آشنایی با شبکه توزیع برق (بخش سوم)

خطوط فشار متوسط ( ولتاژ اوليه ) :

شركت هاي برق ، همزمان با ادامه برق رساني به مشتركان جديد و قديم ، كار احداث ، تقويت و توسعه خطوط فشارمتوسط را نيزادامه مي دهند كه ميزان آن دركل كشورتا سال ۱۳۸۳به ۲۷۸۲۵۳كيلومتر مدار رسيده است. روند تغييرات طول خطوط فشارمتوسط درجدول ۲ براي سال ۱۳۵۷ و سال هاي ۱۳۷۳ به بعد درج شده است . همچنين آمار تفكيكي خطوط فشار متوسط بر حسب شركت هاي برق منطقه اي را مي توان از جدول ۵ استخراج كرد .

                          جدول ( ۲) : طول خطوط فشار متوسط در سال هاي گذشته

            سال        خطوط هوايي

( كيلومتر مدار )

       خطوط زميني

( كيلومتر مدار )

             جمع

( كيلومتر مدار )

           ۱۳۵۷

۱۳۷۳

۱۳۷۴

۱۳۷۵

۱۳۷۶

۱۳۷۷

          ۲۸۲۰۹

۱۵۰۱۶۲

۱۵۹۴۸۱

۱۶۹۹۳۰

۱۸۴۰۰۹

۱۹۹۰۴۵

           ۳۸۶۸

۷۰۴۳

۷۲۴۲

۷۳۸۳

۷۷۱۲

۷۷۰۲

           ۳۲۰۷۷

۱۵۷۲۰۵

۱۶۶۷۲۳

۱۷۷۳۱۳

۱۹۱۷۲۱

۲۰۶۷۴۷

   رشد سال ۱۳۷۷%            ۱۷/۸                –             ۸۴/۷
ميانگين رشد سالانه(%)

(ازسال ۱۳۵۷تا۱۳۷۷)

          ۲۶/۱۰             ۵۰/۳             ۷۶/۹
          ۱۳۸۳           ۲۶۰۰۰           ۱۰۲۵۳          ۲۷۸۲۵۳

 

در تركيب خطوط زميني و هوايي ، خطوط هوايي هميشه غالب بوده اند . اين گرايش به خصوص در بيست سال اخير ، به دليل توسعه شبكه به روستاها و نواحي برون شهري ، بيشتر شده است .

خطوط فشار ضعيف ( ولتاژثانويه ) :

طول شبكه فشارضعيف كشور، تا سال۱۳۸۳ به ۲۳۱۰۴۲ كيلومتررسيد كه ازاين ميزان ،۲۰۵۵۱۰ كيلومتر آن از نوع هوايي و ۲۵۵۳۲ كيلومتر از نوع كابل هاي زيرزميني بود . افزايش طول خطوط فشار ضعيف در طي هر سال ، به طور متوسط به مقدار ۸ هزار كيلومتر مي باشد كه نسبت به سال پيش از آن ، معادل ۴ درصد نشان مي دهد .

در جدول ۳خلاصه اي از مجموع طول خطوط فشار ضعيف ، همراه با روند گسترش آنها از سال ۱۳۵۷ به بعد آمده است . شبكه خطوط فشار ضعيف نيز ، مانند فشار متوسط بيشتر به صورت هوايي برقرار است . البته توزيع نسبي اين دو نوع خط در مناطق مختلف ، تفاوت هاي آشكاري دارد ، به عنوان مثال در حالي كه در استان هاي خوزستان و سيستانو بلوچستان ، سهم نسبي خطوط زيرزميني ناچيز و در حدود صفر است ، اين سهم در حوزه برق منطقه اي تهران به حدود ۲۹ درصد مي رسد كه البته سهم نسبي شهر تهران و به ويژه نواحي مركزي آن از رقم ميانگين ياد شده بيار فراتر مي رود . آمارهاي تفكيكي خطوط فشار ضعيف برحسب شركت هاي برق منطقه اي را مي توان درجدول ۵ يافت .

                        جدول (۲) : طول خطوط فشار ضعيف در سال هاي گذشته 

        سال خطوط هوايي

( كيلومتر مدار )

خطوط زميني

( كيلومتر مدار )

       جمع

( كيلومتر مدار )

       ۱۳۵۷

۱۳۷۳

۱۳۷۴

۱۳۷۵

۱۳۷۶

۱۳۷۷

      ۳۱۰۸۳

۱۳۶۴۷۶

۱۴۷۳۷۶

۱۵۳۲۷۳

۱۶۴۹۴۳

۱۷۲۸۵۶

        ۵۰۵۴

۱۳۵۳۰

۱۴۷۰۵

۱۵۴۶۹

۱۶۳۰۷

۱۶۹۷۳

     ۳۶۱۳۷

۱۵۰۰۰۶

۱۶۲۰۸۱

۱۶۸۷۴۲

۱۸۱۲۵۰

۱۸۹۸۲۹

 

  رشد سال ۱۳۷۷ %           ۸۰/۴             ۰۸/۴            ۷۳/۴
ميانگين رشد سالانه(%)

( از۱۳۵۷ تا ۱۳۷۷)

          ۹۶/۸             ۲۴/۶            ۶۵/۸
           ۱۳۸۳        ۲۰۵۵۱۰         ۲۵۵۳۲          ۲۳۱۰۴۲

پست ها (ايستگاه هاي ) توزيع :

آخرين مرحله تغييرسطح ولتاژ وعمل آوري انرژي برق به ولتاژقابل استفاده براي مصرف كنندگان،

در پست ها ( ايستگاه هاي) توزيع انجام مي گيرد و پس از آن ، برق آماده تحويل به مشتركان عادي مي شود .اين ايستگاه ها درشبكه برق كشوربه دوصورت زميني ( نصب شده درساختمان ) و هوايي (نصب

شده در هواي آزاد و روي پايه هاي برق ) رايج اند . پست هاي زميني به محدوده داخلي شهرها و بعضي از مشتركان مصارف سنگين اختصاص دارند و ويژگي آنها ، نسبت به ايستگاه هاي هوايي ، ظرفيت نامي بالاترو قابليت مانور روي شبكه از طريق تجهيزات موجود در آنها است . در بيرون از محدوده هاي شهري

نوع رايج ، پست هاي هوايي است ( مگر به دليل شرايط استثنايي ) .

همراه با افزايش مصرف برق و با پيوستن شمار تازه اي از تعداد ۹۰ درصد مشتركان شهري ، برون شهري ، صنعتي ، كشاورزي و روستايي به شبكه برق كشور ، همه ساله تعداد ايستگاه هاي توزيع نيز افزايش مي يايند به طوري كه در سال ۱۳۷۷ به ۲۰۵۶۸۷ دستگاه رسيد كه نسبت به رقم مشابه سال پيش از آن ، يعني ۱۹۶۲۳۸ دستگاه ، به ميزان ۹۴۴۹ دستگاه افزايش نشان مي دهد و اين حاكي از ۸/۴ درصد رشد سالانه است . با توجه به گسترش و فراواني تجهيزات توزيع نيرو دركشور و بازنگري مكرر، آماري در حوزه هاي زير پوشش برخي از شركت هاي برق منطقه اي در جدول ۴ مربوط به پايان سال ۱۳۷۷ آورده شده است .

تعداد كل پست هاي توزيع بيش از ۲۹۱ مي باشد . از ميزان تعداد كل پست هاي توزيع نصب شده ايران ، بيش از ۹۲ درصد به صورت پست هاي توزيع هوايي مي باشد كه اين ميزان ، بيش از ۷۱ درصد ظرفيت نصب شده ترانس هاي بخش توزيع را به خود اختصاص داده است .

                                 جدول ( ۴ ) : آمار پست هاي توزيع در سال ۱۳۸۲

         نوع پست              تعداد

( دستگاه )

       جمع ظرفيت

( مگاولت آمپر )

      متوسط ظرفيت
          زميني           ۲۱۱۹۱          ۱۵۵۳۶             ۷۳۳
          هوايي          ۲۷۰۱۳۳          ۳۹۴۲۵             ۱۴۵
           جمع          ۲۹۱۳۲۴          ۵۴۹۵۷             ۱۸۸

 

شبكه هاي توزيع برق كه در مقياس هاي بسيار وسيع در تمامي نقاط كشور براي عرضه انرژي برق به مشتركان گسترده شده اند ، زير تاثير عواملي فراوان ، ازمشخصات فني وكيفي تجهيزات گرفته تا شرايط جوي و اقليمي و مسايل فرهنگي و اجتماعي قرار مي گيرند . براي حفظ و يكپارچگي شبكه هاي توزيع با هدف تداوم عرضه بار و انرژي به صورت مطمئن و با كيفيت قابل قبول ، يكايك عوامل ياد شده بايد مورد توجه مستمر باشند . بر اين پايه ، از سال هاي گذشته ذو به ويژه از زمان تشكيل شركت هاي توزيع نيرو ، برنامه ها و طرح هاي متعددي در دستوركار مسئولان بخش توزيع نيرو قرار داشته است كه در اين جا بع برخي از مهمترين آنها اشاره مي شود :

  • افزايش قابليت اطمينان شبكه ،
  • بهبود بخشيدن به امور بهره برداري و حركت به سوي بهره برداري اقتصادي از شبكه ،
  • كاهش تلفات توان و انرژي ،
  • كاهش ميزان انرژي هاي توزيع نشده و زمان خاموشي مشتركان ،
  • تهيه بسته هاي نرم افزاري براي رايانه اي كردن محاسبات مهندسي توزيع برق ،
  • رايانه اي كردن نظام خدمات مشتركان ،
  • تهيه دستورالعمل ها و گردش كاري همگن ،
  • الزام شركت هاي توزيع نيرو به رعايت استانداردها و اصول فني ،
  • توجه شديد به رعايت اصول ايمني و افزايش ضريب اطمينان در حفظ جان افراد ،
  • آموزش كاركنان و ارتقا سطح علمي و تخصصي آنان و
  • توجه به عوامل موثر در نگهداري كاركنان با تجربه موجود و كوشش براي جذب نيروهاي متخصص جديد .

 

هادي ها :

بدون ترديد ، هادي ها مهمترين اجزاي يك شبكه انتقال انرژي محسوب شده و مسير جريان از طريق آنها برقرار مي گردد ، بنابراين تمام مقدمات در طراحي يك خط انتقال هوايي ، فقط  به منظور برق رساني مناسب و مطمئن ازطريق اين هادي ها صورت مي گيرد . به عنوان مثال نقش پايه هاي خط انتقال نگهداري فاصله هادي ها از زمين ، نقش كنسول ها رعايت فاصله مناسي هادي ها از يكديگر و نقش مقره به عنوان ايزوله كننده و نگهدارنده هادي ها تحت ولتاژ از بدنه مي باشد ، كه در اين بين ، هادي ها نقش اساسي را به عهده دارند .

به دليل افزايش روز افزون مصرف انرژي الكتريكي ، خطوط انتقال نيرو همواره در حال گسترش و توسعه هستند و به طور دائم خريد ، حمل و نصب سيم هادي ها در خط انتقال نيرو سهم قابل توجهي از هزينه هاي اجرايي خط را به خود اختصاص داده است . علاوه بر سرمايه گذاري اوليه انجام شده هزينه ساليانه افت انرژي در مراحل بهره برداري و نيز ميزان تلفات توان ، جنبه هاي اقتصادي انتخاب بهترين و مطلوب ترين هادي در يك خط هوايي دو چندان نموده است .

لازم به توضيح است كه بيشترين كاربرد سيم ازنوع آلومينيوم فولاد در« شبكه هوايي فشارمتوسط  » و همچنين سيم هاي لخت مسي مورد استفاده در « شبكه هاي فشار ضعيف هوايي »ايران مي باشند . در اين زمينه ، پارامترهاي مهمي از جمله سطح مقطع ، حد گسيختگي ، مقاومت الكتريكي و نيز ويژگي هاي مكانيكي و هم ويژگي هاي الكتريكي را بايد شناخت و درانتخاب سيم ، مد نظر قرار داد .

پايه ها:

خطوط توزيع هوايي ، به طور كلي در همه جا روي پايه ها نصب مي شوند . اين پايه ها بيشتر از نوع بتني ، چوبي و يافلزي بوده و مورد استفاده قرار مي گيرند. البته به موازات پيشرفت در شبكه هاي توريع هوايي ، مواد مناسب و كارآمدتر و همچنين روش هاي جديدي در ساخت تجهيزات ، از جمله پايه اي خطوط انتقال پديد آمده كه كار محافظت بهتر پايه ها و ساخت پايه هاي توخالي و سبك ، پيش تنيده ، فايبرگلاس ، فولادي و حتي آلياژهاي آلومينيومي را هموار كرده است .

نيروهايي كه بر پيكره يك پايه اعمال مي شوند ، عبارتند از : نيروهاي عمودي ناشي از وزن سيم يا لايه يخ دور سيم ، يراق آلات ، مقره ، كنسول و خود پايه و نيروي افقي كه نزديك به سر پايه به آن اعمال مي شود و بيشتر ناشي ازكشش سيم ، فشار باد ونيروهاي ناشي از وزن هادي ها در نتيجه غير يكنواخت بودن فاصله پايه ها از يكديگر و زاويه انحراف خط است . پايه مناسب بايد كليه اين بارگذاري ها را به راحتي و با اطمينان كامل تحمل نمايد . از سوي ديگر ، از نظر معماري شهري و زيبايي محيط ، بايد كاربرد انواع مختلف پايه ها در مناطق روستايي و شهري و در كنار جاده ها براساس اصولي محكم و با در نظر گرفتن كليه جنبه هاي آن انجام شود . به عنوان مثال ، برخورد خودروها با سرعت زياد به پايه هاي خطوط انتقال ، علاوه بر ايجاد خسارت وقطعي برق ، باعث بروز حوادث جاني و مالي جبران ناپذيري خواهد شد ، پس كاربرد بهتر پايه ها همواره ذهن مهندسين برق را در طراحي شبكه هاي توزيع هوايي به خود جلب كرده است .

مقره ها :

در شبكه هاي توزيع برق مانند خطوط انتقال ، به تجهيزاتي نياز است كه بتوانند نقش عايقي و جداسازي قسمت هاي تحت ولتاژ را از ديگر قسمت ها داشته باشد . طبق تعريف « مقره » به وسيله با آلتي گفته مي شود كه داراي مقاومت الكتريكي بالايي بوده ، بين هادي هاي برق دار و سازه هاي نگهدارنده قرار مي گيرد . مقره ، علاوه بر عايق نمودن هادي نسبت به پايه ( و همچنين نسبت به زمين ) ارتباط مكانيكي هادي و پايه را نيز تشكيل مي دهد . مقره ها چهار ويژگي و وظيفه عمده دارند :

الف ) وظيفه اصلي مقره ها ، ايزوله كردن هادي از بدنه كنسول و پايه مي باشد . اين مقره ها ، بايد بتوانند بدون داشتن جريان نشتي ،مشخصات الكتريكي لازم براي تحمل بيشترين ولتاژعادي وسايرولتاژهاي اضافي تحت شرايط مختلف راداشته باشند .اين ويژگي ها به عنوان« خواص الكتركي مقره ها» عبارتند از:

  • مقاومت الكتركي حجمي و سطحي بالا .
  • مقاومت در برابر سوراخ شدن توسط شوك حرارتي در اثر عبور جريان الكتريكي فشارقوي .
  • مقاومت زياد در مسير .
  • عدم تشكيل خود القايي .

ب ) وظيفه ديگر مقره ها ،تحمل نيروهاي مكانيكي حاصل از وزن هادي ها و نيروهاي اعمالي ناشي از باد و يخ مي باشد كه درهر شرايطي ، فاصله هادي از بدنه و بازوي پايه ، نبايد از مقادير مجاز كمتر باشد . اين ويژگي ها ، به عنوان « خواص مكانيكي مقره » ناميده شده و به شرح زير هستند :

۱- خاصيت الاستيسيته به نسبت خوب كه باعث مي شود مقره ، تنش هاي خمشي و كششي را تا حدودي تحمل كرده و در برابر تغيير شكل مقاومت نمايد .

۲- در برابر نيروي فشاري مقاومت بالايي از خود نشان مي دهد .

۳- چون مقره هاي چيني در برابر ضربه مقاومت كمي دارند بايد سعي شود تا لبه و گوشه هاي تيز نداشته باشند .

۴- مقاومت لازم را در برابر شوك هاي حرارتي حاصل از تغييرات اختلاف پتانسيل الكتريكي ، صاعقه و … به طور ناگهاني داشته باشند .

ج) مقره ها بايد در برابر تغييرات جوي و درجه حرارت مقاوم بوده ، خواص خود را در اثر گذشت زمان و كهنه شدن ، تا حد قابل قبول حفظ نمايد . اين ويژگي ها ، كه به عنوان « خواص فيزيكي » ناميده شده عبارتند از :

۱- مقاومت در برابر عوامل جوي و تابش آفتاب .

۲- زنگ نزدن و اكسيد نشدن .

۳- دارا بودنضريب انبساط كم .

۴- حفظ خواص در برابر سرما و گرما .

۵- عدم ميل تركيبي با بيشتر مواد موجود در محيط اطراف .

د ) هر مقره بايد « خواص ساختماني » را رعايت نموده و قابل اعمال روي آن باشد . به عنوان نمونه ، مي توان موارد زير را در مورد مقره هاي چيني با ساختمان پرسلان نام برد :

۱- مقره چيني بايد داراي ساختمان به هم فشرده بوده ، به طوري كه هيچ خلل و فرجي در داخل آن وجود نداشته باشد .

۲- الكترون ها و يون ها به يكديگر مرتبط و متصل باشد تا اختلاف پتانسيل الكتريكي بسيار زياد به آن وارد نشود .

امروزه درشبكه هاي توزيع، براي اتكاي اجسام هادي وجداسازي آن ها ازيكديگر بيشترازمقره هاي چيني استفاده مي نمايند . اين مقره ها ، علاوه بر اينكه در خطوط انتقال فشار متوسط به عنوان نقاط اتكايي سيم در محل پايه ها استفاده مي شوند ، به عنوان عايق در سيستم هاي توزيع ، از جمله بوشينگ هاي ترانسفورماتورها ، كليدها و ساير ادوات برقي از جمله بدنه برقگيرها ، مهارها ، كات اوت ها و بدنه سركابل فشار قوي و اتكايي براي عايق سازي در محل ورود برق به كار مي روند . مواد اوليه به كار رفته براي ساخت مقره ها «سراميك الكتريكي » مانند چيني و شيشه مي باشد . در آينده براي ساخت مقره ها از مواد جديدتري همچون فايبرگلاس ، اپكسي ، پلاستيك و مواد پليمري بيشتر استفاده خواهد شد .

براي رعايت نكته هاي مختلف مكانيكي و الكتريكي ، سازندگان مختلف مقره سعي مي كنند تا مناسبترين ، مرغوبترين و در عين حال اقتصادي ترين نوع مقره را براي استفاده در شبكه و كاربردهاي هوايي فشار متوسط ( ۲۰ كيلوولت ) و فشار ضعيف ( ۲۳۰ تا ۴۰۰ ولت ) مورد بررسي قرار گرفته و بيشتر مشخصات فني آنها ارايه شده است .جنس مواد مورد مصرف در ساختمان مقره هابه شرايط استفاده و كاربرد آنها بستگي دارد كه به دودسته مواد سراميكي وغيرسراميكي تقسيم مي شوند.ماده اصلي درساختمان عايق هاي سراميكي كه كاربرد انبوه آنها به صورت مقره هاي هوايي به كار رفته «چيني » يا «شيشه اي » مي باشد . امروزه مقره هاي غيرسراميكي نيز ساخته شده كه مراحل تحقيقات و توسعه را طي مي نمايند .

يراق آلات خطوط هوايي شبكه هاي توزيع :

يراق آلات مورد نياز براي مونتاژ مقره ها و نيز برپايي سازه هاي خطوط هوايي شبكه هاي توزيع ، داراي تنوع و گونه هاي فراواني است . بيشتر اين اتصالات ، از فولاد گالوانيزه يا آلياژ آلومينيوم و بعضي نيز از چدن نرم ( آهن ماليبل) ساخته شده اند كه كليه قطعات آهني براي جلوگيري اززنگ زدگي بايد به صورت گرم گالوانيزه شوند . همچنين به دليل اهميت كيفيت اين قطعات ، علاوه بركنترل ضخامت گالوانيزه  آنها بايد از نظر كمترين مقاومت (كشش) مكانيكي مورد آزمايش قرار گيرند. بديهي است در يك زنجيره مقره كششي كه متشكل ازچندين قطعه اتصالات فلزي و نيزمقره هاي بشقابي مي باشد ، ضعيف ترين حلقه ، نقطه پارگي آن سازه ها خواهدبود . بنابراين درطراحي مكانيكي و نكات استقامت مقره زنجيره ، بايد انتخاب قدرت يكنواخت اين يراق آلات رامد نظرقرارداد . با توجه به اين كه مقره بشقابي مورد كاربرد درشبكه هاي توزيع ايران ، اكثراً از نوع نر ومادگي ( Boll & Socket) يا نوع كلاهكي ۱۵ هزار پوندي مي باشد ، بديهي است سيستم قفل كننده مقره داراي محل مادگي و اشپيل در همگي بايد با اين مقره ها هم خانواده بوده ، سيستم قفل كنندگي آنها به تناسب مقره انتخاب شوند . براي راحتي شناخت اتصالات ، درجدول ۶، نام هريك از آنها آورده شده است . استاندارد سيستم هاي قفل كننده ( كوپلينگ ) مقره هاي بشقابي ايران ، از نوع بال و سوكت در رديف ۱۶ ميلي متري نوع A براساس استاندارد IEC آورده شده است ، كه معادل نوع B استاندارد ANSI  و BS مي باشد . لازم به توضيح است كه در تدوين ابعاد و مشخصات فني ، از كاتالوگ كارخانهNGK ، استاندارد شبكه هاي توزيع  و استاندارد مقره هاي به كار رفته در شبكه توزيع استفاده شده است .

كنسول ، كراس آرم و آرايش پايه ها :

براي نگهداري هادي ها و مقره ها روي تير ، از كنسول استفاده مي شود . كراس آرم نوعي كنسول به شكل بازوي متقاطع با پايه ( به شكل صليب ) است كه درشبكه هاي توزيع برق به طور انبوه استفاده شده است . ساخت انواع كنسول و كراس آرم با شكل هاي گوناگون ، امكان پذير است اما معيارهاي الكتريكي و مكانيكي طراحي كنسول خطوط توزيع و كراس آرم هاي مناسب براي شرايط آب و هوايي و همچنين هادي هاي مختلف با در نظر گرفتن مسايل اقتصادي در ساخت و بهره برداري ، مي تواند موجب تجديد نظر در طرح آنان شود . با توجه به حجم بالاي خطوط هوايي در شبكه هاي توزيع وانواع شرايط بارگذاري كشور ،  مواردي چند در انتخاب كنسول قابل ملاحظه خواهند بود كه به شرح زير است . با رعايت اين نكات ضمن تنوع زدايي ، مي توان استاندارد مدون شده اي براي انواع كراس آرم هاي شبكه توزيع محاسبه و تدوين نمود :

  • استفاده از كمترين مواد ،
  • سادگي در ساخت ،
  • استفاده كمتر از پيچ و اتصالات ،
  • كم بودن هزينه هاي نگهداري ، تعمير و كنترل ،
  • راحتي كار توسط سيمبانان عملياتي ،
  • ايجاد تقارن در ممان وارده به تير نصب شده ،
  • رعايت فاصله مجاز بين هادي ها ،
  • رعايت فاصله افقي سيم از پايه ،
  • بهينه كردن باند حريم خطوط انتقال ( درجه ۱ ) و
  • جاگيري كم و سادگي در نگهداري ، انبار و حمل ونقل .

بنابراين تعداد محدودي از كنسول ها به صورت آرايش نگه دارنده هادي ها با شرايط گفته شده در شبكه هاي توزيع برق ايران طراحي و به كار برده شده اند ، كه هر كدام نيز باتوجه به ميزان فلش و اسپن مجاز ، شرايط آب و هوايي ، عوارض طبيعي موجود درمسير خط ، تعداد مدار، وزن هادي هاو نوع آرايش سيم ها نسبت به يكديگر كاربد خواهند داشت . براي بررسي و تجزيه و تحليل وهمچنين كنترل كراس آرم جديد طراحي شده و يا انتخاب آرايش مناسب براي خط انتقال ۲۰كيلوولت بايد معيارهاي الكتريكي و مكانيكي آن محاسبه و كنترل شود . در معيارهاي الكتريكي رعايت دو فاصله به اين شرح لازم مي باشد :

الف ) فاصله هادي ها از پايه ( فاز به زمين ) و

ب ) فاصله فازها از يكديگر ( فاز به فاز ) .

همچنين معيارهاي مكانيكي شامل محدوديت نيروهايي است كه بايد توسط كراس آرم تحمل شود ، اين نيروها ، به طور كلي به دو دسته زير تقسيم مي شوند :

الف ) نيروهاي افقي ( فشار باد و زاويه درخط ) و

ب ) نيروهاي قائم ( وزن سيم ، يخ و برف ) .

محاسبات الكتريكي خطوط هوايي :

براي برقراري ارتباط الكتريكي بين دو نقطه از طريق احداث خطوط هوايي ، ابتدا مسير مناسب ( براساس اصول مسير يابي ) توسط نقشه بردار ( در شبكه هاي توزيع پيكتاژچي ) انتخاب مي گردد ، سپس نسبت به تهيه پلان و پيكتاژ و در موارد تكميلي تر تهيه پلان و پروفيل مسير ( با رعايت موازين مشخص ) اقدام مي شود . فعاليت اصلي طراحي خطوط در شبكه توزيع از مبحث محاسبات الكتريكي آغاز مي گردد كه اين مرحله ، خود شامل تعيين پارامترهاي الكتريكي خط مورد نظر ، انتخاب مقاطع مناسب براي هادي ازجمله تعداد مدارها ،آرايش آنها وكنترل افت ولتاژ و تلفات توان ، جريان اتصال كوتاه و … خواهد بود . در نهايت ، هر خط پايدار داراي محاسبات مكانيكي و چگونگي رعايت فاصله هاي مجاز و حريم ها خواهد بود .

هنگامي كه خطي مورد طراحي قرار مي گيرد بايد افت ولتاژ و تلفات قدرت را به طور دقيق مورد بررسي قرار داد . اين مطالعه ، پس از تعيين و پيش بيني ميزان بار كشيده شده از خط و رشد آن در سال هاي آينده سرويس دهي خط و انجام محاسبات مربوط به پخش بار ممكن مي گردد. به طور كلي ، با توجه به اين محاسبات ، مقطع هادي بايد چنان باشد كه تلفات قدرت درهر حالت ، از ميزان حداكثر ۵درصد توان انتقالي آن خط تجاوز نكند .همچنين بررسي اختلالات شديد و ناگهاني در زمان ايجاد انواع اتصال كوتاه ها و يا پاره شدن خطوط كه با عنوان خطا در سيستم هاي قدرت مي باشد ، بايد مورد مطالعه قرار گيرند.در صورتي كه براي شديد ترين نوع خطا ( اتصال كوتاه سه فاز متقارن ) طراحي صورت گيرد ، خط براي حالت هاي ديگر اتصالي نيز ، قابليت تحمل و پاسخگويي را خواهد داشت .

حريم خطوط هوايي شبكه هاي توزيع :

در احداث يا اصلاح خط هوايي و يا تاسيسات الكتريكي با هادي هاي لخت و بدون روپوش عايق ، فواصل هوايي مجاز بين اين خطوط برق دار و زنده با عناصر و طبيعت اطراف آن طبق قوانين ارايه شده در كليه كشورهاي جهان وتحت عنوان «حريم خطوط انتقال و توزيع نيروي برق »  رعايت مي شوند .ازجمله اين استانداردها ،مي توان به مواردمنتشرشده درNESC-1990  اشاره نمود. در ايران نيز قانون و تصويب نامه هايي در اين رابطه صادر و حاكم مي باشند . اين محدوديت ها و ضوابط ، بايد توسط كليه طراحان ، مهندسين و ناظرين مورد توجه قرار گرفته و به نحو مقتضي رعايت شوند و حتي در صورت احتياج به خريد يا تصرف اراضي ، ابنيه و مستحدثات ، موارد را در پروژه ها مشخص نمايند . حريم خطوط انتقال و توزيع نيروي برق هوايي ، بايد با توجه به ولتاژ برق و براساس استانداردهاي وزارت نيرو و تصويب نامه مربوطه رعايت شود .

محاسبات مكانيكي خطوط هوايي توزيع :

به طوركلي ، طراحي مكانيكي خطوط هوايي توزيع ،براي هرخط انتقال انرژي هوايي ، از اساسي ترين مباحث در فرآيند تهيه طرح و نقشه هاي اجرايي مي باشد . قوانين و دستورالعمل هايي حاكم بر منحني سيم و پارامترهاي طراحي ( ازجمله كشش وفلش هادي وحل معادلات تغيير وضعيت سيم ) است . اين روابط براساس وزن سيم ، شرايط مختلف آب و هوايي ، بازه هاي مجاز فلش و كشش سيم و فاصله بين پايه ها در خطوط توزيع ، قابل تغيير خواهند بود ، كه با استفاده از نمايش نتايج در جدول هاي كاربردي و منحني هاي سيم كشي ، مقايسه و انتخاب مي شوند .

براي انجام مراحل طراحي مكانيكي ، از نتايج محاسبات كامپيوتري و نمايش نتايج در جدول ها ، يك الگوريتم و روش مدون شده به شرح زير استفاده مي شود :

  • محاسبات مكانيكي نيروهاي وارد بر سيم ،

در انواع رژيم هاي آب و هوايي                ←    جدول كشش وفلش

  • محاسبات مكانيكي نيرو هاي وارد بر تير و

انتخاب قدرت پايه هاي مياني و كششي        ←    جدول بارگذاري و انتخاب پايه ها

  • محاسبات و كنترل مجدد طرح پايه گذاري

شده و ارايه منحني فلش براي سيم كشي       ←    جدول سيم كشي ومنحني هاي فلش « تمپلت»

مسيريابي و نقشه برداري خطوط هوايي توزيع :

از مدت قبل ، « پيكتاژ » يا تعيين مركز پايه ها توسط ميخ كوبي ( به نام پيكه ) براي حفر چاله و نصب پايه ها ، همزمان با شروع اجراي خط هوايي ( با استفاده از دوربين نقشه برداري توسط شخصي به نام پيكتاژچي )  متداول بود . امروزه ، پياده كردن مسير عبور خطوط هوايي توزيع و همچنين تعيين محل و نوع پايه ها براي تيرهاي بتوني ، چوبي و يا فلزي از روي نقشه طرح به عنوان يك فعاليت مهم قبل از اجراي خطوط توسط شركت هاي توزيع مد نظر قرار مي گيرد . با مهندسي شدن روش هاي اجرايي در شركت هاي توزيع ، ضرورت تهيه طرح ، انجام مسيريابي و نقشه برداري براي پروژه هاي توسعه و احداث خطوط هوايي توزيع براساس استانداردهاي مورد قبول وزارت نيرو ، مورد توجه قرار گرفته است ، به شكلي كه انتخاب مسير بهينه و ارايه نقشه « پلان و پيكتاژ » از مسير خط هوايي و يا در صورت اهميت تهيه « پلان و پروفيل » ازطرح خط پيشنهادي ، مورد توجه كليه وفاتر طراحي قرار گرفته است . دراين راستا ، مسيريابي، از جمله اقدامات اوليه عمليات طراحي يك خط هوايي توزيع به شمار مي رود و به علت نقش مهمي كه در چگونگي قرارگيري خط هوايي در ارتباط با ساير تاسيسات و محيط و عوارض مجاور خود از يك طرف و تاثير قابل توجهي كه در هزينه اجراي آزادسازي و تحصيل مسير و بهره برداري خط از طرف ديگر دارد ، مورد بررسي دقيق قرار خواهد گرفت .

برداشت مسير تعيين شده توسط عمليات نقشه برداري و سپس تعيين محل ،آرايش پايه ها واسپاتينگ خط براساس نتيجه هاي طراحي مكانيكي ، جزء فعاليت هاي تكميلي هرپروژه طرح خطوط هوايي۲۰كيلوولت بوده و يكي ديگر از ملزومات طراحي و اجراي صحيح پروژه هاست : نقشه بردار ، مجموعه اطلاعات لازم براي طراحي و ارايه نقشه اجرايي خطوط هوايي توزيع را در اختيار مسئول و طراح پروژه قرار مي دهد .

در اين جا لازم به توضيح است كه مسيريابي و نقشه برداري خطوط هوايي توزيع ، در خطوط انتقال فشار قوي و فوق توزيع داراي تفاوت ويژه اي خواهد بود ، زيرا خطوط هوايي توزيع ، علاوه بر در دسترس بودن جهت تعمير ، بهره برداري و بازديد محلي از خطوط ، بايد به راحتي شرايط برقراري و فروش انشعاب جديد برق را نيز فراهم نمايد و ضمن در نظر گرفتن كليه مسايل حريم تا حد امكان به نزديك ترين محل تحويل و توزيع انرژي برق به مصرف كنندگان قرار گيرد .

منبع برق نیوز

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