فصل اول
شاخص های مهم در طراحی یک پست فشار قوی
1 –1 . مسائلی که در طرح یک پست فشار قوی باید مد نظر قرار گیرند
1-1-1 . پست فشار قوی باید طوری طرح و ساخته شود که بتوان عملیات لازم در پست را که عبارتند از مراقبت ، نظارت ، فرمان قطع و وصل کلیدها ، خارج کردن لوازم و اسباب و ادوات الکتریکی ، تمیز کردن شینها و مقره ها به راحتی و بدون هیچ مشکلی انجام داد .
1-1-2 . فواصل قطعات زیر ولتاژ نسبت به هم و نسبت به قطعات زمین شده بدنه از یک حداقل مجازی کمتر شود ، بزرگ انتخاب کردن این فواصل در ضمن اینکه از نظر الکتریکی محاسن چندانی ندارد باعث بزرگ شدن تاسیسات و سطح زیربنا نیز می گردد که مسلما مقرون به صرفه نخواهد بود .
1-1-3 . متصدیان پست دچار برق گرفتگی و برق زدگی در اثر برخورد جرقه و یا در اثر تماس با قطعات زیر ولتاژ نشوند . بیشتر جرقه ها و قوسهای الکتریکی در اثر قطع بی موقع سکسیونرها بوجود می آید که علاوه بر اینکه در طرح غلط مستقیما باعث برق گرفتگی شخص قطع کننده کلید می گردد پیشروی آن در امتداد شین ها نیز خساراتی به ادوات برقی تاسیسات وارد می سازد.
با توجه به شرایط فوق هر کشوری برای تاسیس و ساختمان پست های فشار قوی دارای ضوابط و قوانین جدول و مشخصی است مثلا در آلمان پستهای فشار قوی با توجه به ضوابط و شرایطی که VDE0101 تعیین کرده است ساخته می شوند .
البته در موقع طرح یک پست فشار قوی باید به موارد ذیل نیز توجه داشت .
اولا : سطح زیر بنا به حداقل ممکن برسد البته بدون اینکه در فضای لازم بین دستگاه ها و فواصل آنها صرفه جویی شده باشد بلکه منظور از بکارگیری حداقل فضا برای نصب تاسیسات پست فشار قوی ، جلوگیری از هرگونه فضای خالی و تلف شده و بدون استفاده است . بدون اینکه به راهروها و محوطه لازم برای مونتاژ ، ترانسپورت و سرویس لطمه وارد شود . بدیهی است که سطح زیر بنا بستگی به سطح و قدرت اتصال کوتاه شبکه و حتی انتخاب نوع تجهیزات و شینها دارد .
ثانیا : همیشه امکان توسعه پست در نظر گرفته شود ، منظور از توسعه در نظر گرفتن فضای خالی برای توسعه پست بدون نصب دستگاه ها و ادوات رزرو و ذخیره می باشد زیرا بنظر نمی رسد که بتوان آینده نگری درستی داشت .
ثالثا : روشنایی پست در حدود 200-150 لوکس تامین گردد .
رابعا : در مورد پستهایی که دستگاه ها و وسایل آن شامل شین و سیم و ترانسفورماتور و مقره و کلیدها و قفسه های فرمان و غیره در محوطه باز نصب می شوند و تحت تاثیر تمامی عوامل جوی از قبیل حرارت ، شبنم ، باران ، برف ، باد ، طوفان و حتی گرد و غبار و آلودگی شدید قرار می گیرد باید از کیفیت خاصی برخودار باشند .
کلیدها باید به نحوی انتخاب شوند که بتوان آنها را در بدترین شرایط جوی براحتی بکار انداخت مسلما یک کلید سکسیونر تیغه ای پوشیده از برف و یخ زده را نمیتوان به سرعت و به سادگی باز کرد ولی کلید سکسیونر گردان بار یخ زده را به آسانی از خود دور می کند .
شینها و نقاط اتکای آنها یعنی مقره ها 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 زیر اشعه خورشید در حدود C 80 درجه زیاد شل و آویزان نگردند.
در سیم های 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 ( بستALCU ) استفاده شوند . دکلها و قفسه های فرمان و تمام وسایل فولادی دیگر نیز در مقابل زنگ زدگی و خوردگی و پوسیدگی حفظ شوند . در داخل قفسه های فرمان باید هوا جریان داشته باشد بدون اینکه قطرات آب باران در آن نفوذ کند .
اگر تغیییرات درجه حرارت و رطوبت هوا بحدی باشد که باعث عرق کردن و مرطوب شدن داخل قفسه های فرمان می گردد باید داخل قفسه های فرمان را با سیم های حرارتی 100 تا 250 وات بر متر مکعب گرم نگه داشت این سیم های حرارتی باید به طور دایم و یا حداقل در مواقعی که قفسه زیر بار نیست و خود به خود در اثر عبور جریان گرم نمی شود به برق وصل باشد .
تهیه و نصب وسائل فشار قوی ( طول ایزولاتورها و فاصله شینها و غیره ) باید با توجه به ارتفاع محل نصب از سطح دریا صورت گیرد . زیرا همان طور که می دانیم استقامت الکتریکی عایق بین دو نقطه زیر فشار بستگی به خواص هوای اطراف آن دارد چون تراکم هوا در ارتفاعات کم است . این اثر در ارتفاعات از 1000 متر به بالا کاملا محسوس است از این جهت برای تعیین فاصله عایقی در ارتفاعات از ضریبی به اسم K استفاده می کنند . نمودار (1-1) این ضریب را بر حسب ارتفاع از سطح دریا نشان می دهد .
به طور تقریبی میتوان گفت که استقامت الکتریکی عایق در هر صد متر اضافه ارتفاع در حدود 5/1% کم می شود .
یعنی عایق دستگاه ها در موقع آزمایش تحمل فشار در آزمایشگاه که حتما در ارتفاع کمتری از 1000 متر از سطح دریا قرار گرفته اند باید تحمل و استقامت الکتریکی بیشتری از آنچه استاندارد شده است داشته باشند یا اینکه از دستگاه هایی که برای ولتاژ بیشتری ساخته شده اند استفاده کرد . بدین معنی که پس از بدست آوردن ضریب بلندی K اختلاف سطح نامی را بر این بلندی تقسیم کرده و اختلاف سطح نامی جدید را بدست می آوریم . دستگاه های الکتریکی را با در نظر گرفتن اختلاف سطح جدید انتخاب می کنیم .
برای پست 230 کرج که ارتفاع آن از سطح دریا 1800 متر است ضریب K به صورت زیر می باشد .
800 = 1000 – 1800
8 = 100 / 800
88 = 12 – 100 = K < 12="5/1" *=">
جدول (1) استقامت الکتریکی دستگاه های الکتریکی فشار قوی را در سریهای مختلف نشان می دهد. در این جدول ایزولاتور دسته a مربوط به فاصله باز بین تیغه سکسیونر و سیکونر قابل قطع زیربار و پایه فیوز و فاصله سیمها و شینهای شبکه با یکدیگر می باشد و ایزولاتور دسته d مربوط به ترانسفورماتورها بوده و ایزولاتور دسته f مربوط به ایزولاتورها و پایه های دستگاه های فشارقوی و ترانسفورماتورهای جریان می باشد .
–2 . نکاتی در نصب ادوات فشار قوی در یک پست باید به آن توجه داشت
دستگاه ها و ادوات فشار قوی از قبیل شین ها ، مقره ها ، کلیدها ، ترانسفورماتورهای اندازه گیری و غیره به طریقی در یک پست نصب می شوند که :
1-2-1 . استقامت مکانیکی (تنش ) پایه ها و ایزولاتورها کافی برای تحمل تمامی نیروهایی که ممکن است در اثر جریان اتصال کوتاه ضربه ای بوجود می آید باشد .
1-2-2 . تماس سهوی اشخاص با دستگاه ها و ادوات زیر فشار غیر ممکن باشد.
1-2-3 . در مقابل نیروی دینامیکی و حرارت ناشی از جریانهای نامی و اتصال کوتاه پایدار و ثابت باشد .
1-2-4 . متصدیان پستهای فشار قوی و کارگرانی که بنحوی با پست در تماس هستند از برخورد جرقه قوس الکتریکی در امان باشند .
از ایجاد جرقه اتصال کوتاه در پست فشار قوی شاید هیچگاه نتوان بطور مطابق جلوگیری کرد این جرقه ها در درجه اول توسط قطع و وصل بی موقع کلیدها بوجود می آیند بخصوص سکسیونرهایی که فاقد چفت و بست مکانیکی یا الکتریکی ( اینترلاک ) با دیژنکتور مربوطه می باشند و 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 سیار ) و یا عدم انتخاب صحیح مقره ها بوجود می آید .
موارد دیگر شامل آیتمهای ذیل می باشد .
1-2-5 . نصب دستگاه ها
دستگاه ها باید بر روی ایزولاتورها و پایه هایی نصب شوند که ازجنس چینی ساخته شوند و دارای لعاب شیشه ای قهوه ای رنگ 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 همچنین مناطق با مه غلیظ بهتر است از مقره های با جریان خزنده طولانی ( cm/kv 6/2 و بزرگتر ) استفاده شود . سکسیونرها و دیژنکتورها و ترانسفورماتورهای اندازه گیری در ارتفاعی از سطح زمین نصب می شوند که به نرده و حفاظ احتیاج نداشته باشند به طوریکه فاصله قسمت زمین شده این دستگاه ها از زمین نباید از 2300 میلی متر کمتر باشد . در کنار هر خط خروجی یک قفسه فرمان ( تابلوی فرمان ) قرار می گیرد . این تابلو شامل کلیه وسایل و کلیدهای مربوط به فرمان از محل و ترمینالهای لازم و وسایل خبری و نشان دهنده است .
1-2-6 . نصب ترانسفورماتور
ترانسفورماتورها معمولا در روی فوندانسیونی به ارتفاع 800 میلی متر از سطح زمین نصب می شوند و به خاطر صرفه جویی ممکن است از چاله روغن استفاده نشود ولی اگر لازم باشد که چاله روغن برای ترانسفورماتورها حفر شود ابعاد چاله ها از هر طرف در حدود 500 میلی متر بزرگتر از ابعاد ترانسفورماتور در نظر گرفته می شود در ضمن به خاطر خطر آتش سوزی بهتر است که ترانسفورماتورها دور از یکدیگر نصب شوند و در صورتیکه این امکان وجود نداشته باشند در ترانسفورماتور باید توسط دیوارهای بتونی ضد حریق از یکدیگر جدا شوند .
1-2-7 . شین ها و هادی ها
برای شین ها و ارتباط بین شین ها و کلیدها و دیگر وسایل الکتریکی در پست فشار قوی از سیم و یا لوله استفاده می شوند .
شین های سیمی از مس و آلومینیوم و یا از آلوفولاد است . در جریان زیاد و یا در موقعی که سکسیونر قیچی ای استفاده می شود شین های سیمی به صورت دوبل و یا دو رشته ای کشیده می شوند . نیروهای کششی شینهای سیمی خیلی کم و در حدود یک دوم تا یک سوم نیروی کششی سیم های انتقال انرژی انتخاب می شود تا از نصب دکلهای خیلی بزرگ و سنگین جلوگیری شود نیروی کشش سیمهای مسی در انتقال معمولا kg/mm2 19 و سیم های آلومینیومی در انتقال kg/mm2 8 انتخاب می شوند . در ضمن در انتخاب نیروی کششی تغییرات شکم سیم در درجه حرارتهای مختلف بارهای مختلف موثر است سطح مقطع سیم مسی در پستهای فشار قوی mm 300 مربع و بالاتر در نظر گرفته می شود . شین های لوله ای مسی یا آلومینیومی هستند و از لوله های فولادی بندرت استفاده می شود جنس شینهای لوله ای در پست کرج آلومینیومی می باشد .
در پست فشار قوی تا kv 100 لوله هایی به قطر mm 30 و در kv 220 به جهت کم کردن تلفات کرونا لوله های به قطر 50 میلی متر کافی است . نکته مهم اینکه در موقع شین کشی یا سیم کشی باید مقدار شکم سیم یا لوله محاسبه شود در شین های لوله ای این شکم بستگی به بار یخ و وزن خود لوله دارد بار یخ به طور تقریبی برابر است که در آن d قطر لوله بر حسب میلی متر است . پس بار یخ در پست کرج با توجه به اینکه قطرخارجی لوله با مس برای mm 50 است عبارتست از
1-2-8 . کانال و کانال کشی
در پست فشار قوی کلیه کابلها و لوله های هوای فشرده و کابلهای فرمان و اندازه گیری و حفاظت و غیره در کانال 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 . به همین دلیل عرض کانالها نباید از یک متر تجاوز کند . عمق کانال بستگی به تعداد کابلها و سیم ها و لوله ها دارد . در ضمن