img

پست برق چیست؟

پست برق ها با توجه به وظایفی که در انتقال و توزیع نیروی الکتریکی دارند ، یکی از اساسی ترین ارکان تجهیزات انتقال برق به شمار می آیند.

نیاز بدون جایگزین صنایع مختلف به انرژی برق بر هیچ کسی پوشیده نیست اما سطح ولتاژ مورد نیاز در سطوح مختلف مصرف کنندگان صنعتی، اداری و خانگی متفاوت است.

در این بین پست های برق با مجموعه تجهیزاتی که دارند سطح مناسبی از ولتاژ را برای برق رسانی در شبکه های انتقال و توزیع برق فراهم می آورند.

پست های برق بر اساس وظایف اصلی شان در تبدیل ولتاژ به انواع مبدل کاهنده و مبدل افزاینده تقسیم می شوند.

همچنین برخی پست های برق بدون ایجاد تغییر در ولتاژ، تنها ولتاژ دریافتی را به خط یا خطوط دیگر انتقال می دهند (پست های کلیدزن).

اجزای پست برق

یک پست برق شامل مجموعه ای از تجهیزات فنی است که با هدف خاصی طراحی شده و در کنار هم چیده می شوند.

یک پست به طور کلی دارای تجهیزات سوییچ، سیستم‌های حفاظت، کنترل و همچنین یک یا چند ترانسفورماتور است.

تجهیزات یک پست برق در نمودار زیر نشان داده شده اند.

img

القا الکتریکی متقابل در سیم پیچ های یک ترانسفورماتور

ترانسفورماتور (ترانسفورمر)

ترانسفورماتورکه اصلی ترین وظیفه یک پست برق را بر عهده دارد یکی از وسایل بسیار مهم تبدیل جریان و ولتاژ الکتریکی متناوب است.

بر خلاف ماشین های الکتریکی که انرژی الکتریکی و مکانیکی را بهم تبدیل می کند، ترانسفورماتور در نوع انرژی تغییری نمی دهد

بلکه ولتاژ و جریان را با همان فرکانس جریان متناوب منتقل می کند،

بطوریکه انرژی ولتاژ پائین را تبدیل به همان انرژی با ولتاژ بالاتر می نماید و همچنین جریان را از مقدار داده شده در یک مدار به جریانی با اندازه های متفاوت در مدار دیگر تبدیل کند.

ترانسفورماتورها عملکرد خود را بر اساس اثری با عنوان «القا الکترو مغناطیسی متقابل» انجام می دهند

که طی آن اگرسیمی که دارای جریان و میدان الکتریکی است در مجاورت یک سیم دیگر قرار بگیرد روی آن سیم اثرگذار خواهد بود که باعث می شود ولتاژ در سیم دوم بدون هیچ گونه ارتباط الکتریکی القا شود.

لذا کمیت سیم های به کار برده شده در ترانسفورماتور ها منجر به ایجاد میزان معینی از جریان الکتریکی می شود.

این موضوع در طراحی ترانسفورماتورها نیز مورد نظر قرار می گیرد.

img
ترانسفورماتور قدرت

انواع ترانسفورماتور

ترانسفورماتور قدرت

ترانسفورماتور قدرت (Power transformer ) در پست برق وظیفه کاهش یا افزایش ولتاژ را بر عهده دارد. ترانسفورماتور در سه دسته ترانسفورماتور قدرت کوچک، ترانسفورماتورهای قدرت متوسط و ترانسفورماتورهای قدرت بزرگ تقسیم بندی می شوند و در صنایع مختلف بسته به نوع و میزان مصرف از انواع آنها استفاده می شود.

ترانسفورماتور زمین

در یک پست برق ترانسفورماتور زمین “Earthing Transformer or Grounding Transformer” برای محدود نمودن جریان اتصال کوتاه یک فاز،‌ثابت نگه داشتن ولتاژ نقطه صفر و ایجاد نقطه صفر مصنوعی در شبکه های با اتصال مثلث به کار برده می شوند و به دلیل ایجاد تعادل در بار، اتصال آنها به صورت زیگزاگ است.

ترانسفورماتور مصرف داخلی

از ترانسفورماتور تغذیه داخلی “Station Service Transformer” برای تغذیه مصارف داخلی پست برق استفاده می شود. بار ترانسفورماتور تغذیه داخلی شامل مواردی نظیر تغذیه بریکرها، تغذیه فن و سیستم خنک کننده ، شارژ باتری ها ، مصارف روشنایی و تهویه ها می باشد .

معمولا ترانسفورماتورهای تغذیه داخلی به صورت یک سیم پیچ ثالثیه در ترانسفورماتور زمین ترکیب شده و بدین ترتیب ترانسفورماتور زمین – تغذیه داخلی به صورت واحد ساخته می شوند ؛ که در این صورت تنها یک ترانسفورماتور که به دو منظور زمین و تغذیه داخلی ساخته شده ، در کنار ترانسفورماتور قدرت نصب می شود .

در غیر این صورت ترانسفورماتورهای زمین و تغذیه داخلی، هر کدام به طور جداگانه در کنار ترانسفورماتور قدرت نصب می شوند.

img
ترانسفورم قدرت 132 کیلوولت
img
ترانسفورمر کمپکت 20 کیلوولت همراه راکتور

سوییچگیر در پست برق

سوئیچگیر Switchgear به مجموعه ای از تجهیزات می گویند که ارتباط فیدرهای مختلف را به شینه ها

و یا قسمت های مختلف شینه ها را به یکدیگر، در یک سطح ولتاژ معین برقرار می کنند.

هدف عملکردی سوئیچگیر ارتباط بین تجهیزات فشار قوی و حفاظت از آنها و همچنین کنترل مانیتورینگ آنها می باشد.

گاهی سوئیچگیر در یک ساختمان  قرار دارد.

اجزای یک سوئیچگیر

همانطور که بیان شد سوئیچگیر در واقع رابط بین تعدادی تجهیزات می باشد که به تفکیک با هر یک آشنا می شویم:

  •  فیدر(Feeder)
  • شینه ها یا باس بارها (BusBar)
  • بریکر یا کلید قدرت ( Circuit Breaker )
  • سکسیونر یا کلید جداکننده ( Disconnect Switch )
  • ترانسفورماتورهای اندازه گیری ولتاژ و جریان ( Instrument Transformer )
  • تله موج ( Line Trap )
  • برقگیرها ( Lighting Arrester )
  •  جبران کننده های بار راکتیو
  • فوندانسیون، اسکلت فلزی، مقره های نگهدارنده و عایق کننده

فیدر چیست؟

فیدر(feeder) در لغت به معنای تغذیه کننده می باشد و در پستها به مجموعه­ای از تجهیزات اطلاق می­شود که ترانس یا خطوط را به باسبار منتقل می­نماید.

انواع فیدر در پست های برق

فیدرها شامل تجهیزات قطع و وصل جریان الکتریکی می­باشد که در تابلوها قرار می­گیرند:

  • فیدر خط
  • فیدر ترانس
  • فیدر باس کوپلر

تجهیزات تشکیل دهنده فیدر عبارتند از:

  • کلید قدرت
  • سکسیونر
  • ترانس جریان
  • ترانس ولتاژ

در فیدر خط در ابتدای ورود به پست و در فیدر ترانس در مجاورت ترانس، برقگیر نیز نصب می­شود.

شینه و شینه بندی پست برق

شینه رسانایی است که نیروی الکتریکی تولید شده توسط ژنراتور و ترانسفورمرها را جمع آوری کرده و منتقل می‏نماید.

در شينه تمام انرژی ترانسفورماتورها به هم مي پيوندند واز آنجا به طورمستقيم با همان ولتاژ و يا به كمك ترانسفورماتور افزاينده يا كاهنده ولتاژ به ديگرمصرف كننده ها و يا شينه ها هدايت مي‏گردند.

لذا مي‏توان گفت كه شينه وسيله جمع و پخش انرژي است.

شینه یا باسبار در شکل‏های مختلف تولید می‏شود.

انواع تخت (که به آن شینه می گویند و برای ولتاژهای کم استفاده می‏شود)،‌ رشته ‏ای و لوله‏ای (باسبار).

نوع رشته ای آن که نوعی هادی به شمار می آید از چند رشته تشکیل شده است و نهایتا نوع لوله ای «باسبار» می­باشد

و به طور معمول از جنس های مس برای ولتاژ فشار ضعیف و آلیاژ آلومینیوم برای ولتاژ فشار قوی ساخته می‏شود.

شینه بندی چیست؟

به نحوه چیدمان شینه ‏ها در یک پست برق شینه­ بندی می گویند که با توجه به ویژگی های یک پست برق طراحی می‏شود.

شینه ها در دو نوع ساده و مرکب (چندتایی) مورد استفاده قرار می گیرند.

ساده ترين نوع جمع و پخش انرژي، شينه ساده است.

درچنين تأسيساتي به ازاي هرفاز يك شينه وجود دارد.

تمام ژنراتورهاي يك نيروگاه به اين سه شينه بسته مي شوند و از همين شينه ها براي تغذيه پست های برق مبدل يا دیگر مصارف استفاده می شود.

معایب شینه

شينه ساده كه به آن اشاره شد داراي معايبی به شرح زيراست:

  • تميز كردن مقره ها و متعلقات ديگر شينه بدون قطع برق امكان پذير نيست
  • گرفتن انشعاب جديد ازشينه ساده بدون قطع برق امكان پذيرنيست؛ به عبارت ديگرتوسعه شبكه برق فقط با قطع برق ممكن است.
  • خراب شدن ديژنكتور هر يك از سيم‏هاي انتقال انرژي باعث قطع آن خط مي شود.

براي برطرف كردن معايب فوق امروزه درنيروگاه ها وتبديل گاه هاي مهم ازشينه مركب استفاده مي شود.

ساده ترين و متداولترين نوع شينه مركب، شينه دوبل است.

در شينه دوبل (دو شينه به ازای هرفاز) معمولايك شينه زير بار است و شينه ديگر به عنوان رزرو به كارگرفته می شود.

بریکر یا کلید قدرت

بریک (break) در لغت به معنای شکستن و قطع کردن است

و در حوزه برق، به تجهیزات و کلیدهایی که جهت قطع و وصل بار و یا ایجاد تغییر مسیر بار الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند،‌ اطلاق می‏شود.

بریکرها یا مدار‏شکن‏ها برای حفاظت از مدارها نصب شده و انواع مختلفی دارند.

پیمانکاران طراحی کلید های قدرت در یک سیستم را با توجه به شرایط مدار و شرایط محیط،‌ مقررات و استاندارد ها و همچنین نیاز کارفرمایان انجام می‏دهند.

شرایط مدار به حساسیت و قدرت مدار بستگی دارد و محیط نیز از لحاظ شرایط نصب و شرایط آب و هوایی الزاماتی را برای طراحی کلیدهای قدرت ایجاد می‏کند.

img
کلید برق
img
کلید قدرت،‌ترانسفورماور و میله های آلومینیومی باسبار