قرار می گیرد و پس از مطالعات همه جانبه، گزینه ها از نظر معایب و محاسن دسته بندی شده و در نهایت یک گزینه به عنوان گزینه بهینه توصیه میشود
پایان