پست برق

در گذشته انرژی به مقدار محدود مصرف می شد ولی با رشد جوامع بشری نیاز به منابع طبیعی نیز فزونی یافت و همواره انسان به دنبال انرژی بود به طوریکه به سادگی قابل استفاده باشد و نیز بتواند در رفع نیاز های روزمره او مفید واقع شود. درطی قرن ها تجربه انسان منابع مختلفی از انرژی را شناخت اما مساله ای که پیش آمد این بود که هر کدام از این منابع دارای اشکالاتی بودند. به عنوان مثال برای انتقال آن ها نیروی زیادی تلف می شد و یا در هر مکان امکان استفاده از آن ها وجود نداشت. هر کدام مناسب شرایط خاص خود بودند، به سادگی قابلیت تبدیل به انواع دیگر انرژی را نداشتند و نمی توانستند آن ها را کنترل و حفاظت کنند. به این صورت بود که انسان به دنبال انرژی بود که معایب سایر انرژی ها را نداشته باشد و همواره تلاش می کرد تا اینکه موفق به اختراع انرژی الکتریکی گردید. مزایای انرژی الکتریکی نسبت به سایر انرژی ها باعث رشد و ترقی هر چه بیشتر این جریان گردید و تا حدی در زندگی بشر نفوذ کرد که فکر استفاده نکردن از آن حتی برای یک روز بطور عام یا برای لحظه ای بطور خاص نیز غیر قابل تصور می باشد. تولید جریان دائم و مخصوصا انتقال آن در مسیر های طولانی مشکلاتی را به وجود می آورد. از این رو پس از گذشت چندین سال در حدود یک قرن پیش اولین خط با جریان متناوب سه فاز مورد بهره برداری قرار گرفت. برای رساندن این انرژی به نقاط دیگر نیاز است که آن را توسط خطوط انتقال منتقل سازیم. برای این منظور انرژی بیشتر و در نهایت تلفات کمتر و از نظر اقتصادی نیاز است که اختلاف سطح انرژی الکتریکی تولید شده را تا حد ممکن افزایش دهیم. بنابراین عملا ولتاژ تولید شده در نیروگاه ها را در کنار خود نیروگاه چند برابر کرده و سپس انتقال می دهند و پس از انتقال انرژی آن را دوباره به سطح قابل مصرف تبدیل و سپس توزیع می کنند.
همانطور که می دانیم انرژی ها هر کدام بسته به نوع بایستی بطور صحیح استفاده شده و برای جلوگیری از خطرات احتمالی حفاظت شوند. انرژی الکتریکی هم از سایر انرژی ها مستثنی نیست. در انرژی الکتریکی با توجه به اینکه قدرت انتقال یافته بسیار زیاد می باشد باید بتوان این نیرو های عظیم را در یک مکان قبل از استفاده کنترل و حفاظت کرد. این مکان را اصطلاحا پست فشار قوی می نامند و به هادی هایی که وظیفه انتقال نیرو در مسیری مشخص را بر عهده دارند خطوط انتقال نیرو گفته میشود.

 

پست برق چیست؟

پست برق که به عنوان Electrical Substation نیز شناخته میشود، یکی از مهمترین وکلیدی ترین سیستم ها برای تولید، انتقال، و پخش برق است. این وسیله میتواند در زمان های مورد نیاز، سطح ولتاژ را بالا یا پایین ببرد. سیستم قدرت الکتریکی میتواند بین تولید و مصرف چند پست را با تغییر ولتاژ مدیریت کند. پست های الکتریکی رابط بین قسمت های شبکه توزیع و سیستم های انتقال است.

انواع پست ها ی برق

پستهاي برق در نقاط مختلف شبكه تفاوتهاي زيادي از لحاظ اندازه، سطح ولتاژ، و نحوه نصب دارند. تقسيم بندي پستها ميتواند از نقطه نظرات مختلفي صورت گيرد كه در اينجا به چند مورد اشاره مي شود.

تقسيم بندي پست ها بر اساس سطح ولتاژ

بالاترين ولتاژ موجود در پست، سطح ولتاژ پست ناميده مي شود. بر اين اساس پستها به سه دسته تقسيم بندي مي شوند.

• پستهاي فوق توزيع: براي انتقال توان در مسافتهاي دور هستند و شامل سطح ولتاژهاي ۶۳،۶۶،۱۳۲،۲۳۰،۴۰۰ كيلووات مي باشند. وظیفه یک پست فوق توزیع، کاهش ولتاژ از سطح انتقال به سطح فوق توزیع است.
• پستهاي توزيع: شامل ولتاژهاي ۶، ۱۱، ۲۰، ۳۳.۳ كيلووات مي باشند.
• پستهاي كاربردي: اين پستها به دونوع تقسيم مي شوند؛
  • فشار بالا: كه داراي ولتاژ بالاي۱۰۰۰ ولت است.
  • فشار پايين: كه سطح ولتاژ آن پايينتر از ۱۰۰۰ ولت مي باشد.

 

پست های انتقال، توزیع، و فوق توزیع نیرو

پست‌های فشار قوی ایستگاه‌ هایی فرعی در مسیر تولید، انتقال یا توزیع انرژی الکتریکی می‌باشند که بمنظور تغيير سطح ولتاژ و يا به وجود آوردن امكان تغذيه نقاط مختلف و تقسيم انرژی الكتريكی بين آن‌ ها مورد استفاده قرار می‌گيرند و بر سه نوع پست‌های نیروگاهی، انتقال و کلیدی می‌باشند و از قسمت‌های مختلفی از جمله تجهیزات سوئیچ، سیستم‌های حفاظت و کنترل، یک یا چند ترانسفورماتور، کلیدهای فشارقوی، سکسیونرها یا مدارشکن‌ها، تجهیزات نگهدارنده پایان خط، تابلوی‌های فشار متوسط و ضعیف، جرقه‌گیرها، سیستم زمین و سیستم‌های اندازگیری تشکیل شده می‌باشند. همچنین ممکن است از تجهیزات دیگری مانند خازن‌های اصلاح ضریب توان یا تنظیم کننده ولتاژ نیز در پست‌ها استفاده شود.

 

تقسيم بندي پستها بر اساس کاربرد در شبكه

پستها از نظر وظيفه كه در شبكه دارند به سه دسته تقسيم مي شوند:

• پستهاي افزاينده ولتاژ: وظيفه افزايش ولتاژ توليدي را دارند.
• پستهاي كاهنده ولتاژ: ولتاژ خطوط انتقال بايد در چند مرحله كاهش داده شود تا قابل استفاده براي مصرف كنندگان باشد. اين كاهش ولتاژ از طريق پستهاي كاهنده صورت مي گيرد.
• پستهاي كليدي: اين پستها فاقد ترانسفورماتور بوده و هيچگونه تبديل ولتاژي انجام نمي دهند. وظيفه اين پستها ارتباط خطوط شبكه به يكديگر وهمچنين ايجاد انشعاب مي باشد.

 

تقسيم بندي پستها از نظر نحوه نصب

پستها از نظر نحوه نصب به چهار دسته تقسيم مي شوند:

• پست هاي باز
• پست هاي بسته
• پست هاي تركيبي
• پست هاي سيار
• انواع پست هاي باز

۱- پست هاي معمولي: پست هايي هستند كه در آنها، هواي آزاد عايق بين فازها و بين قسمتهاي برقدار و زمين مي باشد و بنابراين لازم است فواصل معيني بين تجهيزات مختلف و همچنين بين قسمت هاي برقدار و زمين وجود داشته باشد و علاوه بر آن فواصل ايمني براي عبور افراد نيز در نظر گرفته شود.

۲- پستهاي هوايي: پست هاي توزيع در ولتاژهاي ۲۰ كيلوولت به پايين هستند كه روي تيرهاي سيماني يا چوبي نصب مي گردند.

• انواع پست هاي بسته

– پست هاي GIS: اين پست ها كه براي اولين بار در سال ۱۹۷۰ بكاربرده شدند امروزه به صورت گسترده اي در ژاپن، آمريكا و اروپا مورد استفاده قرار مي گيرند. در اين پست ها تجهيزات مختلف پست در داخل لوله هايي كه از گاز SF6 پر شده اند قرار دارند. فضاي مورد نياز براي اين پست ها حدود ۱۵% پست هاي باز معمولي است و هزينه هاي تعميرات و نگهداري اين پست ها نيز بسيار كمتر از پست هاي معمولي مي باشد.

– پست هاي معمولي: پستهاي با ولتاژ پايين (تا حدود ۶۳ كيلووات) را براي افزايش ايمني و همچنين جلوگيري از اثرات آلودگي محيط مي توان به صورت بسته احداث نمود. امروزه، اين پستها در ولتاژ ۱۳۲ كيلوولت نيز وجود دارند.

• پست هاي تركيبي:

اين پست ها تركيبي از پست هاي باز معمولي و پست هاي GIS هستند.

• پست هاي سيار:

پستهاي سيار پست هايي هستند كه در سطوح ولتاژ بالا به صورت موقت و به شكل اتصال T به خط فشار قوي وصل مي شوند. معمولا تجهيزات اين نوع پست ها بر روي يك يا چند دستگاه تريلي قرار دارند.

انواع پست ها از نظر آرايش شينه بندي

اتصال الكتريكي فيدرهاي ورودي و خروجي به يكديگر در پست ها توسط شينه ها امكان پذير مي گردد. در پست هاي فشار قوي شينه ها به دو نوع كلي سخت و نرم ساخته و نصب مي گردند. نوع شينه ها در ضريب اطمينان ايستگاه، سطح زيربناي پست، مسايل بهره برداري و در نهايت صرفه اقتصادي موثر مي باشد. بنابراين اولين مرحله در طرح پست هاي فشار قوي انتقال انرژي، بررسي نقش آنان در شبكه و پيش بيني نوع مناسب آرايش شينه بندي و تعداد كليدها در پست و نحوه كنترل آنان در شرايط عادي و شرايط اضطراري مي باشد. براي تعيين ارايش شينه بندي مناسب پارامترهاي مختلفي مورد توجه قرار مي گيرند كه برخي از آنها عبارتند از:

۱- مسايل بهره برداري: مسلما نحوه بهره برداري و مانور روي فيدرهاي هر پست بر حسب نوع شينه بندي متفاوت مي باشد. آرايش شينه بندي انتخاب شده بايد جوابگوي نيازها باشد.

۲- تعميرات و نگهداري: بديهي است سهولت تعميرات عناصر مختلف هر پست يكي از خواسته هاي منطقي هر بهره بردار مي باشد و سادگي يا پيچيدگي طرح شينه ها زمان سرويس و تعميرات را كم يا زياد مي كند.

۳- قابليت اطمينان: اهميت تداوم بار يا زمان خاموشي هاي مجاز هر پست عامل موثر تعيين آرايش شينه بندي مي باشد.

۴- مسايل اقتصادي: از ديدگاه هر سازمان بهره بردار، بهترين طرح شينه بندي نوعي است كه از نظر بهره برداري و سرويس تعميراتي داراي بهترين ضرايب بوده و علاوه بر آن از نظر تداوم بار نيز بالاترين درجه اطمينان را نيز دارا باشد. شكي نيست كه هرچه سيستم كامل تر و بهتر شود نياز به سرمايه گذاري بيشتري خواهد داشت. به همين دليل براي انتخاب هر طرحي، مسايل اقتصادي نيز در اولويت قرار گرفته و انتخاب طرح مناسب بر اين مبنا انجام مي گيرد.

خطوط انتقال برق

خطوط انتقال برق یکی از اجزای جدایی ناپذیر در سیستم برق قدرت هستند که وظیفه منتقل کردن برق از نیروگاه به مناطق مصرف کننده بر عهده دارند. در شبکه های برق رسانی برای منتقل کردن انرژی تولیدی نیروگاه ها ازخطوط انتقال برق استفاده می شود. این خطوط برق تولیدی را مراکز مصرف کننده ارسال میکنند. توجه داشته باشید که خطوط انتقال نیرو نقش بسیار مهمی را در سیستم قدرت ایفا می کنند .این خطوط در واقع به دو دسته زمینی و هوایی تقسیم می شوند. هر یک از این دسته ها دارای کاربردهای خاصی هستند. در خصوص هادی های خطوط هوایی باید متذکر شویم که جنس این هادی ها آلومینیوم و مس است اما در ولتاژهای بسیار بالا به دلیل سبک بودن، ارزان بودن و همچنین میزان تحمل بیشتر در حرارت های بالا، هادی های آلومینیومی استفاده میشوند .در ضمن جهت بالا بردن مقدار مقاومت مکانیکی آن، چندین رشته سیم از جنس فولاد نیز در درون این هادی ها قرار می گیرند. در خطوط  انتقال برق ولتاژ نامی در واقع ولتاژی است که از خاصیت عایقی بخش های برق دار نسبت به یکدیگر و نسبت به زمین در حالت کار مداوم، به بهترین شکل محافظت می کند. در اکثر مواقع ولتاژ نامی تجهیزات، ولتاژ فاز به فاز یا همان ولتاژ خطی است .انواع خط عبارتند از :

۱. خط کوتاه که کمتر از ۸۰ کیلومتر است.

۲. خط متوسط که ۸۰ الی ۲۴۰ کیلومتر می باشد.

۳. خط بلند که بیشتر از ۲۴۰ کیلومتر است.