دانشگاه آزاد اسلامی- واحد شهرری
رشته کاردانی الکترونیک
گزارش کارآموزی
پســــت فشـــار قوی نیروگــــاه
محل کارآموزی
اداره برق پاسداران
استادراهنما
جناب آقای مهندس بابازاده
دانشجو
منااسماعیلی دستجردی
بهار 1387
خدا ، انسان
و عشق؛
این است امانتی که بر دوش آدم سنگینی می کند و
این است آن پیمانی که در نخستین بامداد خلقت با خدابستیم.
و خلافت اورا در کویر زمین تعهد کردیم
و اینچنین است که به سوی او باز میگردیم.
دکتر شریعتی
تقدیم به مادر عزیزم که همواره دست بوسش هستم.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده 7
فصل اول
ویژگی های شرکت 9
محدوده ی شرکت 9
خط مشی شرکت 10
فصل دوم:
چارک شرکت توزیع نیروی برق 15
پست فشار قوی نیروگاه 16
تقسیم بندی پست های فشار قوی 16
طرح های مختلف پست فشار قوی خارجی 24
شینه بندی پست 26
حفاظت ترانسفورماتور 27
فصل سوم
کلیدهای فشار قوی 32
انواع کلیدهای فشارقوی 32
مورد استعمال سکسیونر 33
انواع مختلف سکسیونر 34
انتخاب سکسیونر از نظر نوع مشخصات 35
کلید قابل قطع زیر بار 36
استعمال سکسیونر قابل قطع زیر بار 37
کلید قدرت 39
انواع کلیدهای قدرت 40
منابع 43
فهرست اشکال
نقشه ی میمیک 26
رله حفاظت دیفرانسیلی 27
فهرست جداول
چارک شرکت توزیع نیروی برق شمال شرق 15
مشخصات سکسیونر قابل قطع زیر بار 38
چکیده:
از پستهای برق جهت رساندن انرژی الکتریکی از نیروگاه ها به محل های مصرف استفاده می شود.
پستهای فشار قوی از لحاظ ساختمان به دلایل مختلفی از جمله متغییر بودن ولتاژ از KV1 تا KA380 و بالاتر، جریان نامی مختلف از KA10 تا KA15 و متنوع بودن نوع قطع و وصل کلید ها، مختلف بودن نوع شینها ،محل نصب و مورد استعمال آن متنوع و مختلف است. پستهای فشار قوی را میتوان بطور کلی به دو دسته داخلی و خارجی تقسیم کرد.
کلید ها وسیله ارتباط سیستمهای مختلف هستند و باعث عبور و یا قطع جریان میشوند. کلید ها باید به نوعی انتخاب شوند که بتوان آنها را در بدترین شرایط جوی براحتی بکار انداخت. شین ها (بخصوص وقتی از سیم استفاده میشود) و نقاط اتکای آنها (مقره و پایه ها) باید در مقابل تغییرات درجه حرارت و عوامل جوی پایدار و مقاوم باشند. بار برف را تحمل کنند و در اثر سرمای شدید خیلی کشیده نشوند و در درجه حرارت زیاد و در زیر اشعه مستقیم آفتاب (80 درجه سانتی گراد) زیاد شل و آویزان نگردد. کلیدهای فشار قوی را میتوان بر حسب وظایفی که به عهده دارند به انواع مختلفی تقسیم کرد.
1- کلید بدون بار یا سکسیونر
2- کلید قابل قطع زیر بار یا سکسیونر قابل قطع زیر بار
3-کلید قدرت یا دیژنکتور
بدین ترتیب باید کلید فشار قوی در مقابل اثرات دینامیکی و حرارتی جریآنها مقاوم باشد. البته برای اینکه ساختمان کلید سادهتر و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد ، اغلب استقامت الکتریکی و دینامیکی و حرارتی کلید را توسط دستگاههای حفاظتی تا حدودی محدود میکنند.
فصل اول
به منظور بهره برداری از تاسیسات توزیع برق در راستای سیاستهای اقتصادی دولت در سال 75 شرکت توزیع نیروی برق تهران به 5 شرکت تقسیم شد. شرکت توزیع نیروی برق شمال شرق یکی از این 5 شرکت است. مناطق شمیران ، پاسداران، تهراتپارس، نارمک، دماوند، و ناحیه برق لواسانات را تحت پوشش قرار داده است.
ویژگی های شرکت
محور اصلی سیاست گذاری این شرکت در راستای بهبود کیفیت و افزایش بهره وری و تامین رضایت مشترکین بر اساس نظام کیفیت مطابق با استاندارد ایزو در تمام زمینه های خدماتی ، اداری و اجرایی نهاده شده است.
کلیه فعالیت های شرکت از جمله نگهداری و بهره برداری از تاسیسات و تجهیزات شبکه در محدوده عملیاتی تحت پوشش و نیز فروش انشعاب برق به متقاضیان جدید و ارائه خدمات به مشترکین پس از واگذاری انشعاب برق در قالب قراردادهای 5 گانه که در ابتدای هر سال با شرکت برق منطقه ای تهران منعقد میگردد صورت می گیرد.
محدوده شرکت
محدوده ی تحت پوشش شرکت با وسعتی معادل 5806 کیلومتر مربع حوزه ی وسیعی از شمال شرق استان و تهران بزرگ است که در بخش تهران بزرگ از شمال به دامنه های البرز و از غرب به بزرگراه مدرس و چمران و از جنوب به خیابان دماوند محدود میگردد. و در بخش نواحی شهرستآن های دماومند فیروزکوه رودهن و لواسانات را شامل میشود.
از این رو مشاهده میگردد مناطق تحت پوشش شرکت شامل موقعیت های حساس و سیاسی اجتماعی نظیر پادگآن ها و صنایع نظامی از یک سو موقعیت های تحت جغرافیایی مانند مناطق بسیار سرد سیر فیروزکوه از سوی دیگر می باشد.
از کل مساحت 5806 کیلومتر مربع محدوده شرکت، منطقه ای به وسعت 657 کیلومتر مربع آن فعال و بقیه به وسعت 5149 کیلومتر مربع غیر فعال می باشد.
وضعیت موجود منطقه برق پاسداران تا ابتدای سال 86
این منطقه توسط 8 پست فوق توزیع که 6 پست آن مشترک با مناطق و شرکت های برق دیگر است و از طریق 56 فیدر 20 کیلو ولت تغذیه میشود . منطقه برق پاسداران با 35 کیلو متر مربع وسعت و 31 پست فشار متوسط هوایی و 443 پست فشار متوسط زمینی (عمومی) و 37 پست زمینی اختصاصی عهده دار خدمات رسانی به 190779 مشترک در منطقه تحت پوشش خود می باشد. لازم به ذکر است طول شبکه فشار متوسط در این منطقه به 370.5 کیلومتر و طول شبکه صنعت به 890.7 کیلومتر می رسد.
خط مشی شرکت
شرکت توزیع نیرو برق شمال شرق تهران انحصار ارائه خدمات را درمحدوده عملیاتی خود و در سطوح ولتاژ مشخص شده به عهده دارد. جلب رضایت مشترکین و برقراری انشعاب برق متقاضیان از طریق توسعه ، اصلاح و بهره برداری بهینه از شبکه توزیع نیرو برق و کاهش اتلاف انرژی در زمان خاموشی ها هدف اصلی این شرکت می باشد.
بدین منظور شرکت از نیروی انسانی کارآزموده استفاده نموده و فعالیت های خود را ضامن رعایت دقیق اصول مهندسی و ایمنی ، با انجام طراحی های لازم به منظور توسعه و بهینه سازی و اصلاح شبکه های توزیع نیروی برق منطبق بر نیازمندی های استاندارد نظام تضمین کیفیت iso9001 سازماندهی می نمائیم.
برنامه ریزی و تدارک شیوه های مناسب ارتباطی برای جلب مشارکت کلیه کارکنان و بهسازی منابع انسانی در جهت بهبود مستمر کیفیت فعالیت ها از موضوعات راهبردی شرکت است. حصول اطمینان از این که خط مشی در تمامی سطوح سازمان درک شده به اجرا در آمده و حفظ میشود و نیز تداوم نشام تضمین کیفیت به عهده مدیر عامل شرکت می باشد.
به طور کلی اهداف شرکت های توزیع برق و در واقع زیر مجموعه های آن که شامل مناطق برق می باشد ، خدمات میانی مطلوبی یعنی تامین برق مطمئن و پایدار از نظر سطح ولتاژ و جریان مناسب می باشد.
واحد های داخل هر منطقه شامل بهره برداری – خدمات مشترکین- اداری و مالی و پشتیبانی میباشد که در راس همه آنها مدیر منطقه است.
معاونت پشتیبانی منطقه شامل پرسنلی است که کار تهیه طرح های تامین برق و نیز طراحی مروبط به گزارش های بهره برداری منطقه که شامل سوختن کابل ها و فیوزها و سایر تجهیزات برق می باشد.
علاوه بر اینها گزارش اولیه درخواست برق که از واحد خدمات مشترکین به این واحد ارجاع میشود و کارشناسان با مراجعه به محل نحوه تامین برق را مشخص می کنند.
هر سال در فصل تابستان یعنی یک بار و در واقع اوج مصرف مشترکین بارگیری از پستهای 20 کیلو ولت و فیدرهای فشار ضعیف انجام گرفته که مسئولیت برنامه ریزی و تحویل برگه های بارگیری و نهایتاً ورود اطلاعات به نرم افزار enox به عهده این واحد می باشد.
نرم افزار مذکور مرتبط به سامانه 121 بوده یعنی کلیه اطلاعات از طریق این نرم افزار توسط سامانه 121 کنترل میشود. و از روی گزارشهای این نرم افزار تجزیه و تحلیل بر روی شبکه و نهایتاً پیش بینی یک ساله انجام می گیرد. که خوراک کار یک ساله منطقه میباشد.
انرژی الکتریکی در حال حاضر
امروزه سیستم انرژی الکتریکی جریان متناوب تسلا کماکان مهمترین ابزار ارایه انرژی الکتریکی به مصرف کنندگان در سراسر جهان است. با وجود جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC) برای ارسال مقادیر عظیم الکتریسته در طول فواصل بلند بکار می رود، اما قسمت اعظم تولید الکتریسته، انتقال توان الکتریکی، توزیع الکتریسته و داد و ستد الکتریسته با استفاده از جریانمتناوب محقق می شود.
در بسیاری از کشورها شرکت های توان الکتریکی کلیه زیرساخت ها را از نیروگاه ها تا زیرساخت های انتقال و توزیع در اختیار دارند. به همین علت، توان الکتریکی به عنوان یک حق انحصاری طبیعی در نظر گرفته می شود. صنعت عموماْ به شدت با کنترل قیمت ها کنترل می شود و معمولا مالکیت و عملکرد آن در دست دولت است. در برخی کشورها بازارهای الکتریسته وسیع با تولید کننده ها و فروشندگان الکتریسته، الکتریسته را مانند پول نقد و سهام معامله می کنند.
اگرچه که الکتریسته به عنوان نتیجه واکنش شیمیایی ای که در یک پیل الکترولیک از زمانی که الساندرو ولتا در سال1800م این آزمایش را انجام داد، شناخته می شده است، اما تولید آن به این روش گران بوده و هست. در سال 1831م، میشل فارادی ماشینی ابداع کرد که از حرکت چرخشی تولید الکتریسته می کرد، اما حدود پنجاه سال طول کشید تا این فن آوری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه شود.
در سال 1878م، توماس ادیسون جایگزین عملی تجاری ای را برای روشنایی های گازی و سیستم های حرارتی ایجاد کرد و به فروش رساند که از الکتریسته جریان مستقیمی استفاده میکرد که بطور منطقه ای تولید و توزیع شده بود، استفاده می کرد. در سیستم جریان مستقیم ادیسون، ایستگاه های تولید توان اضافی می بایست نصب میشدند. بدلیل اینکه ادیسون قادر نبود سیستمی را تولید کند که به ژنراتورهای چندگانه اجازه بدهد که به یکدیگر متصل شوند، گسترش سیستم او نیاز داشت که تمامی ایستگاه های تولید جدید مورد نیاز ساخته شوند.
نیاز به نیروگاه های اضافی ابتدا توسط قانون اهم بیان شده است: بدلیل اینکه تلفات با مربع جریان یا بار و با خود مقاومت متناسب است، بکار بردن کابل های طولانی در سیستم ادیسون به مفهوم داشتن ولتاژهای خطرناک در برخی نقاط یا کابل های بزرگ و گران قیمت و یا هر دوی اینها بود.
نیکولا تسلا که مدت کوتاهی برای ادیسون کار می کرد و تئوری الکتریسته را بگونه ای درک کرده بود که ادیسون درک نکرده بود، سیستم جایگزینی را ابداع کرد که از جریان متناوب استفاده می کرد. تسلا بیان داشت که دو برابر کردن ولتاژ جریان را نصف می کند و منجر به کاهش تلفات به میزان 4/3 می شود و تنها یک سیستم جریان متناوب اجازه انتقال بین سطوح ولتاژ را در قسمت های مختلف آن سیستم ممکن می سازد. او به توسعه و تکمیل تئوری کلی سیستم اش ادامه داد و جایگزین تئوری و عملی ای را برای تمامی ابزارهای جریان مستقیم آن زمان ابداع کرد و ایده های بدیعش را در سال 1887م در 30 حق انحصاری اختراع به ثبت رساند.
در سال 1888م کار تسلا مورد توجه جرج وستینگهاوس که حق انحصاری اختراع یک ترانسفورماتور را در اختیار داشت و یک کارخانه روشنایی را از سال 1886م در گریت بارینگتون، ماساچوست راه اندازی کرده بود، قرار گرفت. اگرچه که سیستم وستینگهاوس میتوانست از روشنایی های ادیسون استفاده کند و دارای گرم کننده نیز بود، اما این سیستم دارای موتور نبود. توسط تسلا و اختراع ثبت شده اش، وستینگهاوس یک سیستم قدرت برای یک معدن طلا در تلورید، کلورادو در سال 1891 ساخت که دارای یک ژنراتور آبی 100 اسب بخار(75 کیلو وات) بود که یک موتور 100 اسب بخار (75 کیلو وات) را در آنسوی خط انتقالی به فاصله 5/2 مایل (4 کیلومتر) تغذیه میکرد. سپس در یک قرارداد با جنرال الکتریک که ادیسون مجبور به فروش آن شده بود، شرکت وستینگهاوس اقدام به ساخت یک نیرگاه در نیاگارا فالس کرد که دارای سه ژنراتور تسلای 5000 اسب بخار بود که الکتریسته را به یک کوره ذوب آلومینیوم در نیاگارا ، نیویورک و به شهر بوفالو، نیویورک به فاصله 22 مایل (35 کیلومتر) انتقال می داد. نیروگاه نیاگارا در 20 آوریل 1895م شروع به کار کرد.
فصل دوم
از کارآموزان معرفی شده به این واحد جهت جمع اوری اطلاعات و وارد کردن اطلاعات در نرم افزارهای مورد استفاده کمک گرفته میشود همچنین اطلاعات پروژه های تامین برق باید وارد نرم افزار خدمات مشترکین شده که در مورد آن هم از کارآموزان کمک گرفته میشود.
در صفحه بعد چارک شرکت توزیع نیروی برق شمال شرق تهران آمده است.
پست فشار قوی نیروگاه
از پستهای برق جهت رساندن انرژی الکتریکی از نیروگاه ها به محل های مصرف استفاده می شود.
پست فشار قوی باید طوری طرح و ساخته شود که :
1- بتواند عملیات لازم در پست را که عبارتند از مراقبت ، نظارت فرمان ، قطع و وصل کلید ها ، خارج کردن لوازم و اسباب و ادوات الکتریکی ، تمیز کردن شین ها و ایزولاتور ها براحتی انجام داد.
2- فواصل قطعات زیر ولتاژ نسبت به هم و نسبت به قطعات زمین شده از یک حداقل مجازی کمتر نشود.
3- متصدیان پست دچار برق گرفتگی و برق زدگی در اثر برخورد جرقه ها و یا در اثر تماس با قطعات زیر ولتاژ نشود.
4- سطح زیر بنا به حداقل ممکن برسد.
5- همیشه امکان توسعه بعدی پست وجود داشته باشد.
6- روشنایی پست در حدود 200-150 لوکس تامین گردد.
تقسیم بندی پستهای فشار قوی :
ساختمان پستهای فشار قوی به دلایل زیر بسیار متنوع و و مختلف است.
الف- متغییر بودن ولتاژ از KV1 تا KA380 و بالاتر
ب- جریان نامی مختلف از KA10 تا KA15 و بالاتر که موجب متغییر شدن جریان اتصال کوتاه و در نتیجه قدرت قطع مختلف دیژنکتورها می شود.
ج- متنوع بودن نوع قطع و وصل کلید ها(فرمان دستی،موتوری کمپرسی و غیره)
د- مختلف بودن نوع شینها (ساده،دوبل،سه تایی و غیره)
ه- محل نصب و مورد استعمال آن (مناطق مسکونی،کارگاه ها، تبدیلگاه شهری و عمومی،نیروگاه ها،مناطق صنعتی و معادن و غیره)
پستهای فشار قوی را می توان بطور کلی به دو دسته داخلی و خارجی تقسیم کرد:
پست داخلی :این پستها شامل کلیه تاسیسات الکتریکی می شوند که در داخل ساختمان سرپوشیده نصب می گردند و به سه دسته تقسیم می شوند:
1- پست فشار قوی باز: در این پستها علاوه بر شین ها ، سکسیونر ها و دیژنکتور های آن نیز از پشت درب های توری حداقل از یکطرف قابل رویت باشد.
2- پست فشار قوی نیمه باز:در این نوع قطعات زیر فشار تا ارتفاع دسترسی از هر جهت محفوظ و پوشیده هستند و از و از آنجا به بعد (اغلب سکسیونر ها و شین ها) آزاد و قابل رویت می باشند.
3- پست فشار قوی بسته: در این پستها قسمت های زیر ولتاژ و حتی شین ها در یک محفظه کاملا بسته و پوشیده با درب های فلزی نصب شده اند.(پستهای تابلویی یا قفسه ای)
پست داخلی :این پستها شامل کلیه تاسیسات الکتریکی می شوند که در داخل ساختمان سرپوشیده نصب می گردند و به سه دسته تقسیم می شوند:
.پستهای خارجی بیشتر برای فشار قوی از KV60 به بالا ساخته می شود.
دستگاه ها و ادوات فشار قوی از قبیل شین ها،مقره ها،کلید ها،
استقامت مکانیکی (تنش) پایه ها و ایزولاتور ها برای تحمل تمامی نیروهایی که ممکن است در اثر جریان اتصال کوتاه ضربه ای بوجود آید کافی باشند.
تماس سهوی اشخاص با دستگاه ها و ادوات ،زیر فشار غیر ممکن باشد.
در مقابل نیروی دینامیکی و حرارت ناشی از جریان اتصال کوتاه پایدار و ثابت باشد.
متصدیان و کارگرانی که به نحوی با پست در تماس هستند از برخورد جرقه قوس الکتریکی در امان بمانند.
راه های جلوگیری از خطرات جریان اتصال کوتاه:
از ایجاد جرقه اتصال کوتاه در پستهای فشار قوی شاید هیچگاه نتوان به طور مطلق جلوگیری کرد. این جرقه ها در درجه اول توسط قطع و وصل بی موقع کلیدها بوجود می آیند،بخصوص در سکسیونرهایی که فاقد چفت و بست مکانیکی و یا الکتریکی با دیژنکتور مربوطه میباشند.
در درجه دوم جرقه در اثر شکست جنبی اختلاف سطح،بین دو سر ایزولاتورها زده می شود. این جرقه ها در اثر کثیف شدن ایزولاتورها و یا در اثر بالا رفتن ولتاژ (امواج سیال) و یا عدم انتخاب صحیح مقره ها بوجود می آید.
تا وقتی که جریان اتصال کوتاه در پستهای فشار متوسط از KA15-10 تجاوز نکند اثر دینامیکی و حرارتی جریان نیز قابل تحمل است و از حد مجاز تجاوز نمی کند، اما از آنجا که هر دوی آنها (حرارت و نیرو) با مجذور جریان زیاد می شوند باید دستگاه ها و ادوات الکتریکی فشار قوی و بخصوص متصدیان پست در مقابل اثرات بسیار نا مطلوب جریان زیاد اتصال کوتاه شدیدا محافظت شوند.
برای جلوگیری از خطرات جریان اتصال کوتاه دو راه وجود دارد:
الف- جلوگیری از ازدیاد بیش از حد جریان اتصال کوتاه؛ به کمک تقسیم شین ها،نصب سلف محدود کننده و استفاده از رله و وسایل حفاظتی با محدود کننده جریان اتصال کوتاه .
ب- جلوگیری از ایجاد جرقه؛ به عنوان مثال با استفاده نکردن از سکسیونر تا وقتی که وجود آن لازم و ضروری باشد،بخصوص از کلید هایی که فاقد قدرت کافی در مقابل عبور جریان اتصال کوتاه هستند باید شدیدا خودداری کرد. در شین دوبل استفاده از سکسیونرهایی که قطع و وصل آن تابع وضعیت دیژکنتور است و همچنین استفاده از دو دیژکنتور و یا استفاده از سکسیونر قابل قطع در زیر بار بهتر و مناسب تر می باشد.یکی دیگر از روشهای بسیار موثر در مقابله با برق زدگی ، بکار بردن فرمان از راه دور بخصوص برای قطع و وصل سکسیونرها است.
رعایت شرایط زیر برای ساخت و نصب پستهای فشار قوی تا حدودی از اثرات نامطلوب جرقه جلوگیری می کند:
1- تعیین صحیح فاصله شین ها
2- نصب قطعات جدا کننده محکم و ضخیم و نسوز بین حوزه های مختلف برای جلوگیری از برخورد جرقه به سلول های مجاور.
3- نصب جرقه گیرهای افقی بین سکسیونر و شین برای جلوگیری از پیشروی جرقه در طول شین و از هر قسمت به قسمت دیگر .
4- هدایت گاز های گرم و داغ که در اثر جرقه بوجود می آید به طرف بالا و خارج کردن آنها بطوری که خطری متوجه اشخاصی که در راهرو های پست هستند نشود.
5- عایق کردن شین ها و دستگاه های زیر ولتاژ تا اصولا از شروع و پایه جرقه جلوگیری شود.
علاوه بر شرایط الکتریکی و مکانیکی و ساختمانی که در بالا به آنها اشاره شد ، دقت و تجربه ، کارآیی و مهارت متصدیان پستهای فشار قوی نیز در جلوگیری از هر گونه سانحه بسیار موثر است.
پست فشار قوی خارجی (پست خارجی):
کلیه دستگاه ها و وسایل پست فشار قوی شامل شین و سیم و ترانسفورماتور و مقره و کلید ها و قفسه های فرمان و غیره که در محوطه باز (آزاد) نصب می شوند،تحت تاثیر تمام عوامل جوی از قبیل حرارت ، برودت ، باران ، برف ، باد ، طوفان و حتی گرد و خاک و آلودگی شدید قرار می گیرند و لذا باید از یک کیفیت خاصی برخوردار باشند.
کلید ها باید به نوعی انتخاب شوند که بتوان آنها را در بدترین شرایط جوی براحتی بکار انداخت.شین ها (بخصوص وقتی از سیم استفاده می شود) و نقاط اتکای آنها (مقره و پایه ها) باید در مقابل تغییرات درجه حرارت و عوامل جوی پایدار و مقاوم باشند. بار برف را تحمل کنند و در اثر سرمای شدید خیلی کشیده نشوند و در درجه حرارت زیاد و در زیر اشعه مستقیم آفتاب (80 درجه سانتی گراد) زیاد شل و آویزان نگردد.
در سیمها آلومینیومی باید توجه داشت که در محل اتصال و ارتباط آنها با فلزات دیگر مثل برنز و مس بخصوص در موقع مرطوب شدن ایجاد کروزیون الکترولیتی نکند ، لذا باید حتما از بست ها و ترمینالهای مخصوص (Alcu) استفاده شود.دکلها و قفسه های فرمان و تمام وسائل فولادی دیگر نیز باید در مقابل زنگ زدگی و خوردگی و پوسیدگی حفاظت شوند. در داخل قفسه های فرمان باید هوا جریان داشته باشد ، بدون اینکه قطرات آب باران در آن نفوذ کند.
اگر تغییرات درجه حرارت و رطوبت هوا بحدی باشد که باعث عرق کردن و مرطوب شدن داخل قفسه فرمان می شود ، باید داخل قفسه های فرمان را با سیمهای حرارتی 100 تا 250 وات بر متر مکعب گرم نگهداشت. این سیمهای حرارتی باید بطور دائم و یا حداقل در مواقعی که قفسه زیر بار نیست و خودبخود در اثر عبور جریآن های مختلف گرم نمی شود به برق وصل باشند.دریچه ها و هوا کش های قفسه باید دارای توری خیلی ریز باشد تا از ورود حشرات بداخل قفسه جلوگیری کند.
تهیه و نصب وسائل فشار قوی (طول ایزولاتورها و مقره ها و فاصله شین ها و غیره) باید با توجه به ارتفاع محل نصب از سطح دریا صورت گیرد. زیرا استقامت الکتریکی عایق ها بین دو نقطه زیر فشار بستگی به خواص هوای اطراف آن (تراکم و رطوبت هوا) دارد و چون تراکم هوا در ارتفاعات کم است . لذا استقامت الکتریکی هوا نیز در ارتفاعات کم می شود.این اثر ارتفاعات از 1000 متر به بالا کاملا محسوس است.از این جهت برای تعیین فاصله عایقی در ارتفاع از ضریبی بنام ضریب بلندی K استفاده می شود. شکل 3 این ضریب را بر حسب ارتفاع از سطح دریا نشان می دهد. بطور تقریبی می توان گفت که استقامت الکتریکی عایق در هر صد متر اضافه ارتفاع در حدود 1.5% کم می شود.
مثلا اگر اختلاف سطح نامی شبکه و تاسیسات یک پست فشار قوی KV24 باشد ، تمام دستگاه های فشار قوی این پست در حالت عادی و نرمال اختلاف سطح ضربه ای 125Us = و اختلاف سطح موثر متناوب 55Up= را تحمل می کند . به عبارت دیگر دستگاه های 24 هزار ولتی با این ولتاژ در آزمایشگاه ها آزمایش می شوند.
حال اگر قرار باشد این دستگاه ها با همین ولتاژ در ارتفاع 3000 متری نصب شوند باید استقامت الکتریکی آنها :
KV157 = 0.8/125Us=
KV 69 = 0.8/125 Up=
باشد. یعنی عایق دستگاه ها در موقع آزمایش در آزمایشگاه ، که حتما در ارتفاع کمتری از 1000 متر از سطح دریا قرار گرفته است باید تحمل و استقامت الکتریکی بیشتری از آنچه نرم شده است داشته باشد . یا اینکه از دستگاه هایی که برای ولتاژ بیشتر ساخته شده اند استفاده کرد. بدین معنی که پس از بدست آوردن ضریب بلندی K اختلاف سطح نامی را براین ضریب تقسیم کرد و اختلاف سطح نامی جدید را بدست آورد و دستگاه های الکتریکی را با در نظر گرفتن اختلاف سطح جدید انتخاب نمود.
KV 30 = 0.8/ 24UH = Un/k =
لذا می توان گفت که برای شبکه و تاسیسات 24 هزار ولتی که در ارتفاع 3000 متر از سطح دریا نصب می شوند باید حتما از دستگاه های سریKV 30 استفاده نمود.
جدول شماره 1 استقامت الکتریکی دستگاه های الکتریکی فشار قوی (ایزولاتور) را در سری های مختلف نشان می دهد.
در این جدول ایزولاتور دسته A مربوط به فاصله باز بین تیغه های سکسیونر و سکسیونر قابل قطع زیر بار و و پایه فیوز و فاصله سیم ها و شین های شبکه با یکدیگر می باشد و ایزولاتور دسته D مربوط به ترانسفورماتور خشک و ترانسفورماتور ولتاژ و خازن قدرت است.
ایزولاتور دسته F مربوط به ایزولاتور ها و پایه های دستگاه های فشار قوی و ترانسفور ماتور های جریان می باشد.
پستهای فشار قوی خارجی نیز باید همانند پستهای داخلی در مقابل تماس سهوی ، توسط نرده ، توری و یا درب فلزی با ارتفاع 1800 میلی متر حفاظت شوند.حداقل فاصله این حفاظ تا دستگاه های زیر فشار در جدول 2 داده شده است.اگر در پستهای فشار قوی خارجی قسمتی از ایزولاتور در محدوده حفاظت شده داخل شده باشد باید اطراف ایزولاتور برای جلوگیری از برق زدگی و تماس سهوی با دیواره آهنی یا توری و یا درب توری که حداقل دارای ارتفاع 1800 میلیمتر است مسدود و محصور گردد. برای اینکه حمل و نقل و جابجا کردن وسایل و ابزار مورد نیاز در محوطه پست فشار قوی مواجه با خطر برق زدگی نگردد باید فاصله نزدیکترین نقطه دستگاه در حال انتقال زیر ولتاژ از فاصله C که در جدول 2 داده شده در هر شرایطی از 500 میلیمتر کمتر نشود. البته چون این فواصل در زمستان موقعی که زمین پوشیده از برف است کمتر می شود بهتر است این فواصل با رعایت ارتفاع برف قدری بزرگتر انتخاب شود.
1- نصب دستگاهها:
دستگاههای فشار قوی مخصوص هوای آزاد و پستهای خارجی طبق سری N ساخته می شوند. یعنی دارای ایزولاتور بلند و با مسیر طویل جریان خزنده می باشند.
ایزولاتورها و پایه ها بهتر است از چینی ساخته و دارای لعابی از جنس شیشه به رنگ قهوه ای یا تیره باشند . در مناطق با هوای آلوده و کثیف و یا مناطق اطراف کارخانجات بخصوص کارخانجاتی که با ذغال سنگ کار می کنند و دودزا هستند و همینطور مناطق با مه غلیظ و زیاد بهتر است از مقره های با مسیر جریان خزنده طولانی تر استفاده شود (مقره های مخصوص هوای مه آلود ).
سکسیونرها و دیژنکتور ها و ترانسفورماتورهای اندازه گیری در ارتفاعی از سطح زمین نصب می شوند که احتیاج به نرده و حفاظ نداشته باشند . بطوریکه فاصله قسمت زمین شده ،این دستگاهها از 2300 میلیمتر کمتر باشد .
در کنار هر خط خروجی و یا هر حوزه یک قفسه فرمان (تابلوی فرمان )قرار می گیرد . این تابلو شامل کلیه وسائل و تمام کلیدهای مربوط به فرمان از محل و ترمینالهای لازم و وسائل خبری و نشاندهنده است .
2- نصب ترانسفورماتور:
ترانسفورماتور ها معمولا در روی فونداسیونی به ارتفاع 800 میلیمتر از سطح زمین نصب می شوند و بخاطر صرفه جوئی از چاله روغن استفاده نمی شود . ولی اگر لازم باشد که چاله روغن برای ترانسفورماتور پیش بینی شود بهتر است ابعاد چاله ها از هر طرف در حدود 500 میلیمتر بزرگتر از ابعاد ترانسفورماتور باشد . در ضمن بخاطرخطر آتش سوزی بهتر است که ترانسفورماتورها دور از یکدیگر نصب شوند و در صورتیکه این امکان وجود نداشته باشد دو ترانسفورماتور توسط دیوارهای بتونی ضد حریق از یکدیگر جدا شوند .
3- شین ها و هادی ها :
برای شین ها و ارتباط بین شین ها و کلیدها و دیگر وسائل الکتریکی در پست فشار قوی خارجی از سیم و یا از لوله استفاده می شود .
شین های سیمی (طنابی )از مس ،آلومینیوم و یا از آلوفولاد است و توسط مقره هائی از ایزولاتور بلند (ساده یا دوبل بر حسب نیروی کشش )که مجهز به آرماتورهای جرقه گیر هستند نگهداری می شوند. در جریان زیاد و یا در موقعی که از سکسیونر قیچی ای(یک ستونی) استفاده می شود شین های طنابی بصورت دوبل یا دو رشته ای کشیده می شود .
نیروی کشش شین های طنابی خیلی کم و در حدود 3/1تا 2/1 نیروی کشش سیمهای نقل انرژی انتخاب می شود تا از نصب دکلهای خیلی بزرگ و سنگین جلوگیری شود .
سطح مقطع سیم مسی در پست فشار قوی خارجی KV110 حداقل 95 میلیمتر مربع و در فشارهای بالاتر بخاطر جلوگیری از تلفات کرونا و بخصوص اختلالاتی که امواج آن ایجاد می کنند از سیم هائی با مقطع تا 300 میلیمتر مربع و بیشتر و یا از سیم دو رشته ای استفاده می شود . این سیمها بخصوص اگر تحت کشش هستند بهتر است از آلوفولاد باشند ولی انشعابهای شین ها بخصوص اگر تحت کشش نباشند از آلومینیوم تهیه می شوند.
شین های لوله ای ،مسی یا آلومینیومی هستند و از لوله های فولادی به ندرت استفاده می شود . در پستهای فشار قوی خارجی تا KV110 لوله ای به قطر mm30و در KV220 به جهت کم کردن تلفات کرونا لوله های به قطر mm50 کافی است . در موقع شین کشی یا سیم کشی باید مقدار شکم سیم یا لوله محاسبه شود .
در صورتیکه فاصله شین ها کم باشد و یا جریان اتصال کوتاه شین زیاد باشد بهتر است نیروی دینامیکی شین در اثر جریان اتصال کوتاه محاسبه و کنترل شود.
4- کانال و کانال کشی:
درپست فشار قوی خارجی کلیه کابلها و لوله های هوای فشرده و کابلهای فرمان و اندازه گیری و حفاظت و غیره در کانالی به اسم کانال کابل قرار می گیرند کانالهای اصلی که به اطاق فرمان و موتور خانه منتهی می شوند در پستهای بزرگ بقدری عمیق انتخاب می شوند که بتوان براحتی در آن عبور کرد.کابلها و لوله ها در دو طرف دیوار کانال نصب می شوند. این کانالها همه دارای درپوش جداشدنی هستند و بهمین دلیل عرض کانالها نباید از یک متر تجاوز کند.عمق کانال بستگی به تعداد کابلها و سیم ها و لوله ها دارد.در ضمن کانالها طوری ساخته مشوند که آب در کانال جمع نشود (یا جاری شود و یا در کانال فرو رود).
کانالهای اصلی به تابلوهای "فرمان از محل"راه دارند و از این تابلوها با کانالهای فرعی به دیژنکتورها و ترانسفورماتورهای اندازه گیری و سکسیونرها، اگر دارای فرمان از دور باشند، راه پیدا می کنند.
در پوش کانالها باید قدری بلندتر از سطح زمین قرار گیرد تا در موقع ریزش شدید باران آب زیاد بداخل کانالها نفوذ نکند.
5- سطح زمین در پست خارجی:
قبل از نصب تاسیسات پست فشار قوی بهتر است استقامت زمین از نظر خاک شناسی(مقاومت خاک)و سطح آب زیر زمین مشخص گردد.سطح زمین زیر تاسیسات پست خارجی با چمن و یا با سنگ ریزه و شن پوشانده می شود.
البته چمن قشنگ تر است ولی زحمت نگهداری آن نیز زیادتر است ولی اگر سطح آب زیر زمین خیلی پایین باشد چمن باعث بهتر شدن زمین الکتریکی می گردد.
اگر کف زمین پست فشار قوی با سنگ ریزه مفروش می شود باید اولا قابلیت نفوذ رطوبت در زمین خوب باشد،ثانیا ضخامت سنگ ریزه ها در حدود 30 سانتیمتر باشد تا مانع سبز شدن علف و گیاهان هرزه در زمین پست فشار قوی شود در ضمن می توان با وسائل شیمیائی از سبز شدن علفهای هرزه در پست جلوگیری کرد.
6- روشنائی:
روشنائی پست فشار قوی خارجی باید طوری باشد که بتوان تمام قسمتهای پست را بخصوص وضعیت کلیدها (قطع و وصل بودن)را بخوبی رویت کرد.برای اینکه در موقع تعویض لامپها هیچ گونه خطری متوجه متصدی آن نشود،لامپها یا روی پایه های تلسکوپی که تا حدود 1.5 متر پائین می آید نصب می شوند و یا بر حسب بزرگی پست بفواصل معینی (در حدود 20 متر )در محلهائی نصب می شود که بدون استفاده از نردبان قابل تعویض باشند.در ضمن بهتر است در پست فشار قوی خارجی تعداد زیادی پریز نصب شود تا بتوان در موقع لزوم از روشنائی موضعی قوی نیز استفاده کرد.
7- نرده کشی:
در داخل پست فشار قوی خارجی اگر پایه های دستگاههای فشار قوی در ارتفاع 2300 میلیمتری از زمین قرار گرفته باشند،احتیاج به نصب نرده و درب فلزی و توری و خلاصه هیچگونه وسائل ایمنی و حفاظتی تماسی نیست.در صورتیکه دستگاهی برحسب ساختمان آن مجبورا در ارتفاع کمتری از2300 میلیمتر نصب شود،(مثلا یک دیژنکتور).در این موقع باید آن دستگاه توسط نرده فلزی با حداقل ارتفاع 1800 میلیمتر و یا حفاظ دیواری یا توری به ارتفاع 1000 میلیمتر با فاصله ای که قبلا"به آن اشاره شد محافظت و محصور شود .
نرده دور پست فشار قوی باید حداقل 1800 میلیمتر ارتفاع داشته باشد و در صورتیکه از سیم خاردار و یا نرده معمولی استفاده می شود بهتر است با کاشتن گیاهانی مثل شمشاد و امثال آن آنرا بپوشانند تا به زیبائی آن منطقه و یا شهر صدمه نخورد .اطراف پست فشار قوی بهتر است با درختکاری پوشانده و محفوظ شود .درختان اطراف پست علاوه بر اینکه تا حدودی از ورود گرد و خاک بداخل پست جلوگیری می کند ،جلوی باد و طوفان را نیز تا حدود زیادی می گیرد . البته باید سعی کرد که بلندی درختان بخاطر اینکه تا حدی مقاوم در مقابل باد و طوفان باشد از 8 متر تجاوز نکند .
8- زمین کردن:
شبکه زمین پست فشار قوی خارجی عموما سطحی و بشکل غربالی یا تار عنکبوتی است .
شبکه زمین از تسمه آهن سفید یا مسی تشکیل شده و تمام دکل ها و پایه ها به آن متصل می شوند و اگر لازم باشد در چند نقطه از شبکه زمین تیرک های بلندی در زمین فرو برده می شود.(میل زمین)
9- حفاظت در مقابل صاعقه:
پستهای فشار قوی خارجی (آزاد )باید دارای تاسیساتی برای حفاظت در مقابل بر خورد مستقیم صاعقه باشند ،زیرا برقگیرهائی که در پست نصب می شوند (برقگیر با فنتیل و غیره )فقط جلوی امواج سیار را که بوسیله سیمهای انتقال انرژی بداخل پست هدایت می شوند می گیرند .
برای جلوگیری از برخورد مستقیم صاعقه به تاسیسات پست فشار قوی خارجی از سیم زمین استفاده می شود که در بلندترین نقاط دکلها کشیده می شود . این نوع برقگیرهای سیمی اغلب در اثر برخورد با صاعقه قطع می شوند و با اتصال به قطعات زیر ولتاژ باعث اتصال کوتاه لحظه ای یک فازه می شوند که چون سیم می سوزد ،خودبخود این اتصالی هم بر طرف می شود .
برای سیم های برقگیر یا بعبارت دیگر صاعقه گیر اغلب از آلوفولاد استفاده می شود. در بعضی از تاسیسات نیز از میله های برقگیر استفاده می شود که در روی دکلهای بلند نصب می شوند.
این برقگیرها معمولا از لوله آهن سفید است و در تاسیسات بزرگ و گسترده کافی و کاملا موثر نیست . جهت پیدا کردن تعداد سیمهایی که در بالای پست فشار قوی باید نصب شود تا اینکه تاسیسات در زیر این سیمها (صاعقه گیر) محافظت شوند، می توان از پیشنهاد شوایگر استفاده کرد. فضای حفاظت شده زیر سیم که تمام دستگاه ها(سکسیونرها و ترانسفورماتورها و دیژکنتورها) در آن محدوده باید قرار بگیرند تا از برخورد مستقیم صاعقه در امان بمانند می توان از روی شکل 4ب بدست آورد.
چنانچه شکل 4 نشان می دهد ، قسمت های حفاظت شده در امتداد سیم زمین زیر قوسی به شعاع H2 قرار دارد که از نقطه E می گذرد و با زمین در فاصله3 H √ مماس می شود .
H ارتفاع سیم روی دکل از سطح زمین است . (شکل 4).
فضای حفاظت شده توسط دو سیم زمین که بفاصله Bاز یکدیگر کشیده شده اند (شکل 4 ب )در خارج سیم ها برابر شکل 4الف است و در بین دو سیم توسط قوسی از یک دایره محدود می شود که مرکز آن1M در وسط دو سیم زمین و در ارتفاع H2 قرار دارد . شعاع این دایره برابر است با فاصله ئ بین Mو E . شکل 4 پ سیم زمین را در پست خارجی KV220 نشان می دهد .
چنانچه دیده می شود باید حد فضای حفاظت شده ، بالای قسمتهای زیر ولتاژ قرار بگیرد و چون چادری ،تاسیسات فشار قوی را زیر پوشش خود قرار بدهد .
طرح های مختلف پست فشار قوی خارجی
پس از سالها تجربه و آزمایش با در نظر گرفتن شرایط مختلف اقتصادی ، الکتریکی و سادگی در نصب دستگاههای فشار قوی و شین بندی آنها امروز تقریبا پستهای فشار قوی خارجی صورت نرم شده و کلاسیک پیدا کرده که می توان از نظر شین بندی و نصب سکسیونر های شین و نوع برداشت انرژی آنها را کلا به چند دسته زیر تقسیم کرد .
الف- تاسیسات نیمه مرتفع:
شکل 5 یک چنین تاسیساتی را بطور شماتیک نشان می دهد .در این سیستم چنانچه دیده می شود شین ها بین دو دروازه فلزی نسبتا کوتاه نصب می شوند و حوزههای خروجی با زاویه قائمه از این شین ها انشعاب می گیرند . در این شکلI و II شین دوبل اصلی پست می باشند .
پستهای خروجی عمود بر شین ها و در کنار شین ها قرار دارند و هر یک دارای شین فرعی مخصوص بخود می باشند که توسط دو دکل بلند نگهداری می شوند .ارتباط هر یک از شین های اصلی با شین مخصوص و خط خروجی توسط سکسیونر مربوط که در شکل با عدد 1 مشخص شده برقرار می گردد و از آنجا به دیژنکتور 2 (دژینکتور با هوای فشرده )،ترانسفورماتور ولتاژ 3 و ترانسفورماتور جریان 4 و سکسیونر 5 و بالاخره به سیم هوائی نقل انرژی وصل می شود.
در این شکل ،8 برقگیر با فنتیل و 7 خازنهای مخصوص جداکردن فرکانس زیاد برای ارتباط تلفنی با سیم فشارقوی و 6 فیلتر فرکانسی و 9 قفسه فرمان و 10 کانال کابل است .
ب- تاسیسات کم ارتفاع:
در این طرح شین های اصلی IوII در امتداد و در ارتفاع سکسیونرها و بر روی یک قطب سکسیونر نصب می شوند و در نتیجه از دو دروازه ئ فلزی شین اصلی صرفه جوئی شده است .
پ- روش طولی:
در این روش سکسیونرهای شین در امتداد شین اصلی (در طول شین ها )قرار میگیرند و ارتباط سکسیونر و دیژنکتور بطور مستقیم و بدون کمک گرفتن از شین فرعی صورت میگیرد و برای خروج دیژنکتور و یا حمل و نقل وسایل الکتریکی دیگر با مراعات حداقل فاصله مجاز از قطعات زیر فشار یک طرف دیژنکتورها در این محل که به خیابان اصلی حمل و نقل تاسیسات منتهی می سود به شین کمکی که به دکل مرتفعی وصل است ارتباط پیدا می کند و از آنجا به ترانسفورماتور و لتاژ 4 و ترانسفورماتور جریان 3 و سکسیونر خروجی 5 و صافی 6 و بالاخره به خط هوائی متصل می شود .
در این روش چنانچه مشاهده می شود از دکل مخصوص شین فرعی خطوط خروجی صرفه جوئی شده است و در ضمن امکان توسعه و تکمیل آن برای شین سه تائی بسادگی موجود است .
در کلیه اشکال فوق خیابانها ومحل عبور و مرور وسایل نقلیه برای حمل ونقل دستگاههای فشار قوی با رسم دیژنکتور بطور نقطه چین مشخص شده و بطور یکه دیده می شود همیشه سعی بر این است که کانالهای اصلی در زیراین خیابانها قرار می گیرد.
ت- روش دکل صلیبی(T):
چنانچه دیده می شود این روش سطح زیر تاسیسات پست فشار قوی به مقدار قابل ملاحظه ای را نسبت به روشهای دیگر کوچکتر است.
پست نیروگاه شیروان از نوع فضای باز(خارجی) Conventional outdoor substation با دو فیدر ورودی از طرف قوچان ، 3 فیدر از ترانسفورماتورهای ژنراتورهای نیروگاه و 7 فیدر خروجی می باشد و به منظور تغذیه ی شبکه ی سراسریKv 132خراسان بوسیله ی نیروگاه شیروان احداث گردیده است . این پست بدلیل تغذیه ی شهرهای شیروان ،بجنورد ، اسفراین و درگز از اهمیت خاصی برخوردار می باشد .
شینه بندی پست:
شینه بندی این پست بدلیل اهمیت و موقعیت آن از نوع دوبل یک کلیدی می باشد . بنابراین هر فیدر خروجی دارای یک دیژنکتور و 3 سکسیونر می باشد .مزیت اصلی در این شینه بندی این است که در صورتیکه یک شینه از مدار خارج شود یا یک سکسیونر نزدیک به شینه تعمیر شود ، شین دیگر وجود دارد و فیدر ها برقدار باقی می مانند . از مزایای دیگر این نوع شینه بندی می توان گفت :
جریان نامی تجهیزات هر فیدر متناسب با قدرت آن است .
هر کدام از شینه ها برای سرویس براحتی می توانند از مدار خارج شوند .
در این پست فیدر ها بطور مساوی روی دو باسبار تقسیم شده اند و ما یکی از باسبار ها را بصورت رزرو نخواهیم داشت .
الف- به نقشه ی فوق که در روی تابلوی پست وجود دارد میمیک گفته می شود . در این تابلو علاوه بر نقشه ی فوق ، اینتر لاک مکانیکی برای باز و بستن سکسیونر ها و دستگاه سنکروسکوپ نیز موجود می باشد .
ب- پنجره آلارم :
شامل آلارم های مختلفKv 132 و آلارم های ترانسفورماتور ( عدم تغذیهCB ، مشکل در کویل فرعی CB ، دمای بالای روغن ترانس ، دمای بالای سیم پیچ ترانس ، عدم جا افتادن سکسیونرها ، بروز عیب در تپ چنجر و … )
ج- پنجره آلارم Kv20حفاظت
این بخش شامل تابلوهای حفاظت مختلف پست و خطوط انتقال Kv132 وKv 20 میباشد .
الف- حفاظت ترانسفورماتور
حفاظت دیفرانسیل
این حفاظت به همراه ترانسهای Maching مورد استفاده قرار می گیرد که بصورت زیر انجام می شود .
البته باید توجه داشت که این رله دیفرانسیل با رلههای دیفرانسیل معمولی که در حفاظت خطوط استفاده میگردند متفاوت خواهد بود . نقشهی داخلی این رله را به منظور حفاظت ترانسفورماتور در زمان جریان هجومی و جلوگیری از عملکرد نا صحیح این رله در موقع عبور این جریان در زیر مشاهده می کنید .
رله بوخهلتس
این رله در زمان بروز جرقه در داخل ترانس و متعاقب آن تجزیه ی روغن داخل ترانس ، عمل می کند .
رله اضافه ولتاژ
این رله برای جلوگیری از افزایش بیمورد سطح ولتاژ خروجیهای ترانسفورماتور مورد استفاده قرار میگیرد در واقع از ورود ولتاژهای بالا به سیستم جلوگیری میکند .
رله Over current
حفاظت با استفاده از رله منعکس کننده حرارتی
این رله ناظر بر دمای روغن و دمای سیم پیچهای ترانسفورماتور می باشد . مثلا اگر دمای روغن ترانس C ° 96 باشد آلارم و اگر این دما به °C108 برسد دستور تریپ صادر می گردد .
ب- حفاظت خطوط انتقالKv 132
حفاظت اضافه جریان که بصورت زمانی و جریانی صورت می پذیرد .
حفاظت دیستانس
توجه : حفاظت اضافه جریان به عنوان پشتیبان برای حفاظت دیستانس مورد استفاده قرار می گیرد .
ج- حفاظت خطوط انتقال Kv20
این حفاظت بصورت اضافه جریان با تنظیم زمانی و جریانی می باشد اتاق مربوط به فیدرهای خروجیKv 20شامل فیدرهای خروجی به سمت شهر شیروان که دارای دیژنکتورهای خلا بوده و تابلوهای مربوط به میزان مصرف به KW , Kvar.
اتاق باطریخانه
این اتاق شامل یک سری باطری می باشد که در مواقع عادی در حال شارژ میباشند و به منظور تغذیه ی رله ها و … استفاده میگردند . علاوه بر این در زمان قطع برق شبکه از این باطریها به عنوان برق اضطراری استفاده می گردد.
الف- قسمت v110 Ac,dc که این ولتاژ برای تغذیه ی حفاظتKv 132 ، موتور شارژ فنر دیژنکتور و سکسیونر و چراغهای اضطراری و … مورد استفاده قرار می گیرند . این قسمت برای تغذیه Ac ، مثل موتور شارژ دیژنکتور دارای اینورتر می باشد .
ب- قسمتv 48 که برای تغذیه ی سنکروسکوپ و حفاظتKv 20 مورد استفاده قرار می گیرد .
ج- تابلوهای تغذیه Ac , dc و فیوزهای مربوط به آن
اتاق تله متری و PLC
الف – تله متری : دستگاهی مخابراتی برای ارتباط با دیسپاچینگ می باشد که از این طریق دیسپاچینگ از وضعیت بریکر ها و سکسیونرها مطلع می شود .
ب- PLC ( Power line carrier) : به منظور برقراری ارتباط مخابراتی بین پستها مورد استفاده قرار می گیرد .
BAY پست
الف – ترانس قدرت : 2 عدد ترانس با توانKVA 30 ، بصورت yNd11 می باشند . این ترانسها دارای 24 تب بوده و از نوع ONAF می باشند . سمت ستاره به همراه یک CT ناظر جریان زمین و سمت مثلث از طریق ترانس کمکی زمین شده است . در واقع در این پست ترانس کمکی هم به منظور زمین کردن سمت مثلث ترانس قدرت و هم تامین برق مصرف داخلی پست مورد استفاده قرار می گیرد .در دو طرف ترانس برقگیر وجود دارد که به منظور جلوگیری از عبور ولتاژهای بالا به داخل ترانس استفاده میگردد .
ب- برقگیر
ج- CT : که بصورت هسته پایین بوده و ناظر بر جریان شین ها و فیدرها میباشند .
د- CVT: این تجهیز از ولتاژ اولیه یک کپی در ثانویه در سطح ولتاژ پایینتر بوجود میآورد .
توجه : بطور کلی وظایف CT وCVT ها به شرح زیر می باشد .
1 – ایجاد سد عایقی بین شبکه و محل و وسایل اندازه گیری
2 – جریان و ولتاژ را در حد معینی برای اندازه گیری پایین ورند .
ه – تله موج LineTrap: روی خطوط انتقال علاوه بر جریان برق با فرکانسHz 50 یک سری Carrierبا فرکانسهای بالاتر سوار مینمایند. که این فرکانسها توسط تله موج از فرکانسHz 50 جدا میشوند و به تابلوی PLC منتقل میگردند . در واقع تله موج در برابر فرکانسهای بالا مقاومت پایینی دارد و آن را به سمت زمین منتقل میکند در بین راه آن را گرفته و به تابلوی PLC میبرند. این وسیله در بالای سر CVT نصب می گردد .
و- دیژنکتور ( کلید قدرت ) : نوع این کلیدها در پست مورد بحث SF6 هستند .این کلید ها بدلیل ثبات شیمیایی گازSF6 ، پایداری آن در درجه حرارت بالا ، نداشتن خاصیت سمی و استقامت الکتریکی بالا مورد استفاده قرار می گیرند .دیژنکتورهای سه فاز و از نوع تیپ I ساخت شرکت زیمنس هستند .
ز- سکسیونر : دو نوع سکسیونر در این پست مورد استفاده قرار گرفته است . یک نوع آن بصورت دورانی بوده و نوع دوم بصورت قیچی ای ( پانتوگراف ) که یکی از دو سکسیونر سمت شینها به صورت قیچی ای و دیگری به صورت دورانی میباشند .
لازم به ذکر است که مزیت سکسیونر قیچی ای بر دورانی اشغال فضای کمتر و وجود فقط یک ستون ایزولاتور میباشد .
سکسیونر قیچی ای معمولا در زمانی که شین ها به صورت طبقه ای و در ارتفاع های مختلف قرار دارند مورد استفاده قرار می گیرد . که در این پست نیز بدلیل وجود چنین شرایطی از این نوع سکسیونر استفاده گردیده است .
باس کوپلر : این تجهیز نیز یک کلید قدرت می باشد که به منظور برقراری ارتباط بین دو شین مورد استفاده قرار می گیرد . در دو سر باس کوپلر دو سکسیونر پانتوگراف و دورانی که در بالا توضیح داده شد قرار گرفتهاند .
فصل سوم
کلیدهای فشار قوی
کلید ها وسیله ارتباط سیستمهای مختلف هستند و باعث عبور و یا قطع جریان می شوند.
کلیدها در حالت بسته (عبور جریان ) و یا د ر حالت باز (قطع جریان ) دارای مشخصاتی بشرح زیر می باشد:
1- در حالت قطع دارای استقامت الکتریکی کافی و مطمئن در محل قطع شدگی است.
2- در حالت وصل باید کلید در مقابل کلیه جریانهایی که امکان عبور آن در مدار هست ، حتی جریان اتصال کوتاه ، مقاوم و پایدار باشد و این جریانها و اثرات ناشی از آن نباید کوچکترین اختلاتی د روضع کلید و هدایت صحیح جریان بوجود آورد.
بدین ترتیب باید کلید فشار قوی در مقابل اثرات دینامیکی و حرارتی جریآنها مقاوم باشد. البته برای اینکه ساختمان کلید سادهتر و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد ، اغلب استقامت الکتریکی و دینامیکی و حرارتی کلید را توسط دستگاههای حفاظتی تا حدودی محدود میکنند.
کلیدهای فشار قوی را میتوان بر حسب وظایفی که به عهده دارند به انواع مختلف زیر تقسیم نمود:
1- کلید بدون بار یا سکسیونر
2- کلید قابل قطع زیر بار یا سکسیونر قابل قطع زیر بار
3-کلید قدرت یا دیژنکتور
کلید بدون بار یا سکسیونر:
سکسیونر وسیله قطع و وصل سیستمهایی است که تقریبا بدون جریان هستند به عبارت دیگر سکسیونر قطعات و وسائلی را که فقط زیر ولتاژ هستند از شبکه جدا میسازد. (تقریبا بدون بار) و این بدان معنی است که میتوان به کمک سکسیونر جریانهای کاپاسیتیو مقرهها ، ماشینها و تاسیسات برقی و کابلهای کوتاه و همینطور جریان ترانسفورماتور ولتاژ را نیز میتوان قطع نمود و یا حتی ترانسفورماتورهای کم قدرت را با سکسیونر قطع کرد.
علت بدون جریان بودن سکسیونر در موقع قطع و وصل ، مجهز نبودن سکسیونر به وسیله جرقه خاموشکن است. لذا بطور کلی میتوان نتیجه گرفت که عمل قطع و وصل سکسیونر باید بدون جرقه یا با جرقه ناچیز صورت گیرد.
از آنچه گفته شد چنین نتیجه میشود که سکسیونر یک کلید نیست بلکه ارتباط دهنده با قطع کننده مکانیکی بین سیستمهای است ، بدون اینکه مداری بسته شود. سکسیونر باید در حالت بسته یک ارتباط گالوانیکی محکم و مطمئن در کنتاکت هر قطب بر قرار سازد و مانع افت ولتاژ گردد. لذا باید مقاومت عبور جریان در محدوده سکسیونر کوچک باشد ، تا حرارتی که در اثر کار مداوم در کلید ایجاد میشود از حد مجاز تجاوز نکند. این حرارت توسط ضخیم کردن تیغه و بزرگ کردن سطح تماس در کنتاکت و فشار تیغه در کنتاکت دهنده کوچک نگهداشته میشود . در ضمن باید سکسیونر طوری ساخته شود که در اثر جرم و وزن تیغه یا فشار باد و برف و غیره خود به خود بسته نشود. یا در موقع بسته بودن کلید نیروی دینامیکی شدیدی که در اثر عبور جریان اتصال کوتاه بوجود میآید باعث لغزش تیغه یا احتمالا باز شدن آن نگردد. از این جهت در موقع شینکشی و نصب سکسیونر باید دقت کرد تا تیغه سکسیونر در امتداد شین قرار گیرد و بدینوسیله ازایجاد نیروی دینامیکی حوزه الکترو مغناطیسی جریان اتصال کوتاه جلوگیری به عمل میآید.
بهمین منظور تیغه سکسیونر بصورت تسمه یا پروفیلهای موازی ساخته میشود تا نیروی الکترودینامیکی حاصل از جریان اتصال کوتاه باعث فشردن هرچه بیشتر تیغه در محل کنتاکت دهنده باشد و از لرزش آن که باعث کوچک شدن سطح تماس میگردد جلوگیری شود.
همینطور مقرههائی که پایه سکسیونر را تشکیل میدهند باید قادر به تحمل فشار وارده در اثر نیروی کشش الکترومغناطیسی دو فاز مجاور و مربوط به یک فاز در زمان عبور جریان اتصال کوتاه باشد.
مورد استعمال مورد سکسیونر:
همانطور که گفته شد اصولا سکسیونر وسائل ارتباط دهنده مکانیکی و گالوانیکی قطعات و سیستمهای مختلف میباشند و در درجه اول بمنظور حفاظت اشخاص و متصدیان مربوطه در مقابل برق زدگی بکار برده میشوند که در حالت قطع یا وصل ، محل قطع شدگی یا چسبندگی بطور واضح و آشکار قابل رویت باشد. یعنی در هوای آزاد انجام گیرد.
از آنجا که سکسیونر باعث بستن یا باز کردن مدار الکتریکی نمیشود ، برای باز کردن و بستن هر مدار الکتریکی فشار قوی احتیاج به یک کلید دیگری خواهیم داشت بنام کلید قدرت که قادر است مدار را تحت هر شرایطی باز کند و سکسیونر وسیلهای است برای ارتباط کلید قدرت به شین و یا هر قسمت دیگری از شبکه که دارای پتانسیل است . لذا طبق قوانین متداول الکتریکی جلوی هر کلید قدرتی از KV1 به بالا و یا در هر دو طرف ، د ر صورتیکه آن خط از دو طرف پتانسیل میگیرد ، سکسیونر نصب میشود.
برای جلوگیری از قطع و وصل بیموقع و یا در زیر بار سکسیونر ، معمولا بین سکسیونر و کلید قدرت چفت و بستی(مکانیکی یا الکتریکی) به نحوی برقرار میشود که با وصل بودن کلید قدرت نتوان سکسیونر را قطع و وصل نمود.
انواع مختلف سکسیونر
سکسیونر را میتوان از نظر ساختمان به انواع زیر تقسیم نمود:
1- سکسیونر تیغهای:
این سکسیونر که برای ولتاژهای تا KV30 بصورت یک پل و سه پل ساخته میشوند دارای تیغه یا تیغههایی هستند که در ضمن قطع کلید عمود بر سطح افقی(در سطح محور پایهها) حرکت میکنند و در بالای ایزولاتور قرار میگیرند.
2- سکسیونر کشوئی:
سکسیونر کشوئی برای کیوسک یا قفسه هایی که دارای عمق کم هستند بسیار مناسب است. در این سکسیونر تیغه متحرک در موقع قطع در امتداد خود (در امتداد سطح افقی یا عمود بر سطح محور پایهها) حرکت می کند و بدین جهت فضای اضافی برای تیغه در حالت قطع از بین میرود.
3- سکسیونر دورانی:
سکسیونر دورانی که برای ولتاژهای خیلی زیاد بخصوص KV60 و KV110 ساخته میشود و بجای یک تیغه بلند و یک کنتاکت ثابت دارای دو تیغه متحرک و دورانی میباشد که با برخورد آنها بهم ارتباط الکتریکی برقرار میشود.
در این نوع کلید حرکت تیغهها به موازات سطح افقی یا عمود بر سطح محور پایهها انجام میگیرد و دارای این مزیت است که با کوچک بودن طول بازوی تیغه فاصله هوائی لازم بین دو تیغه بوجود میآید و چون تیغهها با گردش پایهها باز و بسته میشوند ، عوامل خارجی مثل فشار باد ، برف و غیره نمیتواند باعث وصل بیموقع آن گردد . یا بعلت یخزدگی کنتاکتها در زمستان احتیاج به نیروی اضافی برای باز کردن آنها نیست.
سکسیونر دورانی بصورت یک فاز ساخته میشود و بسته به نوع شین بندی شبکه سه تای آن بصورت متوالی در کنار هم یا بطور سری پشت سر هم در شبکه سه فاز نصب میگردد. تمام قطبها توسط اهرم و میله بطور مکانیکی بهم متصل و مرتبط میشوند و دارای فرمان واحد میباشند که معمولا کمپرسی و در حالت اضطراری دستی است.
هر یک از سکسیونرهای یک فاز دارای دو پایه عایقی قابل گردش میباشند که تیغهها در روی آنها نصب شده است. بطوریکه در موقع قطع و وصل سکسیونر پایهها حول محور خود در جهت خلاف یکدیگر به اندازه 90 درجه میچرخند و باعث قطع یا وصل کنتاکتها میشوند.
4- سکسیونر قیچیای:
سکسیونر قیچیای برای فشارهای زیاد و خیلی زیاد بسیار مناسب است زیرا بعلت اینکه کنتاکت ثابت آن را شین یا سیم هوائی تشکیل میدهد احتیاج به دو پایه عایقی مجزا از یکدیگر که در فشار قوی باعث بزرگی ابعاد وسنگینی وزن آن میشود ندارد و فقط شامل یک پایه عایقی است که چنگک یا تیغه قیچی مانند کنتاکت دهنده روی آن نصب میشود و با حرکت قیچی مانندی با شین یا سیم هوائی ارتباط پیدا میکنند .
در شکل سمت چپ حرکت قیچی در ضمن بسته شدن در لحظات مختلف مشخص شده است.
انتخاب سکسیونر از نظر نوع و مشخصات :
انتخاب سکسیونر از نظر نوع فقط بستگی به شکل و طرز قرار گرفتن شین ها و شمش بندی شبکه و محلی که باید سکسیونر در آنجا نصب شود دارد .
مشخصات سکسیونر بستگی به مشخصات فنی و الکتریکی شبکه دارد .
همانطور که گفته شد سکسیونرها باید در مقابل حرارت ناشی از عبور جریان عادی و اسمی و جریان اتصال کوتاه ، کوتاه مدت و نیروی دینامیکی جریان اتصال کوتاه و بخصوص جریان ضربه ای استقامت کافی داشته باشند . سکسیونر در حالت باز باید عایق خوب و مطمئنی برای پتانسیل بین تیغه و کنتاکت ثابت هر فاز و با زمین باشد .
لذا مشخصات مهم یک سکسیونر که گویای مشخصات فنی و استقامت الکتریکی و دینامیکی آن میباشد عبارتند از :
1- ولتاژ نامی Un
2- جریان نامی In
3- جریان اتصال کوتاه ضربه ای مجاز Is
4- جریان اتصال کوتاه ، کوتاه مدت Ith
(معمولا بمدت 1 تا 3 ثانیه ).
کلید قابل قطع زیر بار:
به علت اینکه در بیشتر شبکهها و پستهای کوچک ، کلید قدرت و سکسیونر و وسائل اضافی مربوط به چفت و بست آنها مبالغ زیادی از مخارج و هزینه کل تاسیسات را شامل میگردد و بعلت اینکه در اغلب موارد نصب کلید قدرت با مزایای قطع و وصل سریع آن حتما لازم و ضروری نیست . کلید سکسیونر قابل قطع زیر بار طرح و ساخته شد .
کلید فشار قوی قابل قطع زیر بار در ضمن اینکه باید وظیفه یک سکسیونر را انجام دهد ، یعنی در ضمن برداشتن ولتاژ یک قطع شدگی قابل رویت و مطمئن در مدار شبکه فشار قوی بوجود آورد، باید قادر باشد مانند یک دیژنکتور ، قدرتهای کوچک الکتریکی را نیز قطع کند . لذا هر سکسیونر قابل قطع زیر باری باید دارای وسیلهای برای قطع فوری جرقه باشد .
اساس کار خاموش کردن جرقه در این محفظه همانند کلید قدرت با گاز جامد است .
سکسیونر قابل قطع زیر بار اصولا دارای قدرت وصل بسیار زیاد است و میتواند جریانهای با شد ت 75 -25 کیلو آمپر ( ماکسیموم موثر ) را بخوبی وصل کند ولی قدرت قطع آن کم و از 1500 – 400 آمپر یعنی در حدود جریان نامی آن تجاوز نمیکند . لذا نتیجه میشود که این کلیدها برای قطع جریان اتصال کوتاه ساخته نشده و مناسب هم نمیباشد .
بهمین دلیل در صورتی میتواند سکسیونر قابل قطع زیر بار در شبکه فشار قوی مورد استفاده قرار گیرد که این کلید مجهز به قطع کننده جریان اتصال کوتاه گردد و یا اینکه جریان اتصال کوتاه شبکه از قدرت قطع کلید تجاوز نکند .
برای اینکه بتوان از این کلید در شبکههائی که جریان اتصال کوتاه احتمالی آن بیش از قدرت قطع کلید است استفاده شود باید جریان قطع کلید توسط فیوز محدود و مهار شود . لذا در اینگونه موا قع به همراه کلید از فیوز فشار قوی قدرت زیاد که در 6 تا 20 هزار ولت دارای قدرت قطعی در حدود MVA400 میباشند و جریان اتصال کوتاه را در همان مراحل ابتدائی قطع میکنند ، استفاده میشود . از آنچه که گفته شده نتیجه میشود که سکسیونر قابل قطع زیر بار فقط برای قطع جریان نامی شبکه مناسب است و جریان اتصال کوتاه را فیوز قطع میکند نه کلید . البته باید متذکر شد که پس از قطع جریان اتصال کوتاه توسط سوختن فیوز ساتچمه فیوز باعث قطع کلید بطور خودکار و سه فازه میگردد.
استعمال سکسیونر قابل قطع زیر بار :
نظر به ا ینکه کلید قابل قطع زیر بار برای فشار نامی تا 20KV ساخته میشود ،مورد استعمال آن فقط در تاسیسات فشار متوسط است .
کلیدقابل قطع زیر بار بخاطر اینکه کار سکسیونر را نیز انجام میدهد بدون اینکه برای قطع آن احتیاج به برداشت بار باشد ، برای صرفه جویی در وسائل چفت و بست بین سکسیونر و دیژنکتور و جلوگیری از فرمانهای غلط و رعایت نوبت فرمان ،از آن بجای سکسیونر در خطوط خروجی نیز استفاده میشود .
در ضمن سکسیونر قابل قطع زیر بار برای وصل سیمهای نقل انرژی ،کابلهای خروجی ،تراسفورماتورهای کم قدرت و همینطور قطع و وصل مدارها و شبکههای حلقه ای و مسدود بسیار مناسب است .علاوه بر آن میتوان از سکسیونر قابل قطع زیر بار برای راه اندازی موتورهای فشار قوی و اتصال خازنها و سلفهای فشارقوی استفاده کرد . وسیله قطع و وصل این کلیدها اغلب دستی است .البته فرمان موتوری و کمپرسوری آن نیز طبق سفارش امکان پذیر است .
کلید قابل قطع زیر بار فیوزدار را میتوان در همه جا،جانشین سکسیونر و دیژ نکتور کرد . بشرط آنکه قدرت قطع دیژنکتور از قدرت قطع فیوز فشار قوی موجود در صنعت بزرگتر نشود . این تعویض بخصوص در پستهای قدیمی که مجهز به کلید روغنی هستند بسیار مناسب است ، بشرط اینکه در این پست وصل سریع کلید لازم و ضرور نباشد زیرا همانطور که میدانیم بدون تعویض فیوز سوخته شده نمیتوان کلید را مجددا آماده بهره برداری کرد و این عمل از راه دور و یا با فرمان غیرممکن است .
جدول زیر مشخصات سکسیونر قابل قطع زیر بار را نشان می دهد.
ولتاژ سری
10
20
ولتاژشبکه
KV
3-6-10-5-11
15-20-23
جریان نامی
A
400
630
1250
1600
400
630
جریان قطع مجاز درcosφ≥0.7
A
400
630
1250
1600
400
630
جریان قطع مجازدرcosφ≥0.15
A
400
630
630
6300
400
630
جریان ضربه ای Is
KA
35
75-50
75
75
35
50
جریان کوتاه مدت Ith
KA
14
20-35
30
30
24
20
جریان قطع مجاز Ia
KA
35
50
75
75
25
35
قدرت قطع در cosφ≥0.7
MA
7
11
22
28
14
22
اتصال کوتاه و جریان اتصال زمین و یا هر نوع جریانی با هر اختلاف فازی را سریع قطع
کلید قدرت یا دیژنکتور
دیژنکتور کلیدی است که میتواند در موقع لزوم جریان عادی شبکه و در موقع خطا جریان اتصال کوتاه و جریان اتصال زمین و یا هر نوع جریانی با هر اختلاف فازی را سریع قطع کند .
در اتصال سه فاز که یک حالت خاصی از بار متعادل است با اینکه فرمان قطع به هر سه قطب کلید یکجا و در یک زمان داده میشود ، ابتدا فقط یکی از قطب ها که جریان آن اول مرتبه از صفر می گذرد قطع میشود .
در این لحظه اتصال کوتاه سه فاز تبدیل به یک اتصال کوتاه دو فاز میشود که پس از گذشت 1/4 پریود جرقه در این دو قطب همزمان از بین می رود و اتصالی قطع میگردد. زمان خاموش شدن جرقه در دو قطب بعدی معادل صفر شدن جرقه با نقطه 2 مشخص شده است . در یک شبکه با صفر آزاد نقطه اتصال کوتاه شده K که قبل از خاموش شدن جرقه فاز R مرکز صفر ستاره را تشکیل می داد بعد از خاموش شدن جرقه در فاز R از مرکز ستاره MP به نقطه َK در وسط بردار همبستگی ولتاژ ST نقل مکان می یابد .
در نتیجه ولتاژ دو سر قطبی از کلید که جرقه آن زودتر از قطبهای دیگر خاموش شده به مقدار ماکسیموم UY1.5 می رسد . که البته این ازدیاد ولتاژآنقدر ها در استحکام کلید موثر نیست . ولی جرقه طولانی تر در دو قطب دیگر در استقامت الکتریکی و حرارتی کلید بسیار موثر واقع میشود در یک شبکه با نقطه صفر زمین شده ، اگر اتصال سه فاز با تماس در یک شبکه با نقطه صفر زمین شده ، اگر اتصال سه فاز با تماس زمین ایجاد شود ، پس از خاموش شدن جرقه در یکی از فازها یعنی قطع یکی از اتصالی ها با زمین ، ولتاژ بین دو کنتاکت آن قطب از UY تجاوز نمی کند اگر اتصال کوتاه در نقطه دوری از کلید در شبکه باشد ، ممکن ا ست در موقع قطع کلید برگشت ولتاژ UW( ولتاژ ضربه ای که با نوساناتی به ولتاژ اصلی با فرکانس 50 منتهی میشود ) در تحت شرایط خاصی با ضریب زاویه زیاد شروع به نوسان کند ( شروع جهش آ ن عمودی می باشد ) در این حالت فاصله بین دو قطب کلید بیشتر تحت تاثیر ولتاژ قرار می گیرد تا جریان و طبیعی است در صورتی که دو شبکه با اختلاف فاز 180 درجه با هم کوپله شوند . در بین دو قطب هر فاز کلید کوپلاژ اختلاف سطح UY2 موثر خواهد افتاد . که عمل قطع جرقه را بمراتب مشکل تر می کند .
برای انتخاب کلید قدرت باید به نکات زیر توجه کرد :
1- ولتاژ نامی کلید که معمولا برابر ولتاژ شبکه ایست که کلید در آن نصب میشود ، و میتواند در حدود 15% هم از ولتاژ شبکه کوچکتر باشد .
2- جریان نامی که مساوی با بزرگترین جریان کار معمولی شبکه است .
3- قدرت نامی قطع کلید باید با قدرت اتصال کوتاه در محل کلید مطابقت کند .
4- نوع فرمان وصل کلید : دستی – الکتریکی و یا کمپرسی توسط هوای فشرده
کلیدهای قدرت امروزی برای در حدود 25000 قطع و وصل ساخته می شوند و باید سالیانه یک بار یا پس از هر 3000 بار قطع و وصل یک بار سرویس و مورد بازدید اساسی قرار گیرند .
انواع کلید های قدرت
الف – کلید روغنی :
این کلید که در سالهای 1910 تا 1925 از متداولترین کلید های فشار قوی با قدرت زیاد بشمار می رفت ، امروزه توسط کلید های مدرن دیگر ( گازی و کم روغن ) بخصوص در اروپا بکلی کنار زده شده است . در کلید روغنی در درجه اول از روغن بعنوان عایق استفاده میشود و بدین جهت هر چه فشار الکتریکی شبکه بیشتر باشد حجم روغن داخل کلید نیز زیادتر میگردد . بطوریکه وزن روغن در کلید روغنی KV220نزدیک به 20 تن می رسد و همین حجم زیاد روغن یکی از بزرگترین معایب این نوع کلید بخصوص در موقع آتش سوزی است .
کلید قدرت علاوه بر اینکه جریان اتصال کوتاه را قطع می کند ، باید قادر باشد مدار اتصال کوتاه شده ای را نیز به شبکه برق وصل کند . یا بعبارت دیگر در زیر اتصال کوتاه وصل شود . از آنجا که در این حالت در لحظه وصل ، جریان اتصال کوتاه ضربه ای شدیدی از کلید می گذرد . در اطراف کلید حوزه الکترومغناطیسی شدیدی ایجاد میشود
ب- کلید کم روغن :
روغن در کلید کم روغن بعنوان ایزولاسیون و یا عایق کننده بین فاز ها و یا فاز و زمین بکار برده نمیشود ، بلکه از آن فقط به عنوان خاموش کننده جرقه استفاده میشود و بهمین جهت مقدار روغنی که در کلیدهای کم روغن بکار برده میشود نسبت به کلیدهای روغنی خیلی کمتر است . مثلا مقدار روغن در یک کلید روغنی KV10 و MVA200 در حدود 70 کیلو گرم است در صورتیکه در کلید کم روغن با همان مشخصات فقط 6 کیلو گرم روغن کافی است .
پ- کلید اکسپانزیون :
کلید اکسپانزیون کلیدیست که در آن از آب به عنوان ماده خاموش کننده جرقه استفاده شده است و بهمین جهت اغلب کلید آبی نیز نامیده میشود .
یکی از بهترین خواص این کلید این است که چون آب داخل محفظه احتراق قابل اشتعال نیست هیچگونه انفجاری کلید را تهدید نمی کند و مانند کلیدهای روغنی آتش سوزی نمیشود .
ت- کلید هوائی :
در تمام کلید هائی که تا بحال شرح داده شد ماده اولیه خاموش کننده جرقه مایع است و چون در این نوع کلیدها عواملی که در خاموش کردن جرقه موثر هستند در اثر انرژی خود جرقه از تجزیه روغن تهیه و آماده می شوند، همه آنها کم و بیش تابع شدت جریان زمان قطع هستند . بعبارت دیگر قدرت قطع جرقه تابع شدت جریان است ولی در کلید هوائی اولا برای خاموش کردن جرقه و خارج کردن ایون ها ( دیونیزه کردن ) و خنک کردن جرقه از هوای سرد تحت فشار استفاده میشود و در ثانی این تنها کلیدیست که قدرت خاموش کنندگی آن مستقل از جریان است و فقط تابع هوای کمپرس شده ایست که قبلا در یک منبع ذخیره شده و با فشار ثابت و مقدارثابت برای هر شدت جریانی بداخل محفظه احتراق هدایت میشود . لذا این کلیدها بر خلاف کلید های دیگر که خود وسیله خاموش کردن جرقه را بوجود می آورند دارای زمان قطع بسیار کوتاهی هستند ، زیرا زمان لازم برای بوجود آوردن عامل موثر ، گر چه کوتاه مدت هم باشد ، از بین می رود .
در کلیدهای هوائی بخصوص در فشار کم و متوسط ، کنتاکت ثابت معمولا بصورت قیف ساخته میشود که در داخل آن کنتاکت میله ای متحرک جای می گیرد و با تماس با آن کلید بسته میشود . در موقع قطع کلید ، کنتاکت میله ای از کنتاکت ثابت ( قیف ) جدا میشود و بین این دو کنتاکت ابتدا در هوای ساکن موجود در محفظه ، جرقه حاصل میگردد
ث- کلید گاز سخت ( جامد ) :
درپستها و شبکه های برق کوچک که دارای تاسیسات محدود و فاقد دستگاه کمپرسور و تهیه هوای فشرده می باشند ، نصب کلیدهای هوائی ( هوای فشرده ) مقرون به صرفه نیست و بدین جهت اغلب از کلید اکسپانزیون ( آبی ) و یا از کلید دیگری به اسم کلید گاز جامد استفاده میشود .
در کلید گاز جامد نیز مانند کلیدهای روغنی و کم روغن ، گازی که باعث خاموش کردن و برنگشتن جرقه میشود ، توسط خود جرقه بوجود می آید .
ج- کلید SF6 ( کلید با گاز هگزا فلورید گوگرد ):
در این کلید از گاز SF6 به عنوان ماده خاموش کنننده جرقه و عایق بین دو کنتاکت و نگهدارنده ولتاژ استفاده شده است .
گاز SF6 الکترونهای آزاد را جذب می کند و ایجاد یون منفی بدون تحرک می کند . در نتیجه مانع ایجاد ابر بهمنی الکترونها که باعث شکست عایق و ایجاد جرقه میشود میگردد . بطوریکه استقامت الکتریکی گاز SF6 به 2 تا 3 برابر استقامت الکتریکی هوا میرسد .
چ – کلید خلاء:
نظر به اینکه اصولا حاملهای باردار ( الکترون های آزاد ) باعث هدایت جریان در فلزات و ایجاد قوس الکتریکی در عایق ها می شوند ، لذا در خلاء کامل چون هیچ عنصری وجود ندارد که حامل الکترونها باشد ، باید جدا شدن دو کنتاکت فلزی جریان دار به احتمال قوی بدون ایجاد جرقه انجام گیرد . با توجه به این اصل مهم کلیدهای فشار قوی که کنتاکت های آن در خلاء از هم جدا می شوند ساخته شده است.
کلید خلاء بطور کلی از سه قسمت اصلی زیر تشکیل شده است:
1- کپسول خلاء از فولاد کرم نیکل با کنتاکتورها
2- نگهدارنده کنتاکتورها و ایزولاتورها
3- وسایل مکانیکی رسانای فرمان قطع و وصل
کلید خلاء امروزه بخاطر دارا بودن مزایایی از قبیل دوام زیاد ، مراقبت کم ، امکان قطع و وصل سریع مکرر در شبکه های فشار متوسط تا KV30 بخصوص برای وصل شبکههای کاپاسیتیو بسیار مناسب است.
منابع ماخذ
تجهیزات نیروگاه (مسعود سلطانی)
جزوات آموزشی نیروگاه گازی شیروان
کاتالوگ های موجود در نیروگاه گازی شیروان
مشاهدات و راهنمایی های مهندسین و تکنسینهای اداره برق منطقه پاسداران
سایت اینترنتی
www.tneedc.ir/tahghighat.htm
www.teyf.comarchive
www.syprotec.com
2