آشنایی با شبکه توزیع برق (بخش دوم)

سطوح ولتاژ شبكه هاي توزيع :

شبكه هاي فشار متوسط عمومي در ايران ، با ولتاژ 33 ، 20و11 كيلو واتي كار مي كنند كه در اين ميان ، ولتاژ 20كيلو ولت رايج ترين آنها است و امروزه نيز ، ايجاد و توسعه شبكه هاي فشار متوسط به طور اساسي با ولتاژ 20 كيلو ولت صورت مي گيرد . در برخي از شهرها نيز كه از قديم ولتاژ 11 كيلوولتي معمول بوده است ، رفته رفته جاي خود را به 20كيلوولت داده اند . ولتاژ 33 كيلوولتي فقط در خوزستان رايج است و در ابتدا به عنوان ولتاژ فوق توزيع به كار رفته مي رفت . بدين معني كه از طريق خطوط 33 كيلوولتي و ايستگاههاي تبديل11/33 كيلوولتي ولتاژ توزيع 11 كيلوولتي تامين و برق به مراكز مصرف رسانده مي شد و سپس با تبديل 11 كيلوولت به 400 ولت به مصرف مي رسيد . اما امروزه گرايش به تبديل مستقيم ولتاژ از 33 كيلوولت به 400 ولت بيشتر است و ايستگاه هاي مبدل 400/33000 ولتي به يكباره كار توزيع انرژي در سطح فشار متوسط را انجام مي دهند . در حال حاضر ، هر دو حالت ياد شده در شبكه خوزستان وجود دارد . ازطرفي در آينده در شهرهاي بزرگي همچون تهران ، ولتاژ فوق توزيع 63 كيلوولتي نيز جز سطوح ولتاژ فشار متوسط در طرف ولتاژ اوليه شبكه هاي توزيع قرار خواهد گرفت .

لازم به توضيح است كه براساس تعريف جديد استانداربين المللي ،سطح ولتارفشارمتوسط (M.V.)، طيف ولتاژ در بازده 3 الي 75 كيلوولت را شامل مي شود . به عنوان مثال ، در بيشتر پالايشگاه ها و صنايع پتروشيمي و همچنين صنايع سيمان و خودروسازي ، پست هايي با سطح ولتاژ 3/3 و 6 كيلوولت ، به عنوان شبكه اوليه وجود دارد كه مقدار اين ولتاژها د رشبكه هاي توزيع مجاز نمي باشد .جدول (1) سري ولتاژهاي استانداردهاي شده طبق IEC را نشان مي دهد .

جدول (1): ولتاژهاي نامي سيستم هاي سه فاز A.C از 1 تا 35 كيلوولت

* اين مقادير نبايد براي سيستم هاي توزيع برق عمومي به كار برده شوند .

** اين سيستم ها به طور معمول سه سيمه هستند و مقادير ولتاژهاي مابين فازها را نشان مي دهند .

*** در يك سيستم طبيعي تغييرات حداكثر و حداقل نبايد بيشتراز محدوده 10%± باشد .

شبكه هاي فشار ضعيف و به دنبال آن اتصالات مربوط به سرويس مصرف كننده ، آخرين بخش از شبكه هاي توزيع راتشكيل مي دهند يعني به طور مستقيم با مصرف كنندگان در ارتباط هستند . اين مدارها ، از نظر چگونگي سرويس دهي با فيدرهاي اوليه يكسانند . شبكه فشار ضعيف به طور كلي ، به همراه ترانسفورماتورهاي توزيع در يكحوزه قرار مي گيرد كه ميان آنها ، ارتباط تنگاتنگي برقرار است .درمناطق شهري با چگالي بار سنگين ، به طور معمول شبكه فشار ضعيف فقط از طريق كابل هاي زميني عبور داده مي شوند ، بنابراين امكان به هم پيوستگي شبكه فشار ضعيف ،با هزينه مناسبي فراهم مي آيند . از اين رو در گذشته ، در اين مناطق ، از شبكه شعاعي استفاده مي شد ، اما اكنون شبكه هاي به هم پيوسته مناسب تر به نظر مي رسد.

اگرچه شبكه شبكه فشارمتوسط ( طرف اوليه ) وفشار ضعيف ( طرف ثانويه ) با يكديگر تفاوت هاي آشكاري دارند ، با اين حال ، مباني مشتركي به ويژه در طراحي آنها حاكم است و اين مطلب درباره پست ها نيز صدق مي كند .

مقايسه سيستم هاي زميني و هوايي :

در بررسي محاسن و معايب بين شبكه هاي زميني و هوايي ، بايد توسعه همه جانبه سيستم هاي الكتريكي ونيز مقرون به صرفه بودن آن را مد نظر قرار داد . طبيعت ساختماني ، چگونگي احداث ، بهره برداري و تجربه هاي نگهداري از اين دو گونه سيستم توزيع ، براي مقايسه همه جانبه شبكه هاي هوايي باسيستم زميني به شرح آورده شده است .

صرفه اقتصادي :

به طور كلي سيستم هاي هوايي برخلاف سيستم هاي زميني ، بسيار كم هزينه تر و ارزان ترند زيرا به كندن كانال ، هزينه هاي اخذ مجوزهاي حفاري ، لوله هاي مخصوص و … نيازي نداشته و در مورد خود كابل ها نيز حفاظ و عايق گران قيمت ، اتصالات و غلاف هاي آب بندي گران جهت امكانات ويژه ضد آب كردن تجهيزات زيرزميني وجود ندارد. درست همين هزينه هاي گزاف سرمايه گذاري است كه سيستم هاي زميني را چندين برابر گران تر از سيستم هاي هوايي كرده است .

امروزه باپيشرفت هاي تكنولوژي،ازپلاستيك به عنوان عايق وپوسته كابلهاي زميني استفاده مي شود. توانايي اين مواد براي دفن مستقيم سيستم در زير خاك ، صرفه اقتصادي آن را نسبت به سيستم هاي هوايي كاهش داده، بااين حال ،هنوزهم افزايش هزينه هاي شبكه زميني در ولتاژهاي زياد به مراتب بيشتر مي باشد به طوري كه به عنوان مثال ، هزينه هاي شبكه هاي فشارضعيف 400 ولت زميني ، در حدود دو برابر شبكه هاي هوايي خواهد بود و اين نسبت در شبكه هاي با ولتاژ 63 و 132 كيلوولت به ترتيب 10 و 18 برابرمي گردد .

مشكلات اجرايي :

احداث شبكه هاي هوايي آسان تر بوده و در هر نقطه و محل مي توان به وسيله شبكه هوايي ، به سرعت جريان برق را برقرار نمود . در اين شبكه ها ، سادگي ساخت و احداث ، سهولت بهره برداري وتعميراتي كه به دنبال دارند به عنوان اصولي مهم در نظر گرفته مي شود . يك طرح ساده ، هميشه بر طرح هاي پيچيده برتري دارد مگر عواملي مهم ، استفاده از طرح هاي پيچيده شبكه هاي زيرزميني را توجيه نمايد . امروزه سياست هاي كلان بخش برق ، در چگونگي طراحي و نيرو رساني به شبكه هاي توزيع هوايي تاكيد دارند . مشكل عدم وجود منابع مالي سازمان در انجام پروژه ، مي تواند به انتخاب اين سياست منجر شودكه شبكه هاي توزيع هوايي ، با حداكثرسرعت ممكن و به راحتي توسعه مي يابند . گرفتن انشعاب از شبكه هاي هوايي ، بدون مشكل ، با مخارج كم و با سرعت بيشتر انجام مي شود ، در حالي كه اشعاب گيري از كابل ها ، مستلزم ايجاد نقاط برداشت و پخش مانند ايستگاه هاي توزيع ، تابلوهاي برق و پيلارها (شالترها ) ، جعبه هاي انشعاب و … خواهد بود .

بنابراين سيستم هاي هوايي ، به صورت خيلي وسيع براي مدتي غالب خواهد بود و در سطوح برق رساني روستاها كاربردي به تقريب انحصاري خواهند داشت . در آينده ، براي شبكه هاي شهري داراي چگالي بار زياد ، با استفاده از درآمدهاي حاصله ، بهبود كيفيت ، رعايت ديگر مسايل و تبديل به شبكه هاي زميني مد نظر خواهند بود . به طور كلي در مكان هايي كه چگالي بارهاي مصرفي آن قدر زياد باشد كه نصب خطوط هوايي با سيم ها و هادي هاي انبوه واقع روي پايه هاي خطوط هوايي از نظر شكل ظاهري ، ايمني و بهره برداري غير عملي به نظر رسد ، انتخابي جز سيستم زميني وجود نخواهد داشت .

تعمير و عيب يابي :

عيب يابي و رفع آن در شبكه هاي هوايي ،آسان تر انجام مي گيرد ، زيرا بيشتر عيبهاي شبكه هاي هوايي با چشم ديده مي شوند در صورتي كه براي پيدا كردن عيب در شبكه زيرزميني ، به دستگاه هاي خاص نياز خواهد بود . در ضمن هنگامي كه درسيستم هاي زميني مشكلي پيش مي آيد ، از نظر تعمير بسيار وقت گير و سخت خواهد بود با اين حال ، سيستم زميني با خطر قطعي برق ناشي از طوفان ، رفت و آمد و برخورد وسايل نقليه ، سقوط درختان و غيره مواجه نيست . به همين دليل ، صرف مخارج اضافي براي شبكه هاي زميني ، جهت احداث شبكه هاي قابل تغذيه از دو سو( مدار دوم ) ، چندين مدار موازي ، طرح هاي تبديلي و حتي شبكه هاي غربالي براي ايجاد قابليت اطمينان برقرساني ، توجيه پذير خواهد بود .

لازم به توضيح است كه شرايط متعدد ديگري نيز وجود داردكه كابل هاي زميني را به سيستم هاي هوايي ترجيح مي دهند . در واقع چون شبكه هاي زميني در زير خاك دفن مي باشند ، از عوامل جوي ، مانند طوفان ، يخ زدگي ، برخورد شاخه هاي درختان و رعد وبرق درامان بوده امكان خرابي آنها كمترمي باشد ، از اين رو ، قطع جريان كمتري نيز پيش مي آيد .

يكي ديگر از مشكلات فعلي خطوط هوايي ، رفت وآمد وسايل نقليه و برخورد آنها با تيرها است . از طرفي مقررات راهنمايي و رانندگي چنان سخت است كه ساخت و مرمت سيستم هاي هوايي را رفته رفته با مشكل مواجه كرده است . علاوه بر آن ، رفت و آمد ( ترافيك ) سنگين ووسايل با ارتفاع زياد مانند بالابرها و جرثقيل ها ، خطرات ديگري از نظر برخورد وسايل نقليه سنگين به تيرها و سيم ها ايجاد مي كنند .

حفظ زيبايي محيط وحريم ها :

به طور كلي سازه هاي خطوط هوايي ، با زيبايي و معماري امروزي محيط همخواني ندارند بنابراين مهندسين توزيع برق ، در طراحي سيستم توزيع انرژي الكتريكي ، به حفظ زيبايي نيز توجه مي كنند تا جايي كه پايه هاي سيماني ر در رنگ ها و اشكال متعددي مي سازند .

در شهرها و مناطق پر جمعيت و حساس ، براي حفظ زيبايي شهر ، به طور معمول از شبكه هاي زميني استفاده مي شود ، با اين حال در بعضي از نقاط به اجبار از شبكه هاي هوايي استفاده مي شود تا حريم سيم هاي برق داررعايت شوداين موضوع مانند باند فرودگاه ها، داخل محوطه نيروگاه ها و پادگان ها و غيره … مي باشد . به علت بدون روپوش بودن هادي هاي خطوط هوايي رعايت فاصله مجاز از تاسيسات و ساختمانها به عنوان رعايت حريم خطوط انتقال مورد نياز مي باشد . در بسياري از موارد ، به علت كم بودن عرض مسير و معابر و در نتيجه به علت عدم امكان تامين حريم خطوط هوايي ،كابل كشي زميني يا شبكه كابل هاي هوايي روكش دار ( كابل هاي خودنگهدار ) توصيه مي شود . اين موضوع به خصوص درباره خطوط فشار متوسط در داخل شهرها و مجتمع هاي آپارتماني ، مجتمع هاي صنعتي و تجاري به طور كامل محسوس است . رعايت حريم شبكه هاي هوايي ، ازعواملي است كه بايد مورد توجه قرار گيرد . به طور معمول شهرداري ها يا سازمان پاركها درمسيراحداث شبكه هاي هوايي شهرها درختكاري مي كنند كه پس از رشد درختان شاخه هاي آن ها با هادي هاي خطوط تماس پيدا كرده و در هواي باراني يا رطوبت موجب اتصالي و سوانحي مانند پارگي سيم ها خواهند شد البته عبور خطوط هوايي از مناطق جنگل كاري شده و درختان ميوه نيز باعث قطع درختان و صدمه به محيط زيست مي شود .

حادثه آفريني و ايمني :

به علت درد سترسي بودن و لخت بودن قسمت هاي زنده خطوط هواي وهمچنين آسيب پذيربودند پايه وهادي آنها، شبكه ها اغلب درمعرضي بروز حوادث بودند كه شرح مختصري ازآنها بدين قرار است :

الف ) آسيب پذيري دربرابرطوفان ها واختلالات جوي درشبكه هاي هوايي بسيارقابل توجه مي باشد. دراين موارد، ايجاد آتش سوزي و برق گرفتگي ، به دليل درهم پيچيده شدن هادي ها يا افتادن اشيا و اجسام روي شبكه دورازانتظار نيست .

ب ) خطرهايي كه همه ساله در اثر برخورد جرثقيل ها ، كمپرسي ها و خودرو هاي با ارتفاع زياد با شبكه برق دار هوايي اتفاق مي افتد ، رانندگان ، اپراتورها و ديگر عوامل كاري را تهديد مي نمايد و هر ساله ، آمار قابل ملاحظه اي را به خود اختصاص مي دهد .

ج ) پرتاب فلاخن كودكان ، شكستن مقره هاي بشقابي و برخورد بادبادك هاي نوجوانان كه فاقد سرگرمي و محيط ورزشي هستند ، از عواملي هستند كه در شهرها و روستاهاي كشور به شبكه هاي فشار ضعيف هوايي آسيب مي رسانند و گاه با قطع سيم نول و افتادن روي فازهاي ديگر و دوفاز شدن ، باعث خرابي تجهيزات مصرف كنندگان تكفاز شده به مشتركان برق زيان هاي مالي وارد مي كنند .

د ) تصادف وسايل نقليه با تيرهاي بتني يا چوبي در كنار جاده و اتوبان ها ، يكي ديگر از عوامل حادثه ساز در شبكه هاي توزيع هوايي است كه گاهي موجب افتادن تير روي خودروها و بروز خسارت جاني و مالي سنگين مي شود .

ه ) شبكه هاي هوايي براي كارگران ساختماني نيزخطرآفرين است . به دليل كم عرض بودن بسياري از معابر شهري ، برپا كردن داربست ها براي نماسازي يا نصب وسايل ، سبب نزديكي شبكه هاي برق و گاهي برق گرفتگي يا خسارت هاي جاني مي شود .

و ) سقوط برقكاران از روي پايه يا پلكان هاي تيرها ، خواه با استفاده از وسايل ايمني و خواه بدون آنها ، به دليل انجام فعاليت هاي برقي ، هنوز در برخي از مناطق تحت پوشش برق كشور اتفاق مي افتد . در ضمن افتادن اشياء و برخورد آنها با افراد در حال تعمير يا نصب يراق آلات و يا كنده و پاره شدن سيم و اصابت آنها به عابرين ، از معايب ديگر شبكه هاي هوايي است . در حالي كه در شبكه هاي زيرزميني ، فقط حفاري است كه موجب آسيب ديدن كابل هاي زميني خواهد شد ، كه اين امرنيزاگر با توجه به نقشه هاي دقيق شبكهزير زميني كابل ها صورت پذيرد ، مي تواند از بروز اينگونه حوادث جلوگيري كرد .

با توجه به تمامي اين موارد ، بايد به سه مورد از عيب هاي شبكه هاي هوايي نيز اشاره كرد :

الف ) ايجاد پارازيت در خطوط مخابراتي وراديويي از مضرات شبكه هوايي است كه بايد تدابير خاصي براي به حداقل رساندن آنها انجام داد .

ب ) برداشت هاي غير مجاز برق از شبكه هاي توزيع هوايي به آساني انجام پذيراست .

ج ) برخورد رعد وبرق به خطوط هوايي ، موجب بروز اختلالات و خسارات متعددي خواهد شد . اين مشكل در مورد خطوطي كه كيفيت اصلي خود را به مرور زمان از دست مي دهند شايع تر است .

هر دو نوع توزيع هوايي يا زميني ، داراي مزايا و معايب مربوط به خود مي باشند كه براي مقايسه اين دو حالت ، بايد كليه جنبه هاي فني و اقتصادي مساله را مورد توجه قرار داد همچنين مسايل مربوط به زيبايي ، تاثيرات رواني و قيمت تمام شده شبكه براي كارفرما نيز حائز اهميت است . در اين مقايسه ها ، ابتدا ديدگاه هاي فني سپس مسايل اقتصادي هر دو شبكه مورد تجزيه وتحليل قرار مي گيرد .

با اين حال با توجه به بررسي شبكه فشار متوسط هوايي در مقايسه با 10253 كيلومتر شبكه فشار متوسط زيرزميني تعيين شده است يعني بيش از96 درصد ازشبكه فعلي ايران ،به صورت هوايي مي باشد .

توسعه شبكه هاي توزيع :

توجه شركت هاي برق منطقه اي ، با توجه به پاسخ گويي به تقاضاها و برآوردن نيازهاي روزافزون مشتركان برق ، توسعه شبكه هاي توزيع نيرورا به صورت يك فعاليت مستمردرصنعت برق درآورده است. اين فعاليت همه ساله به طور مستمر ادامه دارد .

خصوصيت گستردگي و فراواني شبكه هاي توزيع نيرو و تاثيرپذيري بيشتر آنها از عوامل بيروني ، درمقايسه با شبكه هاي انتقال نيرو ، توجه ويژه براي حفظ و ارتقاي استانداردهاي كيفي در شبكه هاي توزيع راهرروزملموس تر مي سازد كه پرداختن به آن ، كاري بزرگ و زمانبراست . البته چون بيشتر نتايج آن به صورت كيفي ظاهرمي شود ،آمارهاي كمي متداول به خوبي ازعهده بيان اهميت آن درهمه ابعاد برنمي آيند.

ادامه در آشنایی با شبکه توزیع برق (بخش سوم)

منبع برق نیوز

لینک های مفید و مرتبط دیگر :

پایه های بتنی

آشنایی با کلمپ ها

آشنایی با ساختار ترانسفورماتور

بررسی انواع انرژیهای نو و تجدید پذیر در ایران ؛ انرژی باد

اطلاع از آخرین اخبار و مقالات، ثبت سفارش تجیزات و خدمات در اپلیکیشن مهرشیدنیرو

ورود به وب‌اپلیکیشن