انواع پست برق و شبکه برق رسانی

ما در مقاله شبکه های برق رسانی و توزیع برق به معرفی بخش های مختلف توزیع برق که شامل تولید، انتقال و توزیع برق است می پردازیم. سپس به معرفی انواع پست های برق در دسته های پست زمینی و هوایی، انواع تغذیه سیستم های توزیع و محاسبه ظرفیت ترانسفورماتور پست  و هم چنین انواع ترانس های توزیع و شبکه های فشار قوی و فشار ضعیف خواهیم پرداخت.

امروزه انرژی الکتریکی به عنوان بخش جدا نشدنی از زندگی بشری، مهمترین نقش را در چرخۀ صنعت جهانی بر عهده دارد. در واقع می توان گفت، امروزه صنعت برق به عنوان یکی از شاخص های مهم توسعۀ اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی به شمار می آید. از مزایای انرژی الکتریکی نسبت به سایر انرژی ها می توان به انتقال نسبتاً آسان، سهولت تبدیل به سایر فرم های انرژی، طیف وسیع کاربرد و آلودگی کمتر آن در محیط زیست اشاره کرد. از معایب انرژی الکتریکی نیز می توان به عدم قابلیت ذخیره سازی آن به صورت عملی و کاربردی در حد گسترده اشاره کرد. شبکۀ انرژی الکتریکی جهت انتقال الکتریسیته از نیروگاه ها به محل مصرف، به سه بخش اصلی تولید، انتقال و توزیع برق تقسیم می شود. البته بخش دیگری به نام فوق توزیع نیز به این موارد اضافه می شود که به دلیل هم پوشانی سطوح ولتاژی و شباهت زیاد روش های کارکرد و حفاظت آن با بخش انتقال، می توان آن را زیر مجموعه ای از شبکه ی انتقال در نظر گرفت.

بخش تولید، طیف وسیعی از انواع نیروگاه ها با توان و راندمان متفاوت را شامل می شود. در شبکه های انتقال انرژی الکتریکی، بنابر دلایل زیادی از جمله دلایل ایمنی، اقتصادی و مهم تر از همه، دور بودن منابع تولید انرژی از مصرف کننده ها، واحدهای تولید نیروگاهی در مناطق دور از مراکز مصرف قرار دارند. ولتاژ خروجی ژنراتور نیروگاه های مختلف، متفاوت است و در بیشترین حالت خود به حدود ۲۵ کیلوولت می رسد. فرکانس این ژنراتورها نیز در همه ی کشورها، در دو مقدار ۵۰ یا ۶۰ هرتز تنظیم می شود.

سیستم های توزیع انرژی الکتریکی، از سه بخش پست توزیع، سیستم اولیۀ توزیع و سیستم ثانویۀ توزیع تشکیل شده اند. وظیفه پست توزیع، دریافت توان از سیستم انتقال و تحویل آن به سیستم توزیع است. در این پست ها از حداقل دو خط تغذیه به عنوان ورودی این پست استفاده می شود که مقدار این ولتاژ به استاندارد هر کشوری وابسته است.

پست های توزیع برق در دو نوع زمینی و هوایی مورد بهره برداری قرار می گیرند. تعیین حداکثر افت ولتاژ، انتخاب نوع هادی، تعیین سطح اتصال کوتاه خط و ظرفیت جریان دهی، از جمله معیارهای طراحی این نوع پست هاست.

پست توزیع زمینی

نوع مرسوم پست توزیع زمینی با دو سلول طراحی می شود. در سلول اول، جهت حفاظت در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار، برای جریان های تا ۳۰ آمپر از سکسیونر قابل قطع زیر بار و برای جریان های بیش از ۳۰ آمپر از دژنکتور مجهز به رله ی پریمر (بدون ترانس جریان) استفاده می شود. سلول دوم، سلول اندازه گیری نامیده می شود که در آن، ۲ یا ۳ ترانسفورماتور ولتاژ با خروجی ۱۰۰ یا ۱۱۰ ولت (ولتاژ خط) تعبیه می شود. در پست های زیر زمینی استفاده از ترانسفورماتور خشک الزامی است و استفاده از فضای فوقانی آن به منظور احداث فضای سبز و آبنما ممنوع است. پست های توزیع زمینی بر حسب کاربرد در ۶ نوع مختلف طراحی می شوند.

۱- پست عمومی برق

از پست عمومی برق می توان جهت برق رسانی به متقاضیان خانگی، تجاری و غیره، استفاده کرد. امروزه پیش بینی این پست ها برای متقاضیان دیماندی کمتر از ۲۵۰ کیلووات نیز لازم است. ابعاد این پست ها به صورت ۸*۶ متر پیشنهاد می شود.

۲- پست اختصاصی برق

جهت واگذاری انشعاب برق به متقاضیان دیماندی ولتاژ اولیه و قدرت بیشتر از ۲۵۰ کیلووات استفاده از پست اختصاصی برق می شود. در این پست، لوازم اندازه گیری شامل ترانس جریان، ولتاژ و کنتور اکتیو و راکتیو نیز نصب می شوند. این پست مانند نوع عمومی در ابعاد ۸*۶ متر پیشنهاد می شود.

۳- پست عمومی – اختصاصی برق

این پست در ابعاد پیشنهادی ۱۱*۸ متر و در دو قسمت کاملاً مجزا ساخته می شود. یک قسمت این پست جهت تأمین مصارف عمومی (مشترکان دیماندی بیشتر از ۳۰ کیلووات و کمتر از ۲۵۰ کیلووات) و قسمت دیگر جهت تأمین ولتاژ اولیه مشترکان دیماندی بیش از ۲۵۰ کیلووات طراحی می شود. این پست در واقع ترکیبی از پست عمومی و پست اختصاصی است.

۴- پست پاساژ

در صورتی که فاصلۀ محل مصرف از محل تحویل برق زیاد باشد، فقط لوازم اندازه گیری ولتاژ اولیه (۲۰ کیلوولت) در پستی به ابعاد تقریبی ۶*۴ متر تعبیه شده و ترانسفورماتور اختصاصی در محلی نزدیک به محل مصرف نصب می شود که به آن، پست پاساژ گفته می شود.

۵- پست تقسیم برق

در پست مستقیم برق، یک یا چند فیدر ۲۰ کیلوولت، به چندین انشعاب ۲۰ کیلوولت تقسیم می شود. به عنوان مثال، دو فیدر ورودی به پنج فیدر خروجی تبدیل می شود. ابعاد این پست با توجه به موقعیت و تعداد فیدرها تعیین می شود. در واقع، در تعیین ابعاد پست های زمینی در صورتی که نتوان اندازه های داده شده را لحاظ کرد، طراحی باید به صورت دو طبقه یا با رعایت حریم ها انجام شود.

۶- پست های برق پیش ساخته ای فشرده (کیوسک)

این پست ها به راحتی قابل حمل بوده و زمان بهره برداری آنها کوتاه است. همچنین سادگی و ایمنی در بهره برداری از خصوصیات دیگر این نوع پست ها محسوب می شود. سیستم زمین این نوع پست ها مانند پست های زمینی است. استفاده از این پست ها در ظرفیت های ۵۰-۲۵۰، ۳۱۵-۵۰۰ و ۶۳۰-۸۰۰ کیلوولت آمپر، به صورت حلقوی با ترانسفورماتور خشک یا هرمتیک مجاز است.

پست توزیع هوایی

پست های هوایی نسبت به پست های زمینی ارزان تر تمام می شوند و این ارزانی به این خاطر است که جای کمی را اشغال می کنند و مانند پست های زمینی سکسیونر و دژنکتور و… ندارند. این پست ها حداکثر تا ظرفیت ۵۰۰ کیلوولت آمپر ساخته می شوند و برای ظرفیت های بالاتر به اجبار باید از پست های زمینی استفاده کرد. استفاده از ترکیب این پست با پست زمینی در طول یک انشعاب ممنوع است.

ترانس های توزیع

ترانس های توزیع در ایران ولتاژ ۲۰ کیلوولت و در برخی نقاط ۳۳ کیلوولت را به ولتاژ ۴۰۰ ولت تبدیل می کنند. این سطح ولتاژ برای مصارف خانگی، تجاری و صنعتی (کوچک) استفاده می شود.

ترانسفورماتور توزیع هوایی و زمینی

ترانسفورماتور های توزیع ظرفیت نصب تا ۳۱۵ کیلوولت آمپر را به صورت هوایی به کار می برند. این ترانسفورماتورها در قدرت های ۱۵ ، ۲۵ ، ۵۰، ۷۵، ۱۰۰، ۱۲۵، ۱۶۰ ، ۲۰۰ و ۲۵۰ کیلوولت آمپر نیز به کار می روند. ترانسفورماتورهای با قدرت بیشتر از ۳۱۵ کیلوولت آمپر به صورت زمینی به کار رفته و در قدرت های نصب ۴۰۰،۵۰۰،۶۳۰،۸۰۰،۱۲۵۰،۱۶۰۰ و ۲۰۰۰ کیلوولت آمپر استفاده می شوند. این ترانسفورماتورها در مکان های بسته ای به نام پست توزیع به کار می روند.

ترانس خشک

در ترانس خشک ، از عایق های رزینی یا سیلیکونی برای هسته و سیم پیچ های آنها استفاده می شود. سیم پیچ ها به طور مجزا قابل جدا شدن بوده و برای خنک شدن آنها، هوا در بالا و پایین آنها دمیده می شود. کاربرد این نوع ترانسفورماتورها در مکان هایی است که موضوع آتش سوزی بسیار حساس باشد. همچنین این ترانس ها، حداکثر تا قدرت ۱۰۰۰kVA ساخته می شوند. ترانسفورماتورهای توزیع نوع خشک به سه دستۀ نوع تهویه ای، نوع غیر تهویه ای و نوع درزگیری شده تقسیم می شوند که در داخل اتاق یا محیط بیرون قابل استفاده هستند.