طراحی پست ها

استانداردهای مهم در طراحی پست ها:
به منظور ایجاد هماهنگی در بین سازندگان و مصرف کنندگان مختلف و جلوگیری از به وجود آمدن تنوع بسیار در طراحی و ساخت وسایل و تجهیزات و همچنین امکان کنترل مرغوبیت و کیفیت تجهیزات ساخته شده در کلیه زمینه های صنعتی و خصوصا صنعت برق از سال های قبل موضوع استاندارد نمودن مشخصات فنی و نحوه کنترل کیفیت تجهیزات در رعایت مقررات مشخص در زمینه ایجاد تاسیسات مطرح بوده است.
هم اکنون کلیه سازندگان جهت ساخت و کنترل کیفیت محصولات خود و کلیه صاحبان صنایع در ایجاد تاسیسات صنعتی خود از استاندارد های مشخصی استفاده می کنند.
اکثر کشور های پیشرفته( ایالات متحده آمریکا_ کانادا_آلمان_انگلستان_فرانسه_ایتالیا_روسیه_ژاپن) با شرایط و الگوهای خاص خود اقدام به ایجاد استاندارد هایی نموده اند که به نام استاندارد های ملی معروف هستند.در کشور مانیز در بعضی از زمینه های صنعتی استاندارد های ملی وجود دارد که زیر نظر موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی تدوین گردیده است.هم اکنون استاندارد های مشخصی در زمینه تجهیزات فشار قوی از جمله پست های فشار قوی نیز تدوین شده است که از استاندارد های بین المللی مانند IEC _ ANSI_
DIN(یا (VDE_ استفاده شده است.
تهیه استاندارد و استفاده از آن در طراحی و ساخت تجهیزات الکتریکی باعث ایجاد سهولت در امر طراحی و ساخت قسمت های مختلف کار می گردد.در مورد صنعت برق و تجهیزات الکتریکی استاندارد های بین المللی و ملی وجود داشته که در زیر سه استاندارد مهم ارائه می شود:
الف)- استاندارد IEC:
این استاندارد یک استاندارد بین المللی بوده و به طور کلی در اکثر کارخانجات و شرکت های برقی مورد استفاده قرار می گیرد در کشور ما نیز این استاندارد نقش مهمی داشته و عمدتا در طراحی پست ها از آن استفاده می شود.
ب)- استاندارد ANSI:
استاندارد مذکور بیشتر در ایالات متحده آمریکا و کانادا مورد استفاده قرار می گیرد.
ج)- استاندارد DIN:
این استاندارد مربوط به کشور آلمان بوده که مورد استفاده تعدادی از کشورهای اروپایی نیز می باشد.
البته مطالعات و تحقیقات و توصیه های جالبی نیز توسط استاندارد های دیگری ارائه می گردد که از مهمترین آنها می توان به استاندارد کشورهای ژاپن و سوئد اشاره نمود.همچنین کارخانجات و سازندگان مختلف نتایج تحقیقات و مطالعات خود را نیز در مجلات معتبر علمی _ کنفرانس ها_ سمینار های تخصصی ارائه می کنند.
سطح ولتاژ استاندارد در پست های فشار قوی:
بر اساس مطالب بیان شده می توان گفت که هر پست فشار قوی وظیفه دریافت انرژی الکتریکی از طریق فیدرهای (انشعابات) ورودی و تزریق آن به فیدرهای خروجی را بر عهده دارد.در این انتقال انرژی ممکن است نیاز به تغییر سطح ولتاژ انتقالی باشد.این تغییر سطح ولتاژ در سطح ولتاژ های استاندارد صورت می گیرد.بر اساس استاندارد IEC ولتاژ های نامی AC در شبکه های سراسری به صورت زیر گروه بندی می شوند:
گروه1:ولتاژ فشار ضعیفLV:این گروه ولتاژی ولتاژ های کمتر از یک کیلوولت را شامل می شود که مقادیر استاندارد شده ی این سطح ولتاژ عبارتند از:
110_220_400_660_850_1000 ولت
گروه2:ولتاژ فشار متوسط MV:مقادیر استاندارد شده ی ولتاژهای این گروه عبارتند از:
2.4_3.6_7.2_12_17.5_24_33_36_52 کیلوولت
گروه3:ولتاژ فشار قوی HV:ولتاژ های بالاتر از 63 کیلو ولت و کمتر از245 کیلوولت تحت ولتاژهای فشار قوی نام گذاری شده است.رنج استاندارد شده ی این سطح ولتاژ عبارتند از:
72.5_100_123_145_170_245 کیلوولت
گروه4:ولتاژ فوق فشار قوی EHV:مقادیر استاندارد شده ی این سطح ولتاژ عبارتند از:
300_362_420_525_765 کیلو ولت
گروه5:ولتاژ مافوق فشار قوی :UHV معمولا ولتاژهای بالاتر از 800 کیلوولت را جزوه ولتاژهای مافوق فشار قوی قلمداد می کنند.
همچنین ولتاژهای جریان مستقیم به کار رفته در شبکه های سراسری تحت ولتاژهای گروه 4 و 5 مورد استفاده قرار می گیرند که تحت عنوان ولتاژ های فشار قوی جریان مستقیم بیان می گردند.البته این سطح ولتاژ ها در ایران هیچ کاربردی ندارد و بیشتر در کانادا و ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار می گیرد.
گفتنی است که محققان کانادایی در دانشگاههای کانادا بروی ولتاژهای بالای یک میلیون کیلوولت یعنی ولتاژی معادل یک میلیارد ولت برای استفاده در خطوط انتقال قدرت استفاده می کنند که بدیهی است استفاده از تراسفورماتورهای قدرت غول پیکر جزء تجهیزات ضروری چنین سیستم های قدرتی با چنین سطح ولتاژی یعنی یک میلیارد ولت به حساب می آید.
در شبکه سراسری ایران ولتاژهای متفاوتی از گروه های مختلف به کار می روند که مقادیر نامی این ولتاژها عبارتند از:
6_11_20_33_63_66_132_230_400 کیلوولت
معیارهای اساسی در طراحی پست ها:
در طراحی پست های فشار قوی باید معیارهایی مد نظر قرار گیرند که این معیارها و مفاهیم اساسی متناسب با سطح ولتاژ انتخابی در پست ها متفاوت می باشد که در جدول 1-1 ارائه شده است.مسائل طراحی با توجه به شش دسته معیارهای اساسی زیر بیان می گردند:
– معیارهای شرایط محیطی _آب و هوا_محل استقرار تجهیزات
– معیارهای اطلاعات شبکه_طرح شبکه ی قدرت
– معیارهای قابلیت دسترسی و وجود مسیرهای مختلف تغذیه
– معیارهای انتقال توزیع و تبادل انرژی الکتریکی
– معیارهای سهولت در انجام کلید زنی
– معیارها_ملاحظات و ضروریات ایمنی
البته در کنار این ضروریات و معیارهای فنی باید معیارها و ملاحظات اقتصادی نیز مد نظر قرارگیرد.
در زیر عیارهای اساسی در طراحی پست های فشار قوی را می آورم و از آوردن ست های فشار ضعیف و متوسط خودداری می کنم چون به بحث ما ارتباطی ندارد.
الف)- شرایط محیطی_آب و هوا_محل استقرار تجهیزات:
– سویچگیر داخلی یا بیرونی
– سویچگیر معمولی / گازی / ترکیبی
– فاصله ی خزش و طول جرقه
– حفاظت در برابر خوردگی
– ایمنی در برابر زمین لرزه
– ساختمان سازی
– کاربرد تجهیزات
ب)- اطلاعات شبکه _طرح شبکه ی قدرت:
– محاسبات اتصال کوتاه
– سیستم های حفاظت و رله
– حفاظت در برابر صاعقه
– نحوه ی زمین کردن نقاط صفر ژنراتورها و ترانسفورماتورها
– هماهنگی عایقی
ج)- قابلیت دسترسی و وجود مسیرهای مختلف تغذیه:
– طرح شینه بندی
– مسیرهای مختلف تغذیه بار
– طرح و ترکیب انشعاب ها (خط_ترانسفورماتور وغیره)
– انتخاب تجهیزات
– طرح و شمای کلی شبکه
د)- انتقال_توزیع_تبادل انرژی الکتریکی:
– توسعه آینده پست یا سویچگیر
– کاربرد تجهیزات
– طرح و محاسبه ی ترانسفورماتورهای اندازه گیری
ه)- سهولت در انجام کلید زنی:
– فرمان دستی / اتوماتیک
– فرمان محلی / از را دور
– ساختار / طرح و ترکیب
و)- ملاحظات وضروریات ایمنی:
– طرح وشمای شبکه
– ایمنی در برابر جرقه ی اتصال کوتاه
– حفاظت در برابر صاعقه
– زمین کردن
– حفاظت در برابر آتش سوزی
– حفاظت در برابر تماس با تجهیزات تحت ولتاژ
مراحل طراحی پست:
طراحی پست شامل مراحلی است که به طور خلاصه در اینجا بیان می گردد:
1- ضرورت احداث پست:
که با توجه به نکات زیر مشخص می گردد:
– بررسی فنی و اقتصادی که با توجه به گسترش بار و برنامه های دولت در 10 تا 15 سال آینده.
– بررسی چگونگی توزیع بار و تعیین مراکز پر مصرف بار.
– بررسی شبکه ی توزیع با توجه به نیاز منطقه.
– محاسبه افت ولتاژ و تلفات انرژی.
– بررسی وضعیت شبکه های فشار قوی و فشار متوسط موجود در منطقه.
– بررسی راه حل های مختلف جهت انتقال انرژی به یک منطقه مانند وجود نیروگاهها.
2- تعیین محل پست فشار قوی:
که با توجه به نکات زیر مشخص می گردد:
– محل احداث پست باید حتی المکان به مرکز ثقل بار(مراکز پر مصرف)و مراکز پر جمعیت نزدیک باشد.
– امکان تغذیه پست توسط شبکه ی فشار قوی وجود داشته باشد.
– توسعه ی آینده پست امکان پذیر باشد.
– محل احداث پست خارج از طرح های عمرانی و تاسیساتی دیگر باشد.
– امکان استفاده از خطوط خروجی پست فراهم باشد.
– حتی المکان زمین پست به جاده ی اصلی نزدیک باشد تا حمل و نقل وسایل و تجهیزات قدرت سنگین امکان پذیر باشد.
– فاصله ی مجاز با فرودگاه و باند پرواز داشته باشد.
– فاصله ی مجاز با لوله های گاز_ نفت_راه ها و سایر تاسیسات داشته باشد.
– حتی المکان از تاسیسات صنعتی دودزا و آلوده کننده و کارخانجات فاصله ی کافی را داشته باشد.
– آب رسانی به پست امکان پذیر باشد.
– انجام عملیات ساختمانی نظیر خاک برداری و بتون ریزی امکان پذیر و مقرون به صرفه باشد.
– زمین پست در مسیر سیلاب های فصلی قرار نداشته باشد.
– حتی المکان از زمین های غیر کشاورزی و بایر برای پست انتخاب شود.
– خرید و تصرف زمین امکان پذیر باشد.
– در احداث پست به آثار تاریخی و موارد نظیر آن توجه شود.
– احداث پست به روند عادی زندگی افراد در مناطق مجاور پست اختلالی ایجاد نکند.
3- تعیین ظرفیت ترانسفورماتورهای قدرت:
در این مرحله ظرفیت ترانسفورماتورها با توجه به موارد زیر مشخص می شوند:
– تعیین بار مصرفی در 24 ساعت و مشخص کردن پیک بار
– پیش بینی پیک متوسط بار در 10 تا 15 سال آینده که در آن به برنامه های توسعه نیز توجه شده باشد.
– انتخاب ظرفیت ترانسفورماتورها به مقدار1.5تا2.5برابر کل پیک بار با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادی . در انتخاب ظرفیت ترانسفورماتورها همیشه یک یا دو ترانسفورماتور به عنوان رزرو پیش بینی می گردد.برای مثال چنانچه ظرفیت ترانسفورماتورها 2 برابر مقدار مصرف انتخاب شود
در این صورت از 2 یا 3 ترانسفورماتور برای تامین آن استفاده می شود.
همچنین عوامل دیگری نظیر نوع بار مصرفی – اهمیت آن جهت تداوم سرویس دهی و غیره درتعیین ظرفیت و تعداد ترانسفورماتورها مد نظر قرار می گیرد.
4- تهیه نقشه های اولیه پست:
از مهمترین این نقشه ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
– تهیه نقشه تک خطی پست گام اول در طراحی آن به شمار می رود که در مواقع تعیین شینه بندی_تعداد خطوط ورودی و خروجی و تعداد ترانسفورماتورها را شامل می شود.
– تهیه نقشه های مربوط به نمای جانبی- افقی و قائم تجهیزات- طرح تقریبی محل استقرار تجهیزات و پایه های فلزی نگهدارنده و فوندانسیون های بتونی.
– تهیه نقشه های مربوط به ساختمان سازی پست نظیر تعیین محل اتاق های فرمان-حفاظت و غیره.
– تعیین حفاظت های لازم برای ترانسفورماتورها-خطوط ورودی و خروجی و سایر تجهیزات قدرت.
– تعیین محل استقرار تابلوهای فرمان و حفاظت و قدرت.
5- طراحی و محاسبه وتعیین مشخصات فنی تجهیزات پست:
این مرحله شامل موارد بسیار زیادی است که مهمترین آنها عبارتند از:
– محاسبات اتصال کوتاه با توجه به توسعه آینده ی شبکه که نتایج آن در انتخاب تجهیزات و محاسبات طراحی پست استفاده می شود.
– محاسبات و طراحی شینه بندی (سایزینگ باسبار).
– تهیه مشخصات فنی ترانسفورماتورهای قدرت.
– محاسبات مربوط به انتخاب کلیدهای قدرت شامل بریکرها و دیسکانکت ها.
– محاسبات مربوط به هماهنگی عایقی و انتخاب برق گیرها.
– طراحی و محاسبه شبکه ی زمین.
– محاسبه و انتخاب ترانسفورماتورهای اندازه گیری.
– تعیین سیستم های حفاظتی و مشخصات فنی رله ها و محاسبات مربوط به تنظیم رله ها.
– تعیین دستگاه های اندازه گیری و مشخصات آنها.
– طراحی و محاسبات مربوط به مصارف داخلی اعم از متناوب و مستقیم.
– محاسبات مربوط به انتخاب راکتور و بانک خازنی (در صورت لزوم).
– طراحی مدارهای فرمان.
– محاسبه ی کابل های قدرت و هوایی.
– طراحی سیستم plc.
– محاسبه ی فوندانسیون بتونی.
– طراحی و محاسبه ی پایه های نگهدارنده فلزی.
– تهیه نقشه های اجرایی پست.
برای دریافت 120 نقشه از انواع پست های فشار قوی موجود اینجا کلیک کنید.