دانلود تحقیق پست های فشار قوی

چکیده:

نیاز روز افزون به برق ومزایای انرژی الکتریکی باعث بوجود آمدن نیروگاه های بزرگ شده است.

معمولأ به دلایل متعدد نیروگاهها درمناطق دور از مرکز مصرف ایجاد می شوند.

درمورد نیروگاه های آبی شرایط خاص جغرافیایی ودرمورد سایر نیروگاهه نیاز به آب زیاد ومنابع سوخت ،ایجاد آلودگی محیط ،محدودیت هایی رادر انتخاب محل نیروگاه بوجود می آورد.

ازطرفی چون نصب نیروگاه های کوچک متفاوت برای جوابگویی مصرف درنقاط مختلف یک کشور مستلزم وجود واحدهای رزرو  وخرج زیادبرای تعمیرات ونگهداری وسوخت رسانی می شود.

لذا ترجیحأ یک یا چند نیروگاه بزرگ درنقاطی که شرایط مساعد دارندایجاد شده و سپس انرژی رابه نقاط مصرف انتقال می دهند.

همچنین برای ارتباط بین نیروگاه ها به منظور افزایش قابلیت اطمینان و نیزبرای بالا بردن پایداری سیستم و وجود اختلاف زمان پیک بار درنقاط مختلف یک کشور و سعی دربدست آوردن انرژی الکتریکی ارزانتر ، سراسری کردن شبکه انتقال نیرو را اجتناب ناپذیر می نماید .

در سیستم برق متناوب  ( A.C )تبدیل ولتاژ توسط ترانسفورماتور انجام میشود.

درنیروگاه ولتاژخروجی ژنراتور توسط ترانسفورماتور افزاینده تا حدمورد نیاز بالا برده می شود و درمراکز مصرف ترانسفورماتورهای کاهنده با نسبت تبدیل مناسب بکار می روند تا ولتاژ را به میزان مورد نیاز کاهش دهند.

ترانسفورماتور و سا یر قطعات لازم  برای اندازه گیری  مقاد یر ولتاژ  و جریان و قدرت (… V.T ,C.T ) و سایر پارامتر ها و سایر تجهیزاتی که برای حفاظت و کنترل  رله ها وبریکر ها و ....

بکار برده می شوند در سطحی به نام پست (SUB STATION )   نصب میشود.

گاهی درشبکه لازم است خطوط درمحلی به یکدیگر ارتباط یابند ویا امکان مانور روی آنها بوجود آید، برای این منظور لازم است که در یک ایستگاه کلیدهایی نصب و باخطوط بنحوی ارتباط یابند که بتوان به این هدف رسید.این نوع پستها را پست سویچینگ مینامند.

در بسیاری از پستها ترکیبی از دو حالت فوق با هم مشاهده می شود.

مقدمه :

پست های فشار قوی بعنوان مراکز کنترل و تغذیه شبکه برق از اهمیت خاصی برخوردار بوده و دارای ویژگی بخصوص می باشد که با بخشهای علم و صنعت ارتباط دارند .

در این مجموعه سعی بر اینستکه مختصری آشنایی با پستهای فشار قوی ارائه شده و تجهیزات مناسب هر بخش از شبکه و پارامترهای مؤثر در آن بیان شود .

با توجه به اینکه این نوشتار خالی از اشکال نبوده از شما سروران گرامی انتظار می رود که نظرات اصلاحی و تکمیلی خودتان را بیان فرمائید.

 

 

 

بحث علمی در زمینه ایجاد پست های فشار قوی :

بدلیل آنکه همه قدرت تولیدی در محل نیروگاه ها مصرف نشده و جهت تأمین مصرف کنندگان اقصی نقاط دیگر نیاز به انتقال قدرت هستیم بنابراین قدرت فوق توسط هادیهای الکتریکی بصورت شبکه انتقال قدرت الکتریکی به نقاط مورد نیاز منتقل می شود .

همچنین بعلت آنکه حداکثر ولتاژ تولیدی نیروگاه ها در حال حاضر  kv20  بوده و برای انتقال قدرت زیاد حدود چند صد مگاوات ، توسط این ولتاژ ، جریان انتقالی بسیار بالا می رود که عملاَباعث تلفات حرارتی زیاد ( با توجه به فرمول   2P=R I   تلفات توان متناسب با مجذور جریان است ) و همچنین استفاده از سطح مقطع بسیار بزرگ جهت عبور این جریان عظیم که عملا غیر معقول و غیر منطقی بوده و امکان برقراری شبکه با آنها میسر نمی باشد ، لذا با استفاده از فرمول توان انتقالی  P=V.I که نشانگر وجود هر دو پارامترجریان و ولتاژ در استفاده از توان می باشد و عملا با کاهش یکی و بالا بردن دیگری در مقدار توان انتقالی تغییری ایجاد نمی شود لذا با توجه به مضرات فوق در انتقال جریان زیاد ، می توانیم ولتاژ را تا حد معقول و قابل اطمینان بالا برده و متناسب با آن جریان را به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش دهیم البته باید در قبال بالا بردن ولتاژ ، متناسب با آن عایقی تجهیزات و فواصل عایقی آنها را رعایت کنیم بطور مثال اگر ولتاژ  را تا 20 برابر افزایش دهیم یعنی ولتاژKV  400  ایجاد کنیم عملا جریان انتقالی را 20 برابر کاهش داده ایم که این امر برای شبکه های انتقال بسیار مفید به نظر میرسد

برای تبدیل ولتاژ از یک سطح به سطح دیگر از ترانسهای قدرت استفاده می کنیم که در نقاط تولید ( نیروگاهها ) این ولتاژ توسط ترانس قدرت افزاینده تا حد مورد نیاز افزایش یافته و در نقاط مصرف توسط ترانس قدرت کاهنده تا حد ولتاژ مورد مصرف کاهش می یابد .

به محلی که  اینگونه ترانسها نصب گردیده پستهای فشار قوی می گویند .

همچنین در شکل زیر منحنی بین مخارج انرژی انتقالی و ولتاژ انتقالی بیانگر واقعیت موجود می باشد و معمولا حدود 10% توان انتقالی در شبکه را افت توان آن تشکیل میدهد.

بطور کلی از نظر مهندسی سطح ولتاژ انتقالی به KV  متناسب با طول خط انتقالی به  Km    بوده و فرمول رابطه قدرت انتقالی به   Mw     با ولتاژ انتقالی  به  Kv   برابر است با :

V(kv)=20(P(Mw))                                                                               

بنابراین در پست اسفراین که در حال حاضر حداکثر قدرت انتقالی به شبکه سراسری حدود400Mw    است طبق فرمول فوق از ولتاز   400Kv   استفاده شده است یعنی :

           

   V(Kv)=20(400Mw)

 

مبانی نظری استانداردهای مرتبط :

استانداردهای مورد استفاده در پستهای فشار قوی متشکل از استانداردهای بین المللی و ملی می باشد .نظر با اینکه IEC   در ایران در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرد اکثر تجهیزات ساخت داخل و یا وارد شده ازکشورهای دیگر با استاندارد   IEC مطابقت دارد ودستورالعمل ها وپارامترها وکمیتهای مورد نظر ازاین استانداردپیروی می نمایند.

بطور مثال چند کد استاندارد از مجموعه استاندارد های  IEC   در زیر بیان می شود .

ولتاژ استانداردهای IEC                                         IEC 38   

جریان های نامی از استانداردهای  IEC                        IEC 59

بوشینگهای ولتاژ متناوب بالاتر از 1 KV                  IEC 137

راهنمای انتخاب کابلهای ولتاژ بالا                           IEC 183

ترانسهای جریان و ولتاز             IEC 185 .

186                 

انواع ولتاژ های استاندارد سیستم قدرت نیز عبارتند از :

1 ولتاژ های بسیار ضعیف جهت مدارات الکترونیک شامل :    

                                                                                      V110 ، 48 ، 24 ، 12 ، 6

2 ولتاژ های فشار ضعیف شامل                                                      V 380 ، 220   

3 ولتاژ های توزیع فشار متوسط شامل                                         KV33 ، 20 ، 11.5

4 ولتاژ های تولیدی خروجی نیروگاهها شامل  KV                    18.5 ، 10.5 ، 6.3، 3.3

5 ولتاز های فوق توزیع شامل                                                      KV 132 ، 63

6 ولتاز های شبکه های انتقال شامل                           KV 1000 ، 750 ، 400 ، 230

همچنین استاندارد    IEEE    برای وسایل حفاظتی رعد و برق و شبکه زمین پستها بکار می رود و استانداردهای  AISC  ، ASTM  ، B.S  ، DIS  ، ISO  برای پایه های فلزی و برجهای  ساخت داخل و استانداردهای  B.S ، ASTM جهت استانداردهای ساختمانی پستهای فشار قوی بکار برده می شود .

در ذیل علامت اختصاری استاندارد های فوق تشریح شده است :

IEC:Internation  electrotechnical  commission

IEEE:Institue of electrical & electronic engineers

AISC:American institute of steel constroction

ASTM : American society for testing & materials

B.S: British standard

DIN :deutche industrie normen

 

 

 

 

انواع پستهای از نظر عایق بندی              

الف: پستهای معمولی

پستهایی هستند که هادیهای فازها در معرض هوا قرار دارند و عایق بین آنها هوا می باشند و تجهیزات برقرار و هادیها بوسیله مقره هایی که بر روی پایه ها و استراکچرهای فولادی قرار دارند نصب می شوند این پستها در فضای آزاد قرار دارند در نتیجه عملکرد آنها تابع شرایط جوی می باشد.

ب: پستهای گازی یا پستهای کپسولی        ) G.I.S)

در این پستها بجای استفاده از عایق های چینی و شیشه ای p.v.c از گاز هگزا فلوئور سولفور به عنوان عایق استفاده می شود این گاز نقاط برقدار را نسبت به یکدیگر و نسبت به زمین ایزوله می کند در این نوع پستها کلیه تجهیزات درون محفظه قرار دارند و طوری طراحی شده اند که گاز به بیرون نشت نکند از محاسن این پستها اشغال فضای کم می باشد و چون در فضای بسته قرار دارند تابع شرایط جوی نمی باشند و از معایب آنها به دلیل تکنولوژی بالای که دارند تعمیر و نگهداری آنها مشکل است.

 اجزاء تشکیل دهنده پستها   

1-

2-

3-

4-

5-

    6- تاسیسات جانبی:

 

 پستهای فشار قوی  :

تعریف : به محل تبدیل سطح ولتاژ و یا اتصال یک یا چند سطح ولتاژ به یکدیگر پست فشار قوی می گویند .

انواع پستهای فشار قوی:

پستها عموماًبه سه دسته تقسیم میشوند

پستهای افزاینده مانند پستهای نیروگاهی

پستهای کاهنده مانند پستهای انتقالی و فوق توزیع و توزیع

پستهای سوئیچینگ یا کلید زنی جهت اتصال چندین شیکه هم ولتاژ به یکدیگر

 

 

 

مراحل طراحی پستهای فشار قوی عبارتند از :

تعیین لزوم نصب پست شامل :

بررسی فنی و اقتصادی با توجه به گسترش بار و برنامه های دولت در آینده

بررسی دقیق توزیع بار و تعیین مرکز با توجه به بردارهای مصرف

بررسی شبکه های توزیع با توجه به نیازهای منطقه

محاسبه دقیق افت ولتاژ و افت توان و بررسی اقتصادی آنها

بررسی شبکه های فشار قوی و فشار متوسط در منطقه مورد نظر

تعیین محل پست شامل :

نصب پست در محل مرکز ثقل بارهای موجود

نصب پست در محلی که امکان تغذیه آن توسط شبکه های انتقال براحتی میسر باشد .

نصب پست در محلی که امکان تغذیه خطوط خروجی از آن  ا مکانپذیر می باشد .

نصب پست در محلی که نزدیک به راههای ارتباطی موجود باشد .

محل پست در مسیر سیلاب قرار نداشته و احداث آن روند عادی زندگی در منطقه را تحت تأثیر قرار ندهد .

حریم های استاندارد رعایت شود مانند حریم فرودگاه : حداقل فاصله Km 6

حریم لوله های گاز و نفت و غیر

حریم لوله های گاز و نفت و غیر تعیین ظرفیت ترانسها شامل : تعیین بار مصرفی در 24 ساعت و بار ماکزیمم ( پیک بار منطقه ) انتخاب ظرفیت ترانس حدود دو برابر پیک بار کل ( جهت انجام مانورهای لازم بدون خاموشی) تهیه نقشه های اولیه پست شامل: تهیه دیاگرام تک خطی پست با توجه به نیازهای ذکر شده تهیه نماهای افقی و قائم تجهیزات فشار قوی و فونداسیونها و استراکچرها تعیین حفاظتها شامل : تعیین حفاظت مناسب جهت ترانسفورماتورهای قدرت تعیین حفاظت مناسب جهت خطوط فشار قوی اولیه تعیین حفاظت مناسب جهت خطوط فشار متوسط ثانویه تعیین محل نصب تابلوهای حفاظتی در اتاق فرمان پست.

محاسبات و تعیین مشخصات فنی تجهیزات شامل : محاسبات اتصال کوتاه محاسبه و طراحی باسبارهای مورد نیاز محاسبات لازم جهت تعیین کلیدهای قدرت طراحی و محاسبات مربوط به شبکه زمین پست.

تهیه مشخصات فنی ترانسفورماتور های قدرت و ترانسهای ولتاژ و جریان و غیره بررسی و محاسبه خازن و راکتورهای مورد نیاز در صورت لزوم .

تشریح انواع پستهای فشار قوی : الف : از نظر وظیفه آنها در شبکه : پستهای افزاینده ولتاژ ( نیروگاهی ) مانند پستهای شریعتی ، طوس ، نیشابور و شیروان پستهای کاهنده ولتاژ ( فوق توزیع و توزیع ) مانند پستهای KV63 و KV 20 و ....

پستهای سوئیچنگ (پستهای انتقال ) مانند پستهای KV 400 شادمهر و KV 63 مشهد البته در اکثر پستهای فعلی تمام یا بعضی وظایف فوق ممکن است که در یک پست متمرکز باشند .

ب : از نظر وضعیت استقرار تجهیزات پستهای باز یا بیرونی OUTDOOR که تجهیزات در محوطه باز قرار دارند .

پستهای بسته یا داخلی INDOOR که تجهیزات در محل بسته مانند سالن سرپوشیده قرار دارند پستهای باز نیز خود شامل : پستهای معمولی ( AIS ) که عایق بین تجهیزات هوای آزاد می باشد .

پستهای گازی (GIS ) که عایق بین تجهیزات گازSF6 می باشد .

پستهای هوایی ( توزیع ) که روی تیرهای بتونی نصب شده و وظیفه آنها تأمین برق مصرف کنندهای کوچک است .پستهای موبیل ( متحرک ) که جهت انتقال به مراکز بار ضروری و فاقد پست در فاصله زمانی کوتاه استفاده می شود .

تاسیسات جانبی: اتاق فرمان.

اتاق رله .

باطریخانه.

دیزل ژنراتور.

تابلو توزیع AC تابلو توزیع DC باطری شارژر.

روشنایی اضطراری.

روشنایی محوطه.

10- تاسیسات زمین کردن و حفاظت در مقابل صاعقه.

بی خط: به موقعیت ست و تعداد ورودیها و خروجیها بستگی دارد و به مجموعه ای از تجهیزات که تشکیل یک خط ورودی یا خروجی را بدهند بی خط گفته می شود که شامل: 1-ترانس جریان 2-لاین تراپ 3-سکسیونر ارت 4-سکسیونر خط 5-ترانس جریان 6-سکسیونر 7-بریکر *تله موج یا تله خط یا موج گیر:Line Trap, vawe Trap از خطوط انتقال نیرو به منظور سیگنالهای مختلف نظر سیگنال اندازه گیری و کنترل ار راه دور,مکالمات تلفنی,تله تایپ,حفاظت جهت ارسال و دریافت فرمان از پست های