تعریف سیستم های قدرت

به قلم: میثم سعیدی راد

یادداشت شماره 2

یک سیستم قدرت الکتریکی شامل سه قسمت اصلی است: نیروگاههای تولید قدرت، خطوط انتقال و سیستمهای توزیع انرژی که خطوط انتقال، انرژی الکتریکی را با سطوح ولتاژ بالا از نیروگاهها تحویل گرفته و در نزدیکی مراکز مصرف توسط پستهای فوق توزیع به شبکه توزیع تحویل میدهند. شبکه توزیع نیز با تغییر ولتاژ متناسب به نوع تقاضای مشترک انرژی الکتریکی را به مصرف کننده میرساند در این مقوله، سیستم توزیع بطور مختصر مورد توجه قرار میگیرد.

سیستم قدرت :

الکتریسیته تولیدی توسط نیروگاه باید به محلهای مصرف انتقال یابد. انتقال نیروی الکتریسیته به نقاط مصرف از طریق سیستم انتقال صورت میپذیرد. جهت پایداری بیشتر و تلفات کمتر که در اثر جریان زیاد به وجود میآید، باید ولتاژ سیستم انتقال بالا باشد. ولتاژ تولیدی نیروگاهها حداکثر از kv 30 تجاوز نمیکند، به همین خاطر در نزدیکی هر نیروگاه، پستهای نیروگاه و انتقال با استفاده از ترانسفورماتورهای بزرگ، ولتاژ را تا حدو kv400 در (در ایران) افزایش میدهند .

الکتریسیته خروجی این پستها، توسط خطوط فشار قوی انتقال مییابد. در نزدیکی محلهای مصرف، پستهای فوق توزیع قرار دارند. در این پستها با استفاده از ترانسهای کاهنده، ولتاژ را تا 220، 132 و 63 کیلوولت کاهش میدهند. خروجی پست های فوق توزیع که ولتاژ kv 63 دارند، به پستهای توزیع یا پستهای تبدیل ولتاژ kv 63 به ولتاژ kv20 میباشد. از اینجا به بعد سیستم توزیع شروع میشود. هر سیستم فوق توزیع میتواند پستهای توزیع متعددی را تغذیه کند.

باسهای پست توزیع به وسیله یک یا چند ترانسفورماتور و تحت حفاظت کلید قدرت، تغذیه میشوند. پست توزیع از طریق همین باسها، سه فاز را تغذیه مینماید. زمانی شبکه سه فاز به عنوان مدار یا فیدر نامیده میشود که از طریق یک کلید قدرت تحت حفاظت و گاهی اوقات از طریق یک رگولاتور ولتاژ به باس متصل شود. معمولا رگولاتورها شکل یافته یک ترانس هستند، که کمک میکنند تا ولتاژ خروجی در فیدر بر اثر تغییرات بار، در یک دامنه یا محدوده از پیش تعیین شده ثابت بماند.

در بعضی از موارد، تعدادی از انشعابات فرعی سه فاز میتوانند از طریق کلیدهای وصل مجدد(Reclose)، نیز به مدار اصلی سه فاز متصل شوند. به هنگام وقوع اتصالی در انشعابات فرعی ریکلوزها عمل میکنند و انشعابات فرعی را از اصلی جدا مینمایند. با اینکه فیوزها یا جداکنندههای خط هم این کار را انجام میدهند، ولی قبل از اینکه انشعابات فرعی به طور دائمی باز بمانند، ریکلوز میتواند دوباره انشعاب فرعی را به اصلی وصل نماید و با تاخیر زمانی از پیش تعیین شده، آن را چندین مرتبه برقرار کند. این عمل به خاطر اینکه خطا ممکن است طبیعتی گذرا داشته باشد، انجام میپذیرد.

فیدرهای اصلی ممکن است به صورت هوایی یا زمینی از مناطقی که تغذیه میکنند، بگذرند. در طول مسیر، هر کدام از این فیدرها چندین ترانسفورماتور توزیع را تغذیه مینمایند. طرف اولیه این ترانسها فشار متوسط و طرف ثانویه فشار ضعیف است. در واقع ترانسفورماتورها ولتاژ خروجی را از فشارمتوسط (Kv 20 (به فشار ضعیفKv)4) تبدیل میکنند.

فیدر:

خطوط ارتباطی بین پستها و مصرف کنندههای آن، فیدر نامیده میشوند. فیدرها ممکن است به صورت هوایی یا زمینی نصب شوند. دریافت انرژی الکتریکی از پست kv63 و رساندن آن به مصرف کننده، نیازمند قسمت هایی است، هم مستقل از هم و هم وابسته به همدیگر. به طور کلی سیستم توزیع، یعنی از پست توزیع تا مصرف کننده به دو بخش اصلی تقسیم میشود.

-1 توزیع اولیه یا فیدرهای اولیه

-2 توزیع ثانویه یا فیدرهای فرعی

فیدرهای اولیه از پست فوق توزیع با پستهای توزیع و فیدرهای ثانویه از پست توزیع تا مصرف کننده ادامه دارند. سیستمهای توزیع ممکن است به سه فرم زیر باشند.

1- سیستمهای (فیدرهای) شعاعی

2- سیستمهای حلقوی

3- سیستمهای شبکه ای

ریکلوزReclose-(کلید وصل مجدد:)

به هنگام وقوع اتصالی در انشعاباتی که مجهز به کلید وصل مجدد( ریکلوز) هستند، این کلیدها عمل میکنند و انشعابات فرعی را از اصلی جدا مینمایند. با اینکه فیوزها یا جداکنندههای دیگر خط هم میتوانند این کار را انجام دهند، ولی قبل از اینکه انشعاب فرعی، به طور دائم، از انشعاب اصلی جدا شود و باز بماند، کلید وصل مجدد میتواند دوباره انشعاب فرعی را به اصلی وصل کرده و با تاخیر زمانی از پیش تنظیم شده، آن را چند مرتبه برقرار کند. این عمل به این خاطر انجام میشود که ممکن است خطا طبیعتی صرفا گذرا داشته باشد. مثل افتادن یک شاخه درخت روی خط، که مسلما باعث قطع طولانی برق به مشترکین نخواهد شد.

ریکلوزها در اصل کلیدهای قدرتی هستند که دارای توان عبور جریانهای عادی و اتصال کوتاه نسبتا کمتری میباشند. وسایل حساس به اتصالی و اضافه جریان و همچنین وسایل کنترل کننده وصل مجدد، بخشی از دستگاه بوده و درون آن قرار دارند.

دستگاه ریکلوز را میتوان روی یک یا چند شاخه از مدار نصب نمود، به طوری که بروز خطا در آن شاخهها، کل مدار را تحت تاثیر قرار ندهد. با استفاده از ریکلوزها خطاهای موقتی منجر به بی برقیهای طولانی نگشته، بلکه پس از یک قطعی موقت، مدار مجددا برق دار میگردد.