آشنایی با شبکه توزیع برق (بخش دوم)

سطوح ولتاژ شبکه های توزیع :

شبکه های فشار متوسط عمومی در ایران ، با ولتاژ ۳۳ ، ۲۰و۱۱ کیلو واتی کار می کنند که در این میان ، ولتاژ ۲۰کیلو ولت رایج ترین آنها است و امروزه نیز ، ایجاد و توسعه شبکه های فشار متوسط به طور اساسی با ولتاژ ۲۰ کیلو ولت صورت می گیرد . در برخی از شهرها نیز که از قدیم ولتاژ ۱۱ کیلوولتی معمول بوده است ، رفته رفته جای خود را به ۲۰کیلوولت داده اند . ولتاژ ۳۳ کیلوولتی فقط در خوزستان رایج است و در ابتدا به عنوان ولتاژ فوق توزیع به کار رفته می رفت . بدین معنی که از طریق خطوط ۳۳ کیلوولتی و ایستگاههای تبدیل۱۱/۳۳ کیلوولتی ولتاژ توزیع ۱۱ کیلوولتی تامین و برق به مراکز مصرف رسانده می شد و سپس با تبدیل ۱۱ کیلوولت به ۴۰۰ ولت به مصرف می رسید . اما امروزه گرایش به تبدیل مستقیم ولتاژ از ۳۳ کیلوولت به ۴۰۰ ولت بیشتر است و ایستگاه های مبدل ۴۰۰/۳۳۰۰۰ ولتی به یکباره کار توزیع انرژی در سطح فشار متوسط را انجام می دهند . در حال حاضر ، هر دو حالت یاد شده در شبکه خوزستان وجود دارد . ازطرفی در آینده در شهرهای بزرگی همچون تهران ، ولتاژ فوق توزیع ۶۳ کیلوولتی نیز جز سطوح ولتاژ فشار متوسط در طرف ولتاژ اولیه شبکه های توزیع قرار خواهد گرفت .

لازم به توضیح است که براساس تعریف جدید استانداربین المللی ،سطح ولتارفشارمتوسط (M.V.)، طیف ولتاژ در بازده ۳ الی ۷۵ کیلوولت را شامل می شود . به عنوان مثال ، در بیشتر پالایشگاه ها و صنایع پتروشیمی و همچنین صنایع سیمان و خودروسازی ، پست هایی با سطح ولتاژ ۳/۳ و ۶ کیلوولت ، به عنوان شبکه اولیه وجود دارد که مقدار این ولتاژها د رشبکه های توزیع مجاز نمی باشد .جدول (۱) سری ولتاژهای استانداردهای شده طبق IEC را نشان می دهد .

              جدول (۱): ولتاژهای نامی سیستم های سه فاز A.C از ۱ تا ۳۵ کیلوولت

                 ولتاژ نامی سیستم

KV

          بیشترین ولتاژ تجهیزات

KV

۳*                             ۳/۳*

۶*                             ۶/۶*

۱۰                              ۱۱

۱۵                                _

۲۰                                ۲۲

_                                  ۳۳

۳۵*                               _

                      ۳/۶

۲/۷

۱۲

۵/۱۷

۲۴

۳۶

۵/۴۰

* این مقادیر نباید برای سیستم های توزیع برق عمومی به کار برده شوند .

** این سیستم ها به طور معمول سه سیمه هستند و مقادیر ولتاژهای مابین فازها را نشان می دهند .

*** در یک سیستم طبیعی تغییرات حداکثر و حداقل نباید بیشتراز محدوده ۱۰%± باشد .

شبکه های فشار ضعیف و به دنبال آن اتصالات مربوط به سرویس مصرف کننده ، آخرین بخش از شبکه های توزیع راتشکیل می دهند یعنی به طور مستقیم با مصرف کنندگان در ارتباط هستند . این مدارها ، از نظر چگونگی سرویس دهی با فیدرهای اولیه یکسانند . شبکه فشار ضعیف به طور کلی ، به همراه ترانسفورماتورهای توزیع در یکحوزه قرار می گیرد که میان آنها ، ارتباط تنگاتنگی برقرار است .درمناطق شهری با چگالی بار سنگین ، به طور معمول شبکه فشار ضعیف فقط از طریق کابل های زمینی عبور داده می شوند ، بنابراین امکان به هم پیوستگی شبکه فشار ضعیف ،با هزینه مناسبی فراهم می آیند . از این رو در گذشته ، در این مناطق ، از شبکه شعاعی استفاده می شد ، اما اکنون شبکه های به هم پیوسته مناسب تر به نظر می رسد.

اگرچه شبکه شبکه فشارمتوسط ( طرف اولیه ) وفشار ضعیف ( طرف ثانویه ) با یکدیگر تفاوت های  آشکاری دارند ، با این حال ، مبانی مشترکی به ویژه در طراحی آنها حاکم است و این مطلب درباره پست ها نیز صدق می کند .

مقایسه سیستم های زمینی و هوایی :

در بررسی محاسن و معایب بین شبکه های زمینی و هوایی ، باید توسعه همه جانبه سیستم های الکتریکی ونیز مقرون به صرفه بودن آن را مد نظر قرار داد . طبیعت ساختمانی ، چگونگی احداث ، بهره برداری و تجربه های نگهداری از این دو گونه سیستم توزیع ، برای مقایسه همه جانبه شبکه های هوایی باسیستم زمینی به شرح آورده شده است .

صرفه اقتصادی :

به طور کلی سیستم های هوایی برخلاف سیستم های زمینی ، بسیار کم هزینه تر و ارزان ترند زیرا به کندن کانال ، هزینه های اخذ مجوزهای حفاری ، لوله های مخصوص و … نیازی نداشته و در مورد خود کابل ها نیز حفاظ و عایق گران قیمت ، اتصالات و غلاف های آب بندی گران جهت امکانات ویژه ضد آب کردن تجهیزات زیرزمینی وجود ندارد. درست همین هزینه های گزاف سرمایه گذاری است که سیستم های زمینی را چندین برابر گران تر از سیستم های هوایی کرده است .

امروزه باپیشرفت های تکنولوژی،ازپلاستیک به عنوان عایق وپوسته کابلهای زمینی استفاده می شود. توانایی این مواد برای دفن مستقیم سیستم در زیر خاک ، صرفه اقتصادی آن را نسبت به سیستم های هوایی کاهش داده، بااین حال ،هنوزهم افزایش هزینه های شبکه زمینی در ولتاژهای زیاد به مراتب بیشتر می باشد به طوری که به عنوان مثال ، هزینه های شبکه های فشارضعیف ۴۰۰ ولت زمینی ، در حدود دو برابر شبکه های هوایی خواهد بود و این نسبت در شبکه های با ولتاژ ۶۳ و ۱۳۲ کیلوولت به ترتیب ۱۰ و ۱۸ برابرمی گردد .

مشکلات اجرایی :

احداث شبکه های هوایی آسان تر بوده و در هر نقطه و محل می توان به وسیله شبکه هوایی ، به سرعت جریان برق را برقرار نمود . در این شبکه ها ، سادگی ساخت و احداث ، سهولت بهره برداری وتعمیراتی که به دنبال دارند به عنوان اصولی مهم در نظر گرفته می شود . یک طرح ساده ، همیشه بر طرح های پیچیده برتری دارد مگر عواملی مهم ، استفاده از طرح های پیچیده شبکه های زیرزمینی را توجیه نماید . امروزه سیاست های کلان بخش برق ، در چگونگی طراحی و نیرو رسانی به شبکه های توزیع هوایی تاکید دارند . مشکل عدم وجود منابع مالی سازمان در انجام پروژه ، می تواند به انتخاب این سیاست منجر شودکه شبکه های توزیع هوایی ، با حداکثرسرعت ممکن و به راحتی توسعه می یابند . گرفتن انشعاب از شبکه های هوایی ، بدون مشکل ، با مخارج کم و با سرعت بیشتر انجام می شود ، در حالی که اشعاب گیری از کابل ها ، مستلزم ایجاد نقاط برداشت و پخش مانند ایستگاه های توزیع ، تابلوهای برق و پیلارها (شالترها ) ، جعبه های انشعاب و … خواهد بود .

بنابراین سیستم های هوایی ، به صورت خیلی وسیع برای مدتی غالب خواهد بود و در سطوح برق رسانی روستاها کاربردی به تقریب انحصاری خواهند داشت . در آینده ، برای شبکه های شهری دارای چگالی بار زیاد ، با استفاده از درآمدهای حاصله ، بهبود کیفیت ، رعایت دیگر مسایل و تبدیل به شبکه های زمینی مد نظر خواهند بود . به طور کلی در مکان هایی که چگالی بارهای مصرفی آن قدر زیاد باشد که نصب خطوط هوایی با سیم ها و هادی های انبوه واقع روی پایه های خطوط هوایی از نظر شکل ظاهری ، ایمنی و بهره برداری غیر عملی به نظر رسد ، انتخابی جز سیستم زمینی وجود نخواهد داشت .

تعمیر و عیب یابی :

عیب یابی و رفع آن در شبکه های هوایی ،آسان تر انجام می گیرد ، زیرا بیشتر عیبهای شبکه های هوایی با چشم دیده می  شوند در صورتی که برای پیدا کردن عیب در شبکه زیرزمینی ، به دستگاه های خاص نیاز خواهد بود . در ضمن هنگامی که درسیستم های زمینی مشکلی پیش می آید ، از نظر تعمیر بسیار وقت گیر و سخت خواهد بود با این حال ، سیستم زمینی با خطر قطعی برق ناشی از طوفان ، رفت و آمد و برخورد وسایل نقلیه ، سقوط درختان و غیره مواجه نیست . به همین دلیل ، صرف مخارج اضافی برای شبکه های زمینی ، جهت احداث شبکه های قابل تغذیه از دو سو( مدار دوم ) ، چندین مدار موازی ، طرح های تبدیلی و حتی شبکه های غربالی برای ایجاد قابلیت اطمینان برقرسانی ، توجیه پذیر خواهد بود .

لازم به توضیح است که شرایط متعدد دیگری نیز وجود داردکه کابل های زمینی را به سیستم های هوایی ترجیح می دهند . در واقع چون شبکه های زمینی در زیر خاک دفن می باشند ، از عوامل جوی ، مانند طوفان ، یخ زدگی ، برخورد شاخه های درختان و رعد وبرق درامان بوده امکان خرابی آنها کمترمی باشد ، از این رو ، قطع جریان کمتری نیز پیش می آید .

یکی دیگر از مشکلات فعلی خطوط هوایی ، رفت وآمد وسایل نقلیه و برخورد آنها با تیرها است . از طرفی مقررات راهنمایی و رانندگی چنان سخت است که ساخت و مرمت سیستم های هوایی را رفته رفته با مشکل مواجه کرده است . علاوه بر آن ، رفت و آمد ( ترافیک ) سنگین ووسایل با ارتفاع زیاد مانند بالابرها و جرثقیل ها ، خطرات دیگری از نظر برخورد وسایل نقلیه سنگین به تیرها و سیم ها ایجاد می کنند .

حفظ زیبایی محیط وحریم ها :

به طور کلی سازه های خطوط هوایی ، با زیبایی و معماری امروزی محیط همخوانی ندارند بنابراین مهندسین توزیع برق ، در طراحی سیستم توزیع انرژی الکتریکی ، به حفظ زیبایی نیز توجه می کنند تا جایی که پایه های سیمانی ر در رنگ ها و اشکال متعددی می سازند .

در شهرها و مناطق پر جمعیت و حساس ، برای حفظ زیبایی شهر ، به طور معمول از شبکه های زمینی استفاده می شود ، با این حال در بعضی از نقاط به اجبار از شبکه های هوایی استفاده می شود تا حریم سیم های برق داررعایت شوداین موضوع مانند باند فرودگاه ها، داخل محوطه نیروگاه ها و پادگان ها و غیره … می باشد . به علت بدون روپوش بودن هادی های خطوط هوایی رعایت فاصله مجاز از تاسیسات و ساختمانها به عنوان رعایت حریم خطوط انتقال مورد نیاز می باشد . در بسیاری از موارد ، به علت کم بودن عرض مسیر و معابر و در نتیجه به علت عدم امکان تامین حریم خطوط هوایی ،کابل کشی زمینی یا شبکه کابل های هوایی روکش دار ( کابل های خودنگهدار ) توصیه می شود . این موضوع به خصوص درباره خطوط فشار متوسط در داخل شهرها و مجتمع های آپارتمانی ، مجتمع های صنعتی و تجاری به طور کامل محسوس است . رعایت حریم شبکه های هوایی ، ازعواملی است که باید مورد توجه قرار گیرد . به طور معمول شهرداری ها یا سازمان پارکها درمسیراحداث شبکه های هوایی شهرها درختکاری می کنند که پس از رشد درختان شاخه های آن ها با هادی های خطوط تماس پیدا کرده و در هوای بارانی یا رطوبت موجب اتصالی و سوانحی مانند پارگی سیم ها خواهند شد البته عبور خطوط هوایی از مناطق جنگل کاری شده و درختان میوه نیز باعث قطع درختان و صدمه به محیط زیست می شود .

حادثه آفرینی و ایمنی :

به علت درد سترسی بودن و لخت بودن قسمت های زنده خطوط هوای وهمچنین آسیب پذیربودند پایه وهادی آنها، شبکه ها اغلب درمعرضی بروز حوادث بودند که شرح مختصری ازآنها بدین قرار است :

الف ) آسیب پذیری دربرابرطوفان ها واختلالات جوی درشبکه های هوایی بسیارقابل توجه می باشد. دراین موارد، ایجاد آتش سوزی و برق گرفتگی ، به دلیل درهم پیچیده شدن هادی ها یا افتادن اشیا و اجسام روی شبکه دورازانتظار نیست .

ب ) خطرهایی که همه ساله در اثر برخورد جرثقیل ها ، کمپرسی ها و خودرو های با ارتفاع زیاد با شبکه برق دار هوایی اتفاق می افتد ، رانندگان ، اپراتورها و دیگر عوامل کاری را تهدید می نماید و هر ساله ، آمار قابل ملاحظه ای را به خود اختصاص می دهد .

ج ) پرتاب فلاخن کودکان ، شکستن مقره های بشقابی و برخورد بادبادک های نوجوانان که فاقد سرگرمی و محیط ورزشی هستند ، از عواملی هستند که در شهرها و روستاهای  کشور به شبکه های فشار ضعیف هوایی آسیب می رسانند و گاه با قطع سیم نول و افتادن روی فازهای دیگر و دوفاز شدن ، باعث خرابی تجهیزات مصرف کنندگان تکفاز شده به مشترکان برق زیان های مالی وارد می کنند .

د ) تصادف وسایل نقلیه با تیرهای بتنی یا چوبی در کنار جاده و اتوبان ها ، یکی دیگر از عوامل حادثه ساز در شبکه های توزیع هوایی است که گاهی موجب افتادن تیر روی خودروها و بروز خسارت جانی و مالی سنگین می شود .

ه ) شبکه های هوایی برای کارگران ساختمانی نیزخطرآفرین است . به دلیل کم عرض بودن بسیاری از معابر شهری ، برپا کردن داربست ها برای نماسازی یا نصب وسایل ، سبب نزدیکی شبکه های برق و گاهی برق گرفتگی یا خسارت های جانی می شود .

و ) سقوط برقکاران از روی پایه یا پلکان های تیرها ، خواه با استفاده از وسایل ایمنی و خواه بدون آنها ، به دلیل انجام فعالیت های برقی ، هنوز در برخی از مناطق تحت پوشش برق کشور اتفاق می افتد . در ضمن افتادن اشیاء و برخورد آنها با افراد در حال تعمیر یا نصب یراق آلات و یا کنده و پاره شدن سیم و اصابت آنها به عابرین ، از معایب دیگر شبکه های هوایی است . در حالی که در شبکه های زیرزمینی ، فقط حفاری است که موجب آسیب دیدن کابل های زمینی خواهد شد ، که این امرنیزاگر با توجه به نقشه های دقیق شبکهزیر زمینی کابل ها  صورت پذیرد ، می تواند از بروز اینگونه حوادث جلوگیری کرد .

با توجه به تمامی این موارد ، باید به سه مورد از عیب های شبکه های هوایی نیز اشاره کرد :

الف ) ایجاد پارازیت در خطوط مخابراتی ورادیویی از مضرات شبکه هوایی است که باید تدابیر خاصی برای به حداقل رساندن آنها انجام داد .

ب ) برداشت های غیر مجاز برق از شبکه های توزیع هوایی به آسانی انجام پذیراست .

ج ) برخورد رعد وبرق به خطوط هوایی ، موجب بروز اختلالات و خسارات متعددی خواهد شد . این مشکل در مورد خطوطی که کیفیت اصلی خود را به مرور زمان از دست می دهند شایع تر است .

هر دو نوع توزیع هوایی یا زمینی ، دارای مزایا و معایب مربوط به خود می باشند که برای مقایسه این دو حالت ، باید کلیه جنبه های فنی و اقتصادی مساله را مورد توجه قرار داد همچنین مسایل مربوط به زیبایی ، تاثیرات روانی و قیمت تمام شده شبکه برای کارفرما نیز حائز اهمیت است . در این مقایسه ها ، ابتدا دیدگاه های فنی سپس مسایل اقتصادی هر دو شبکه مورد تجزیه وتحلیل قرار می گیرد .

با این حال با توجه به بررسی شبکه فشار متوسط هوایی در مقایسه با ۱۰۲۵۳ کیلومتر شبکه فشار متوسط زیرزمینی تعیین شده است یعنی بیش از۹۶ درصد ازشبکه فعلی ایران ،به صورت هوایی می باشد .

توسعه شبکه های توزیع :

توجه شرکت های برق منطقه ای ، با توجه به پاسخ گویی به تقاضاها و برآوردن نیازهای روزافزون مشترکان برق ، توسعه شبکه های توزیع نیرورا به صورت یک فعالیت مستمردرصنعت برق درآورده است. این فعالیت همه ساله به طور مستمر ادامه دارد .

خصوصیت گستردگی و فراوانی شبکه های توزیع نیرو و تاثیرپذیری بیشتر آنها از عوامل بیرونی ، درمقایسه با شبکه های انتقال نیرو ، توجه ویژه برای حفظ و ارتقای استانداردهای کیفی در شبکه های توزیع راهرروزملموس تر می سازد که پرداختن به آن ، کاری بزرگ و زمانبراست . البته چون بیشتر نتایج آن به صورت کیفی ظاهرمی شود ،آمارهای کمی متداول به خوبی ازعهده بیان اهمیت آن درهمه ابعاد برنمی آیند.

 

 

ادامه در آشنایی با شبکه توزیع برق (بخش سوم)

منبع برق نیوز

  • ارسال شده توسط : فناوری اطلاعات
  • ۲ آبان, ۱۳۹۶