شبکه توزیع و انتقال برق تا مصرف

يك شبكه قدرت از نقطه توليد تا مصرف،شامل اجزاء و مراتبي است كه ژنراتور را بعنوان مولد و ترانسهاو خطوط انتقال را بعنوانمبدل و واسطه در بر مي‌گيرد .

محدوديت توليد :

ژنراتورها معمولاً” جريانهاي بزرگ را توليد ميكنند اما به لحاظ ولتاژ محدوديت دارند،زيرا عايق بندي شينه ها حجم و وزن زيادي ايجاد مي‌كند و به همين لحاظ ژنراتورها در نورم هاي ولتاژي 6،11،21 و حداكثر 33 كيلو ولت ساخته مي‌شوند

انتقال قدرت :

بر عكس توليد كه به لحاظ ولتاژ محدوديت دارد، در انتقال قدرت،مشكل جريان مطرح است زيرا هر چه جريان بيشتر شود،مقطع سيمها بيشتر و در نتيجه ساختمان دكل ها بزرگتر و تلفات انتقال نيز فزوني مي‌گيرد . به همين لحاظ سعي مي‌شود كه پس از توليد جريان،با استفاده از ترانسفورماتورهاي افزاينده،سطح ولتاژ افزايش و ميزان جريان كاهش داده شود . ضمنا” عمل انتقال سه فاز،توسطسه سيم صورت مي‌گيرد ( به سيم چهارم نيازي نيست ) و براي تشخيص اتصالكوتاههاي احتمالي فاز به زمين،از شبكه زمين و نوترالي كه در پست مبدا ايجاد مي‌كنند،سود مي‌جويند.

توزيع و مصرف قدرت :

پس از انتقال قدرت تا نزديكي هاي منطقه مصرف،سطح ولتاژ در چند مرحله پايين مي‌آيد تا قابل مصرف شود. در ايران درحال حاضر براي انتفال قدرت ازولتاژهاي 400 و 230 كيلو ولت (فاز- فاز)استفاده مي‌شود و در مناطق شهري نيز اين ولتاژهابه سطح 63 كيلو ولت ( شبكه فوق توزيع )كاهش پيدا مي‌كند و با تبديل 63 به 20 كيلو ولت،ولتاژ اوليه براي ترانسفورماتورهاي توزيع محلي مهيا مي‌گردد تا با ولتاژ 400 ولت ( فاز- فاز )،برق مورد نياز مصرف كننده هاي عادي فراهم آيد

آرايش ترانسفورماتورهاي قدرت :

ترانسفورماتورهاي انتقال،از آرايش ستاره / مثلث برخوردارند . طرف ستاره به ولتاژ بالاتر و طرف مثلث به ولتاژ پايين تر متصل مي‌شود تا در عايق بندي و حجم سيم پيچ ها صرفه جوئي شود . تپ چنجر نيز كه بعنوان تنظيم كننده ولتاژ بكار گرفته مي‌شود معمولاً در طرف فشار قوي تعبيه مي‌گردد تا عمل تغيير تپ (Tap) را در جريانهاي كمتري انجام دهد و جرقه كنتاكتها به حداقل رسد .

اجزاء يك پست انتقال يا فوق توزيع :

يك پست انتقال يا فوق توزيع، معمولاً شامل خط يا خطوط ورودي،بريكرها،سكسيونر ها، باسبار طرف فشار قوي،ترانس قدرت، ترانس نوتر،ترانس مصرف داخلي،باسبار فشار متوسط،فيدر هاي خروجي،فيدرهاي خازن و غيرو مي‌شود و در هر پست پانلهاي رله اي و متيرينگ،عمل حفاظت و اندازه گيري را بعهده دارند . باطريخانه و شارژرها نيز وظيفه توليد سيستم D.C.را كه لازمه غالب رله ها مي‌باشد انجام مي‌دهند .

ضرورت اتصال به زمين : 

تا زماني كهاتصالي با زمين در شبكه اتفاق نيفتاده باشد،نيازي به برقراري اتصال نوترال با زمين نمي‌باشد، اما به لحاظ امكان وقوع اتصال كوتاه هاي با زمين و برقراري سيستم حفاظتي براي تشخيص آنها،ناچار به داشتن سيستم نوترال خواهيم بود،به اين ترتيب كه سه فاز شبكه را از طريق يك ترانس نوتر (معمولاً داري سيم پيچ زيگزاك ) به يكديگر متصل و نقطه صفر يا خنثي (نول ) آنرا با زمين مرتبط مي‌كنيم . اين ترانس ضمن ايجاد نوترال براي شبكه،بدليل راكتانسي كه دارد ،جريان اتصال كوتاه با زمين را نيز محدود مي‌كند .

تانك رزيستانس :

عبارت از يك تانك فلزي پر از الكتروليت بسيار رقيق كربنات سديم است . خاصيت اين محلول آن است كه مقاومت الكتريكي آن به طور معكوس در برابر حرارت تغيير مي‌كند . در صورت پيدا شدن جريان نشتي با زمين ايجاد حرارت در مايع و كاهش مقاومت آن،جريان عبوري افزايش يافته و به سرعت به حدي مي‌رسد كه رله نوتر را تحريك نمايد . بنابراين خاصيت اين مقاومت،آشكار نمودن جريانهاي نشتي كم و غير قابل تشخيص بوسيله رلهنوترال اصلي مي‌باشد تا از عبور جريان مداوم نشتي و داغ شدن ترانس نوتر و سوختن احتمالي آن جلوگيري بعمل آورد .

خواص تانك رزيستانس به همين مورد محدود نمي‌شود بلكه مقاومت حالت نرمال آن و راكتانس ترانس نوتر،مجموعا” به حدي انتخاب مي‌شود كه آمپر اتصال كوتاه را در حد مورد نظر محدود نمايد . از مزاياي ديگر آن،رزيستانس خالص آنست ( در نقطه مقابل ترانس نوتر كه تقريبا 97% راكتانس خالص است ) و بنابراين در مواردي كه انتخاب يك ترانس نوتر با راكتانس بالا به دليل افزايش اندوكتانسسلفي پست،از بروز و ظهور هارمونيكها جلوگيري مي‌كنند تا عملكرد سلكتيو رله ها مختل نشود .

ضرورت برقراري حفاظت :

پس از برپايي يك سيستم قدرت،اول چيزي كه نياز به آن احساس مي‌شود،برخورداري سيستم از يك حفاظت اتوماتيك است . در اوايل پيدايش شبكه هاي قدرت،سعي مي‌شد سيستم را در مقابل جريانهاي اضافي ( ExessCurrents) حفاظت نمايد و اينكار توسط فيوز انجام مي‌شد اما با گسترش شبكه ها و تمايل به داشتن حفاظتي انتخاب كننده ( Selective )،يعني آن نوع از حفاظت كه بواسطه آن براي هر خطا( Fault) ئي در هر نقطه از شبكه،مناسبترين عمل قطع انجام شود، سيستم حفاظت Over current(كه اصطلاحاً ماكزيمم جريان گفته مي‌شود) مطرح شد و گسترش يافت .

البته نبايد حفاظت اوركارنتي را با حفاظت overload( اضافه بار )،كه بر مبناي ظرفيت حرارتي مدار منظور مي‌شود،اشتباه گرفت . در حفاظت اخير اگر بار از مقدار معيني ( معمولاً 2/1 برابر جريان نامي‌خط ) بيشتر شود،فرمان قطع رلهصادر مي‌شود در حاليكه منظور عمده از طرح حفاظت اوركارنتي آنست كه در صورت بروز خطا، رله ها به ترتيب نزديكي به نقطه اتصالي در نوبت قطع بايستند و در صورت عمل نكردن يك رله،رله بعدي فرمان قطع صادر كند .

معمولاً در تنظيم گذاري رله هاي اوركارنت به گونه اي عمل مي‌شود كه هر دو منظور حاصل شود

فهرست مطالب

شبكه قدرت از توليد تا مصرف1

محدوديت توليد1

 انتقال قدرت 1

توزيع و مصرف قدرت1

آرايش ترانسفورماتورهاي قدرت 2

اجزاء يك پست انتقال يا فوق توزيع 2

ضرورت اتصال به زمين – ترانس نوتر 2

تانك رزيستانس 3

ضرورت برقراري حفاظت 3

انواع سيستمهاي اوركارنتي 4

سيستم حفاظت اوركارنتي فاز به زمين 4 

حفاظت باقيمانده يا رزيجوآل 5

هماهنگ كردن رله هاي جرياني زمان ثابت 5

اشكال رله هاي با زمان ثابت 5

رله هاي اوركانت زمان معكوس 6

انواع رله هاي جرياني با زمان معكوس و موارد استفاده هر يك 6

كاربرد رله هاي جرياني 7

رله هاي ولتاژي 7

حفاظت فيدر خازن 7

رله اتومات براي قطع و وصل بنكهاي خازني 8

حفاظت فيدر كوپلاژ 20 كيلوولت 9 

حفاظت فيدر ترانس 20 كيلوولت 9

حفاظت جهتي جريان 9 

حفاظت R.E.F 10

رله هاي نوترال 10

حفاظت ترانسفورماتور  قدرت 10

رله بوخهلتس 11

رله هاي ترميك يا كنترل كننده درجه حرارت ترانس 12

رله ديفرنسيال 13

چند نكته در رابطه با رله ديفرنسيال 16

رله ديفرنسيل با بالانس ولتاژي 17

رله بدنه ترانس 17

حفاظت جرياني براي ترانسفورماتور 18 

رله هاي رگولاتور ولتاژ 18

رله اضافه شار 20

حفاظت باسبار 21

نوع اتصالي هاي باسبار 22

خصوصيات حفاظت باسبار 22 

انواع حفاظت باسبار 22

حفاظت خط 23

نكاتي در خصوص رله هاي ديستانس 25

نوسان قدرت و حفاظت رله ديستانس در مقابل آن 27

رله دوباره وصل كن 29

كاربرد رله دوباره وصل كن 31

ضد تكرار 32

رله واتمتريك 33

رله مؤلفه منفي 36

سنكرون كردن 39

رله سنكرون چك 41

رله سنكرونايزينگ ( سنكرون كننده ژنراتورها )  43

رله فركانسي – رله حذف بار 44

سيستم اينتريپ و اينترلاك 46

شبكه توزيع و انتقال برق تا مصرف

شبكه توزيع برق

دانلود مقاله شبکه توزیع برق تا مصرف