ساختار پست هاي فشار قوی مقدمه اي بر ساختار پست هاي فشار قوی
1-1- پيشگفتار
پستهاي انتقال نيرو به همراه خطوط انتقال نيرو سيستم انتقال نيروي برق را تشکيل مي دهند ، وظيفه پستهاي انتقال نيرو انتقال قدرت از مراکز توليد به خطوط انتقال ، اتصال خطوط انتقال به يکديگر و تحويل برق به سيستم فوق توزيع و توزيع مي باشد . از آنجا که مواردي از مشخصه هاي پست با يکديگر مربوط مي باشند ، هميشه نمي توان بهترين مشخصه در موارد مختلف را براي يک پست بهينه در نظر گرفت. اين رابطه در مشخصه هاي فني محيط زيست و پايايي با مشخصه هاي اقتصادي وجود دارد يعني نمي توان بصورت همزمان بالاترين پايايي و کمترين هزينه احداث را در پست بهينه داشت چرا که براي افزايش پايايي پست احتياج به تجهيزات بيشتري مي باشد که باعث افزايش هزينه احداث پست مي گردد. در نتيجه شرط کمترين هزينه احداث و بالاترِين پايايي نمي تواند برقرار باشد. ولي برخي مشخصه هاي ديگر پست مستقل از يکديگر بوده و اثر و يا حداقل ، اثر متضادي در يکديگر ندارند و در هر مورد مي توان بهترين آن را انتخاب کرد.
هدف اصلي از احداث پستهاي فشارقوي امکان انتقال نيروي برق از نيروگاهها به محل هاي مصرف و ايجاد ارتباط مناسب بين نقاط توليد و مصرف و در نتيجه ايجاد امکان مناسب براي بهره برداري از سيستم برق رساني مي باشد. در نتيجه پستهاي انتقال نيرو بايستي در شرايط مختلف بهره برداري سيستم آمادگي انجام وظيفه خود را داشته باشند. و بهره برداري از سيستم را تسهيل نموده و کمترين اختلال را ايجاد نمايند . در حقيقت اولويت اول در بهينگي يک پست تامين نيازهاي بهره برداري سيستم مي باشد.
1-2- دسته بندي پست هاي فشارقوي
براي جلوگيري از تنوع زياد ، پست ها به سه گروه اساسي تقسيم مي شوند:
پستهاي بسيار مهم : پستهايي هستند که در آنها قطع برق حتي به صورت موقت برای شبکه قابل تحمل نباشد و اين عمل ممکن است اثراتي چون از بين بردن پايداري شبکه و درنتيجه ايجاد خاموشي سراسري و يا خاموشي منطقه اي داشته باشد و يا در مورد صنايع باعث خراب شدن اساسي تجهيزات موجود گردد. اين سري پستها شامل موارد زير مي باشد:
· پستهاي نيروگاهي بزرگ با ظرفيت بالا
· پستهايي که در صورت خاموشي آنها پايداري سيستم تحت الشعاع قرار گيرد
· صنايع ذوب يا صنايع مشابه که اهميت استثنايي از لحاظ تداوم تغذيه دارند.
پستهاي مهم : پستهايي که قطع برق به صورت موقت براي آنها قابل تحمل باشد ولي در بلند مدت اثرات سويي بجا مي گذارد . اين پستها شامل موارد زير مي باشد:
· پستهاي صنايع بزرگ که قطع برق در آنها براي مدت طولاني باعث کم شدن توليد و احيانا کمبود در بازار مصرف گردد.
· پستهاي تبديل پربار شهري و يا منطقه اي که قطع آنها باعث ايجاد خاموشي موضعي مي شود ولي پايداري سيستم را مختل نمي سازد.
· پستهاي تغذيه کننده مناطق صنعتي و کشاورزي مهم.
پستهاي معمولي : پستهايي که قطع برق در مواقع اضطراري به مدت زياد (چند ساعت) براي آنها قابل تحمل باشد . معمولا اينگونه پستها داراي مصرف کمي مي باشند، نظير:
· پستهايي که بار آنها عمدتا مصارف خانگي و يا کارگاهي صنعتي کم اهميت مي باشند.
· پستهاي انتقال مربوط به مناطق کم بار و يا با استعداد رشد کردن
· پستهايي که از طريق خطوط تک مداره به صورت شعاعي تغذيه مي شوند.
1-3- اجزاء تشکيل دهنده پستها:
1-3-1- سوئچگير : به مجموعه اي از تجهيزات فشار قوي که عمل ارتباط بين فيدرهاي مختلف را با باس بار (شينه ها) و يا قسمتهاي مختلف شينه ها را در يک سطح ولتاژ معين انجام مي دهد، سوئيچگير گفته مي شود. قسمتهاي سوئيچگير عبرتند از:
کليدهاي قدرت
***يونر
ترانس ولتاژ
ترانس جريان
برقگير
موچگير
مقره ها، هائيها، اسکلتهاي فلزي، شينه ها و ...
1-3-2- ترانسفورماتورهاي قدرت و تغذيه داخلي: ترانسفورماتورهاي قدرت عمل تبديل انرژي از يک سطح ولتاژ به سطح ولتاژ ديگري را انجام مي دهند.ترانس تغذيه داخلي براي مصرف داخلي پست در نظر گرفته مي شود، که از شبکه همجوار پست يا از طرف فشار ضعيف ترانس اصلي پست تغذيه مي گردد.
1-3-3- سيستم تاسيسات الکتريکي جنبي: مانند سيستم يا سيستم حفاظت از صاعقه ارتباط بين پايه هاي فلزي توسط سيمهاي مخصوص که بر فراز مرتفع ترين نقاط آنها انجام مي شود و همچنين شبکه زمين، به منظورزمين کردن نقاط نوترال دستگاهها و بدنه فلزي تجهيزات و ايجاد ايمني پرسنل، از چاه در پستهاي توزيع و شبکه زمين در پستهاي فشار قوي استفاده مي گردد.
1-3-4- تاسيسات جنبي ساختماني: تاسيساتي هستند که بسته به مورد و موقعيت هر پست در نظر گرفته مي شود اتاق نگهباني، پارکينگ، انبار اتاق ديزل ساختمانهاي مسکوني و غيره.
1-3-5- سيستمهاي جبران کننده بار راکتيو: براي اصلاح ضريب قدرت کنترل ولتاژ از سيستمهاي جبران کننده توان راکتيو شامل سلف و خازن استفاده مي شود.
1-3-6- ساختمان کنترل: ساختماني است که مي توان از آنجا پست را کنترل نمود و معمولا از قسمتهاي زير تشکيل شده است.
الف- اتاق فرمان : که کليه تابلوهاي فرمان در آن قرار دارد و محل استقرار اپراتورها نيز مي باشد. دراتاق فرمان بيشتر تابلوها کنار هم قرار دارد و هر تابلو معمولا مربوط به يک مدار مي باشد و دياگرام تک خطي باس بارها روي تابلو پياده شده است و محل هر کليد در روي تابلو نمايانگر وضعيت آن وسيله در خود پست مي باشد.
ب- اتاق رله : در اين اتاق کليه رله ها و وسايل حفاظتي نصب مي شود.
ج- اتاق تغذيه : تابلوهاي مربوط به سيستمهاي تغذيه در آن قرار داده مي شود. ممکن است اتاق رله و اتاق تغذيه در اتاق فرمان باشد.
د- اتاق باطري : کليه باطريهاي موجود در اين اتاق قرار دارد.
ه- اتاق ديزل : جهت توليد برق AC هنگام قطع برق و قطع ترانس داخلي
و- تاسيسات وابسته جنبي : اتاق استراحت انبار آشپزخانه و غيره
فصل دوم بررسي تجهيزات فشارقوي ، حفاظت ، کنترل و ثبات وقايع
2-1- تجهيزات فشارقوي
2-1-1- برقگير
2-1-1-1- تعريف برقگير و کاربرد آن در پست
برقگيرها به منظور حفاظت تجهيزات درمقابل اضافه ولتاژهاي گذرا وتخليه اضافه ولتاژهاي موجي ظاهر شده درهاديهاي خطوط وپست‌هاي فشار قوي بكار ميروند. اضافه ولتاژهاي موجي، استقامت عايقي تأسيسات وتجهيزات فشارقوي را مختل نموده وبروز قوس واتصالي را درشبكه ظاهر مي‌سازند برقگيرها به شكل موازي با وسيله تحت حفاظت خود قرارمي‌گيرند.
نحوه عملكرد يك برقگير جهت حفاظت تجهيزات به اين صورت است كه انرژي موج توسط برق گير به زمين منتقل شده وبلافاصله پس ازبرقراري جريان موجي درفاصله چند ميكروثانيه وكاهش دامنه ولتاژ تايك مقدار مشخص (سطح حفاظتي برق گير)، مسير جريان تخليه دربرق‌گير قطع شده وازادامه برقراري جريان وتبديل آن به جريان اتصالي فركانس قدرت جلوگيري ميشود.
به دليل مزاياي برقگيرهاي ZnO درحال حاضر ومتداول شدن آنها درمقياس وسيع درصنعت برق بحث روي برقگيرها ومشخصه‌هاي آن به اين نوع محدود شده است. دراين نوع برقگيرها، المانهاي مقاومتي ازاكسيد روي با مشخصه شدت غيرخطي كه با اكسيد فلزات ديگرتركيب شده ساخته ميشوند.
2-1-1-2- مزاياي برقگيرهاي ZnO
برخي از مزاياي برقگيرهاي ZnO نسبت به برقگيرهاي معمولي به شرح زير ميباشد:
سادگي طرح ودرنتيجه افزايش قابليت اطمينان
سطوح حفاظتي برقگيرهاي ZnO بطور كامل معين بوده وحدوداً به ميزان 15% حفاظت تجهيزات را نسبت به برقگيرهاي نوع مرسوم بالا مي برد.
رفتار بهتر برقگير درقبال آلودگي محيط
ظرفيت جذب انرژي برقگيرهاي ZnO رامي‌توان با افزايش تعداد ستونهاي موازي آن زياد نمود.
كوچكتر بودن برقگير ازنظر ابعاد فيزيكي
2-1-1-3- معيارهاي انتخاب برقگير
به طور كلي درانتخاب برقگيرهاي ZnO براي يك شبكه بايد دو نكته مهم زير را درنظر داشت:
برق گير بايد بتواند ولتاژ شبكه رابه طور دائم تحمل كند .
برقگير بايد تحمل شوك حرارتي ناشي ازتخليه امواج ضربه‌اي را داشته باشد.
2-1-1-4- برخورد صاعقه به خطوط نزديك پست
چنانچه سيستم حفاظت ازصاعقه خط ضعيف باشد، ممكن است صاعقه بطور مستقيم ويادراثر پديده قوس برگشتي به سيم فازبرخورد نمايد. دامنه وشيب اين امواج درنزديكي محل برخورد بسياربزرگ بوده وخطرات جدي براي تجهيزات پستي كه درمجاورت اين پديده صورت گرفته است بوجود خواهند آورد.دراين حالت براي ايجاد يك حفاظت مطمئن، نصب برقگير درابتداي خطوط ضروري به نظر ميرسد.
درپستهايي كه احتمال برخورد مستقيم صاعقه درنزديكي پست وجود دارد، بايد تا آنجا كه مقدور است برق گير را درنزديكي وسيله مورد حفاظت قرارداد وهاديهاي ارتباط دهنده را تاآنجا كه ممكن است كوتاه ومستقيم انتخاب نمود و نيز زمين برقگير وتجهيزات با كمترين مقاومت امكان پذير، ترجيحاً يك اهم يا كمتر، به يكديگر متصل گردند.
2-1-1-5- محل نصب برقگيرها
درتعيين محل استقرار برقگير اولين عامل مورد نظر نزديكي آنها به تجهيزات مهم وگران قيمت مانند ترانسفورماتورهاي قدرت ميباشد. نصب برقگير روي ورودي فيدر خط نيز براي كاهش اضافه ولتاژها درروي تجهيزات فيدر خط تا برقگير توصيه ميگردد، ضمن آنكه نصب برقگير روي فيدر خط جهت كاهش اضافه ولتاژ تجهيزات سرخط(قبل ازكليد) در زماني كه كليد خط دراثر خطا يا مسائل تعميراتي وبهره‌برداري بازمي‌باشد نيزاستفاده مي گردد.
نصب برقگير درساير نقاط ومشخصاً در روي شينه‌ها درصورت عدم امكان حصول هماهنگي عايقي به شكل كامل، قابل توجيه است.
2-1-1-6- نحوه اتصال برقگير به سيستم زمين
برقگيرها بايد ازكوتاهترين راه ممكن به سيستم زمين پست وصل گردند وسيستم زمين جداگانه‌اي براي آنها نياز نخواهد بود. بسته به جريانهاي اتصال كوتاه ممكن سطح مقطع سيم اتصال انتخاب ميگردد
2-1-2-سيستم تغذيه:
2-1-2-1- منبع تغذيه AC
در سيستم فشار ضعيف LVACعموماً از دو ترانسفورماتور زمين- كمكي استفاده مي شود كه هر كدام مي بايست ظرفيت تأمين 100 درصد نياز پست (شامل بارهاي ضروري و غير ضروري) را داشته باشد و همواره يكي از آنها در مدار بوده وظيفه برق‌رساني را بعهده داشته و ديگري به صورت آماده به كار باشد. شينه‌هاي سيستم فشار ضعيف LVAC شامل دو قسمت جهت تأمين بارهاي ضروري و بارهاي غير ضروري ميباشد و به هنگام قطع برق اصلي (ترانسفوماتورهاي زمين- كمكي)، ديزل ژنراتور يا فيدر مستقل ازخارج پست وظيفه برق‌رساني به مصارف اصلي (بارهاي ضروري) را بعهده دارد و در حقيقت بعنوان برق اضطراري محسوب ميشود.
سيستم فشار ضعيف AC بايد شامل تابلوهاي اصلي و توزيع داخلي، تابلوهاي توزيع محوطه، تابلوهاي روشنايي، تابلوهاي ترانسفورماتورهاي كمكي و تابلوي ديزل ژنراتور باشد. بارهاي ضروري تابلوي اصلي بايد به يك شينه و بارهاي غير ضروري به شينه ديگر متصل گردند. اين دو شينه بايد توسط كليد تقسيم كننده شينه به يكديگر متصل گردند.علاوه بر موارد فوق، به منظور تغذية بارهاي ضروري در صورت قطع كامل منبع تغذيه، بخش ضروري بايد به طور خودكار از طريق يك ديزل ژنراتور رزرو يا منبع تغذية مستقل 400 ولت متصل به خارج از پست، تغذيه گردد. همچنين بخش غير ضروري نيز بايد از طريق ديزل ژنراتور رزرو يا منبع تغذية مستقل 400 ولت متصل به خارج از پست تغذيه گردد. اما اين منابع بايد بارهاي غير ضروري را تنها با نظر اپراتور تغذيه نمايند.
ارتفاع تابلوهاي داخلي بايد 2.2 متر باشد و ورودي كابل از پايين و با صفحه گلندخور باشد.
2-1-2-2- منبع تغذيه DC
اين منبع که در واقع اصلي ترين و حياتي ترين منبع تغذيه براي پست محسوب مي شود از باتريها و باتري شارژرها تامين مي شود. اين منبع جهت تغذيه رله هاي حفاظتي ،لامپهاي سيگنال و اضطراري ، مدارهاي فرمان ، الکتروموتورهاي ***يونرها و سيستمهاي مخابراتي مورد استفاده قرار مي گيرد. مواظبت و طرز نگهداري از باتري هاي پستها بسيار حائز اهميت است. ايجاد هر گونه عيب و ايراد در سيستم تغذيه جريان مستقيم رله ها و مدار کنترل ديژنکتورها بخصوص در زمان بروز حوادث بسيار مهم مي باشد و ممکن است آسيبهاي فراواني ببار آورد. در صورت بروز عيب در سيستم تغذيه جريان مستقيم مدارهاي کنترل وسايل الکتريکي و رله هاي پستها ، بايد فورا مرکز کنترل سيستم را در جريان گذاشت.
2-1-3-سيستم زمين
2-1-3-1-معرفي سيستم زمين در پست هاي فشارقوي
به هنگام اجراي يك پست فشار قوي، شبكه‌اي از هاديهاي موازي در عمق مناسب (در حدود 3/0 تا 5/1 متر) دفن مي گردد تا از نظر الكتريكي پتانسيل زمين را داشته باشد. همچنين ميله‌هايي با طول متناسب با مقاومت خاك به طور عمودي در زمين قرار مي‌گيرند و به شبكه زمين متصل ميشوند تا مقاومت معادل سيستم زمين كاهش يابد. بدنه تجهيزات و سطوح فلزي در دسترس، مانند اسكلتهاي فلزي، توسط هاديهاي مناسب به شبكه زمين متصل مي شوند. سيمهاي محافظ خطوط انتقال انرژي و بدنه كابلهاي زره‌دار، در صورت اتصال به شبكه زمين، مسيرهاي موازي ديگري را براي عبور جريان زمين به وجود مي‌آورند و كاهش مقاومت زمين را سبب مي شوند.
2-1-3-2- وظايف سيستم زمين پست هاي فشارقوي
به طور كلي، سيستم زمين مي بايد احتياجات زير را برآورده نمايد:
الف) ارائه مقاومت كوچك از طرف سيستم زمين باعث ميشود تا امپدانس مؤلفه صفر ديده شده در نقطه اتصالي مقداري كوچك داشته باشد تا هم عملكرد مطمئن و سريع رله‌هاي تشخيص خطاي فاز به زمين تضمين گردد و هم اضافه ولتاژهاي ايجاد شده در فازهاي سالم، كمتر از مقادير پيش‌بيني شده و مجاز باشند. ارائه مقاومت متغير از طرف زمين باعث بروز اختلال در عملكرد رله‌هاي حفاظتي گرديده و مطلوب نمي‌باشد.
ب) در محل اتصال برقگير به زمين، مقاومت موجي كم و در نتيجه سطح محافظت مناسبي را براي برقگير ارائه كند. برقگير به منظور تخليه ولتاژهاي موجي به زمين در نظر گرفته ميشود و بنابراين جريانهاي موجي با دامنه و شيب قابل ملاحظه از طريق آن به زمين وارد ميشوند. چنانچه مقاومت موجي سيستم زمين در محل اتصال برقگير به آن، مقدار زيادي باشد، تخليه كامل و سريع جريانهاي موجي صورت نمي‌پذيرد و ولتاژ موجي قابل ملاحظه‌اي در طرف زمين برقگير ظاهر ميشود و بنابراين سطح محافظت برقگير، افزايش مي‌يابد.
ج) ايمني كاركنان و تجهيزات تأمين شود. سيستم زمين بايد به گونه‌اي طرح شود تا اولاً با ايجاد مسير مناسب براي عبور جريان از زمين، چه در حالت عادي و چه در شرايط خطا، مانع گذشتن از حدود مجاز عملكرد تجهيزات شود و ثانياً تضمين كند كه اشخاص در محوطه و مجاورت پست، حتي اگر با تجهيزات زمين شده اتصال داشته باشند در معرض شوك الكتريكي خطرناك واقع نمي شوند.
براي تأمين شرايط ايمني، سيستم زمين بايد به گونه‌اي طراحي گردد كه در اثر عبور جريان زمين از آن گراديان سطحي پتانسيل در محوطه، بيش از حدود مجاز نباشد و همچنين مقاومت كل سيستم زمين مقدار كوچكي باشد تا افزايش ولتاژ زمين در اثر عبور جريان از آن قابل قبول باشد.
2-1-4- ترانسفورماتور جريان
2-1-4-1- تعريف ترانسفورماتور جريان
ترانسفورماتورهاي جريان جهت تبديل جريانهاي با دامنه زياد به جريانهايي كه به راحتي وبا مصرف انرژي ناچيز (تلفات اندك) که با دستگاههاي اندازه‌گيري فشارضعيف قابل اندازه‌گيري است بكارمي روند. ترانسفورماتورهاي جريان دركليه شرايط عادي وغيرعادي به شبكه متصل هستند. بنابراين اثرات تمامي موارد مربوط به شرايط فوق نبايد سبب خرابي يا عدم دقت آنها شود.ترانسفورماتورهاي جريان بايد قابليت تحمل جريان اتصالي ودقت مناسب را درحالت گذرا(به استثناء ترانسفورماتورهاي جريان اندازه‌گيري كه دقت آن را درشرايط خطا تضمين نمي‌گردد) داشته باشند.
ازاوليه ترانسفورماتور جريان درشرايط عادي شبكه جريان كاري شبكه عبور ميكند وجريان ثانويه ازنظر اندازه دامنه ، درصدي ازجريان اوليه وهم فاز با اوليه ميباشد كه البته درحالت غيرايده‌آل، خطاي ترانسفورماتور سبب مي گردد كه چنين نباشد.
2-1-4-2- وظايف ترانسفورماتور جريان
ترانسفورماتور جريان درشبكه قدرت به دو منظور عمده بكارميرود:
اندازه‌گيري جريان به منظور اندازه‌گيري توان عبوري ازيك نقطه واطلاع ازوضعيت شبكه ازلحاظ عبورجريان درآن نقطه. دراين حالت به ترانسفورماتور جريان، ترانسفورماتور اندازه‌گيري گفته شده كه به دستگاههاي اندازه‌گيري وصل ميشود وآنچه كه دراين حالت بيشترمورد نظر است، شرايط عادي شبكه است ونيازي به دقت درشرايط غيرعادي ازقبيل اتصال كوتاه وغيره نمي‌باشد.
استفاده ازترانسفورماتور جريان براي تبديل جريان درشرايط غيرعادي شبكه براي حفاظت شبكه كه به آن ترانسفورماتورجريان حفاظتي گفته شده وبه رله‌هاي حفاظتي وصل مي گردد، لذا دقت تبعيت جريان ثانويه ازاوليه اين ترانسفورماتورها درجريانهاي زياد(هنگام بروزعيب) داراي اهميت بسيارمي‌باشد.
ضمناً يكي ازوظايف اساسي و مهم ترانسفورماتورهاي جريان، ايزوله و جدا نمودن ولتاژ فشارقوي اوليه ازدستگاههاي قابل دسترسي طرف ثانويه(دستگاههاي اندازه‌گيري ورله‌هاي حفاظتي و…)است.
2-1-5- مشخصات فني شينه‌ها درپستهاي فشارقوي
اتصال الكتريكي فيدرهاي ورودي وخروجي به يكديگر درپستها توسط شينه‌هاي فشارقوي امكان پذير ميگردد وجريان حاصل ازفيدرهاي ورودي دردو شينه سراسري با يكديگر جمع شده ودرفيدرهاي خروجي توزيع ميگردند. به همين علت لازم است شينه‌ها ازظرفيت كافي جهت دريافت تمامي انرژي وتوزيع آن برخوردار باشند. با بروز عيب درهريك ازفيدرها وتجهيزات آنها جرياني اتصالي ازطريق بقية فيدرها به سمت نقطة عيب برقرارگشته، جريان اتصالي حاصل ازفيدرها درشينه با يكديگر جمع شده جريان عيب اصلي را تشكيل مي دهند. بدين ترتيب ضروري است شينه‌ها ازمقاومت مكانيكي والكتريكي كافي درقبال برقراري جريان عيب برخوردار باشند. درپستهاي فشارقوي انتقال انرژي شينه‌ها به دو نوع كلي زيرساخته نصب مي گردند:
1- شينه‌هاي سخت
2-شينه‌هاي نرم
كه هريك نسبت به ديگري داراي مزايا ومعايبي بوده وبسته به طرح استقرار فيزيكي تجهيزات بايد ازهادي‌هاي رشته‌اي يا لوله‌اي استفاده نمود. نوع شينه‌ها درضريب اطمينان وسطح زيربناي پست مؤثر است. درسيستم هاديهاي رشته‌اي عبور شينه‌ها ازروي يكديگر بخصوص درولتاژهاي بالا ساده‌تراست وتعداد مقره‌هاي كمتري نسبت به شينه‌ها با هادي صلب مورد نياز است. ولي تعميرات اضطراري هاديها مشكلتر خواهد بود درسيستم شينه‌هاي سخت، دسترسي به مقره‌ها جهت تميزكردن با سهولت بيشتري صورت ميگيرد ارتفاع شينه‌ها كم بوده وتعميرونگهداري آن براحتي انجام ميگيرد. درسطح ولتاژ مساوي فواصل مجازشينة نرم بيشتر ازشينه سخت است درانتخاب نوع شينه جريان نامي شينه نيزبايد مورد توجه قرارگيرد. معمولاً براي جريانهاي نامي بالا ازهاديها صلب كه ازنظر اقتصادي توجيه پذير ميباشد استفاده مي گردد وبراي جريانهاي پايين طرح شينه‌هاي نرم كه اقتصاديترهستند مورد نظر ميباشد. درهرصورت طرح استقرار فيزيكي تجهيزات نيزنقش اساسي درانتخاب مناسب نوع شينه‌ها ايفا مي كند.
نوع شينه‌ها درضريب اطمينان ايستگاه ، سطح زيربناي پست، مسائل بهره‌برداري ودرنهايت ازنظر اقتصادي مؤثراست. شرايط ناپايداري درشبكه به دنبال بروزعيب وقطع فيدرها ظاهر ميگردد. تبديل ناپايداري به خاموشي كامل به مدت برقراري جريان عيب وامكان جدا نمودن قسمت اتصالي بستگي خواهد داشت. با افزايش مدت ونبودن امكان جداسازي حداقل قسمتهاي شبكه،فيدرهاي بيشتري ازشبكه قطع گرديده وشرايط ناپايداري آن بيش ازپيش فراهم ميگردد. به همين علت، در طرح پستهاي فشارقوي،نوع شينه‌بندي وتعداد كليد درفيدرها براساس وبه منظور قطع حداقل تعداد فيدردرصورت بروزنقص واشكال درهريك ازفيدرها وتجهيزات پايه‌گذاري ميگردد. بنابراين اولين مرحله درطرح پستهاي فشارقوي انتقال انرژي پيش‌بيني نوع مناسب آرايش شينه‌بندي وتعداد كليدها درپست ونحوة كنترل آنان درشرايط عادي وشرايط اضطراري ميباشد. درتعيين طرح مناسب جهت شينه بندي هرپست پارامترهاي مختلفي چون مسائل بهره‌برداري، تعميراتي قابليت اطمينان ومسائل اقتصادي مورد توجه قرارميگيرد. بهترين طرح شينه‌بندي نوعي است كه ازنظر بهره‌برداري وسرويس تعميراتي داراي بهترين ضرائب بوده وعلاوه برآن ازنظر تداوم بارنيز بالاترين درجه اطمينان را دارا باشد. بنابراين هرچه سيستم كاملتر وبهترشود نيازبه سرمايه‌گذاري بيشتري خواهد داشت.
2-1-6- موج گير و تجهيزات كوپلينگ
2-1-6-1- تعريف موج گير و تجهيزات کوپلينگ
با توسعه شبكه هاي انتقال انرژي الكتريكي مخصوصاً شبكه‌هاي بهم پيوسته نياز به ايجاد وارسال و دريافت اطلاعات بين مراكز توليد، پستهاي انتقال و مراكز مصرف و مراكز كنترل غير قابل اجتناب مي گردد. تبادل اطلاعات و علائم بين پستها ومراكز كتنرل از چند طريق زير انجام ميگيرد:
شبكه مخابرات عمومي شهري
سيم جداگانه در كنار خطوط انتقال
ارتباطات رادئويي فركانس بالا
سيم فشار قوي خطوط انتقال بعنوان كانال ارتباطي
شبكه فيبر نوري
با توجه به محدوديت‌ها و وابستگي‌هاي وسايل فوق ، روش ارتباطي PLC بعنوان يك محيط انتقال جهت ارسال و دريافت سيگنالهاي مختلفي نظير تلفني، كنترل، اندازه‌گيري و حفاظت از راه دور و پيامهاي تلكس در شبكه‌هاي انرژي مورد استفاده قرار گرفته است.
2-1-6-2- اجزاء اصلي يک سيستم PLC
اجراء اصلي يك سيستم PLC بطور ساده عبارتند از:
موج گير
خازن كوپلاژ كه ميتواند خازن يك ترانسفورماتور ولتاژ خازني باشد.
وسيله كوپلاژ يا واحد تطبيق امپدانس
كابل ارتباطي
فرستنده/گيرنده PLC
همانطوريكه ديده مي شود سيستم درانتهاي خطوط انتقال انرژي و نقطه ورود فيدرها به پست قرار ميگيرد. تجهيزات 5 گانه بالا ، تجهيزات سيستم مخابراتي ناميده مي شوند.
2-1-6-3- نکات مهم در بکارگيري موج گير و تجهيزات کوپلينگ
موج گير به سيم پيچي با هستة هوايي،اطلاق ميشود كه داراي وسيلة حفاظتي (برقگير) و وسيلة تنظيم به صورت موازي با سيم پيچي اصلي ميباشد.
موج‌گير به صورت سري در مدار خط انتقال قرار ميگيرد.
موج گير نبايد بيش از مقدار مشخص شده، پارازيت موج راديويي ايجاد نمايد.
موج گير بايد مقاوم در مقابل نيروي زلزلة ناشي از شتاب زلزله مشخص شده باشد.
جريان تخلية نامي برقگير و مقادير نامي سيم پيچ اصلي بايد مطابق با مقدار مشخص شده باشد.
2-1-7- راكتورهاي موازي
2-1-7-1- تعريف راكتورهاي موازي
راكتورهاي موازي درسيستمهاي ولتاژ بالا به منظور كاهش خاصيت خازني بوجود آمده توسط خطوط ويا كابلها بكار ميروند. بنابراين بهره‌برداري وكاربرد راكتورهاي موازي به دو دليل زيرصورت ميگيرد:
پايداري سيستم ازنظر خاصيت خازني خط
كنترل ولتاژ ونهايتاً مصرف توان راكتيو شبكه درشرايط باركم.
2-1-7-2- نکات طراحي و بهره برداري از راکتورها
راكتورها بايستي آنچنان باشند كه شارپراكندگي ايجاد حرارت زيادي درقسمتهاي مختلف راكتور ايجاد ننمايد.
تمام اجزاء حامل جريان درراكتورها بايستي قادر به تحمل بار پيوسته‌اي معادل 120 درصد جريان نامي سيم پيچها باشند.
اجزاء راكتورها بايستي آنچنان باشند كه خطر مربوط به حوادث اتصال كوتاه ناشي ازحيوانات، پرنده‌ها وغيره درآن حداقل باشد.
2-1-8-ترانسفورماتورهاي ولتاژ خازني
2-1-8-1- تعريف ترانسفورماتور ولتاژ خازني
ترانسفورماتورهاي ولتاژ براي تبديل ولتاژ فشارقوي به ولتاژ با دامنه پايين(با توان مصرفي كم)جهت سه هدف مهم اندازه‌گيري، حفاظت وكنترل بكارميرود. يكي ازوظايف مهم واساسي اين نوع ترانسفورماتورها، ايزوله وجدا كردن ولتاژ فشارقوي اوليه ازدستگاههاي قابل دسترسي طرف ثانويه بوده كه اينكاربه لحاظ جلوگيري ازخطرات ناشي ازمواجه بودن با ولتاژ فشارقوي وهمچنين دلايل اقتصادي انجام ميگيرد.
با توجه به اين موضوع دستگاههاي اندازه‌گيري، نشان دهنده ثبات،رله‌ها، كنتورها،تجهيزات اسكادا وغيره براي كار با ولتاژ ثانويه ترانسفورماتورهاي ولتاژ ساخته ميشوند. البته تنظيم وكاليبراسيون دستگاههاي مزبور براساس ولتاژ اوليه ترانسفورماتورولتاژ انجام ميگيرد. ترانسفورماتورهاي ولتاژ به دو صورت ترانس اندازه‌گيري وحفاظتي ساخته ميشوند كه هركدام مشخصه ويژه خود را دارا است.
وجود ترانسفورماتورولتاژ درشبكه اجتناب ناپذيراست زيرا براي هرگونه تصميم‌گيري درمورد وضعيت حال وآينده شبكه به لحاظ كنترل توان اكتيو ومحاسبات پخش بار و برقداربودن يا نبودن منطقه‌اي نيازبه اطلاعاتي است كه توسط دستگاههاي اندازه‌گيري وكنتورها ونشان دهنده‌ها به مركز كنترل ميرسند ويا درمواقع اضطراري كه به دليل خارج ازحد مجازبودن ولتاژ نقطه‌اي ازشبكه، رله يا رله‌هايي بايستي عمل نمايند اين اطلاعات مورد نيازاست. لذا وجود ترانسفورماتورهاي ولتاژ درسيستم قدرت ضروري بوده ويكي ازاجزاء مهم آن ميباشند.
ترانسفورماتورهاي ولتاژ ممكن است تكفاز يا سه فاز ساخته شوند كه البته درسيستمهاي فشارقوي معمولاً تكفازهستند ودراين صورت اوليه آنها مستقيماً بين فاز و زمين متصل ميشود.
ترانسفورماتورهاي ولتاژ ازنظرساختاري به دونوع تقسيم‌بندي ميشوند.
ترانسفورماتورهاي ولتاژمغناطيسي يا اندوكتيو(MVT)
ترانسفورماتورهاي ولتاژ خازني(CVT)
ترانسفورماتورهاي ولتاژ مغناطيسي تقليل ولتاژ را به كمك نسبت تبديل سيم پيچهاي اوليه وثانويه و يك واحد مغناطيسي انجام مي‌دهند. اين ترانسفورماتورها غالباً درسطوح ولتاژي پايين اقتصادي‌تر بوده وتا ولتاژهاي 5/72 كيلوولت مستقيماً به خط فشارقوي متصل ميشوند. درپستهاي فشارقوي كه ازMVT ها براي حفاظت، اندازه‌گيري وسنكرون نمودن استفاده مي‌نمايند، فرستنده-گيرنده‌هاي PLC ،درصورت وجود اجباراً بايستي ازطريق خازنهاي كوپلاژ مجزا به شبكه فشارقوي متصل گردند. با افزايش ولتاژ نامي شبكه، ترانسفورماتورهاي ولتاژ خازني كه ازيك مقسم خازني نيزبراي كاهش ولتاژ استفاده مي كند اقتصادي‌تر ميگردند.
2-1-9- سيستم حفاظت ازصاعقه
با برقدار شدن ابر وبا توجه به بار ابر وظرفيت بين ابر و زمين، يك ولتاژ فشارقوي بين ابروزمين بوجود مي‌آيد كه ممكن است به چندين ميليون ولت برسد. ظرفيت خازني بين ابروزمين درحد ميكروفاراد وشدت ميدان الكتريكي بين ابروباردار وزمين به چندين هزارولت برمتر ميرسد.چنانچه شدت ميدان الكتريكي بين زمين وابربه قدركافي بزرگ باشد آنگاه هوا دريك نقطه ازسطح ابرشروع به يونيزه شدن ميكند. دراثريونيزاسيون، هوا بصورت يك گازهادي درمي‌آيد ويك الكترود بصرت ميله تشكيل ميدهد. مسيريونيزه شده هوا را كانال هادي مي‌گويند. نزديكترين شاخه به الكترودهاي تيز وبلند، مانند درختان وساختمانها وخطوط انتقال برق موجب ميشود شدت ميدان بزرگ درحد يونيزه شدن هوا درنوك آنها ايجاد شود درنتيجه يك كانال هادي نيزازاين نقاط به طرف كانال هادي پائين آينده صعود مي كند. درلحظه‌اي كه اين دو كانال به يكديگر مي رسند، يك مسير هادي بين ابرباردار وزمين بوجود مي‌آيد كه ازاين مسيرجريان الكتريكي شديد درحد 2 تا300 كيلوآمپر عبورمي‌نمايد. زمان مربوط به پيشاني موج جريان ناشي ازصاعقه درمقايسه باكل زمان برقراري آن خيلي كوچك ميباشد. اين زمان دربسياري موارد كمتر از10ميكروثانيه ميباشد.
صاعقه درصورت برخورد مستقيم به ساختمانها وتجهيزات اثرمخربي ازخود به جا مي‌گذارد. لذا پستهاي فضاي باز انتقال نيرو به سبب حساسيت واهميت آنها درسيستم ازيك طرف وقيمت گران آنها ازسوي ديگر بايستي ازاصابت مستقيم صاعقه محفوظ بمانند.
درمحل برخورد صاعقه به دليل بالا بودن جريان صاعقه ولتاژ بسيار بالائي ميتواند ايجاد گردد وبصورت موج درطول خطوط حركت نمايد وچنانچه اين ولتاژ ازسطح عايقي تجهيزات بزرگتر باشد ايجاد قوس خواهد نمود. همين جريان علاوه براثر مستقيم، دراثرهدايت بوسيله هاديها، اثرالقائي نيزبرروي تجهيزات دورتر ازمحل برخورد خواهد داشت.
2-1-10- سكسيونر و تيغه‌هاي زمين
سكسيونر وسيله قطع سيستمهايي است كه تقريباً بدون جريان هستند. به عبارت ديگر سكسيونر قطعات و وسائلي را كه فقط زيرولتاژ هستند ازشبكه جدا مي‌سازد. تقريباً بدون بار بدان معني است كه ميتوان به كمك سكسيونر جريانهاي كاپاسيتيو مقره‌ها، شينه‌ها وتأسيسات برقي وكابلهاي كوتاه وخطوط وهمينطور جريان ترانسفورماتور ولتاژ را نيزقطع نمود و يا حتي ترانسفورماتورهاي كم قدرت را با سكسيونر قطع كرد. علت بدون جريان بودن سكسيونردرموقع قطع يا وصل، مجهز نبودن به وسيله جرقه خاموش کن است. لذا بطور کلي مي توان نتيجه گرفت که عمل قطع و وصل سكسيونر بايد بدون جرقه يا با جرقه ناچيزي صورت گيرد. برحسب اين تعريف درصورتيكه ازسكسيونر جريان عبور كند ولي درموقع قطع اختلاف پتانسيلي بين دو كنتاكت آن ظاهر نشود قطع سكسيونر بلا مانع است همينطور وصل سكسيونري كه بين دو كنتاكت آن تفاوت پتانسيلي موجود نباشد گرچه به محض وصل باعث وصل جريان گردد نيز مجاز خواهد بود. ازآنچه كه گفته شده چنين نتيجه ميشود كه سكسيونر يك كليد نيست بلكه يك ارتباط دهنده يا قطع كننده مكانيكي بين سيستمها است. سكسيونر بايد درحالت بسته يك ارتباط گالوانيكي محكم ومطمئن براي هدايت بهترجريان دركنتاكت هرقطب برقرارسازد ومانع افت ولتاژ گردد. لذا بايد مقاومت عبور جريان درمحدوده سكسيونر كوچك باشد، تا حرارتي كه دراثر كارمدام دركنتاكتها ايجاد ميشود ازحد مجاز تجاوز نكند. درضمن بايد سكسيونر طوري ساخته شود كه دراثرجرم و وزن تيغه‌هاي با فشارباد وبرف وغيره خودبخود بسته نشود يا درموقع بسته بودن نيروي ديناميكي شديدي كه دراثر عبور جريان اتصال كوتاه بوجود مي‌آيد باعث لرزش تيغه‌هاي يا احتمالاً بازشدن آن نگردد. سكسيونرمي‌تواند به تيغه‌هاي زمين مجهز باشد كه تيغه‌هاي زمين براي تأمين ايمني كارروي قسمتهاي بي برق شده بكارميرود. درحاليكه سكسيونر به تيغه‌هاي زمين مجهزباشد، تيغه‌هاي زمين معمولاً بازاست مگردر زماني كه سكسيونر بازشود كه دراين حالت جهت تخليه شارژهاي خازني (ولتاژ باقيمانده) روي خط يا قسمتهايي كه قبلاً برقدار بوده تيغه‌هاي زمين بسته ميشود.
همانطور كه گفته شد اصولاً سكسيونر وسيله ارتباط دهنده مكانيكي وگالوانيكي براي هدايت بهترجريان قطعات وسيستمهاي مختلف ميباشند و در درجه اول به منظور حفاظت اشخاص ومتصديان مربوطه درمقابل برق گرفتگي به كاربرده ميشوند. بدين جهت طوري ساخته ميشوند كه درحالت قطع يا وصل، محل قطع شدگي يا اتصال بطور واضح وآشكار قابل رؤيت باشد. يعني درهواي آزاد انجام گيرد. ازآنجا كه سكسيونر باعث بستن يا بازكردن مدارالكتريكي نمي‌شود، براي بازكردن وبستن هرمدار الكتريكي فشارقوي احتياج به كليد قدرت ميباشد كه قادراست مدار را تحت هرشرايطي بسته يا بازكند وسكسيونر وسيله‌اي است براي ارتباط كليد قدرت به شينه و يا هرقسمت ديگري ازشبكه كه داراي پتانسيل است. لذا طبق قوانين متداول الكتريكي وبه منظور ايمني لازم درهنگام تعميرات لازم است تا جلوي هركليد قدرتي از1كيلوولت به بالا ويا درهرطرف درصورتي كه ازدوطرف تغذيه گردد سكسيونر وسسپس كليد بسته ميشود ودرصورتيكه سكسيونر به تيغه‌هاي زمين مجهز باشد، اين تيغه‌ها بعد ازبازشدن سكسيونر بسته شده تا شارژهاي خازني ذخيره شده را به زمين منتقل نمايد. سكسيونرهاي بكاررفته درسيستم قدرت سه فازبوده وداراي سه پل مشابه ميباشد. عملكرد همزمان سه فاز بوسيله اينترلاك مكانيكي بين سه پل امكان‌پذير ميباشد. ازآنجا كه مقدار شارژ خازني باقيمانده (ولتاژ) درروي قسمتهاي جدا شده ازشبكه در رده ولتاژهاي فشارقوي قابل توجه است، لازم است قبل ازعمل تعميرات بوسيله بستن تيغه‌هاي زمين سكسيونر، اين شارژ(ولتاژ) تخليه شود. براي جلوگيري ازقطع ويا وصل بي‌موقع ودرزير بارسكسيونر معمولاً بين سكسيونر وكليد قدرت اينترلاك (مكانيكي يا الكتريكي) به نحوي برقرارمي‌شود كه با وصل بودن كليد نتوان سكسيونر را قطع ويا وصل نمود. براي اين منظور ازيك بوبين كه ازولتاژ خط تغذيه ميشود براي ايجاد اينترلاك الكتريكي جهت عملكرد تيغه‌هاي زمين استفاده مي‌نمايند.
همچنين ازاينترلاك مكانيكي ويا الكتريكي جهت حصول اطمينان ازبازبودن سكسيونر درزمان عملكرد تيغه‌هاي زمين وبالعكس استفاده ميشود.
2-1-11-ترانسفورماتور زمين-كمكي
2-1-11-1- وظيفه ترانسفورماتور زمين کمکي
در پستهاي فشار قوي براي محدود نمودن جريان اتصال كوتاه يكفاز، ثابت نگهداشتن ولتاژ نقطه صفر و ازهمه مهمتر ايجاد نقطه صفر مصنوعي براي اتصال مثلث طرف ثانويه يا ثالثيه ترانسفورماتورهاي قدرت از وسيله‌اي بنام ترانسفور ماتور زمين بايد استفاده شود.
ضمناً مصرف كننده‌هائي بشرح زير وجود دارند كه بايستي با ولتاژ 400 ولت سه فاز يا 230 ولت يك فاز تغذيه شوند:
موتورهاي الكتريكي پمپ‌ها و فن‌هاي ترانسفورماتورها و راكتورها، موتورهاي الكتريكي سكسيونرها و كليدهاي فشار قوي، موتورهاي الكتريكي سيستم تهويه
سيستم روشنايي ساختمانها و محوطه تجهيزات بيروني پست وحصاركشي دور پست
سرويس ساختمانهاي اداري و تغذيه موردي تجهيزات حفاظتي و باطري شارژ پست
سيستمهاي روشنايي، هيتر و تغذيه پانلها و تابلوهاي محوطه و داخلي
جهت تأمين مصرف فوق لازم است كه ترانسفوماتوري در داخل پست نصب گردد تا پائين‌ترين ولتاژ فشار قوي ترانسفورماتورهاي شبكه را به ولتاژ قابل مصرف تبديل نمايد.
2-1-11-2- انواع ترانسفورماتورهاي زمين -کمکي از نظر ساختمان
ترانسفورماتورها زمين به دو صورت زير ساخته ميشود:
ترانسفورماتور زمين با يك سيم پيچ زيگزاگ كه نقطه نوترال آن بطور مستقيم و يا توسط يك امپدانس به زمين متصل ميشود.
ترانسفورماتور زمين با دو سيم پيچ اوليه و ثانويه كه سيم پيچ اوليه آن با اتصال زيگزاگ بوده و نقطه نوترال آن ميتواند آن ميتواند بطور مستقيم يا توسط يك امپدانس بزمين متصل شود و سيم پيچ ثانويه آن با اتصال نوع ستاره و با توان پيوسته مشخص جهت تغذيه كمكي در پست بكارميرود.
اگر سيم پيچ ديگري با اتصال ستاره با نقطة صفر جهت تأمين مصارف داخلي به ترانسفورماتور زمين افزوده شود چنين ترانسفورماتوري را ترانسفورماتور زمين –كمكي مي‌نامند.
ترانسفورماتور زمين –كمكي معمولاً در طرف ثانويه يا ثالثيه ترانسفورماتورهاي قدرت نصب مي گردد و ولتاژ اوليه آن 63، 33،20 يا 11 كيلو ولت بوده و طرف ثانويه آن 400/230 ولت ميباشد.
ترانسفوماتور زمين-كمكي بايداز نوع هسته‌اي، سه فاز روغني و خنك شونده طبيعي بوده وداراي دو سيم پيچ اوليه و ثانويه جداگانه باشد. سيم پيچ اوليه(فشار قوي) آن بايد داراي اتصال زيگزاگ باشد و نقطه نوترال آن ميتواند بطور مستقيم يا با مقامت به زمين متصل شود. سيم پيچ ثانويه ( فشار ضعيف) بايد داراي اتصال ستاره با نوترال باشد. طرف فشار قوي بطور مستقيم به ترانسفورماتور قدرت متصل ميگردد.
ترانسفوماتور و تجهيزات وابسته به آن بايد چنان باشند كه به راحتي نيروهاي وارده ناشي از عمليات حمل و نقل، نصب و بهره برداري را تحمل نمايد.
2-1-12-كليد قدرت
2-1-12-1- تعريف کليد قدرت
كليدهاي قدرت به منظور قطع و وصل خطوط انتقال انرژي، و ساير تجهيزات فشار قوي بكار ميروند. تجهيزات فشار قوي توسط كليد قدرت به شبكه متصل و يا از شبكه جدا ميگردند. هنگاميكه لازم است تا دو قسمت شبكه از يكديگر جدا شده و يا ارتباط دو قسمت برقرار گردد از كليد فشار قوي استفاده ميشود. همچنين زماني كه عيبي در تجهيزات و خطوط انتقال انرژي روي دهد ولازم است تا قسمت معيوب فوراً از شبكه جدا گردد، كليدهاي قدرت بطور اتوماتيك قطع شده و از ادامه برقراري عيب در شبكه جلوگيري مي‌نمايد.
2-1-12-2- انواع قطع و وصل کليدهاي قدرت
قطع و و صل كليدهاي قدرت در شبكه به دو صورت مختلف زير انجام ميگيرد.
قطع كليد با برنامه قبلي و با اطلاع مسئولان شبكه به منظور انجام تعميرات، سرويس، بازرسي تجهيزات غيره در اين حالت كليد بطور دستي توسط اپراتور قطع و وصل ميشود.
قطع كليد بدون برنامه قبلي كه در نتيجه بروز عيب در شبكه روي ميدهد. در اين حالت كليد بطور اتوماتيك توسط رله‌هاي حفاظتي و ساير سيستمهاي كنترل اتوماتيكه قطع ميگردد. در پاره‌اي از تجهيزات نظير خطوط فشار قوي ممكن است كليد بطور اتوماتيك مجدداً وصل گردد.
بنابراين كليدهاي قدرت يكي از تجهيزات اصلي و پراهميت شبكه بوده كه در هنگام بروز عيب و يا ضرورت برقدار يا بي‌برق نمودن شبكه قطع و وصل ميگردند.
2-1-12-3- نقش کليدهاي قدرت در سيستم قدرت
نقش اصلي كليدها درپي بروز عيب درشبكه ظاهر مي گردد. چنانچه با بروز عيب وضرورت قطع اتوماتيك خط، كليد خط بعللي عمل نكرده ويا موفق به قطع جريان عيب نگردد، شبكه با خاموشي موضعي مواجه ميگردد. ولي درصورتي كه بعللي خاموشي كامل باشد اين خاموشي توأم با صدمات وخسارات جبران ناپذير خواهد بود. كليدها درشرايط كارعادي شبكه ودرهنگام وصل بودن، نقش مهمي درتأمين انرژي مصرف كننده‌ها به عهده ندارند نقش اصلي آنها تنها درهنگام بروز عيب ظاهر ميگردد. درهنگام بروزعيب كه قطع ويا وصل فوري آنها ضروري است،بايد با صدور فرمان بطور اتوماتيك وبا اطمينان كافي عمل نمايند. اختلاف عمده كليدها با ساير تجهيزات شبكه ازهمين جا ناشي ميگردد، درحاليكه كليد درشرايط عادي ممكن است براي مدت طولاني مورد استفاده واقع نگردد، قطع و وصل آن درلحظه بروزعيب مي‌بايست از اطمينان فوق‌العاده برخوردار بوده واحتمال بروزعيب درآنها و مكانيزم كارآنها حداقل باشد. هرگونه عيب الكتريكي درشبكه وتجهيزات فشارقوي بصورت انواع مختلف اتصالي ظاهر ميگردد. رله‌هاي حفاظتي پيش‌بيني شده بروز عيب را درشبكه احساس كرده وفرمان قطع را به كليد قدرت تعيين شده اعلام مي‌دارند. با قطع كليد، قسمت معيوب وصدمه ديده كه عيب درآن روي داده است ازقسمتهاي سالم شبكه جدا مي گردد. بروز عيب درشبكه امري عادي بوده وقابل پيش‌بيني نمي‌باشد. بطوريكه هيچگاه نمي‌توان بطور كامل و صددرصد ازبروز آن جلوگيري نمود وتنها ميتوان با قطع سريع وبه موقع كليدها ازادامه عيب واثرات مخرب آن درشبكه جلوگيري نمود وخسارات وصدمات ناشي ازعيب را به حداقل كاهش داد.
قطع و وصل كليدها درهنگام بروز عيب وبطور اتوماتيك، بيش از قطع و وصل دستي آنها اهميت دارد. درهنگان بروز عيب، جريان خطايي كه ازكليد مي‌گذرد تا چندين كيلوآمپر رسيده و بسيار بيش ازجريان عبور كرده ازكليد درهنگام قطع و وصل دستي كليد ميباشد. لذا قطع و وصل كليد درهنگام بروز عيب با دشواري بيشتري صورت گرفته ودرشرايط سنگين مربوط به عبور جريان عيب انجام ميگردد.
عمل اصلي حفاظت شبكه درهنگام بروز اتصالها وبرقراري جريان عيب توسط كليدهاي قدرت صورت مي‌پذيرد. با قطع كليد قدرت، قسمت معيوب شبكه ازقسمتهاي بدون عيب ودرحال كار شبكه جدا شده و ادامه كار وثبات شبكه تأمين ميگردد. بروزهرگونه عيبي دركليد قدرت، بطوريكه با بروز عيب درشبكه وبكارافتادن رله‌هاي حفاظتي، كليد عمل نكرده وبه موقع قسمت معيوب شبكه را جدا ننمايد، قطع بي مورد ونابجاي سايركليدها وازكار افتادن قسمتي ازشبكه را به همراه خواهد داشت. عيب دركليد ممكن است ناشي ازبروز اشكال درمدار فرمان كليد، بروزعيب درمكانيزم قطع و وصل كليد، عدم توانائي كليد درقطع جريان عيب، افزايش زمان قطع كليد وغيره باشد. با توجه به تعداد عيوبي كه درخطوط انتقال انرژي وساير تجهيزات شبكه درسال روي مي‌دهند ودركليه عيوب روي داده كليدهاي قدرت نقش اصلي را درقطع قسمت معيوب وحفظ شرايط عادي شبكه عهده‌دار ميباشند، اهميت كليدهاي قدرت وتأثير آنان درادامه كارعادي شبكه روشن ميگردد. عدم قطع به موقع وبجاي كليدها درهنگام بروزعيب منجر به قطع سايركليدها درنقاط ديگري ازشبكه شده وقسمتهاي بيشتري ازشبكه را با قطع برق وخاموشي مواجه مي‌نمايند. تأخير درقطع كليدها، مدت باقي بودن عيب و برقراري جريان عيب درشبكه را افزايش داده وبازگشت شبكه را به شرايط عادي دشوارتر مي‌نمايد.
با روشن شدن اهميت ونقش كليدهاي قدرت درحفظ شرايط پايداري شبكه وجلوگيري ازخاموشي‌هاي مكرر، درجه اطمينان وقابليت كليدهاي قدرت تعيين مي گردد. اين امر موجب ميشود تا كليدها ازحداكثر اطمينان وتوانائي برخوردار باشند. هرقدر عيوب روي داده دركليدها ومكانيزم كارآنها كمترباشد، ثبات كارشبكه بيشترشده وقطعي‌هاي شبكه كمترمي‌گردد. دستيابي به حداكثر اطمينان درعملكرد كليدهاي قدرت درشبكه وتوانائي كامل آنها درقطع جريان عيب، موجب ميگردد تا بررسي‌هاي لازم به منظور تعيين توانائي آنها درقطع جريان عيب وتعيين نوع مناسب آنها بادقت زياد وبا توجه به كليه پارامترهاي شبكه صورت پذيرد. درشبكه‌اي كه كليدهاي قدرت نصب شده درآن بازدهي خوبي نداشته ونتوانند درمقابل عيوب روي داده درشبكه با سرعت كافي عمل نمايند، همواره عدم رضايت مشتركين ومصرف كنندگان انرژي وجود خواهد داشت.
2-1-12-4- نيازهايي از شبکه که کليد قدرت بايد تامين نمايد
بطور كلي كليدهاي قدرت تجهيزاتي هستند كه بايد توانايي قطع ووصل مدار فشار قوي راهم درشرايط عادي سيستم وهم درشرايط وقوع خطا داشته باشند. يك كليد قدرت مناسب بايد بتواند عمل قطع و وصل شبكه را درشرايط مختلف بار واتصال كوتاه درمحدوده شرايط ومقادير نامي تعيين شده براي كليد طوري انجام دهد كه خود آسيب نديده وشبكه نيزبه نحومطلوب كنترل شود.
بطور كلي كليدهاي قدرت بايستي بتوانند نيازهاي زيررا بدون ايجاداضافه ولتاژ گذراي خارج ازتحمل عايق‌بندي شبكه بدون اينكه آسيبي به خود وساير تجهيزات شبكه وارد آيد برآورده نمايند:
تحمل عبورجريان پيوسته نامي مدار بدون اينكه حرارت اضافي درآنها توليد شود و به كليد صدمه‌اي برسد.
قطع جريانهاي خطا (بدون افزايش غيرمجاز تنشهاي حرارتي ومكانيكي)
قطع و وصل جريانهاي خازني (نظير جريانهاي خطوط انتقال نيروي بي باربا انتهاي باز)
قطع و وصل جريانهاي اندوكتيو (نظير جريانهاي ترانسفورماتورهاي بي بار وجريان راكتورهاي موازي)
قطع جريانهاي اتصال كوتاه ترانسفورماتورها و راكتورها
وصل مجدد اتوماتيك
2-2- سيستم کنترل
2-2-1- مقدمه اي بر کنترل مدرن پست هاي فشارقوي
از مهمترين وظايف سيستم کنترل در پستهاي فشارقوي مدرن ، برقراري ارتباط همزمان با سيستم حفاظت است. اين ارتباط شامل مشارکت در فرامين وصل مجدد اتوماتيک ، انتخاب کليدهاي مناسب جهت جداسازي خطا ، کليدزني براي ترتيب مجدد سيستم با حداقل قطع، وارد کردن مدارهاي آماده و احتمالا مشارکت در تنظيم رله هاي حفاظتي مي باشد. بنابراين سيستم کنترل و حفاظت ، رابطه تنگاتنگ با يکديگر داشته و براي بررسي بايد بصورت همزمان در نظر گرفته شوند.
2-2-2- وظايف سيستم کنترل
وظايف متعددي که توسط سيستم هاي کنترل انجام مي گيرد ، به دو دسته کلي تقسيم مي گردد: وظيفه جمع آوري اطلاعات ( غير فعال ) و وظيفه ارسال فرمان هاي کنترلي (فعال) ، وظايف جمع آوري اطلاعات را مي توان بصورت زير دسته بندي کرد:
ثبت حوادث
رسم اتوماتيک شکل موجهاي خطا
مشاهده وضعيت کليدها و ***يونرها توسط اپراتور از روي تابلو کنترلي
اندازه گيري مقادير مشخصه کار عادي شبکه و نمايش آن
با خبر شدن اپراتور توسط سيستم اعلام خطر در زمان بروز حادثه
تعيين تقريبي محل وقوع خطا
2-2-3- وظايف سيستم کنترل
2-2-3-1- جمع آوري اطلاعات
وظايف جمع آوري اطلاعات شامل قسمت هاي زير مي باشد:
1. ثبت حوادث : اطلاعات خطا ها که توسط وسايل حفاظتي تهيه مي شوند ،2. بصورت سيگنال هاي قطع يا وصل بوده و از طريق کنتاکت هاي رله يا سوييچ ها تهيه مي گردد. اين اطلاعات در پست بر روي چاپگر ثبت مي گردند در صورت نياز به مرکز کنترل نيز ارسال مي شوند.
3. رسم اتوماتيک شکل موجهاي خطا: سيستم هاي ثبت اتوماتيک ،4. جريانها و ولتاژ ها و سيگنالهاي کليدزني را در طول خطاها رسم نموده و شرايط موجود را نشان مي دهند.
5. مشاهده مقادير اندازه گيري شده : در حالت کار عادي شبکه ،6. مقادير ولتاژ ،7. جريان ،8. فرکانس ،9. توان هاي اکتيو و راکتيو براي استفاده اپراتور نمايش داده ميشود.
10. مشاهده وضعيت کليدها و ***يونرها : بر روي تابلو کنترل ،11. وضعيت کليدها و ***يونرها نمايش داده مي شود تا اپراتور از چگونگي وضعيت سيستم در هر زمان آگاهي يابد .
12. سيستم اعلام خطر : در مواقعي که حادثه اي در سيستم رخ مي دهد و اپراتور بايد از آن مطلع شود،13. اعلام خطر اين وضعيت را نشان مي دهد.
14. محل ياب خطا: محل خطاهاي سيستم بايد با استفاده از اندازه گيري متغيرهاي شبکه قبل از باز شدن کليد انجام گيرد. اين کار با استفاده از محل ياب خطا بر روي تمام خطوط انتقال فشارقوي صورت مي گيرد. فاصله محل وقوع خطا از پست بصورت درصد يا کيلومتر نشان داده مي شود. محل ياب خطا عموما اصول رله ديستانس را بکار برده و راکتانس خط را براي تعيين فاصله خطا مورد بررسي قرار مي دهد.
2-2-3-2- کنترل پست در حالت عملکرد عادي
در اين حالت ، سيستم کنترل تنها از طريق اطلاعات نمايش داده شده بر روي تابلوي کنترل ، با اپراتور ارتباط برقرار مي کند . زماني که تغييرات از طرف اپراتور و يا مرکز کنترل سيستم اعمال مي شود ، سيستم کنترل مجموعه کليدزني ها و فرامين را اجراء مي کند. بعنوان مثال براي انتقال يک خط از شينه مربوطه به شينه ديگر و يا وارد و خارج کردن دستگاههاي سرويس دهنده ، چندين کليد زني بايد بترتيب صورت گيرد . سيستم کنترل بر چگونگي و ترتيب اجراي فرامين نظارت دارد.
2-2-3-3- کنترل سيستم حفاظت
در سيستم حفاظت شبکه قدرت ، در صورتي که حفاظت اصلي در 20 تا40 ميلي ثانيه عمل نکند، سيستم احتياج به حفاظت پشتيبان داشته تا کمتر از 0.5 ثانيه قسمت اتصالي را جدا نمايد. در واقع حفاظت پشتيباليد(حفاظت خرابي کليد) براي پستهاي فشارقوي تعريف شده است تا ريسک اشتباه کليد در پاسخگويي به سيگنال قطع به کليدهاي ديگري که بايد عمل نمايند اعمال شده و قسمت اتصالي از شبکه خارج مي شود براي اين کار اطلاعات از پستها به مرکز انتقال يافته و در آنجا پردازش صورت انجام مي گيرد و کليدهاي پشتيبان انتخاب مي گردند.
2-2-3-4- کليد زني اتوماتيک
اين قسمت ، از مهمترين وظايف سيستم کنترل مي باشد و بصورت اتوماتيک ، تاثير اتصالي در شبکه قدرت را به حداقل مي رساند. به اين ترتيب که توسط سيستم کنترل ، خطوط انتقال مجددا به سرويس دهي بازگشته و با انجام يک سري عمليات کنترلي ديگر عملکرد مطلوب سيستم قدرت سريعا حاصل مي شود.
وصل مجدد اتوماتيک: وصل مجدد اتوماتيک در خطوط انتقال اتصال کوتاه شده که فرمان قطع گرفته اند ، اعمال مي شود. اکثر اتصالي هايي که در خطوط انتقال بوقوع مي پيوندد طبيعتي گذرا داشته و وصل مجدد اتوماتيک ( پس از قطع ) خطوط را به سرويس دهي باز مي خواند . انواع متفاوت وصل مجدد بسته به نيازمنديها و ملاحظات ويژه سيستم قدرت انجام مي گيرد.
ترتيب و برقراري مجدد سيستم: هنگامي که اتصالي در شبکه رخ مي دهد، سيستم کنترل موظف است که شبکه را به طريقي هدايت نمايد تا به شرايط عملکرد صحيح و قابل قبول باز گردد اين فرايند ممکن است پيچيده و يا ساده باشد که به پيچيدگي شبکه و رفتار اغتشاشات ناشي از اتصالي بستگي دارد. در کنار فرايند وصل مجدد که قبلا ذکر شد ، فعاليت هاي ديگري در شبکه انجام مي گيرد تا مجددا سرويس دهي مطلوب برقرار گردد:
الف- جداکردن قسمت هاي قسمت هاي اتصالي و معيوب شبکه باعث مي شود که قسمت هاي سالم در حالت سرويس دهي قرار گيرند.
ب- پس از اينکه قسمتي از شبکه و تغذيه مشترکين به علت اتصالي قطع شد ، براي بازگرداندن سرويس دهي به مشترکين ، در بعضي از شبکه ها از خارج کردن شينه در حالت ولتاژ صفر و از کليدهاي کوپلاژ تا تقسيم کننده شينه بهره گرفته مي شود.
ج-با وارد کردن تجهيزات آماده سرويس دهي به شبکه ، مي توان جايگزيني براي قسمت هاي معيوب فراهم نمود.
کنترل توليد و حذف بار: يک سيستم قدرت بصورتي طراحي مي شود که فابليت تحمل از دست دادن مدارات يا قسمت هايي از توليد را داشته باشد. در بعضي حالات ، پيچيدگي سيستم بطريقي است که اگر قسمتي از آن خارج شود ، بقيه قسمت ها داراي اضافه بار شده و بتدريج خارج مي شوند. براي جلوگيري از چنين وضعيتي ، تدابيري اتخاذ مي شود که توازن بين مصرف و توليد برقرار شده و هيچ قسمتي از سيستم اضافه بار نداشته باشد.
جداشدن بخش مهمي از توليد ، باعث کاهش فرکانس سيستم در قسمت هاي تاثير پذير شده ونرخ کاهش فرکانس توسط نرخ کاهش توليد تعيين مي گردد. توسط عمليات حذف بار ، مقداري از مصرف بصورت پله اي کاهش مي يابد تا کاهش توليد پوشش داده شود. اينکار با فرمان رله هاي فرکانس پايين يا رله هاي نرخ کاهش فرکانس انجام مي گيرد. لازم به توضيح است که اين عمل بايد قبل از کاهش فرکانس به حداقل مقدار قابل قبول ، انجام گيرد. در مواردي که افژايش و يا کاهش بار قابل پيش بيني است ، اپراتور مي تواند بصورت دستي ، منابع توليد را وارد يا خارج کرده و در مواقع لزوم قسمتي از بار شبکه را از مدار خارج نمايد.
کنترل ولتاژ و توان راکتيو: براي بدست آوردن ولتاژي با کيفيت مناسب ، لازم است که سيستم کنترل ، ولتاژ را در محدوده مجاز فقط حفظ نمايد . اينکار شامل کنترل توان راکتيو بوده از طريق کنترل مناسب نيروگاههاي توليد ، جبران کتتده هاي سنکرون ، راکتورهاي شنت و.... صورت مي گيرد. فرمان کنترل مورد نياز مي تواند از مرکز کنترل سيستم و بصورت دستي انجام گرفته و يا در بعضي از حالات توسط کنترل اتوماتيک حساس به سطح ولتاژ انجام شود.
کليدزني اتوماتيک براي کاهش جريان اتصال کوتاه در کليدها: در بعضي از نقاط شبکه هاي قدرت ممکن است از کليدهاي مناسب ديگر در پشت کليد اصلي بايستي سريعتر و بصورت ترتيبي عمل نمايند . اين باعث مي شود که کليد متصل به خط يا وسيله اتصالي تا زماني که جريان بيش از ظرفيت قطع خود دارد ، دستور نگيرد.
2-2-3-5- تنظيم رله هاي حفاظتي
در بعضي از سيستم هاي پيچيده مي توان علاوه بر تنظيم دستي رله ها از تجهيزات اتوماتيک براي تنظيم رله هاي حفاظتي استفاده نمود. بدين ترتيب ، در شرايط مختلف ، با نظارت کامپيوتر مي توان ترکيب بهينه رله ها و محدوده فعاليت هر يک را تعيين نمود. دراين حالت رله هاي برنامه پذير مورد استفاده قرار مي گيرد.
2-2-3-6- کليدزني ترتيبي براي مقاصد تعمير و نگهداري
بمنظور جداکردن يک وسيله از سيستم براي مقاصد تعمير و نگهداري ، سيستم کنترل لازم است که از روي يک برنامه از پيش طراحي شده ، قسمت مورد نظر را خارج و بقيه قسمت ها را در عملکرد صحيح قرار دهد. اگر عضو مورد نظر منفرد باشد جداکردن از طريق کنترل پست انجام مي گيرد ولي اگر اين عضو با اعضاي ديگري در پست هاي ديگر مرتبط باشد ، کليدزني از طريق فرمان هاي پست و با هماهنگي مرکز کنترل سيستم صورت مي گيرد.
2-2-3-7- شست و شوي اتوماتيک مقره هاي فشارقوي
در مناطقي که آلودگي زياد است ، شستن مقره هاي فشارقوي براي نگهداشتن سطح ايزولاسيون در حد مطلوب ممکن است مفيد تشخيص داده شود. و سيستم هاي کنترل اتوماتيکي براي اين مقصود بکار گرفته مي شوند که يک روال منظم براي شستشو ، با در نظر گرقتن فاکتورهايي مثل سرعت و جهت باد تهيه نمايند.
2-2-4-اينتر تريپ
2-2-4-1- تعريف اينترتريپ
استفاده از تکنيک اينترتريپ در حفاظت ديستانس و رله اتصال زمين جهتدار خطوط انتقال ، حفاظت خرابي کليد ، حفاظت اضافه ولتاژ خط و حفاظت راکتور متصل به خط مورد نياز مي باشد.
2-2-4-2- وظايف سيستم اينتر تريپ
وظايف سيستم اينتر تريپ عبارت است از:
باز شدن همزمان کليدهاي دو پايانه خط براي خطاهاي داخل محدوده حفاظتي
باز شدن همزمان کليدهاي دو پايانه خط براي خطاهاي راکتور متصل به خط
وصل مجدد همزمان
تمايز خطاهاي داخل و خارج محدوده حفاظتي
2-2-4-3-موارد استفاده از سيگنال حامل PLC در اينترتريپ
براي نيل به اهداف فوق از سيگنال حامل بر روي PLC به طرق زير بهره گرفته مي شود:
سيگنال تسريع عملکرد رله ديستانس: محدوده اول حفاظتي رله ديستانس ، 80 درصد طول خط انتقال را پوشش مي دهد. چنانچه خطا در محدوده تقريبا وسط خط انتقال رخ دهد ، رله هاي ديستانس در پايانه هاي خط ، در محدوده اول حفاظتي عمل نموده و خط را در زمان محدوده اول خارج مي کنند.
اگر خطا درنزديکي يک پايانه خط رخ دهد، رله پايانه دور با زمان محدوده دوم عمل کرده ، رله پايانه نزديک در زمان محدوده اول کليد خود را قطع مي کند. بنابراين باز شدن غير همزمان کليدها در دو پايانه ، شرايط پايداري و وصل مجدد اتوماتيک را به مخاطره مي اندازد. تحت اين شرايط ، رله نزديک به خطا از طريق PLC ، سيگنال حامل را بسمت پايانه دور ارسال مي نمايد تا بازشدن کليدها دو پايانه بصورت همزمان انجام شود.
سيگنال حامل بلوک کننده: در اين روش ، محدوده اول حفاظتي رله ديستانس علاوه بر 100 درصد طول خط ، مقداري از خط بعدي را نيز در بر مي گيرد.
بدين ترتيب از سيگنال حامل براي جلوگيري از باز کردن کليد براي خطاهاي خارج از محدوده خط بهره گرفته مي شود.
سيگنال حامل توسعه دهنده محدوده حفاظتي : در اين ترکيب ، يک سيگنال از رله پايانه ديگر خط دريافت شده و محدوده اول حفاظتي از 80 درصد به 150 درصد طول خط انتقال (محدوده دوم حفاظتي) گسترش مي يابد. براي اينکار ، تايمر محدوده دوم حفاظتي حذف مي شود.
اضافه ولتاژهاي خط ناشي از توليد توان راکتيو زياد: زمانيکه توان راکتيو توليد شده افزايش يابد ، اضافه ولتاژهايي بر روي خطوط پديد مي آيد. حفاظت اضافه ولتاژ خط علاوه بر بازکردن کليدهاي مناسب در پست ، سيگنال هاي اينترتريپ را بر روي کانال PLC ارسال مي کند تا کليدهاي مناسب در پايانه دور بطور همزمان باز شوند.
راکتورهاي بدون کليد متصل به خط: چنانچه در خطوط انتقال بلند ، براي جبران اثر خازني خط از راکتور موازي استفاده شود و کليدي براي اتصال آن به خط انتقال در نظر گرفته نشود، با عمل کردن حفاظت راکتور ، خط انتقال توسط کانال ارسال سيگنال حامل از پايانه دور جدا مي شود.
2-2-5-کاربردهای سيستم PLC :
سيستم PLC براساس نيازها و نوع استفاده هاي مختلف به سه گروه زير تقسيم مي شود که در هر سه حالت دردسترس بودن و جامع بودن سيستم مذکور از مزاياي آن مي باشد:
ارتباطات صوتي: از سيستم PLC براي ارسال و دريافت سيگنال هاي صوتي نيز استفاده مي شود که معمولا ارتباط محلي به محل ديگر را در بر مي گيرد و براي انجام اين ارتباط بايد کانال هاي ارتباطي لازم براي ارسال و دريافت سيگنال هاي صوتي در نظر گرفته شود.
ارتباطات اطلاعاتي : از سيستم PLC براي ارسال و دريافت سيگنالهاي اطلاعاتي مانند سيگنالهاي اندازه گيري وسيگنالهاي کنترل از راه دور استفاده مي شود.
حفاظت از راه دور: همانطور که گفته شد مهمترين مورد استفاده از سيستم PLC در حفاظت مي باشد.
2-2-6-اينتر لاک
2-2-6-1- تعريف اينترلاک در پست هاي فشارقوي
سلامت پرسنل در طول بهره برداري و تعمير و نگهداري تجهيزات و باز و بست کليد و ***يونر بايد تضمين شود. مبحث اينتر لاک در ارتباط با کنترل پست و پرسنل تعمير و نگهداري مطرح شده و در طول طراحي پستهاي فشارقوي در نظر گرفته مي شود. با استفاده از اينترلاکهاي مناسب ، مي توان احتمال خطاي ناشي از اشتباه شخصي را به حداقل رسانده و تجهيزات مورد نظر را حفاظت نمود و به عملکرد صحيح کليدها و ***يونرها دست يافت. کليه کليدها و ***يونرهاي زمين بايد داراي اينترلاک صحيح باشند تا از عملکرد غيرمطلوب جلوگيري به عمل آيد. اينترلاک کردن ، عملياتي متناسب با عملکرد و کليد زني در سيستم است و مجموعه اي از کليدزني هاي مناسب را انتخاب مي نمايد. در اينترلاک کردن تعمير و نگهداري ، تعدادي کليدزني براي امنيت تجهيزات و پرسنل فراهم مي شود.
2-2-6-2- فرضيات طراحي ترکيب هاي مختلف اينترلاک
در طراحي ترکيب هاي مختلف اينترلاک ، فرضيات زير بايد انجام مي گيرد:
***يونرها توانايي وصل يا قطع جريان هاي خازني بجز خطوط هوايي و بانک خازني را دارند.
***يونرها ظرفيت وصل يا قطع ندارند.
***يونرها توانايي وصل يا قطع جريان هاي مغناطيس کنندگي ترانسفورماتورها را ندارند.
***يونرها توانايي دشارژ کردن بانک هاي خازني را ندارند.
***يونر زمين تغيير حالت نمي دهد مگر اينکه مداري که ***يونر بر روي آن نصب شده است از تمام منابع تغذيه ايزوله شده باشد.
چنانچه ***يونرهاي زمين مربوط به ***يونر خط بسته باشد، ***يونر خط نبايد عمل نمايد.
باز کردن کليد آزاد است.
بستن کليد از اطاق کنترل پس از بسته شدن ***يونرهاي طرفين آن امکانپذير است.
2-2-6-3- روش هاي کليد زني بر اساس منطق اينترلاک
منطق اينترلاک براي ترتيب صحيح کليد زني ***يونرها و کليدها به دو طريق انجام مي گيرد. يک روش استفاده از رله ها و روش ديگري بکارگيري کامپيوتر است. انتخاب بين دو روش به پيچيدگي سيستم و قابليت هاي حفاظت و کنترل پست بستگي دارد.
2-2-6-4-استفاده از رله ها در اينترلاک
اينترلاک بين تجهيزات توسط کنتاکت هاي کمکي و ترکيبات آنها در مدار عمل کننده کليد يا ***يونر انجام مي گيرد. بنابراين يک کليد يا ***يونر ، زماني عمل کند که کنتاکت هاي کمکي کليدها يا ***يونرهاي ديگر در شرايطي باشند که اجازه شروع را بدهند. بدين ترتيب حالت باز يا بسته بودن کليد، از چگونگي وضعيت کنتاکت کمکي آن مشخص مي گردد.
2-2-6-5- اصول استفاده از اينترلاک در تعمير و نگهداري کليه تجهيزات
براي تعمير و نگهداري کليد بايد اينترلاکهاي زير بر قرار باشد:
با انتخاب موقعيت تعمير توسط پرسنل ، بايد از ارسال فرمان وصل از راه دور جلوگيري گردد.
***يونرهاي دو طرف کليد بايد باز شده و کليد زمين شود.
***يونرهاي دو طرف کليد بايد با کنتاکت تعمير و نگهداري کليد اينترلاک داشته و فرمان وصل نگيرند.
2-3- سيستم حفاظتي
بدليل اهميت استمرار تامين انرژي الکتريکي و همچنين هزينه هاي بالايي که در سرمايه گذاري هاي اوليه جهت احداث مراکز توليد و سيستم هاي انتقال انرژي الکتريکي صرف مي گردند، همواره نگهداري و حفاظت از اين سيستم ها در مقابل اتفاقات و حوادث بصورت يک امر اجتناب ناپذير مطرح بوده و ميباشند و به همين دليل وجود سيستمي که حافظ وسايل و تجهيزات صنعت برق در مقابل حوادث باشد، ضروري مي باشد.
اين حفاظت به صورتهاي مختلف ميتواند جلوه گر باشد نظير حفاظت در مقابل خطاهاي الکتريکي ، حفاظت درمقابل موج هاي سيار و.... اما آن چيزي که در اين بخش دنبال مي شود حفاظت اجزاي سيستم در مقابل خطاهاي الکتريکي است. اين خطاها در اثر عوامل گوناگون و به شکل هاي مختلف ظاهر مي شوند. آنچه مسلم است اين است که به هنگام بروز خطا ، سيستم از حالت عادي و نرمال خود خارج مي شود و چنانچه از طريق سيستم حفاظت نتوان عيب و خطا را برطرف کرد ، در آن صورت سيستم و مصرف کننده مواجه با ضررهاي اقتصادي فراواني خواهند شد. ضمن آنکه ارتباطات و وابستگي هاي فني که در سيستم هاي بهم پيوسته و وسيع شبکه هاي سراسري موجودند بگونه اي هستند که در مقابل خطا نقاط زيادي از سيستم از خود واکنش نشان داده و چنانچه خطا در قسمتي رفع نگردد، بخش وسيعي از شبکه دچار اشکال گرديده و در تامين انرژي الکتريکي وقفه ايجاد خواهد شد. با توجه به اين موارد در اين بخش به جزييات و مسائل مربوط به سيستم حفاظت ، رله هاي حفاظتي و نحوه رله گذاري براي حفاظت فيدرهاي مختلف پرداخته مي شود.
2-3-1- وظيفه سيستم حفاظت
وظيفه سيستم حفاظت اين است که هر جزء از سيستم برق رساني که دچار خطا يا اتصالي شده و يا آغاز به عمل غيرعادي کند را در کمترين زمان ممکنه از سيستم خارج سازد و به قسمي که احتمال خطر از بين رفته و مزاحمت براي عملکرد درست بقيه سيستم نيز وجود داشته باشد.
2-3-2- اصول رله گذاري در سيستم هاي حفاظتي
اصول رله گذاري در سيستم حفاظتي بر مبناي رله گذاري اصلي و پشيبان بنا نهاده مي شود. رله گذاري اصلي ، پايه حفاظت سيستم در مقابل خطا يا اتصال کوتاه محسوب مي شود. بعنوان يک اقدام احتياطي علاوه بر حفاظت اصلي ، حفاظت پشتيبان نيز در نظر گرفته مي شود تا چنانچه حفاظت هاي اصلي نتوانست عمل کند ، حفاظت پشتيبان عمل کرده و قسمت معيوب را از سيستم جدا کند . مهمترين دلايل بکارگيري حفاظت پشتيبان به شرح زير است:
عدم عملکرد احتمالي يا ايراد در هر کدام از المانهاي تشکيل دهنده حفاظت اصلي اعم از ترانسفورماتور جريان ، ترانسفورماتور ولتاژ ، رله هاي اصلي ، رله هاي کمکي ، رله گذاري اصلي و..... که موجب عدم کارکرد صحيح حفاظت اصلي مي شوند.
تعميرات و آزمايش حفاظت اصلي باعث خروج اين سيستم از مدار مي گردد که در اين حالت حفاظت پشتيبان وظيفه حفاظت سيستم را بر عهده مي گيرد.
2-3-3- انواع حفاظت پشتيبان
حفاظت پشتيبان به صور مختلف مورد استفاده قرار مي گيرد. دو روش مهم و معمول استفاده از رله گذاري پشتيبان و استفاده از کليدهاي پشتيبان مي باشند:
1- استفاده از رله گذاري پشتيبان : در اين روش رله هاي حفاظتي اصلي و پشتيبان هر دو به کليد واقع در پست فرمان قطع مي دهند. دو سيستم حفاظتي ميتواند کاملا متفاوت از هم باشند و کليدها نيز اکثرا داراي دو مدار قطع مي باشند. يکي براي حفاظت اصلي و ديگري جهت حفاظت پشتيبان مي باشند.
رله گذاري پشتيبان به دو صورت زير انجام مي گيرد:
الف - حفاظت پشتيبان بر مبناي طبقه بندي زماني
ب - حفاظت پشتيبان بر اساس انتخاب دوبل تجهيزات و رله هاي حفاظتي
2- استفاده از کليدهاي پشتيبان: در برخي موارد از کليدهاي واقع در پست يا پستهاي ديگر بعنوان پشتيبان براي حفاظت هاي در نظر گرفته شده براي هر جزء در پست استفاده مي شود و اين زماني است که حفاظت هاي در نظر گرفته شده و يا کليد هر جز موفق به حذف خطا در آن جزء نباشد که دراين صورت کليدهاي پشتيبان يا به وسيله گرفتن سيگنال از رله اشکال کليد جزء مورد حفاظت عمل مي نمايند يا اينکه زمان تنظيم رله هاي حفاظتي کليدهاي پشتيبان سپري شده و دستور قطع کليد را صادر مي نمايد، که دراين دو حالت خطاي هر جزء پست به وسيله کليدهاي ديگر که در همان پست يا پست هاي ديگر قرار دارند برداشته مي شود.
2-3-4- سيستم هاي حفاظتي
2-3-4-1- حفاظت خط انتقال
خطوط انتقال فشار قوي امروز در اکثر موارد هوايي و به صورت يک يا چند مداره و با توجه به ظرفيت قدرت انتقال آنها مي توانند بصورت چندين هادي گروهي (باندل) انتخاب شوند. خطوط انتقال هوايي با توجه به شرايط آب و هوا و ديگر مسايل در معرض انواع مسائل طبيعي مي باشند که هر کدام از اين حوادث ممکن است بنحوي باعث اتصالي فازها با يکديگر و يا با زمين شود. در بعضي موارد پارگي فازها و يا برخورد به بدنه برجهاي خط انتقال نيز اتفاق مي افتد. هرکدام از اين حوادث چنانچه تشخيص داده نشوند و رفع عيب نگردند ، باعث بروز اختلالات وسيع در شبکه و از بين رفتن سرمايه هاي زيادي مي گردند. لذا حفاظت خط داراي اهميت خاصي است. جهت انتخاب حفاظت مناسب خط فاکتورهاي زيادي مطرح مي باشند از جمله:
1. نوع مدار که شامل کابل ،2. خط هوايي يک مداره ،3. خطوط هوايي موازي و چند مداره ميباشند.
4. اهميت و ظرفيـت خط
5. هماهنگي با بخش هاي ديگر شبکه
با توجه به عوامل بالا ، رايجترين و مهمترين حفاظت هاي خط عبارتند از:
حفاظت ديستانس
حفاظت جريان زياد
حفاظت ديفرانيسلي پايلوت
حفاظت اضافه و کاهش ولتاژ
معمولا در حفاظت يک خط از رله هاي فوق بصورت مجزا و يا ترکيبي استفاده مي گردد.
2-3-4-2- حفاظت شينه
بدلايل زير حفاظت شينه داراي اهميت زيادي است:
سطح اتصال کوتاه در شينه هاي پست انتقال قدرت خيلي زياد است.
پايداري سيستم قدرت اکثرا متاثر از خطا درمحدوده شينه است.
دوام اتصال کوتاه روي شينه ها باعث ايجاد گرماي بيش از حد تحمل هاديها شده و باعث آسيب خواهد شد لذا در کوتاهترين مدت بايستي اين اتصالي رفع گردد.
مهمترين عواملي که با عث بروز اتصال کوتاه در شينه ها مي شوند عبارتند از:
ناتواني مقره هاي نگهدارنده که شينه هاي قدرت بوسيله آنها از زمين عايق مي شوند.
به هنگام بروز اضافه ولتاژ ، قوس از نگهدارنده عايقي عبور کرده و اتصال کوتاه بوجود مي آيد.
آلودگي که در مناطق با آلودگي زياد باعث ايجاد قوس مي گردد.( سطح عايقي هادي شده و باعث عبور جريان خزشي مي شود).
زمين لرزه ، خرابي هاي مکانيکي و غيره
معمول ترين حفاظت مورد استفاده جهت حفاظت شينه استفاده از حفاظت ديفرانسيلي که خود نيز به دو بخش تقسيم مي گردد:
حفاظت ديفرانسيلي امپدانس زياد بر مبناي جريان چرخشي
حفاظت ديفرانسيلي امپدانس زياد بر مبناي افت ولتاژ
2-3-4-3- حفاظت راکتور :
راکتورهاي شنت در شبکه هاي قدرت جهت جبران راکتانس کاپاسيتيو خطوط انتقال بکار مي روند.
حفاظت هاي معمولي استفاده شده جهت حفاظت هاي اصلي و پشتيبان رله عبارتند از:
نرخ افزايش فشار روغن
بوخهلتس
جريان زياد سه فاز و يا زمين
ديفرانسيل سه فاز يا ديفرانسيل زمين محدود شده
لازم به ذکر است که در راکتورهايي که به صورت موازي و بدون کليد به خط متصل مي شوند عملکرد حفاظت هاي راکتور ، در زمان و قوع خطا ، توسط کانالهاي PLC بايد به انتهاي خط ارتباطي در پست هاي مجاور ارسال گردد تا کليد خط مذکور در پست همجوار باز شده و تغذيه خط از پست همجوار گردد.
2-3-4-4- حفاظت کليد قدرت
وظيفه کليدهاي قدرت ايزوله کردن بخشي از سيستم که درآن خطا اتفاق افتاده از بقيه سيستم مي باشد. بواسطه اهميت کليد و مسائلي که براي آن پيش مي آيد، يک سري حفاظت جهت تشخيص و ايجاد فرمان مناسب براي رفع عيب ضروري ميباشند. حفاظت هاي مورد استفاده جهت کليدهاي قدرت عبارتند از:
حفاظت اشکال کليد
حفاظت بر مدار تريپ
حفاظت ناهماهنگي در باز شدن کنتاکت هاي کليد
2-4- سيستم ثبت و نشاندهنده وقايع و اتفاقات
ثبات ها و نشاندهنده ها به مهندسين بهره بردار اين امکان را مي دهند که حالتها و چگونگي وقوع خطاها را مشاهده نموده و با تجزيه و تحليل حوادث واتفاقات علل وقوع آنها را يافته و نسبت به ترميم و يا اصلاح سيستم اقدام نمايند و علاوه بر آن استفاده از اين تجهيزات مي توان صحت بهره برداري سيستم را ارزيابي نموده ومنشا عملکرد ناصحيح تجهيزات را با هزينه و کوشش کمتر بدست آورد.
2-4-1- ثبات خطا
مشاهده و تجزيه و تحليل شکل موج هاي جريان و ولتاژ سيستم قدرت در زمان قبل، دوره وقوع و زمان بعد از وقوع يک اغتشاش و خطا در سيستم مسئله اي است که جهت تحقيق در مورد عملکرد صحيح سيستم حفاظتي و نشان دادن خرابي تجهيزات ، مورد توجه بهره برداران قرار مي گيرد. وظيفه ثبت اين داده ها در سيستم به عهده ثبات خطا مي باشد. به عبارت ديگر وظيفه يک ثبات خطا ، ثبت شکل موجهاي ولتاژ و جريان سيستم و همچنين نشان دادن ترتيب زماني عملکرد وسايل و تجهيزات در زمان وقوع عيب در شبکه مي باشد. يک ثبات خطا زمان دقيق و ترتيب وقوع رويدادها را با درصد تفکيک بالايي ارائه مي دهد. ثبت خطا بايد کمي قبل از تشخيص عيب صورت گرفته و تا چند ثانيه پس از آن نيز ادامه يابد. بدين صورت که ثبت شکل موج هاي ولتاژ و جريان قبل از خطا و در زمان وقوع آن توسط يک حافظه و بدون از بين رفتن هيچگونه سيگنال اطلاعاتي انجام گيرد.
اولين نوع ثبات ها ي خطا که در پست هاي فشارقوي بکار گرفته شد ثبات هاي الکترومکانيکي بودند. در اين نوع ثبات ها براي ثبت وقايع قبل از اتصالي ، از يک حافظه که براساس روش هاي مکانيکي ( استفاده از يک استوانه جوهري از جنس فولاد) استوار بود بهره گرفته مي شد. نسل بعدي ثبات ها استفاده از استوانه هاي مغناطيسي را به جاي استوانه هاي جوهري مدنظر قرار دادند.
در سال 1970 تحول عظيمي در کيفيت ثبات هاي خطا بوجود آمد. اين تحول استفاده از حافظه هاي ديجيتال به جاي حافظه هاي مکانيکي بود. در اين نوع ثبات ها با استفاده از يک مبدل آنالوگ /ديجيتال وروديهاي آنالوگ نمونه برداري شده و به صورت ديجيتال در مي آيند. سپس اين اطلاعات روي يک حافظه ذخيره مي شوند، هر زمان که به اين حافظه احتياج بود اين اطلاعات با استفاده از يک مبدل ديجيتال/آنالوگ به آنالوگ تبديل شده و روي کاغذهاي حساس به نور ثبت مي گردند.
آخرين نوع از ثبات هاي خطا از نوع ميکروپروسسوري است که مزاياي فراواني را نسبت به ساير ثبات هاي خطا ارائه مي دهند. اين گونه ثبات ها از يک ميکرو کامپيوتر استفاده کرده که اين وسيله کليه داده هاي آنالوگ و ديجيتال را در يک حافظه ذخيره مي نمايد. هنگامي که خطايي در سيستم رخ مي دهد ثبات راه اندازي شده و داده هاي موجود به حافظه يا چاپگر منتقل مي شوند.
بطورکلي مزاياي اين نوع ثبات ها را ميتوان به شرح زير ارائه نمود:
ثبات هاي اوليه داراي پاسخ فرکانسي کمتر از 100 هرتز بودند، اما واحدهاي جديد ميکروپروسسوري مي توانند پاسخ هاي تا 20 کيلوهرتز را نمايش دهند، اگرچه فرکانس هاي بيشتر از 1000 هرتز مورد احتياج نخواهد بود. به دليل محدوديت پاسخ فرکانسي ترانسفورماتور جريان ، فرکانس هاي بيشتر از 1000 هرتز توسط وسايل حفاظتي ديده نمي شود .
دقت ثبت، در اين نوع ثبات ها بسيار بالاست.
قابليت انعطاف بالا در زمان ثبت ، يکي از مزاياي مهم ثبات هاي جديد مي باشد، بطوريکه با اين نوع ثبات ها مي توان دو خطا به فاصله زماني کم را از هم تشخيص داد.
2-4-2- ثبات وقايع
ثبات وقايع، سيستمي است که کليه عملکردهاي تجهيزات فشارقوي از قبيل عملکرد کليدها و ***يونر ها و همچنين عملکرد تمامي رله ها را ثبت مي نمايد. اين ثبات در واقع وسيله اي است که اطلاعات مربوط به سيستم را با در نظر گرفتن شرايط موجود بترتيب وقايع و با درصد تفکيک زماني خوب ارائه مي دهد. نقاط مختلفي که در پست بايد به عنوان ورودي هاي يک ثبات وقايع در نظر گرفته شود وابسته به نوع سيستم و شرايط مختلف آن مي باشد.
2-4-3- سيستم هشدار دهنده
اين سيستم ها در صورت وقوع شرايط اضطراري بايد توسط آژير ، بوق( يا ديگر سيستم هاي صوتي) و چراغ چشمک زن به صورت همزمان اپراتور را از وقوع خطا يا حالت اضطراري مطلع نمايند. در اين موارد معمولا اپراتور با فشار کليد فشاري قطع آژير ، اطلاع از خطا را اعلام مي نمايد ، بنابراين سيستم صوتي قطع شده ولي کماکان چراغ چشمک زن عمل خواهد کرد متعاقبا با فشار کليد فشاري دريافت خطا (تشخيص نوع خطا) چراغ با حالت دائم روشن خواهد ماند تا زمانيکه با فشار کليد پاک کردن چراغ خاموش گردد. چراغ هاي چشمک زن معمولا به صورت چراغ هايي که پنجره هاي آلارم را روشن مي کند ساخته ميشوند به اين نحو که در هر پنجره شرايط اضطراري مورد نظر نوشته شده و در هنگام وقوع حالات اضطراري مورد نظر متفاوت بوده ولي با توجه به تجارت گذشته معمولا براي هر فيدر در حدود 20 پنجره آلارم در نظر گرفته مي شود تا شرايط اضطراري مختلف را نمايش داده شود.
پاسخ با نقل قول
علاقه مندی ها (بوک مارک ها)