تاسیسات و تجهیزات الکتریکی

مطالب مفید برای علاقمندان مهندسی برق، حفاظت، کنترل و ابزار دقیق

تجهیزات پست (2)

تعریف پست:
پست محلی است که تجهیزات انتقال انرژی در آن نصب و تبدیل ولتاژ انجام می شود و با استفاده از کلید ها امکان انجام مانور فراهم می شود در واقع کار اصلی پست مبدل ولتاژ یا عمل سویچینگ بوده که در بسیاری از پستها ترکیب دو حالت فوق دیده می شود.
در خطوط انتقال DC چون تلفات ناشی از افت ولتاژ ندارد و تلفات توان انتقالی بسیار پایین بوده و در پایداری شبکه قدرت نقش مهمّی دارند لزا اخیرا این پستها مورد توجه قرار دارند. از این پستها بیشتر در ولتاژهای بالا (800 کیلو ولت و بالاتر) و در خطوط  طولانی به علت پایین بودن تلفات انتقال استفاده می شود.
در شبکهای انتقال DC در صورت استفاده از نول زمین می توان انرژی الکتریکی را توسط یک سیم به مصرف کننده انتقال داد.

انواع پست:
پستها را می توان از نظر نوع  وظیفه,هدف,محل نصب,نوع عایقی, به انواع مختلفی تقسیم کرد.

- براساس نوع وظیفه و هدف ساخت:
پستهای افزاینده , پستهای انتقال انرژی , پستهای سویچینگ و کاهنده فوق توزیع .
- براساس نوع عایقی:
پستها با عایق هوا, پستها با عایق گازی( که دارای مزایای زیراست:
پایین بودن مرکز ثقل تجهیزات در نتیجه مقاوم بودن در مقابله زلزله,
کاهش حجم, ضریب ایمنی بسیار بالا با توجه به اینکه همه قسمت های برق دار و کنتاکت ها در محفظه گاز
SF6 امکان آتش سوزی ندارد,
پایین بودن هزینه نگهداری با توجه به نیاز تعمیرات کم تر, استفاده در
مناطق بسیار آلوده و مرطوب و مرتفع.
معایب پستها با عایق گازی :
گرانی سیستم و گرانی گاز
SF6 , نیاز به تخصص خاص برای نصب و تعمیرات,مشکلات حمل و نقل و آب بندی سیستم.)

ـــ بر اساس نوع محل نصب تجهیزات :
نصب تجهیزات در فضای باز , نصب تجهیزات در فضای سرپوشیده .
معمولاف پستها را از 33 کیلو ولت به بالا به صورت فضای باز ساخته
وپستهای عایق گازی را چون فضای کمی دارند سرپوشیده خواهند ساخت.

 اجزای تشکیل دهنده پست :
پستهای فشار قوی از تجهیزات و قسمتهای زیر تشکیل می شود :
  ترانس قدرت , ترانس زمین و مصرف داخلی , سویچگر ,
  جبران کنندهای توان راکتیو , تاسیسات جانبی الکتریکی  ,
  ساختمان کنترل , سایر تاسیسات ساختمانی .

ـ ترانس زمین:
از این ترانس در جاهایی که نقطه اتصال زمین (نوترال) در دسترس
نمی باشد که برای ایجاد نقطه نوترال از ترانس زمین استفاده میشود .
نوع اتصال در این ترانس به صورت زیگزاگ
Zn
  است .
این ترانس دارای سه سیم پیچ می باشد که سیم پیچ هر فاز به دو قسمت مساوی تقسیم می شود و انتهای نصف سیم پیچ ستون اوٌل با نصف سیم پیچ ستون دوٌم در جهت عکس سری می باشد . 

ـ ترانس مصرف داخلی:
از ترانس مصرف داخلی  برای  تغذیه  مصارف داخلی  پست استفاده می شود .تغذیه ترانس مصرف داخلی شامل قسمتهای زیر است :
تغذیه موتور پمپ تپ چنجر , تغذیه بریکرهای
Kv20
  , تغذیه فن و
سیستم خنک کننده , شارژ باتری ها , مصارف روشنایی , تهویه ها .
نوع اتصال سیم پیچ ها به صورت مثلث – ستاره با ویکتورکروپ
(نوع اتصال بندی)
DYn11   می باشد .

ـ ترانس سویچگر:

تشکیل شده از مجموعه ای از تجهیزات که  فیدرهای مختلف را به
باسبار و یا باسبار ها را در نقاط  مختلف به یکدیگر با ولتاژ معینی
ارتباط می دهند .در پستهای مبدل ولتاژ ممکن است از دو یا سه سویچگر با ولتاژهای مختلف استفاده شود .

تجهیزات سویچگر:

باسبار:
 که خود تشکیل شده از مقره ها , کلمپها , اتصالات و هادیهای باسبار که به شکل سیم یا لوله توخالی و غیره است .
 بریکر , سکسیونر , ترانسفورماتورهای اندازه گیری و حفاظتی, تجهیزات مربوط به سیستم ارتباطی , وسایل کوپلاژ مخابراتی(که شامل :  موج گیر ,  خازن کوپلاژ ,  دستگاه تطبیق امپدانس است )

برقگیر: 
که برای حفاظت در برابر اضافه ولتاژ و برخورد صاعقه به خطوط
است که در انواع  میله ای , لوله ای , آرماتور , جرقه ای و مقاوتهای
غیرخطی است .

ـ جبران کنندههای توان راکتیو:

جبران کننده ها شامل خازن وراکتورهای موازی می باشندکه به صورت اتصال ستاره در مدار قرار دارند و نیاز به فیدر جهت اتصال به باسبار می باشند که گاهی اوقات راکتورها در انتهای خطوط انتقال نیز نصب می شوند .

انواع راکتور ازنظر شکل عایقی :
راکتور با عایق بندی هوا , راکتور با عایق بندی روغنی .

انواع نصب راکتور سری :
راکتورسری با ژنراتور, راکتورسری باباسبار, راکتورسری با فیدرهای خروجی, راکتورسری بافیدرهای خروجی به صورت گروهی.


ـ ساختمان کنترل:

کلیه دستگاه های اندازه گیری پارامترها, وسایل حفاظت وکنترل تجهیزات ازطریق کابلها از محوطه بیرونی پست به داخل ساختمان کنترل ارتباط می یابد همچنین سیستمهای تغذیه جریان متناوب و مستقیم (AC,DC) در داخل ساختمان کنترل قراردارند,این ساختمان اداری تاسیسات مورد نیاز جهت کار اپراتور می باشد که قسمت های زیر را دارا می باشد :
اتاق فرمان , فیدر خانه , باطری خانه , اتاق سیستم های توزیع برق
(
AC,DC) , اتاق ارتباطات , دفتر , انبار و ...

باطری خانه:

جهت تامین برقDC برای مصارف تغذیه رله های حفاظتی, موتورهای
شارژ فنر و... مکانیزم های فرمان و روشنایی اضطراری و... نیاز به
باطری خانه دارند که در اطاقکی تعدادی باطری با هم سری می شوند و  در دو مجموعه معمولاً 48 و110ولتی قرارمی گیرد و هر مجموعه با یک دستگاه باطری شارژ کوپل می شوند .

اصول کار ترانسفورماتور :

 1-تعریف ترانسفورماتور:

ترانسفورماتور از دو قسمت اصلی هسته و دو یا چند قسمت سیم پیچ که روی هسته پیچیده می شود تشکیل می شود , ترانسفورماتور یک دستگاه الکتریکی است که در اثر القای مغناطیسی بین سیم پیچ ها انرژی الکتریکی را از مدار سیم پیچ اولیه به ثانویه انتقال می دهد بطوری که در  نوع انرژی و مقدار آن تغییر حاصل نمی شود ولی ولتاژ و جریان تغییر  می کند بنابر این باصرف نظر از تلفات ترانس داریم :


P1=P2 --- V1 I1 = V2 I2= V1/V2 = I2/I1 = N1/N2
که اصول کار ترانسفورماتور براساس القای متقابل سیم پیچ ها است.

2ـ اجزاع ترانسفورماتور:

هسته , سیم پیچ ها , مخزن روغن , رادیاتور , بوشینگ های فشار قوی وضعیف , تپ چنجر و تابلوی مکانیزم آن , تابلوی فرمان , وسایل اندازه گیری و حفاظتی ,  شیرها و لوله های ارتباطی ,  وسایل خنک کننده , ترانس جریان , شاسی و چرخ , ...   
 
3ـ انواع اتصّال سیم پیچ:    
    
اتصال سیم پیچ های اولیه و ثانویه در ترانس معمولاً به صورت ستاره , مثلث , زیکزاک است .

4ـ ترانس فورماتورولتاژ(PT,VT):

چون ولتاژهای بالاتر از 600 V را نمی توان به صورت مستقیم بوسیله
دستگاه های اندازه گیری اندازه گرفت , بنابراین لازم است که ولتاژ را
کاهش دهیم تا بتوان ولتاژ را اندازه گیری نمود و یا اینکه در رله های حفاظتی استفاده کرد ترانسفورماتور ولتاژ به این منظور استفاده میشودکه ترانسفورماتور ولتاژ از نوع مغناطیسی دارای دو نوع  سیم پیچ اولیه و ثانویه می باشد که برای ولتاژهای بین 600
V   تا 132 KV استفاده می شود .

5ـ ترانس فورماتورجریان(CT):

جهت اندازه گیری و همچنین سیستم های حفاظتی لازم است که از مقدار جریان عبوری از خط اطلاع پیدا کرده و نظر به اینکه مستقیماً نمی شود از کل جریان خط دراین نوع دستگاه ها استفاده کرد و در فشار ضعیف و فشار قوی علاوه بر کمیت , موضوع مهم ایزوله کردن وسایل اندازه گیری و حفاظتی از اولیه است لزا بایستی به طریقی جریان را کاهش داده و از این جریان برای دستگاه های فوق استفاده کنیم واین کار توسط ترانس جریان انجام می شود.

ـــ پارامترهای اساسی یک  CT :
نقطه اشباع , کلاس ودقت
CT , ظرفیتCT  , نسبت تبدیل CT .

6ـ نسبت تبدیل ترانس جریان:

جریان اولیه CT  طبق IEC 185  مطابق اعداد زیر می باشد که اصولاً
باید در انتخاب جریان اولیه یکی از اعداد زیر انتخاب شود:
10-15-20-25-30-40-50-60-75-100-125-150  
Amp
  
درصورتیکه نیاز به جریان اولیه بیشتر باشد باید ضریبی از اعداد بالا
انتخاب شود .  جریان ثانویه 
CT  هم  طبق IEC 185  مطابق اعداد زیر می باشد : 1-2-5
برای انتخاب نسبت تبدیل 
CT باید جریان اولیه را متناسب با جریان
دستگاه های حفاظت شونده و یا دستگاه هایی که لازم است بار آنها اندازه گیری شود انتخاب کرد . در مورد
CT  تستهای مختلفی انجام می شودکه رایج ترین آنهاعبارت اند:
تست نقطه اشباع , تست نسبت تبدیل , تست عایقی اولیه و ثانویه.

7ـ حفاظتهای ترانس: 

الف : حفا ظتهای دا خلی :

1- اتصال کوتاه :
 
A دستگاه حفاظت روغن (رله بوخهلتز, رله تویوب) ,B دستگاه حفاظت درمقابل جریان زیاد( فیوز, رله جریان زیاد زمانی ) ,C
رله دیفرانسیل

2- اتصال زمین :
 
A مراقبت روغن با رله بوخهلتز,B رله دیفرانسیل,C
سنجش جریان زمین

3- افزایش فلوی هسته :

 A اورفلاکس

ب : حفا ظتهای خارجی :

1- اتصالی در شبکه :
 
A فیوز, B رله جریان زیاد زمانی , C
رله دیستانس
2- اضافه بار :
 
A ترمومتر روغن و سیم پیچ , B رله جریان زیاد تاخیری , C رله توی ب , D منعکس کننده حرارتی ,
3- اضافه ولتاژ در اثر موج سیار :
 
A توسط انواع برق گیر

ج : خفا ظتهای غیر الکتریکی :

1- کمبود روغن : رله بوخهلتز ,
2- قطع دستگاه خنک کن
3- نقص در تپ چنجر : رله تخله فشار یا گاز
 

 

انواع زمین کردن :

  
1ـ زمین کردن حفاظتی:

زمین کردن حفاظتی عبارت است از زمین کردن کلیه قطعات فلزی تاسیسات الکتریکی که در ارتباط مستقیم ( فلز به فلز ) با مدار الکتریکی قرار ندارد .
این زمین کردن بخصوص برای حفاظت اشخاص در مقابل اختلاف سطح تماس زیاد به کار گرفته می شود .

2ـ زمین کردن الکتریکی:

زمین کردن الکتریکی یعنی زمین کردن نقطه ای از دستگاههای الکتریکی و ادوات برقی که جزئی از مدار الکتریکی می باشد.
مثل زمین کردن مرکز ستاره سیم پیچ ترانسفورماتور یا ژنراتور که این زمین کردن بخاطر کار صحیح دستگاه و جلوگیری از ازدیاد فشار
الکتریکی فازهای  سالم  نسبت به  زمین در موقع تماس یکی از فازهای دیگر با زمین .

روشهای زمین کردن:

ـــ روش مستقیم :
مثل وصل مستقیم  نقطه صفر ترانس  یا  نقطه ای از سیم  رابط  بین ژنراتور جریان دائم به زمین .
ـــ روش غیر مستقیم :
مثل وصل نقطه صفر ژنراتور توسط یک مقاومت بزرگ به زمین یا
اتصال نقطه صفر ستاره ترانس توسط  سلف پترزن (پیچک محدود کننده جریان زمین)
ـــ زمین کردن بار:
باید نقطه صفر یا اصولاً هر نقطه از شبکه که پتانسیل نسبت به زمین دارد توسط یک فیوز فشارقوی (الکترود جرقه گیر) به زمین وصل شود.

    
ولتاژهای کمکی :

1ـ ولتاژکمکی (DC 110):

این ولتاژ درپستها یکی از پر اهمیت ترین ولتاژهای مورد نیاز تجهیزات است . کلیه فرامین قطع و وصل بریکر و تغذیه اکثر رله های موجود در هر پست از همین منبع تامین می شود .این ولتاژ توسط  یک دستگاه  شارژر سه فاز و یک  مجموعه 10 ستی باطری12 ولتی به آمپراژ 165 آمپر ساعت , یک تغذیه حفاظتی مطمئن را به وجود میآورد.
ولتاژ 110 ولتی مستقیم وارد تابلوی توضیع
DC  به مشخصه (+SB
)
شده واز آنجا جهت مصارف گوناگون از جمله کلیه فرامین قطع و وصل, تغذیه موتور شارژ فنر بریکرهای
KV 63 , تغذیه سیستم اضطراری روشنایی توزیع می شود. ضمناً هر خط تغذیه مجهز به فیوزهای مجزا می باشد .

2ـ ولتاژکمکی (AC):

ولتاژ کمکی متناوبV 380/220 , توسط ترانس های کمکی هریک به
قدرت 
KVA 100تامین می گردد که سمت اولیه KV 20 توسط فیوزـ
ـ های
10A/20KV حفاظت می شود .
مراحل ورود ولتاژ کمکی به تابلوی توزیع به این ترتیب است که ولتاژ وارد باکس (
AL – T– QSQ ) داخل محوطه می شود که خود باکس شامل کلید پاپیونی , فیوزهای کتابی و بریکر V400
می باشد.
سپس توسط کابل وارد تابلوی توزیع +
SA  شده و از طریق کلیدهای
پاپیونی که به طور مکانیکی با هم اینترلاک شده اند وارد باسبار توزیع می شود , ولتاژ متناوب
V380/220 جهت تغذیه سیستم های روشنایی و گرمایی و موتورهای شارژ بریکرهای 20KV,موتور تپ چنجر ترانس و شارژها و ... استفاده می شود.

اندازه گیری :
دستگاهای اندازه گیری روی تابلو کنترل برای قسمتهای مختلف شامل:
ـــ فیدر ورودی
KV63
  شامل آمپرمتر با سلکتورسویچ ( تعیین بالانس بودن یا نبودن فازها ) , ولتمتر با سلکتورسویچ .
ـــ فیدر ورودی
20KV شامل آمپرمتر با سلکتور , ولتمتر با سلکتور ,
مگاوات متر و مگاوار متر .
ـــ  فیدر خروجی
20KV شامل آمپرمتر با سلکتورسویچ فازها .
ـــ فیدرورودی
20KV درداخل فیدر خانه شامل آمپرمتر با سلکتورسویچ, ولتمتر با سلکتورسویچ .
 
اینترلاکها :
اینترلاکها به دو دسته الکتریکی و مکانیکی تقسیم می شوند و جهت جلوگیری از عملکردهای ناصحیح تعبیه شده اند .
ـــ اینترلاکهای یک بی خط
KV63 : اینترلاک الکتریکی بین سکسیونر
زمین خط و ترانس ولتاژ تعبیه شده و تازمانیکه ترانس ولتاژ تحت ولتاژ
شبکه باشد , اجازه بستن به سکسیونر زمین خط داده نمی شود .
اینترلاک الکتریکی بین دو سکسیونر طرفین بریکر یک بی خط
KV63
تا زمانیکه بریکر در حالت قطع قرار نگیرد اجازه باز یا بسته شدن به
سکسیونر طرفین داده نمی شود .
ـــ اینترلاکهای یک
KV63 ترانسفورماتور : اینترلاک الکتریکی بین
بریکر
KV63 وسکسیونر بی ترانس تا موقعی که بریکر در خالت قطع نباشد اجازه باز یا بسته شدن به سکسیونر داده نمی شود .
ـــ اینترلاکهای یک
KV20 ترانسفورماتور: اینترلاک مکانیکی بریکر
 کشویی ورودی
KV20 تا هنگامی که بریکر در حالت وصل باشد, پین
انترلاک که در قسمت زیر بریکر بین دو چرخ  عقب بریکر کشویی قرار دارد , اجازه داخل یا خارج شدن از فیدر را نمی دهد . هنگامی که
بریکردر مدار وصل است پین مربوطه پشت نبشی که در قسمت کف فیدر پیچ است قرار دارد واجازه خارج شدن بریکررانمی دهد .
اینترلاک الکتریکی بین سکسیونر ارت سرکابل ورودی
20KV از ترانسفورماتور و بریکرهای 20KV و KV63همان ترانس به این
ترتیب است که تا موقعی که دو بریکر یاد شده درحالت قطع نباشد ,
اجازه بستن به سکسیونر زمین سرکابل 
20KV
   داده نمی شود .
ضمناً تازمانیکه سرکابل ورودی
20KV زمین باشد بریکرهای 20KV و KV63 فرمان وصل قبول نمی کند .
ـــ انترلاک باس شکن
KV63: اینترلاک الکتریکی بین چهار بریکر 63 کیلو ولت قطع نباشند , اجازه بستن و یا باز کردن سکسیونر باس شکن داده نمیشود .
همچنین در صورتی که هرچهار بریکر 63 کیلو ولت قطع باشد , اجازه باز و بسته شدن به سکسیونر باس شکن داده میشود .
ـــ اینترلاک سکسیونر زمین باسبار 20 کیلو ولت : در صورتی به سکسیونر زمین باسبار 20 کیلو ولت اجازه بسته شدن داده می شود که کلیه بریکرها همان باس (خروجی ها ,ورودی ها و باس کوپلر ) قطع باشند و سوکت بریکرهای انها نیز وصل باشد.
ـــ اینترلاک کلیدهای 400 ولت
AC :
اینترلاک الکتریکی بین دو بریکر 400 ولت ترانسهای کمکی: بدین ترتیب که همیشه فقط یک بریکر میتواند در حالت وصل باشد.
اینترلاک مکانیکی بین دو کلید پاپیونی روی تابو توزیع
SA + طوری است که فقط یک کلید حالت وصل باشد.

حفاظت: 
یک سیستم حفاظتی کامل شامل :
1- ترانسهای جریان و ولتاژ
2- رله های حفاظتی (تصمیم گیرنده وصدور فرمان )
3- کلید های قدرت    

ـــ حفاظت های یک پست 63 کیلو ولت  ASEA   شامل:
1ـ حفاظت های خط 63 کیلو ولت : دیستانس بعنوان حفاظت اصلی و اورکارت پشتیبان
2ـ حفاظت های یک 63 کیلو ولت ترانس : اورکات و
REF (حفاظت های خارجی )
3ـ حفاظت های یک 20 کیلوولت ورودی ترانس : دایر کشنال اورکات – ارت فالت –
REF و اندرولتاژ
4ـ حفاظت های داخلی ترانس قدرت : رله بوخلس – شاخص سطح روغن – شاخص حرارت روغن – شاخص حرارت سیم پیچ – دریچه تنفسی – فشار زیاد داخل تپ چنجر که ناشی از ازدیاد گازها در اثر اتصالی بوجود میایند.
5ـ حفاظت های یک 20کیلوولت خروجی: اورکانت – ارت فالت
6ـ حفاظت باس کوپلر 20 کیلوولت:اورکانت-ارت فالت – دایرکشنال
7ـ حفاظت های ترانس کمکی: شاخص حرارت روغن ورله بوخهلتز
8ـ حفاظت های بریکر400 ولت
AC : جریان زیاد ـــ رلهً حرارتی
9ـ رله سوپرویژن جهت کنترل و مراقبت مدارات قطع بریکرهای 63 ورودی و ترانس وهمچنین ورودی
20KV ترانس قدرت .

رله های 20KV و 63KV,REF در صورت به هم خوردن تعادل جریانی فازهای سیم پیچ واختلاف زاویه 120 درجه بین فازها و در
نتیجه جریان دار شدن نقطه صفر سیم پیچ , عملکرد رله
REF را
بدنبال خواهد داشت .

عملکرد رله بوخهلتز:

در صورت بروز اتصال در داخل ترانس و متصاعد شدن گاز و
همچنین حرکت سریع روغن , منجر به عملکرد رله بوخهلتز خواهد
 شد, که با توجه به شدت اتصال مدارات آلارم و تریپ به ترتیب بسته می شوند .
پیش از برق دارکردن باید حرارتهای سیم پیچ و روغن کنترل شود .

 سیستم آلارم: 
بطور کلی هدف از کاربرد سیستم آلارم و سیگنال در پستهای فشار قوی آشکار ساختن خطاها ومعایب بوده و در صورتیکه بهره بردار هنگام کار و مانور دچارخطا شود سیستم آلارم بهره بردار را مطلع وکمک می کند تا سریع تر خطا و عیب مشخص و قسمت معیوب در صورت نیاز مجزا و اقدامات لازم انجام گردد . خطا یا فالت با آلارم (بوق) شروع و همزمان سیگنال چشمکزن مربوطه در پانل آلارم ظاهر می گردد .وظیفه بهره بردار در این مواقع به این ترتیب است که ابتدا بوق را با دکمه پوش باتون(
ALARM,STOP) قطع می نماید سپس کلیه سیگنال های ظاهر شده را کامل یادداشت نموده , بعد از آن دکمه (ACCEPT
) را جهت پذیرفتن یا ثابت نمودن سیگنال فشار می دهیم .
اگر فالت گذرا باشد , که سیگنال ریست شده و در صورتیکه فالت پایدار باشد , سیگنال ثابت میگردد .
مرحله بعدی پیگیری وبرسی جهت برطرف نمودن خطا می باشد .

تشریح سیگنالهای پست kv63 :
1- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک بی خط
KV63 .
2- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک ترانسفورماتور 63/20
KV .
3- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ  قسمت 20
KV .
4- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ  یک ترانسفورماتور کمکی ویک ترانسفورماتورارتینگ .
5- آلارم وسیگنالهای عمومی .

 

 

  
نویسنده : مهندس شهامتی ; ساعت ۱٢:٥٢ ‎ب.ظ روز شنبه ۱٦ بهمن ۱۳۸٩
تگ ها :