چکیده:
طراحان و مهندسین مشاور خطوط انتقال نیرو عموماً طراحی را بر مبنای مشخصات فنی ارجح و شرایط اقتصادی مناسب انجام می‌دهند، حال آنکه عدم توجه به مسائل و مشکلات اجرائی ممکن است کلیه بررسیهای فنی و اقتصادی را تحت الشعاع قرار داده و نتیجه را معکوس نماید. در این مقاله کوشش شده است تا روشی جهت طراحی الکتریکی خطوط انتقال نیرو با توجه به مسائلی فنی، اقتصادی و اجرائی ارائه گردد.
شرح مقاله:
در شرایطی که در کشورهای صنعتی جهان بیش از چندین مدار از خطوط انتقال نیرو را روی یک برج نصب می‌نمایند و یا چندین هادی را بصورت باندل (Bundle) بعنوان یک فاز مورد استفاده قرار می‌دهند، در کشور ما هنوز طراحان تنها به دلیل ترس از حوادث احتمالی سقوط برجها سرمایه گذاری عظیمی را صرف احداث خطوط انتقال نیروی تک مداره با یک سیم در هر فاز می‌نمایند که دلیل این کار عمدتاً افزایش قابلیت اطمینان سیستم برقرسانی توجیه می‌شود آنهم در شرایطی که شاید سیستم تولید انرژی از آنچنان قابلیت اطمینانی برخوردار نباشد.
آیا در شرایط فعلی این همه سرمایه گذاری جهت افزایش قابلیت اطمینان برقرسانی ضروری است؟
در این مقاله با توجه به مشکلات اجرائی احداث خطوط انتقال نیرو به مسائل طراحی اقتصادی این خطوط اشاره می‌گردد.
1 مشکلات اجرائی:
بررسیهای صحیح اقتصادی جهت انتخاب پارامترهای طراحی خطوط انتقال نظیر انتخاب ولتاژ یا تعداد مدارهای خطوط انتقال موقعی می‌تواند صحیح باشد که زیانهای ناشی از تاثیرات خط انتقال روی محیط و انسان و همچنین خسارتهای ناشی از تاخیر در اجرای پروژه‌های خاص نیز مورد توجه قرار گیرد. وگرنه منظور نمودن قیمت‌های ثابت جهت خطوط انتقال نیرو در اکثر نقاط کشور بعلت شرایط خاص آن مناطق شاید روش صحیحی نباشد. در مورد زیانهای ناشی از تاثیرات خط انتقال روی محیط و انسان در ایران اصولاً مطالعه‌ای انجام نشده اما تجربیات اخذ شده در سطح کشور توانیر در مورد مشکلات اجرائی نشان می‌دهد که عموماً موارد زیر باعث ایجاد تاخیر در اجرای پروژه‌ها و افزایش پیش‌بینی نشده قیمت پروژه‌ها می‌گردد. اهم مشکلات محیطی و اجرائی در ارتباط با فاکتورهای زیر است:
11 تعیین و تصاحب مسیر
21 خرید اراضی (اعم از بایر یا دایر)
31 از بین رفتن محصولات کشاورزی
41 از بین رفتن منابع طبیعی نظیر جنگل، مراتع و غیره
51 تخریب مناطق مسکونی (یا جلوگیری از احداث تاسیسات مسکونی، تجاری یا صنعتی).
61 رساندن مصالح به پای کار
71 احداث جاده‌های دسترسی
81 مشکلات ناشی از تاثیر خطوط روی محیط و انسان
9 سایر مشکلات عمومی
با وجود تمام مسائلی که مسئولان اجرائی در اجرای پروژه‌ها با آنها مواجه‌اند متاسفانه باز هم ملاحظه می‌شود در مناطق شمالی کشور و یا مناطق شهری که امکان تصاحب مسیر و زمین با مشکلات بسیار زیاد روبرو است، شرکتهای برق منطقه‌ای و شرکت توانیر خطوط انتقال و توزیع نیرو را جدا از هم و در دو مسیر جداگانه به مرحله اجرا در می‌آورند و هر کدام بطور مستقل نسبت به حل مشکلات خود اقدام می‌نمایند حال آنکه اگر احداث خطوط انتقال و توزیع نیرو که در یک منطقه وجود دارند هماهنگ شده و تا آنجا که ممکن است بر روی یک برج مشترک نصب شوند. علاوه بر تسریع در اجرای پروژه‌ها و کاستن از تاثیرات نامطلوب خطوط متعدد روی محیط قیمت مجموع در سطح صنعت برق نیز پائین می‌آید.
2 مشکلات محیطی:
خطوط انتقال انرژی در حال حاضر از مجموعه‌ای از پایه‌های فولادی یا بتنی یا چوبی و هادی ها و مقره و اتصالات مربوط تشکیل یافته است. از آنجا که جهت رساندن انرژی به مراکز مصرف، عبور خطوط انتقال و توزیع از مناطق روستایی و شهری و گاهی اوقات از مناطق پر تراکم اجتناب ناپذیر است لذا اثرات این خطوط بر روی محیط انسان و مردم یکی از مهمترین مسائلی است که در حال حاضر در کشورهای پیشرفته توجه خاصی به آن می‌شود.
در طراحی الکتریکی و محیطی خطوط انتقال، انتخاب مناسب پارامترهای زیر دارای اهمیت زیاد است.
فواصل ایمنی
چگونگی و تعداد هادیها در هر فاز
عرض حریم خط
در این میان فاکتورهائی که جهت انتخاب پارامترهای فوق مورد توجه قرار می‌گیرند عبارتند از:
1 اثرات القاء الکترواستاتیک
2 اثرات میدان و تشعشات الکترو مغناطیس (کرونا)
12 انتشار پارازیت‌های قابل شنیدن
22 تداخل با امواج رادیوئی و تلویزیونی
32 انتشار گازهای ازن و اکسیدهای ازت
3 جرقه‌های ناشی از امواج ولتاژ های قطع و وصل
یکی از دلایل انتخاب ولتاژهای بالاتر، انتقال قدرت‌های بیشتر توسط یک خط ولتاژ بالا بجای چند خط ولاژ پائین می‌باشد که در نتیجه نیاز به تصرف حریم و زمین را کاهش داده و لذا گذشته از صرفه جوئی جهت خرید یا تصرف حریم‌ها از مواجه شدن با مشکلات محیطی و اجرائی و ممانعت‌هائی که باعث تاخیر می‌شود جلوگیری می‌کند. در حال حاضر سعی شرکتهای برق دنیا در این است که هر چه بیشتر انرژی را تا آنجا که تکنولوژی فعلی اجازه می‌دهد با حداقل تعداد خط انتقال دهند.
تداخل با امواج رادیوئی و تلویزیونی یکی از مهمترین اثرات محیطی خط انتقال است که بلافاصله پس از برق دار شدن خط شکایات بر علیه آن شروع می‌شود که این به دو علت است.
الف) اینکه عبور خط انتقال از مناطق روستایی که در آن نواحی سیگنال رادیو و تلویزیونی بعلت دوری از فرستنده ضعیف است.
ب) افزایش پارازیت‌های در هوای طوفانی و بارانی که عموماً در این مواقع مردم علاقمند به دیدن تلویزیون و شیندن رادیو جهت کسب خبر یا غیره می‌باشند.
یکی دیگر از مسائل خط انتقال تاثیر در زیبایی محیط و بهم زدن فرم طبیعی محیط می باشد. که با توجه به شکل برجها و تصور مردم از خطرات ناشی از آن همواره مردم از آن شکایت داشته و علاقمند هستند تا آنجا که ممکن است مسیر خطوط محیط زندگی آنها را نا امن نکنند. لذا کاهش تعداد خطوط و استفاده از برجهای چند مداره به حل این مشکل نیز کمک زیادی خواهد کرد.
3 مسائل اقتصادی:
مسائل اقتصادی که در بررسیهای اقتصادی مورد توجه قرار می‌گیرد عموماً بر سه پایه زیر می‌باشد:
سرمایه گذاری اولیه
هزینه تعمیرات و نگهداری
هزینه تلفات
این روش می‌تواند معقول و جالب باشد مشوط بر اینکه سایر مسائل و مشکلات شناخته شده و هزینه‌های لازم در نظر گرفته شده باشد، مثلاً هزینه‌هائی که ناشی از مشکلات اجرائی و تاخیر در اجرای پروژه‌ها می‌باشد به قیمت پروژه اضافه شود. حال آنکه تجارب گذشته نشان داده که تا بحال چنین مواردی مورد توجه قرار نگرفته است. در حالیکه مشکلات اجرائی عملاً قیمت تمام شده را بالا می‌برد و یا حداقل هزینه‌های مشترک که در اجرای پروژه‌ها وجود دارد باعث افزایش نسبی قیمت خط انتقال می‌گردد.