گزارش کارآموزی آشنایی با مشخصات كلی الكتریكی پست 63 كیلو ولتی كمال آباد كرج

گزارش کارآموزي آشنايي با مشخصات كلي الكتريكي پست 63 كيلو ولتي كمال آباد كرج در 194 صفحه ورد قابل ويرايش


خلاصه گزارش

در اين گزارش سعي شده است كه با رعايت اختصار گوشه اي از قسمت عظيم و گسترش انتقال الكتريكي تشريح شود .در مقدمه اين گزارش آشنايي با مشخصات كلي الكتريكي پست 63 كيلو ولتي كمال آباد كرج آمده است . در بخش نخست گزارش دلايل وجود پستهاي فشار قوي و همچنين انواع آنها با توجه به استانداردهاي موجود شرح داده شده دربخش دوم گزارش مهمترين و اساسي ترين تجهيزات تشكيسل دهنده پست به تفصيل شرح و بررسي گرديده است . همچنين در مورد رله هايي كه محافظت خطوط و ترانسفورماتورها و ديگر تجهيزات مهم يك مجموعه را عهده دارند توضيحاتي داده شده است دربخش بعدي اصول و روشهاي بهره برداري بهينه از پستهاي فشار قوي بطور اعم شرح داده شده است كه اين توضيحات در جهت بهره وري بيشتر و همچنين راندمان بالاتر و جلوگيري از بروز هر گونه خطر و يا اشال احتمالي به كليه دست اندركاران يك پست فشار قوي توصيه مي شود . بخش بعدي مربوط به شرح و توضيح اشكالات احتمالي كه ممكن است در پست 63كمال آباد بروز كند و همچنين شرح كارهايي كه براي رفع اين عيوب بايد انجام شود . بخش آخر نيز مربوط به نحوة بهره برداري از مدارهاي اينترلاك پست 63 كمال آباد مي باشد كه در آن نحوه برق دار كردن خط با در نظر گرفتن كليه اصول فني براي جلوگيري از بروز هر گونه نارسايي در سيستم و شبكه شرح گرديده است .
مقدمه
پست 63 كمال آباد در غرب تهران در 50 كيلومتري تهران واقع در كرج قرار دارد . پست توسط 4 ترانس اصلي التا ساخت آلمان هر يك بقدرت نامي 15MVA تغذيه مي شود داراي 4 ترانس داخلي ساخت UNELEC هر يك بقدرت نامي 100KVA با گروه برداري PYNU يا پست تبديل ولتاژ نامي 20/0.4KV با نسبت تبديل ( جريان نامي )2.88/144.3,A مي‌باشد .

و داراي ترانسفورماتور ولتاژ 63 كيلو ولت P.T خطوط سازنده كارخانه SPANNUN GSWANPLER مي باشد با قدرت 250,VA و كلاس 0.5 مي باشد . داراي دوبي ورودي63 از طريق پست 23 كيلو ولتي كمال آباد به فاصله 2 كيلو‌متري از پست به كدهاي 606,605 و يك بي خروجي به پست اختصاصي بي‌سيم واقع در 1 كيلومتري پست كه در مواقع مانور از اين خط استفاده مي شود . و در حال حاضر 12 خط خروجي به شرح ذيل مي باشد:

ماهواره 20kv نان شهر 20kv بوستان 20kv

عرب آباد // استناد // فرهنگ //

پدم // قزوين // مردآباد //

علومي // زندان // پارك شهر //

هر بي ورودي شامل تجهيزات زير مي باشد :

1ـ برقگير 2ـ ترانس ولتاژ 3ـ سكسيونر سرخط ( عمودي ) 4ـ سكسيونر زمين

5ـ ترانس جريان 6ـ بريكر 63 7ـ سكسيونر يا سيار 8ـ سكسيونر ارتباط با سيار 9ـ بريكر 63 10ـ ترانس جريان 11ـ ترانسفورماتور قدرت 12ـ سكسيونر اتصال زمين ترانس 13ـ ترانسفورماتور داخلي 14ـ ترانسفورماتور نوتر



دستگاههاي اندازه گيري

اين دستگاهها عبارتند از : ولتمتر ، آمپر متر ، واتمتر ، وارمتر ، كنتور اكتيو و راكتيووسازنده‌اين‌دستگاهها‌B.B.C‌مي باشد‌و‌دستگاههايشان الكترومغناطيسي مي‌باشد .



رله هاي حفاظت خط

1ـ رله ديستانس اوليه ، ساخت آلمان B.B.C داراي سه زون

2ـ رله ركلوزتيك ( دوباره وصل كن ) ، ساخت آلمان B.B.C

3ـ رله جريان زياد ، ساخت آلمان B.B.C



رله هاي حفاظتي خط 20c

1ـ رله اضافه جريان

2ـ رله اتصال زمين

ضمناً كليه اتفاقات در پست توسط دستگاه ثبت مي گردد و در حادثه اي كه درخطهاي خروجي رخ دهد توسط مودم ارسال و ثبت مي گردد .


مشخصات باطريهاي 127v

پست شامل 2 دسته باطري با مشخصات زير مي باشد كه توسط دو دستگاه باتري شارژ كه سازنده كشور آن آلمان غربي مي باشد ، شارژ مي شود .

اين باطري از نوع باتري اسيدي و تهويه اش توسط فن انجام مي شود تعداد هر ست آن 10 عدد است كه هر كدام 12 ولت و 40 آمپر مي باشد .



مشخصات باطريهاي D.c 48v

همچنين اين پست داراي يكدست باطري 48v است كه توسط يك ست باطري شارژ 48v است كه با Type 48 ساخت آلمان مي باشد . مشخصات اين باطري 48v به قرار زير است از نوع اسيدي ظرفيت باطري آن 200 Ah و تعداد آن 4 عدد ولتاژ هر باطري 12V است .



1) مباني و تعاريف مربوط به پست فشار قوي

با توجه به اينكه قدرت توليدي نيروگاههاي بزرگ تماماً در محل مصرف نخواهد شد به منظور انتقال انرژي توليد شده از محل توليد به مكانهاي ديگر ، نياز به انتقال انرژي توسط هاديهاي الكتريكي مي باشد . با توجه به اينكه ولتاژ خروجي ژنراتورها در ايران حداكثر20KV مي باشد با توجه به قدرت توليدي كل اين نيروگاه ( مثلاً نيروگاه نكاء :440MW ) جريان انتقالي خيلي زياد خواهد بود و دراين صورت سطح مقطع هادي مورد نياز و افت ولتاژ و توان انتقالي خيلي زياد خواهد بود .

بطور خلاصه مي توان گفت از آنجاييكه انرژي الكتريكي بصورت متمركز و به توسط نيروگاههاي بزرگ با قدرت خيلي زياد توليد مي گردد و محل احداث اين نيروگاهها بر حسب نوع نيروگاه ( آبي ، بخاري ، هسته اي ) از مراكز مصرف فاصلة زيادي دارند لذا انتقال اين انرژي در فواصل زياد با افت ولتاژ و تلفات خط غير قابل قبول همراه مي باشد . هرگاه اين انرژي با سطح ولتاژ بالاتري منتقل گردد طبق رابطة : مقدار جريان‌الكتريكي كه با ولتاژ مسبت عكس دارد كاهش مي يابد در نتيجه مطابق روابط زير افت ولتاژ و تلفات قدرت در طول خط كاهش مي يابد :

امپدانس هادي :V=ZI ( Z ) : افت ولتاژ

مقاومت هادي : P= RI (R) : تلفات قدرت

از طرفي درخطوط انتقال فشار قوي ، بخاطر اندوكتيويته زياد ، جريان كور زيادي وجود دارد كه خود باعث تلفات زياد حرارت مي شود :

معمولاً تلفات را از نيروگاه تا مصرف كننده حدوداً 10% در نظر مي گيرند و اي مقدار قابل نلاحظه مي باشد مثلاً براي انتقال 500MW نيرو حدوداً 50MW آن تلف مي شود .

بنابراين با كاهش جريان مي توان سطح مقطع هادي را نيز كاهش داده و از اين راه هزينه خط انتقال را كم نمود ولي از طرفي بالا رفتن ولتاژ نيز مستلزم عايق بندي بيشتر و استفاده از دكلهايي با ارتفاع بلندتر بمنظور رعايت فواصل مجاز با زمين و همچنين فاصله فازها از همديگر مي باشد و اين موضوع بر هزينه احداث خط انتقال مي افزايد .پس با توضيحات فوق روشن مي گردد كه ميزان افزايش ولتاژ نيز حدي دارد و بالا بردن بيش از حد ولتاژ نيز عملاً مقرون به صرفه نخواهد بود بنابراين بمنظور انتخاب ولتاژ مناسب جهت انتقال ميزان معيني انرژي الكتريكي به فاصله معيني مي بايست محاسبات اقتصادي كامل انجام شده و مناسب ترين و اقتصادي ترين ولتاژ انتخاب گردد .

معمولاً در انتخاب ولتاژ انتقال موارد زير مورد توجه و اهميت قرار مي گيرد :

1ـ ولتاژ خطوط مشابهي كه قبلاً در شبكه و حوالي خط مورد نظر وجود داشته است .

2ـ طول خط

3ـ قدرت مورد نظر كه مي بايست انتقال داده شود .

4ـ افت ولتاژ و افت قدرت



3ـ1ـ3) انواع شينه بندي :

شينه ها بطور كلي به دونوع تقسيم مي شوند : شين ساده و شين مركب

الف ـ3ـ1ـ1) شينه بندي ساده :

شين ساده ، ساده ترين نوع جمع و پخش انرژي است در شينه بندي ساده به ازاي هر فاز يك شين وجود دارد ( در شبكه سه فاز ، سه شين )

در اين شينه بندي تقسيم برق با همان ولتاژ ژنراتور صورت گرفته است و هر يك از ژنراتورها و خطوط انتقال داراي ديژنكتور مخصوص بخود مي باشد . در دو طرف كند شين 60kv نيز جهت انتقال به راه دور در نظر گرفته شده است . هنگاميكه ژنراتورها با تمام بار كار مي كنند سكسيونر هاي طولي باز بوده و هر دسته از مولد ها مصرف كننده هاي خود را به طور مستقل تغذيه مي كنند در هنگام بروز اتصالي جريان اتصال كوتاه نصف حالتي است كه سكسيونرهاي طولي بسته هستند و ژنراتورها موازي كار مي كنند . در مواقعي هم كه بار كم باشد با بستن سكسيونرهاي ( وصل) طولي مي توان ژنراتورهاي اضافي را زا مدار خارج كرد پس در قطع شين توسط سكسيونرهاي مقسم شين ، اشكال اول حل مي شود ( با توجه به سيستم مشروحه فوق ) و براي حل مشكل دوم بايد براي برقراري ارتباط بين شين ها از ديژنكتور استفاده كرد .

ب) قطع طولي شين بوسيله ديژنكتور :

همانطور كه گفته شد براي رفع اشكال دوم در شينه بندي ساده در تقسيم ‌شين از ديژنكتور استفاده مي شود تا در هنگام بروز اتصالي در شين باعث قطع تمام ژنراتورها نمي شود . همچنين براي ارتباط طولي بين شين ها لزومي به بي بار كردن شين نمي باشد . اين نوع ديژنكتورها به باس سكشن (Bus section) معروف

مي باشد .



ب ـ 3ـ1ـ3) شينه بندي چند تايي يا مركب :

نوع دوم شينه بندي ، شينه بندي مركب مي باشد . براي برطرف كردن معايب مربوط به شين ساده تز شين مركي استفاده مي شود . ساده ترين ومتداولترين گونه شين مركب باسبار دوبل مي باشد . در سيستم باسبار دوبل ( دوشين بازاي هر فاز ) معمولاً يك شين زير بار است و شين ديگر به عنوان رزرو بكار گرفته مي شود . ارتباط ورودي و خروجي با هر يك از شين ها به كمك يك سكسيونر برقرار مي گردد . لذا در حالت كار عادي شبكه ، نيمي از سكسيونرها باز و نيم ديگر بسته هستند بايد توجه داشت كه تعويض بار از يك شين به شين ديگر از طريق قطع و وصل سكسيونرها مي‌بايست بدون بار انجام گيرد . لذا موقع تبديل بار از يك شين به شين ديگر بايد كاملاً مطمئن بود كه شين تازه وارد با وصل كردن اولين سكسيونر جريان نمي كشد . به همين دليل است كه در سيستم شين دوبل ، ارتباط دو شين بوسيله يك كليد قدرت بنام كليد كوپلاژ ( كوپلاژ ارزي ) يا Bus coupler انجام ميگيرد .

ترتيب كار بدين گونه است كه براي تبديل بار از يك شين به شين ديگر ابتدا كليد كوپلاژ بسته شده و دو باسبار هم پتانسيل مي گردند و سپس سكسيونرهاي باز را بسته و پس از آن سكسيونرهاي بسته را باز مي نماييم و در پايان كار كليد كوپلاژ را نيز باز مي كنيم و با بكار بردن اين روش هيچكدام از سكسيونرها زير با قطع و وصل نمي شوند استفاده از سيستم شين دوبل و كليد كوپلاژ قسمت بيشتر معايب شين ساده را برطرف نموده و امكان تميز كردن تأسيسات و گرفتن انشعاب جديد آنرا بدون قطع برق تمام يا قسمتي از پست ميسر مي سازد لكن براي تعمير يا سرويس ديژنكتورها راهي جز قطع برق وجود ندارد . از اينرو براي رفع اين نقيصه با استفاده از سكسيونر موازي با هر يك ازديژنكتورها مي توان اقدام كرد. هر ديژنكتور . دو سكسيونر وجود دارد . وجود اين سكسيونر ها به اين خاطر است كه هرگاه بخواهيم ديژنكتوررا تعمير يا سرويس بكنيم بطور كامل از شبكه خارج نمائيم البته گاهي در خطوط انتقالي كه بصورت باز ( شعاعي ) باشد يك طرف ديژنكتور . سكسيونر نصب مي شود . از مزاياي اين نوع شينه بندي مي توان ارزاني و سهولت در بهره برداري را نام برد لكن داراي معايب زير مي باشد :

1ـ تعميرات بر روي شين بدون قطع بار امكان ندارد .

2ـ توسعه پست بدون قطع بار عملي نمي باشد .

3ـ بروز اتصالي بر روي باسبار باعث قطع كامل برق مي شود .

4ـ خراب شدن ديژنكتور يكي از خطوط باعث قطع برق آن خط مي گردد .

بطور كلي دو عيب : عدم توانايي انشعاب گيري و جدا نمودن خط و قطع برق

كل باسبار هنگام بروز اتصال كوتاه از معايب مهم شينه بندي ساده مي باشد كه براي رفع اشكالات فوق مدارات زير طرح شده است :



2ـ3)كليدهاي فشار قوي

كليدهاي فشار قوي علاوه بر اينكه وسيله ارتباط برقرار كردن بين مولدها و ترانسفورماتورها و مصرف كننده ها و سيستم هاي انتقال انرژي و جدا كردن آنها از يكديگر است بلكه حفاظت دستگاهها و وسايل و سيستمهاي الكتريكي را در مقابل جريان زياد . بار زياد و جريان اتصال زمين را يز بعهده دارد پس غير از حالات استثنائي بايد بتوانند هر نوع جرياني را اعم از جريان كوچك بار سيم ها ( جريان خازني خطوط ) و يا جريان مغناطيسي ترانسفورماتور بدون بار را تا بزرگترين جرياني كه ممكن است در شبكه بوجود آيد ( جريان اتصال كوتاه ) از خود عبور دهند . بدون اينكه اثرات حرارتي يا ديناميكي اين جريانها خطراتي براي كليد فراهم سازد . در ضمن نوعي از كليدها ( كليد قدرت ) بايد قادر باشند هر نوع جريان با هر شدتي را ( جريانهاي عادي و اتصال كوتاه ) دركوتاهترين مدت قطع و وصل نمايد و بالاخره كليدهاي فشار قوي بايد قادر باشند در حالت قطع ( جدا بودن تيغه ها) هر نوع ولتاژي كه بين دو سربز كليد ( دو تيغ باز كليد ) برقرار مي شود بدون كوچكترين احتمال ايجاد قوس الكتريكي تحمل كنند .

اگر كليدي هم مثلاً ارتباط دو شبكه اي را فراهم مي سازد كه نسبت به هم آسنكرون مي باشد در حالت قطع نيز هر دو طرف زير پتانسيل قرار دارد . همچنين درحالت بسته نيز اولاً بايد در مقابل عبور جريان بار و يا حتي جريان اتصال كوتاه ازخود مقاومت قابل ملاحظه اي نشان ندهند درثاني در مقابل اثرات حرارتي و ديناميكي اين جريان در يك زمان گسترده و طولاني بايد كليدهاي فشار قوي داراي پايداري و ثبات قابل ملاحظه اي باشند . به عبارت ديگر بايد كليدهاي فشار قوي از يك استقامت حرارتي وديناميكي تعيين شده و مورد اطميناني برخوردار باشند . در ضمن تمام قسمتهاي كليدهاي فشار قوي چه در موقع قطع چه در موقع وصل بايد كاملاً منسبت به زمين ايزوله و عايق باشند . شبنم و آلودگي هاي سطحي روي كليد و گازها و بخارات و مايعاتي كه از خود كليد متصاعد مي شود نيز نبايد باعث نقصان بيش از حد مجاز قدرت عايقي قسمتهاي مختلف كليد گردد . كليد فشار قوي بايد بتواند مدار الكتريكي را زير ولتاژ نامي ببندد و همچنين بايد بتواند مدار الكتريكي را ضمن عبور جريان باز كند دو شرط مذكور مشكلات اصلي كليد هاي فشار قوي مي باشد و ساختمان و مكانيسم قطع و وصل كليدهاي فشار قوي بر همين اساس مي باشد . در ضمن كليدي كه دو شرط نامبرده را يكجا داشته باشد از لحاظ اقتصادي نقرون به صرفه نيست . با توجه به مطالب گفته فوق كليدهاي خاصي با شرايط مخصوص و محدودي طرح و ساخته مي شوند كه عبارتند از :



1ـ قطع كننده يا سكسيونر

وسيله ايست براي ارتباط دستگاهها و سيستمهاي برقي و اصولاً در جائي بكار برده مي شود كه بدون ولتاژ كردن آن قسمت مورد نظر باشد و اين كار نبايد باعث قطع جريان يا برقراري جريان گردد . به عبارت ديگر قطع و وصل سكسيونر بايد بدون ايجاد جرقه انجام گيرد .



2ـ كليد بار

كليديست كه مي تواند جريانهاي كم و جريانهاي بار و حتي چند برابر كوچكي از جريان نامي را نيز قطع كند و مورد استعمال آن در كليد موتوري و در انشعابهاي كوچك و كم ارزش است . همچنين بايد در هنگام عبور جريان اتصال كوتاه نبايد باعث قطع مدار گردد . اگر اين كليد در حالت قطع داراي قدرت عايقي بسيار خوب هم باشد و جريان خزنده و سطحي نيز با زمين نداشته باشد به آن كليد قطع بار يا سكسيونر قابل قطع زير بار گفته مي شود .



3ـ كليد قدرت

اين كليد قادر است مدار الكتريكي را درضمن عبور هر نوع وهر شدت جرياني قطع و هر شبكه اتصالي شده را به مولد برق وصل كند .اين كليد محدوديت جرياني ندارد و براي بزرگترين جريانهاي اتصال كوتاه ساخته مي شود و بايد بتواند در مدارهاي كاملاً اندوكتيو نيز بخوبي عمل كند .

اكنون پس از آشنايي مختصر با انواع كليدهاي فشار قوي و قبل از پرداختن به ساختمان داخلي و نحوه عملكرد انواع مختلف كليدها ، قطع و وصل مدارات مختلف را مورد بررسي قرار مي دهيم به ايندليل است كه قطع كامل جريان توسط كليد قدرت ، تنها بستگي به عوامل فيزيكي و مكانيكي كليد ندارد بلكه بيشتر بستگي به نوع و فرم جريان دارد براي اينكه بتوان اين بررسي را به سادگي انجام داد تأثير نوع گذشت جريان I(t) را روي دوام جرقه بين دو تيغه با دو قطب كليد مشخص كرد :

فرض مي كنيم

الف ـ اختلاف سطح بين دو قطب كليد در حال جرقه كوچكتر از اختلاف سطحي باشد كه باعث عبور جريان مي شود اختلاف سطح بين دو قطب كليد در حال جرقه را به اختصار ولتاژ جرقه يا ولتاژ جرقه و اختلاف سطح كه باعث عبور جريان مي شود . ولتاژ جريان رسان مي ناميم .

ب ـ بفرض اينكه جرقه خاموش شود اين خاموشي و قطع جرقههميشه در ضمن عبور جريان متناوب از صفر صورت مي گيرد بدين جهت چون هيچگاه امكان ندارد در موقعي كه جريان داراي شدتي غير از صفر است غفلتاً صفر و يا بالاجبار قطع شود لذا قطع جريان باعث ازدياد اختلاف سطح در مدار ، كه اغلب اندوكتيو است نمي گردد در ضمن با قبول فرض (الف) جرياني كه درضمن جرقه از كليد مي گذرد نسبت به جريان مدار بسته قبل از شروع جرقه ، تغيير شكل پيدا مي كند .

با قبول دو اصل فوق ني توان گفت كه اگر جدا شدن كنتاكتهاي كليد در زماني ايجاد شود كه جريان داراي شدتي غير از صفر است جريان بدون تغيير شكل يافتن و بدون توجه به باز شدن كليد تا لحظه اي كه طبق تغييرات طبيعي و عادي و نوساني خودش به صفر نرسيده است به مسير خود ادامه ميدهد . در لحظه گذشت جريان از صفر ، جريان قطع و قويي خاموش مي شود و اگر از اين لحظه به بعد شرايط لازم براي خاموش ماندن جرقه دركليد فراهم باشد ، جرقه ديگر برنمي گردد . با اين مقدمه كه در مورد قطع مدارات گفته شد به بررسي عوامل قطع مدارات مختلف مي پردازيم :