پست های گازی
GIS
1
فلسفه وجودی پست های گازی gas insulation system
تغییراتی که در زمینه ساختمان پست های فشار قوی و بزرگ شدن قدرت آنها در سالهای اخیر ایجاد شده است ،در اثر عوامل زیر می باشد که تقریباً به موازات هم بروز می نمایند این عوامل که سبب توسعه بیش از حد شبکه های فشار قوی در داخل شهرها ،یا حداقل به فواصل خیلی نزدیک به مناطق شهری و صنعتی می شوند ،عبارتند از:
1.توسعه شهرها و مناطق اطراف آن 2.ازدیاد منظم مصرف انرژی بوسیله مشترکین 3.کاهش هزینه تلفات و انتقال انرژی ) به دلیل نزدیکی به مصرف کننده ها )
2
3
با توجه به افزایش مصرف, تولید انرژی الکتریکی بایستی در ارتباط کامل با نحوه توزیع و پخش انرژی آن باشد. در مراکز شهری چگالی انرژی موجب گشته تا با توجه به کمبود فضا و ایمنی لازم در سیستم کاری , بکار گیری پستهای GIS در مقایسه با انواع دیگر پستها در کشور ما مورد بررسی و توجه قرار گیرد که این اهمیت از نظر اقتصادی و با توجه به روند تکنولوژی در آینده مورد توجه ما می باشد.
4
دلیل احداث پست گازی
گاز:SF6هگزا فلورئید سدیم
با توجه به اینکه علل اصلی پیدایش پستهای GIS وجود گازsf6
است, می بایست این گاز از هر نظر مورد بررسی قرار گیرد
این گاز “الکترنگاتیو” است یعنی تمایل به جذب الکترونهای آزاد
در فضای پیرامون خود دارد. به عنوان بهترین عایق شناخته شده
که می تواند جهت عایق بندی تجهیزات در پست مورد استفاده
قرار گیرد. خصوصیات و مزیتهای موجود در این گاز باعث شده
که این تکنولوژی جدید از اهمیت برجسته ای برخوردار باشد و
جای پای خود را در صنعت برق بخصوص در پستها GIS باز
کند در نتیجه با توجه به اینکه SF6 دارای استقامت الکتریکی
بالایی می باشد لذا بهترین زمینه را جهت آرایش بهتر تجهیزات
GIS و همچنین نزدیک کردن تجهیزات پست به یکدیگر مهیا سازد تا یک
پست گازی GIS بوجود آید.
5
6
از زمانیکه sf6 به کار گرفته شده (تقریباً 50 سال پیش ) مقدار کمی از گاز در اثر نشتی به اتمسفر راه یافته است. ثبات گاز بدین معنی است که برای مدت طولانی در اتمسفر باقی خواهد ماند . بعضی از گازهایی که آزاد می شوند موجبات تحلیل لایه ازن را فراهم ساخته و نازک شدن لایه مساوی است با اینکه اشعه ماورای بنفش بیشتری به زمین رسیده و خطر ابتلا به سرطان پوست افزایش یابد.تمام گازهایی که بروی لایه ازن تاثیر دارند حاوی کلروین هستند در حالی که sf6 فاقد کلروین است و تاثیری نیز بر لایه ازن ندارد.
خواص خاموش کنندگی
SF6ماده بسیار عالی برای قطع قوس الکتریکی می باشد.انرژی بالای تجزیه این گاز، قوس را به خوبی خنک می کند و خاصیت الکترو نگاتیو بودن آن سریعا الکترونهای آزاد را جذب کرده و باعث می شود تا تحمل ولتاژهای بالا ممکن گردد. تحت شرایط مشابه قدرت خاموش کنندگی درSF6 بیش از صد برابر هوا می باشد.
7
خواص استقامت الکتریکی
استقامت الکتریکی گازSF6 تحت شرایط مشابه بیش از دوبرابر استقامت عایقی هوا است.خاصیت الکترونگاتیو بودن گاز SF6 و نقش آن در جمع آوری الکترونهای آزاد عامل اصلی این قابلیت است.
نکته مهم این است که اضافه شدن مقدار کمی گاز SF6 ، استقامت عایقی هوا را به شدت افزایش میدهد ولی برعکس اضافه شدن هوا به گاز SF6 تاثیر چندانی بر روی استقامت عایقی آن ندارد. SF6 گازی بی بو،بی رنگ،غیرسمی و غیر قابل اشتعال است و وزن ملکولی آن برابر 146.06 می باشد که 5 برابر سنگینتر از هوا می باشد.
8
عملکرد تحت شرایط تخلیه الکتریکی
تخلیه الکتریکی سبب تجزیه گازSF6 می شود که تحت شرایط عادی قابل برگشت است. SF6<=======>S+6F
پس از تجزیه گاز ، فعل و انفعال ثانویه با الکترودهای فلزی تصعید شده ترکیبات گاز یا جامد را بوجود می آورند.این ترکیبات خود نیز مواد عایقی خوبی هستند لذا رسوب آنها روی مقره از خاصیت عایقی نمی کاهد. اما در صورتی که رطوبت در محفظه از حدخاصی بالاتر باشد ترکیب هیدروژن فلوراید HF ایجاد می شود ، که این ماده شدیدا هر نوع ماده ای که شامل Sio2 باشد(همانند شیشه و چینی) را مورد آسیب قرار می دهد لذا حتما باید میزان رطوبت در محفظه در حد پائین نگه داشته شود.
9
علاوه بر مزایای فوق ، تجهیزات تزریق شده با گاز SF6 ، نیازی به تعمیرات و نگهداری نداشته و بدون دردسر می باشد . شایان توجه اینکه SF6 توانسته استفاده از تجهیزات روغنی را محدود سازد .
10
اثر میزان رطوبت در گاز
اندازه گیری میزان رطوبت در گاز توسط یک دستگاه رطوبت سنج الکترولیتی صورت می گیرد این دستگاه ممکن است نقطه شبنم آب موجود در گاز ویا آب موجود در آنرا بر حسب تعداد ذرات درمیلیون حجم”P.P.M” را اندازه گیری کند.
11
مزایا
– کاهش هزینه تعمیرات ( به جهت اینکه تجهیزات گازی در مقایسه با دیگر تجهیزات ، به تعمیرات کمتری نیاز دارند ) .
– امکان مونیتورینگ اجزاء داخلی تجهیز و کاهش هزینه بازرسی مولفه های داخلی تجهیز
– هزینه های راه اندازی در فرایندهای گازی کم می شود .
– قابلیت اطمینان بهبود میابد .
– ایمنی نیز زیاد میشود .
12
میزان آب موجود در تجهیزات GIS بستگی به دقت عملیات قبل از تزریق گاز دارد (عملیات خلاء ورطوبت زدایی ). همچنین میزان آن بستگی به دمای تجهیزات در موقع اندازه گیری دارد .از نقطه نظر پدیده جذب ، میزان رطوبت با افزایش دما فزونی وبا کاهش آن نقصان می یابد . میزان رطوبت موجود در گاز وقتی برروی آن اثر می گذارد که در دماهای پایین بصورت قطرات آب درآید وخصوصاً که در دماهای پایین آب توسط مواد جامد جذب می گردد. میزان رطوبت قابل قبول در تجهیزات GIS برای دژنگتورهای حداکثر تا (50 P.P.M) وزنی و درسایر محفظه های تا (200 P.P.M) وزنی در دمای 20 ocمی باشد .
13
مقایسه 6sf با دیگر عایقها
الف : عایق مایع
روغن یک عایق اصلی می باشد که در ترانسفورمرها و کلیدهای قدرت بطور گسترده ای مورد استفاده قرار میگیرد.6sf نسبت به مایعات عایقی دارای مزایای زیادی می باشد.
sf6 همانند گازهای دیگر دچار شکست عایقی دائم نمیگردد.پس از وقوع شکست عایقی و حذف منبع آن محصولات ناشی از تجزیه آن با یکدیگر ترکیب شده وگاز بازسازی می شود.
14
Sf6 غیر قابل اشتعال بوده و بنابراین بر خلاف روغن ترانس خطر آتش سوزی به همراه ندارد.
تجهیزات عایق شده با sf6 دارای تعمیرات و نگهداری ساده تری است.
در تجهیزات عایق شده با روغن ممکن است محصولات ناشی از تجزیه امواج پر فشاری را به همراه داشته باشد ,که موجب متلاشی شدن تجهیز گردد ,درنقطه مقابل اگر از sf6 استفاده گردد افزایش فشار فقط از انبساط حرارتی گاز حاصل می آید .
15
مقایسه استقامت عایقی sf6 و روغن و هوا بر حسب فشار
16
ب : عایق گازی
مقایسه استقامت الکتریکی SF6 :
1- نسبت به هوا دو برابر
2- نسبت به نیتروژن سه برابر
17
مقایسه استقامت عایقی sf6 و نیتروژن بر حسب فشار
18
نصب و راه اندازی GIS
همانطور که گفته شد فواصل بسیار کم تجهیزات ویژگی اصلی تاسیسات GIS را تشکیل میدهد. این ویژگی حساسیت بسیار زیاد این نوع تاسیسات را به هر نوع آلودگی ناشی از وجود ذرات ریز سبب گردیده است.
19
بررسی جنبه های اقتصادی GIS
در آغاز دوره ظهور تکنولوژی GIS این تکنولوژی نسبت به AIS
دارای طرفداران کمتری بود و در مواردی از آن استقبال میشد که
هزینه های زمین و محدودیت های محیطی هزینه اضافی تجهیزات را جبران می کرد.با پیشرفت سریع در تکنولوژی،GIS به عنوان بهترین انتخاب شناخته شده است.در حقیقت اگر چه هزینه سرمایه گذاری یک کلید خانه GIS بسیار بیشتر از AIS مشابه میباشد اما GIS بسیاری از هزینه های ثانوی را کاهش داده و در نهایت منجر به هزینه کلی کمتری میگردد.
20
مزایای عمده GIS
فضای لازم بسیار کم
سازگاری با محیط
ایمنی افراد و تجهیزات
عدم حساسیت به تاثیرات خارجی
21
مقایسه هزینه GIS در مقابل AIS
گزارشات نشان میدهد که GIS در مقایسه با AIS در محدوده ولتاژ معینی دارای هزینه کلی کمتری میباشد و بطور کلی با افزایش ولتاژ کاهش هزینه های کلی GIS در مقابل AIS محسوس تر میگردد.
برای مثال در یک پست فشار قوی با مشخصه زیر:
ولتاژ نامی 145 KV :
جریان نامی 1.6 KA :
22
ارزیابی های اقتصادی که صورت گرفته است نشان میدهد که با در نظر گرفتن هزینه جانبی , هزینه های کلی سرمایه گذاری انتخاب GIS نسبت به AIS، 10 ٪ هزینه های بالاتری را ایجاب میکند. اما موقعی که هزینه های تعمیرات و نگه داری در طول 30 سال نیز به هزینه هر دو گزینه اضافه گردد، GIS دارای هزینه های کلی کمتری نسبت به AIS مشخص میگردد.
23
24
25
26
آموخته ایم که فرصت ها هرگز از بین نمی روند بلکه شخص دیگری فرصت از دست داده ما را تصاحب میکند