تحقیق مقاله پست های برق

پستهای برق

شبکه ها و پست های برق جهت رساندن انرژی الکتریکی از نیروگاههاو به محلهای مصرف و تبدیل آن به صورت قابل استفاده برای مصرف کننده احداث می شوند. پستهای برق از نظر طراحی و تجهیزات با توجه به نوع مصرف کننده های محل و ظرفیت نیروگاهها، طول و ولتاژ خطوط انتقال، شرایط جوی و فاکتورهای دیگر، اشکال متفاوتی به خود می گیرند. آنها ممکن است افزاینده یا کاهنده، مربوط به خط انتقال یا توزیع، میانراهی یا انتهایی و سرباز یا سربسته باشند.

کندانساتور سنکرون که به وسیله آن بار راکتیو شبکه را کنترل می کنند، یک عامل کامل کننده در پست برق به حساب می آید. تجهیزات مورد استفاده در پستها برای کلیه ولتاژهای استاندارد ساخته شده و از تنوع زیادی برخوردارند. مثلا؛ پستهای فشار قوی در سطح ولتاژهای 330، 500، 750 و 1150 کیلو ولت متناوب با پیشرفته ترین لوازم و ادوات، مجهز می باشند که از این جمله می توان از کندانساتورهای سنکرون با قدرت 50000 الی 100000 کیلو ولت آمپر، تعداد زیادی ترانسفورماتور یا اتوترانسفورماتور و کلیدهای فشار قوی نام برد.

کندانساتورهای سنکرون معمولا با خنک کننده هیدورژنی یا آبی و با تحریک تریستوری و یا لامپی (محتوی بخار جیوه) ساخته می شوند.

پستهای فوق که معمولا در یک شبکه سراسری قدرت قرار دارند اغلب در فضای گسترده احداث شده و توسط پرسنل متخصص نگهداری و بهره برداری می شوند، و بهره دهی صحیح و عملکرد بدون خسارت در انها قابل حصول
می باشد مگر با اتکاء به سیستم پیشرفته ای از کنترل و حفاظت و همچنین ارتباطات سریع، وقفه ناپذیر و کامل بین پرسنل محلی و دیسپاچر مرکزی شبکه برق.

پستهای برق D.C (kv800 یا بیشتر) نیر دارای تجهیزات پیچیده ای از قبیل رکتیفایرها و اینورتورها می باشند که نگهداری و بهره برداری از آنها نظارت و دقت ویژه ای را مطالبه می کند. در حال حاضر تعداد محدودی از پستها و خطوط انتقال D.C در جهان موجود است، ولی به لحاظ این که این خطوط با حذف بار راکتیو خط، نقش مهمی در ایجاد پایداری شبکه قدرت بازی می کنند، اخیرا مورد توجه قرار گرفته اند.

پستهای 110 تا 220 کیلو ولت سربسته عموما در نواحی شلوغ و پر جمعیت و یا مناطق صنعتی نصب شده و بخاطر محدودیت فضا اغلب در ابعاد کوچک احداث می شوند. این پستها معمولا با ظرفیتهای قابل گسترش طراحی شده و با استفاده از تدابیر مخصوصی سعی می شود که کمترین پارازیت را در محیط ایجاد نمایند.

پستهای 35 تا 110 کیلو ولت و بعضا 220 کیلو ولت با مدارهای ساده طراحی شده و در اغلب موارد در طرف فشار قوی آنها کلید قطع بار(دژنگتور) نصب شده و در طرف فشار ضعیف نیز کلیدهای نوع تابلویی 10-6 کیلو ولت که تجهیزات مربوط به حفاظت، فرمان و سیگنال نیز در آن تعبیه شده است، بکار برده می شود. برای کنترل و سیگنالینگ چنین پستهایی اغلب از برق A.C و D.C استفاده شده و نگهداری و بهره برداری آنها توسط اکیپهای سیار صورت میگیرد.

پستهای 10-6 کیلو ولت شهری یا روستایی نیز به طور برنامه ریزی شده توسط اکیپهای سیار بازرسی و نگهداری می شوند.

مراقبتها و تعمیرات پیشگیری کننده در مورد تجهیزات الکتریکی

عایقها، سیم پیچها، هادیها، یاتاقانها و قسمتهای دیگر تجهیزات الکتریکی به مرور زمان فرسوده و مستهلک می شوند،به همین جهت در نیروگاهها وشبکه های برق، سلسله اقداماتی به نام مراقبتهای پیشگیری کننده، طبق برنامه های مشخص صورت می گیرد(به صورت دوره ای).

هدف از این اقدامات همانگونه که از نامگذاری آن مشهود است، عبارتست از یافتن نواقص و تعویض یا ترمیم قسمتهای معیوب تا از بروز خسارتهای سنگین و حوادث ناگوار جلوگیری به عمل آید. اعمالی را که به عنوان پیشگیری می توان انجام داد به صورت ذیل دسته بندی می شوند:

الف) مدرنیزه کردن و اصلاح قسمتهای مختلف با هدف افزودن مدت
بهره دهی، بال بردن کیفیت کار و راندمان سیستم مثلا افزایش فشار هیدروژن از MPa 005/0 به MPa 3/0 در مورد توربوژنراتورهایی که با هیدروژن خنک می شوند، امکان ظرفیت ژنراتور تا حد 15 درصد را میسر خواهد ساخت.

ب) انجام کارهایی نظیر مسدود نمودن منافذی که باعث ورود گرد و غبار به داخل کلید خانه های سربسته می شوند و کنترل درجه حرارت آنها، تدارک هیترهای مخصوص برای تجهیزات تا از تشکیل شبنم روی قسمتهای سرد آنها در زمستان جلوگیری شود، تعویض و اشرهای لاستیکی فرسوده و نظایر آن. هر قسمت از شبکه قدرت باید ذخیره ای از قطعات مستهلک شونده سیستم را در اختیار داشته باشد، از این جمله می توان به جرقه گیر دژنگتورها، جاروبکهای ذغالی، یاتاقان الکتروموتورها و غیره اشاره نمود. طبیعی است که تعمیرات و مراقبتهای فوق بایستی در مناسبترین زمان صورت گیرد. در مورد نیروگاههای حرارتی و پستها، قصلهای بهار و تابستان که به دلیل افزایش درجه حرارت محیط الزاما بایستی بار را کاهش داد، نسبت به فصول پاییز و زمستان ارجحیت دارند، در حالی که در مورد نیروگاههای آبی بهترین زمان برای تعمیرات دوره ای ماههای کم آبی رودخانه می باشد. در عین حال برنامه تعمیرات فوق بایستی طوری ترتیب داده شود که در هر مقطع کاهش بار لازم برای انجام کار به حداقل ممکن برسد.

تمام قسمتهای عمل کننده باید به صورتی هماهنگ شوند که هر دستگاه همراه با متعلقات آن همزمان مورد تعمیر قرار گیرد. برای مثال توربوژنراتور و متعلقات الکتریکی و مکانیکی آن همراه با کابلها، جاروبکهات، دژنگتورها، تجهیزات فشار قوی، به انضمام ترانسفورماتوری که برق واحد فوق را به شبکه برق متصل
می نماید، بایستی به صورت هماهنگ و همزمان تعمیر و بازرسی شوند. همچنین کلیه رله های کنترلی و حفاظتی و تجهیزات ابزار دقیق مربوطه نیز در همین پریود باید بازرسی و تنظیم مجدد شوتد. تعمیراتموتورهای الکتریکی با کابلها، استارترها، رگولاتورها، پمپها یا ادوات دیگری که توسط آنها به کار می افتند نیز بایدهماهنگ باشد.

امروزه که برای اغلب تجهیزات شبکه قدرت مانند؛ ترانسفورماتورها، خطوط هوایی، باس بارهای فشار قوی، سیستم تحریک و غیره دستگاه رزرو پیش بینی می شود، قسمت عمده ای از تعمیرات و بازرسیهای دوره ای را می توان قبل از قطعی کامل واحد به انجام رساند که این کار کمک بزرگی به تسریع امور می نماید.

تعمیرات دوره ای و پیشگیری کننده بر حسب نوع و کیفیت انجام کار به دو دسته جزئی و اساسی تقسیم بندی می شوند.

در تعمیرات اساسی، قطعات واحد بطور کامل پیاده شده و درونیترین قسمتها نیز مورد رسیدگی قرار می گیرد. برای مثال تعویض و ترمیم قسمتهایی از سیم پیچی استاتور، روتور و ترانسفورماتورها، تعویض جرقه گیر دژنگتورها و امور دیگری که در عین حال در حیطه عمل متخصصین ورزیده و باتجربه میباشد.

تعمیرات جزئی شامل آن دسته از تعمیراتی است که اگر چه در حالت قطع واحد صورت می گیرد، ولی برای انجام آنها نیازی به پیاده نمودن قسمتهای پیچیده و قطعات بزرگ نمی باشد، مثلا بازرسی و تعمیر روی قسمتهایی از ژنراتور بدون خارج ساختن روتور، ترمیم روکش در انتهای کلاف سیم پیچهای ژنراتور، خشک نمودن ایزولاتورها و تمیز نمودن و بازرسی بوشینگ ترنسفورماتورها بدون جابه جایی آنها و غیره.

بر اساس تجربیات به دست آمده،تعمیرات اساسی در مورد تجهیزات الکتریکی در فواصلی به شرح زیر باید صورت گیرد:

توربوژنراتورهای با ظرفیت تا 100 مگا وات هر 5-4 سال یکبار.

توربوژنراتورهای با ظرفیت بیش از 100 مگا وات هر 4-3 سال یکبار.

راکتورها، ژنراتور توربینهای آبی و کندانساتورهای سنکرون هر 6-4 سال یکبار.

در مورد ترانسفورماتورهای اصلی نیروگاهها و ترانسفورماتورهای مصرف داخلی، اولین تعمیرات اساسی 8 سال پس از راه اندازی اولیه انجام گرفته و از آن به بعد با توجه به شرایط کاری آنها صورت می گیرد. ضمنا موتورهای الکتریکی روی ترانسفورماتورها نیز در صورت نیاز بایستی مورد تعمیرات اساسی قرار گیرند.

دژنگتورهای روغنی هر 8-6 سال یکبار.

سکسیونرهای قابل قطع زیربار، غیر قابل قطع زیربار (ایزولاتورها) وارت سویچها هر 8-4 سال یکبار.

دژنگتورهای هوایی (اطفاء جرقه آنها توسط جریان هوا صورت می گیرد) و تجهیزات جنبی آن هر 6-4 سال یکبار.

کمپرسورهای تهیه کننده هوای فشرده برای دژنگتورهای هوایی هر 3-2 سال یکبار.

کلیدهای اتصال کوتاه و کلیدهای ایزولاتور با محرکهاس آنها هر 3-2 سال یکبار.

قابل ذکر است که به طور عمومی دوره تناوب 8 سال بین تعمیرات اساسی چیزی است که در اغلب پستها و شبکه های قدرت رعایت می شود. تعمیرات جزئی نیز در فواصل بین تعمیرات اساسی بر حسب نیاز و عموما هر 2-1 سال یکبار صورت می گیرد، و بالاخره کیفیت هر دستگاه پس از تعمیرات، معمولا با 24 ساعت کار مداوم تمام بار ارزیابی می شود.

تست عایقها

الف- اندازه گیری مقاومت D.C و ضریب جذب عایق

مقاومت D.C عایقها به وسیله مگا اهم متر اندازه گیری می شود.

مگا اهم متر از یک ژنراتور D.Cبا کویل گردان دستی و مغناطیس طبیعی (G)، یک دستگاه عقربهای نشان دهنده و تعدادی مقاومت سری تشکیل شده است.

دستگاه نشان دهنده مذکور یک میلی آمپر متر از نوع اندوکسیونی است که در آن یک سیم پیچ معکوس که از طریق مقاومت 1r به دو سر ژنراتور بسته شدهاست، به عنوان نیروی مقاوم بجای فنر عمل می کند. ضمنا قسمتی از ولتاژ روی مقاومت 2 rافت نموده و دستگاه رادر مقابل جریانهای شدید حفاظت می نماید.

در بعضی از مگااهم مترها مقاومتهای 2r` و 21r`` از طریق انتخاب مقیاسهای مختلف به وسیله کلید سلکتور، با مجموعه مقاومت 2r و کویل دستگاه نشان دهنده پارالل قرار می گیرند.

این مقاومتها به صورتی انتخاب می شوند که وقتی کلی سلکتور در وضعیت 10 یا 100 قرار داده می شود فقط 1/0 یا 01/0 جریانی که از مقاومت عایق می گذرد، در مدار مشترک عایق و کویل عبور نماید. بدین صورت آنچه که در مقیاسهای فوق روی دستگاه نشان دهنده خوانده می شود باید به به ترتیب برده یا صد تقسیم شود، (باید توجه داشت که دستگاه نشان دهنده بر حسب مقاومت اهمی مدرج شده است) که البته این عمل در مدرج کردن دستگاه رعایت می شود.

معمولا  در مگا اهم مترها مجموعه مقاومت داخلی دستگاه که به طور سری با مقاومت مورد اندازه گیری قرار می گیرد، بر حسب موقعیتهای مختلف کلید سلکتور عبارتند از : 1، 1/0 و 01/0 مگااهم.

مجموعه مقاومتهایی (مقاومت معادل) که در مدار اندازه گیری با ژنراتور، سری شده است = ∑r مگااهم متر دارای سه ترمینال به نامهای L ، E و S می باشد. ترمینالهای L و E برای بسته شدن به مقاومت مورد اندازه گیری و زمین در مواردی که مقاومت عایق نسبت به زمین اندازه گیری می شود و یا برای بسته شدن به دو سر عایق در موارد اندازه گیری مستقل از زمین به کار می رود.

در مواردی که جریان نشتی عایقهای پارالل با عایق مورد اندازه گیری، موجب انحراف نتیجه از مقدار واقعی می شود، با ایجاد الکترود پرده از آن ممانعت به عمل آورده و این الکترود را به ترمینالS متصل می نمایند. قابل ذکر است که الکترود پرده، مدار جریان ناخواسته را به صورتی می بندد که از درون دستگاه اندازه گیری عبور  ننماید.

کیفیت عایقی که در ولتاژ متناوب به کار برده می شود، به علت وجود ظرفیت خازنی که به ابعاد فیزیکی و جنس عیاق بستگی دارد با اندازه گیری مقاومت D.C به تنهایی مشخص نمی شود، لذا برای این منظور از پارامتر دیگری به نام ضریب جذب استفاده می شود. این پارامتر از نسبت بین مقاومت D.C عایق پس از 60 ثانیه و 15 ثانیه از لحظه اعمال ولتاژ روی آن به دست می آید.

برای سدت آوردن این ضریب باید اندازه گیریهای فوق به طور پی در پی و در ثاینیه های پانزدهم و شصتم توسط مگااهم متر دستی و ترجیحا الکترونیکی به عمل آید. ضریب جذب برای عایقهای خشک رقمی بین 5/1 تا 2 و برای عایقهای مرطوب و فاسد حدود یک میباشد.مقاومتD.C عایق سیم پیچی ترانسفورماتورها معمولا در شرایط کار نامی یعنی دمای بین 70 تا 80 درجه سانتیگراد اندازه گیری می شود.

قابل ذکر است که اندازه مقاومت D.C عایق به ازاء هر 18 درجه سانتیگراد افزایش درجه حرارت حدود 50 درصد کاهش پیدا می کند. برای ارزیابی مقاومتهای اندازه گیری شده معمولا آنها را با نتایج تست کارخانه ای که در مدارک فنی دستگاه مندرج است مقایسه می نمایند، لذا برای این کار باید اندازه ها را بر اساس درجه حرارت مربوط به تست مورد مقایسه، اصلاح نمود.