بررسی ظرفیت بار پست های فشار قوی

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی ظرفیت بار پست های فشار قوی

فصل ۱: پست های فشار قوی و پیش بینی ظرفیت ها مولتاژ و بار

۱-۱ مقدمه

۱-۲ عوامل موثر در ظرفیت پست ها

۱-۳ طبقه بندی پست ها از نظر سطح ولتاژ قدرت

۱-۴ برا پستها

فصل ۲: تعیین ظرفیت و تعداد ترانسفورماتورهای قدرت

۱-۲ نکات مهم در تعیین ظرفیت ترانس های قدرت

۲-۲ مسائل دیگری که در انتخاب ترانس باید مورد توجه قرار گیرد

۲-۳ زمین کردن نقطه نوترال

فصل ۳: انتخاب کلید قدرت

۳-۱ مقدمه

۳-۲ کلید قدرت یا دیژنکتور

فصل ۴: سکسیونر

۴-۱ سکسیونر

فصل ۵: انتخاب ترانسفور ماتورهای جریان

۵-۱ ترانسفورماتورهای جریان

۵-۲ انتخاب ترانسفورماتورهای جریان

فصل ۶: انتخاب شینه ها

۶-۱ شینه

فصل ۷: انتخاب ایزولاتورها

۷-۱ ایزولاتور ( مقره)

فصل ۸ : انتخاب موج گیرها

۸-۱ تله موج یا موجگیر

۸-۲ مشخصات الکتریکی موج گیرها

۸-۳ نصب موج گیر

فصل اول – پست های فشار قوی و پیش بینی ظرفیت ها ، ولتاژ ، باد Pagel
۱-۱ مقدمه
در مدت تکامل بشر به خصوص در چند قرن گذشته سیر تکامل صنعتی قابل تذکر می باشد در این رابطه تشخیص، کنترل، کاربرد و … انرژی که بخش مهم از تکامل صنعتی را شامل می شود در این قرن ( بخصوص ) سرعت بیشتری داشته است. در حقیقت پیشرفت تمدن بشری با توانایی انسان در کنترل انرژی رابطه مستقیم دارد و افرادی معدودی در جهان دانش و توانایی دستیابی به انواع انرژی را دارند و بقیه افراد بشر با استفاده از دانش و توانایی آنها سطح زندگی خود را بالا می برند. در گذشته انرژی به مقدار محدود مصرف می شد.
 ولی با رشد جوامع بشری نیاز به منابع طبیعی نیز فزونی یافت و همواره انسان به دنبال انرژی بود که در ضمن اینکه به سادگی قابل استفاده باشند همچنین بتواند در رفع نیازهای روزمره او نیز مفید واقع شود در طی قرن ها تجربه انسان منابع مختلفی از انرژی را شناخت اما مسئله ای که پیش آمد این بود که هر کدام از این منابع دارای اشکالاتی بودند به عنوان مثال برای انتقال دادن آنها نیروی زیادی تلف می شد ( نیروی مکانیکی ) در هر جا نمی توانستند از آنها استفاده کنند هر کدام مناسب شرایطی خاص خود بودند به سادگی قابلیت تبدیل به انواع دیگر انرژی را نداشتند به سادگی نمی توانستند آنها را کنترل و حفاظت کنند و از این قبیل. این بود که انسان در پی انرژی که معایب بقیه را نداشته باشد همواره تلاش می کرد تا اینکه موفق به اختراع نیروی الکتریکی گردید این نیرو محاسن بسیار زیادی دارد از قبیل :
۱- بسادگی و با تلفات خیلی جزئی قابل انتقال است.
۲- درجه حرارت محیط تأثیر چندانی روی آن ندارد.
۳- با وسایل بسیار ساده می توان از آن استفاده کرد.
۴- آنرا می توان کنترل کرد.
۵- در حین کاربر روی محیط تأثیری نداشته و آنرا آلوده نمی سازد.
به هر حال محاسن فوق، و بسیاری دیگر باعث رشد و ترقی هر چه بیشتر این قسمت گردید و تا حدی در زندگی بشر نفوذ کرد که فکر استفاده نکردن از آن حتی برای یک روز بطور عام یا برای لحظه ای بطور خاص نیز غیر قابل تصور می باشد، تولید توزیع جریان الکتریکی برای اولین بار به صورت جریان مستقیم در کشور آلمان صورت گرفته تولید جریان دائم و مخصوصاً انتقال آن برای راه های دور تولید مشکلاتی می کرد از اینرو پس از گذشت چندین سال در حدود یک قرن پیش اولین خط با جریان متناوب سه فاز مورد بهره برداری قرار گرفت برای رسانیدن این انرژی به مکان ها و شهرهای دیگر نیاز است که آنرا توسط خطوط انتقال منتقل سازیم برای منتقل کردن انرژی بیشتر و در نهایت تلفات کمتر و همچنین از نظر اقتصادی نیاز است که اختلاف سطح انرژی الکتریکی تولید شده را تا حد ممکن افزایش دهیم.
 عملاً در نیروگاه ها ولتاژ تولید شده را در محلی کنار خود نیروگاه چندین برابر کرده و سپس انتقال می دهند این ولتاژ انتقال یافته خیلی بیشتر از مقداری است که مصرف کننده های ما در شهر نیاز دارند از اینرو پس از انتقال انرژی آنرا دوباره به سطح قابل مصرف درآورده و سپس توزیع می کنند.
همانطور که می دانیم انرژی ها هر کدام بسته به نوع بایستی بطور صحیح استفاده شده و برای جلوگیری از خطرات احتمالی حفاظت شوند. انرژی الکتریکی هم از بقیه مستثنی نیست با توجه به اینکه قدرت انتقال یافته بسیار زیاد می باشد باید بتوان این نیروهای عظیم را در جای قبل از استفاده کنترل حفاظت و احیاناً تغییر و تحول در مقدار آن بسته به موقعیت داد این مکان ها را اصطلاحاً پست های فشار قوی نامند.
آنچه در این مجموعه ارائه می شود و مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرند بخشی از سیستم های قدرت تحت عنوان پست فشار قوی است که یکی از حیاتی ترین بخش یکم سیستم قدرت می باشد در این مجموعه ضمن توضیح و بحث در مورد علت احداث پست های فشار قوی و بررسی عوامل دخیل در طراحی پست های فشار قوی و انتخاب تجهیزات و تحلیل عملکرد و ساختمان آنها هستند می پردازیم.
۱-۲- عوامل موثر در ظرفیت پستها:
شکی نیست که ظرفیت پستها مستقیماً با رشد بار افزایش می یابد ولی وجود محدودیتهای متعدد در شبکه باعث می شود رشد بار متوقف و یا از میزان آن کاسته شود که در نتیجه در یک پریود بلند مدت ظرفیت نهایی پستها در یک حد معینی محدود می گردد عوامل زیر به عنوان پارامترهای مهم محدود کننده بار پستها محسوب می شوند:
۱- عمر مفید پستها
۲- محدودیت رشد بار
۳- محدودیت احداث خطوط انتقال و توزیع
۴- پراکندگی باد
۱-۲-۱- عمر مفید :
قاعدتاً بررسی چگونگی تأثیر گذاری هر یک از پارامترهای فوق الذکر بالا در یک پریود زمانی مشخص انجام گیرد تا نتیجه گیری بسهولت امکان پذیر باشد به نظر می رسد عمر پستها می تواند یک پریود زمانی مشخص و منطقی باشد تعیین عمر مفید پستها بدلیل وابستگی زیاد آن به پارامترهای بهره برداری ، تعمیراتی ، طراحی و … بسیار پیچیده و بسهولت عملی نیست و  حتی ممکن است در شرایط برابری تمام پارامترهای موثر ندر عمل شرایط منطقه و محل پست نیز آنرا تغییر دهد، اگر چه عمر تأسیسات صنعت برق کشور به حدی نرسیده که بتوان با استفاده از تجارب گذشته عمر مفید ( بطور کلی تجهیزات ) را تعیین نمود.
ولی برای یک بررسی جامع و کلی شاید منطقی باشد که از تجارب کشورهای دیگر با اندکی تقلیل در میزان عمر مفید رقمی برای تأسیسات صنعت برق کشور پیش بینی کرد. باتوجه به مطالب فوق ۳۰ سال می تواند رقم متعارفی برای عمر مفید پستها منظور گردد و به نظر می رسد  با توجه به پارامترهای زیر این رقم منطقی باشد:
۱-  اصولاً پس از گذشت سی سال احتمال تغییر تکنولوژی وجود دارد.
۲- گسترش شبکه ممکن است بسیاری از تجهیزات را بلافاصله استفاده سازد.
۳- عدم وجود وسایل یدکی پس از گذشت سی سال پست را غیر قابل استفاده       می سازد.
۱-۲-۲- محدودیت رشد بار:
آنچه مسلم است رشد بار پیش بینی شده رقم متوسطی بوده و بدون شک ممکن است این ارقام بر حسب هر پست متغییر باشد از آنجائیکه تا کنون بسیاری از روستاهای دور افتاده و محروم کشور از نعمت انرژی الکتریکی برخوردار نبوده اند در حقیقت قسمت اعظم رشد بار پیش بینی شده با مصرف کنندگان جدید مربوط    می شود شکی نیست با به زیر پوشش درآوردن روستاها و آبادیهای انرژی مصرفی کشور افزایش سریعی خواهد داشت ، بدیهی است این افزایش بار نمی تواند بطور مداوم و پیوسته با رشد بالائی ادامه یابد و مسلماً وقتی کلیه مراکز بار به شبکه سراسری وصل شدند رشد بار مستقیماً به توسعه یا ایجاد مراکزی صنعتی و کشاورزی پیشرفته رشد بار سالیانه بسیار تقلیل می یابد انتظار می رود تا ۲۰ سال آینده کلیه نقاط کشور از نعمت انرژی الکتریکی برخوردار شود که در این شرایط رشد بار به حد پائینی خواهد رسید که مسلماً رشد آن کمتر از ۵? درصد در سال خواهد بود به این ترتیب بار در سالهای بعد از ۱۲۹۱ حدود ۳ درصد در سال فرض می شود و نتیجتاً رشد بار در سالهای آتی  بشرح زیرمی باشد.
تا سال ۱۳۷۱    ده درصد در سال
سالهای ۱۳۷۱ تا ۱۳۸۱    هفت درصد در سال
سالهای بعد از ۱۳۸۱    پنج درصد در سال
سالهای بعد از ۱۳۹۱    سه درصد در سال
اصولاً این قاعده و روش بیشتر در مورد پست های توزیع صادق است تا سایر انواع پست ها اگر چه می توان با روشن شدن وضعیت پست های توزیع وضعیت بقیه پستها را نیز روشن نمود.
  1-2-3- محدودیت احداث خطوط انتقال و توزیع
تجربه نشان می دهد که با گذشت زمان مسئله محدودیت باند عبور خطوط انتقال و توزیع باعث می شود تا امکان توزیع انرژی متناسب با رشد بار میسر نگردد این شکل ممکن است تحت تأثیر عوامل زیر بوجود می آید.
الف) در اثر توسعه شهرها و روستاها پست در داخل آبادی محصور می گردد و در نتیجه امکان احداث خطوط انتقال و توزیع مسیر نخواهد بود که در این شرایط بار نهائی پست تقریباً ثابت می ماند.
ب) پست توسط شهرها و آبادیها محصور نگردد ولی امکان اتصال آن به دلیل توسعه آبادیها به مراکز مصرف وجود نداشته باشد.
ج) پراکنده شدن مراکز بار و سهولت تغذیه آنها از پست های جدید ( با توجه به پاداشهای فنی و اقتصادی باعث می شود از بار پست های اصلی کاسته شود.
نتیجه اینکه بررسی های فوق نشان می دهد به جز در حالتهای استثنائی بار پست در یک دوره عمر مفید ( سی سال) بدون توجه به سایر عوامل محدود کننده نظیر امکانات توزیع پراکندگی بار مسائل اقتصادی حداکثر ۳/۸ برابر با اولیه خود می رسد که مسلماً توجه به مشکلاتی که قبلاً به آن اشاره شد امکان رسیدن بارپست به مقدار حداکثر فوق بعید به نظر می رسد
۱-۲-۴- پراکندگی بار:
یکی از پارامترهای مهمی که ممکن است توسعه و رشد بار پست را محدود سازد مثلاً پراکندگی بار در منطقه می باشد شکی نیست با بزرگ شدن شهرها، توسعه و ایجاد مراکز صنعتی و کشاورزی بار هر منطقه با گذشت زمان افزایش می یابد که ممکن است این افزایش بار در مقدار انرژی پست آن منطقه نیز تأثیر بگذارد ولی با توجه به اینکه اصولاً نقل بار تحت تأثیر عوامل زیادی ممکن است از حالت قبلی تغییر یابد.
 بنابراین تنها افزایش بار در یک منطقه نمی تواند دلیل بر توسعه پستها باشد چون ممکن است احداث پستهای دوم یا چندمی مصلحت باشد. این مطالب بیانگر این موضوع است که با گذشت زمان و پراکندگی شدن بار فیدر بار ممکن است به نقاط دورتری از پست یا پست های موجود منتقل گردد که نیاز به احداث پست دیگری بوجود آید که در نیمه رشد بار با همان شدت روی بار نهائی پست های منتقل نگردد.

۱-۳- طبقه بندی پست ها از نظر سطح ولتاژ قدرت :
با وجودیکه کلاً پنج ولتاژ ۴۰۰ و ۲۳۰ و ۱۳۲ و ۶۳ و ۲۰ کیلو وات در سطح        شبکه های انتقال و توزیع کشور وجود دارد ولی با انتخاب ترکیباتی مختلفی از ولتاژ در پست ها تنوع زیادی در کلاس ولتاژ بوجود آمده است.
۱-۳-۱- پست های توزیع:
پست های که تا کنون به عنوان پست های توزیع احداث شده اند موارد زیر           می باشند.
KV 20/132            ،  20/230              ، ۶۳/۲۳۰     ، ۶۳/۴۰۰
۱-۳-۲- پست های انتقال :
پست های انتقال ممکن است به صورت مستقل یا در کنار پست های توزیع ساخته شود تا کنون به صورت های زیر احداث گردیده اند.
KV  132/230  ،  132/400 ، ۲۳۰/۴۰۰ ،  132/230/400
البته با توجه به اینکه یک پست های توزیع یا انتقال ممکن است با توجه به نوع ترانسفورماتور یابد علت استفاده از تبدیل کننده های قدرت راکتیو ( راکتیو , کاپاسیتوریا کمپانزاتور) ولتاژهای دیگری نیز دارا باشند نتیجتاً پست های موجود و در دست ساخت به دلیل انتخاب ترانسفورماتورهایی با ولتاژهای متنوع زیر تنوع زیادی پیدا کرده اند که نمونه هایی از آن ها ذکر می گردد:
۶۳/۱۳۲                   20/132/230                        63/230/400
۲۰/۱۳۲                    20/63/230                        20/230/400
۲۰/۲۳۰                     63/230                            20/63/400
البته در مناطق فارس از ولتاژ ۶۶ کیلو وات استفاده می شود.
این سری انتخاب غیر اصولی باعث شد که گاهی در یک پست تا پنج نوع ولتاژ وجود داشته باشد که این موضوع علاوه بر اینکه باعث خرید و استفاده از تجهیزات بسیار متنوعی می گردد بهره برداری از سیستم را نیز دچار اشکال می نماید لذا به منظور تنوع زدائی و ایجاد یک نظام صحیح انتخاب ولتاژ در شبکه های آتی کشور ولتاژهای زیر جهت پست ها پیشنهاد می گردد:
۲۰/۱۳۲/۲۳۰                     20/132/400                     20/230/400

۱-۳-۳- پست های انتقال:
که سیم پیچی تنها به منظور استفاده از تعدیل کننده های قدرت فیدر مورد استفاده قرار گیرد. البته توجه شود که حتی الامکان از احداث پست های انتقال ولتاژ ۱۳۲/۴۰۰ خودداری شود.
۱-۳-۴- پست ها توزیع        20/132                     63/230
گرچه در چند مورد محدود از ولتاژ ۴۰۰ کیلو وات بعنوان ولتاژ توزیع استفاده شده است. لازم است برای جلوگیری از ایجاد تنوع زیاد در تجهیزات از انتخاب این ولتاژ برای پست های توزیع خودداری شود.
بنابراین اگر قرار باشد از تنوع زیاد ولتاژ در پست ها جلوگیری شود باید مزایای اقتصادی حالتهای استثنائی را فدای ایجاد هماهنگی در سیستم نمود.
۱-۴- بار پستها:
یکی از عوامل بسیار مهمی که احداث پست را در یک منطقه توجیه می کند انرژی مورد نیاز آن می باشد گر چه پارامترهای بسیار زیادی دیگر در انتخاب محل و شرایط طراحی پست ها موثرند ولی در این قسمت عامل اصلی یعنی بار مورد نیاز مصرف کننده بررسی می گردد.
۱-۴-۱- پست های ۱۳۲ کیلووات:
پست های ۱۳۲ کیلووات عمدتاً در انسان های آذرباییجان شرقی و غربی , خراسان , کرمان در شبکه های انتقال مورد استفاده قرار گرفته اند با توجه به اینکه ولتاژ توزیع در این مناطق ۲۰ کیلو وات می باشد ملاحظه می شود به دلیل کوتاه بودن بود انتقال قدرت خطوط ۲۰ کیلو وات حتی برای باری در حدود ۱۰ مگاوات احداث پست ۱۳۲ کیلو وات چه از نظر فنی و چه از نظر اقتصادی توجیه پذیر است .
 این مطلب نشان می دهد برای مناطق با رشد بار زیاد و بار اولیه در حدود ۱۰ مگاوات احداث پست های ۱۳۲ کیلو وات توجیه شدنی است که در نتیجه این رقم به عنوان حداقل بار پست های ۱۳۲ کیلو وات می تواند مد نظر قرار گیرد.
حداکثر بار پست های ۱۳۲ کیلو وات بستگی به این نظر دارد که این پست ها در مراکز ثبل بار باشند با نقاطی دیگر از آنجائیکه هدف تعیین حداکثر توان توزیع پست ها می باشد . در این شرایط حتی اگر ۲۰ فیدر برای خطوط دو مداره که معمولاً برای افزایش انتقال بار را دارند کمتر از ۲۰ خواهد بود ممکن است بین ۱۵ تا ۲۰ متغیر باشد ( ۱۰ خط دو مداره یا ۲۰ خط تک مداره) که در این مطالعات تعداد فیدرهای انتقال دهنده بار ۱۵ عدد فرض می شود که با احتساب ۶ مگاولت آمپر می باشد) ماکزیمم توان توزیع پست ها ۱۳۲ کیلو وات حدود ۹۰ مگا وات آمپر می باشد که در این محسابات برای اطمینان بیشتر ۱۰۰ مگاوات آمپر منظور می گردد.
شکی نیست در صتیکه پست های ۱۳۲ کیلو وات در مسیر خطوط اصلی قرار بگیرند با اینکه در شبکه رینگ احداث شوند ظرفیت شینه ها بیشتر از توان آنها می گردد که این حالت امکان افزایش ظرفیت اسمی پست های ۱۳۲ کیلو وات وجود دارد. تعیین میزان این قدرت باید با توجه به تعداد مدارهای خطوط ۱۳۲ کیلو وات که به این پست وارد یا خارج می شود تعیین گردد.
 اصلاً پست های ۱۳۲ کیلو وات توزیع نمی توانند به عنوان پست های تقسیم کننده انرژی در شبکه رینگ ۱۳۲ کیلو وات مورد استفاده قرار گیرند چون اگر هدف تقسیم انرژی به مقدار زیادی در یک منطقه باشد شاید ولتاژهای بالاتری از نظر اقتصادی و فنی قابل توجیه باشد بنابراین در حقیقت خطوطی که وارد پست های ۱۳۲ کیلو وات می شوند عمدتاً تأمین کننده انرژِی شبکه های توزیع آن می باشد.
 با توجه به اینکه ظرفیت ماکزیمم توزیع پست های ۱۳۲ کیلووات حدود ۱۰۰ مگاوات آمپر تعیین گردیده حداقل دو مدار از خطوط ۱۳۲ کیلو وات جهت تأمین ۱۰ مگا وات تعیین گردیده حداقل دو مدار از خطوط ۱۳۲ کیلو وات جهت تأمین این انرژی مورد نیاز است . حال اگر قسمتی از انرژی وارده از این پست به منطقه دیگری منتقل گردد مسلماً تعداد خطوط آورنده انرژِی نیز باید افزایش یابد بنابراین در صورتیکه در فرض شود کلاً , مدار ۱۳۲ کیلوولت وارد پست شوند ( که بیش از این شاید معقول نباشد) مسلماً تعدادی از آنها به عنوان آورنده انرژی به پست بوده و تعداد دیگری انرژی را از پست به نقاط دیگری منتقل می کند, با توجه به اینکه دو مدار نقش تأمین انرژی پست را دارند دو مدار دیگر باید انرژی مورد نیاز خطوط انتقال دهنده انرژی از پست را تأمین نمایند.
بنابراین از  جمع  6 خط وارده به  پست  ماکزیمم چهار خط انرژی را پست وارده دو خط انرژی را از پست خارج می کند با احتساب حداقل یک مدار از چهار مدار وارد کننده انرژی به پست بعنوان مدار ذخیره ماکزیمم قدرت شینه های پست ۱۳۲ کیلوولت ( در صورتیکه کلید فیدرها به یک شینه وصل شوند) حدود ۲۰۰ – 150 مگاولت آمپر می باشد لذا با توجه به شرح فوق مطالب زیر نتیجه می شود.
بار پست های ۱۳۲ کیلو ولت:
۱- حداقل بار ۱۰ مگا ولت آمپر
۲- ماکزیمم توان توزیع ۱۰۰ مگاولت آمپر
۳- ماکزیمم ظرفیت پست ۲۰۰ مگاولت آمپر
تعیین قدرت انتقالی خطوط به پارامترهای بسیار متعددی از جمله موقعیت آن در شبکه افت ولتاژ معقول، ملول خط انتقال ، فاصله مراکز تولید ، مصرف و  …  بستگی دارد که ممکن است توان انتقالی یک خط انتقال ۱۳۲ کیلو وات را از ۱۰ تا ۱۰۰ مگاولت آمپر ( حدود توان حرارتی ) تغییر دهد که در این بررسی یک حد متوسط منظور گردید البته در صورتیکه یک پست ۱۳۲ کیلو ولت بعنوان مرکز انشعاب باشد قاعدتاً در نزدیکی مرکز تولید وثقل بار قرار دارد. ( ضمناً در مورد خاص صنعتی ولتاژ توزیع پست ۲۳۰ کیلوولت ، ۲۰ کیلو ولت می باشد که چون عمومیت ندارد از شرح آن خودداری کرد. )

فصل ۲- تعیین ظرفیت و تعداد ترانسفورماتورهای قدرت
۲-۱- نکات مهم در تعیین ظرفیت ترانسفورماتورهای قدرت
نکته ای که در انتخاب ظرفیت ترانسفورماتورها حائز اهمیت است این است که قیمت تمام شده هر کیلو ولت آمپر ترانس با افزایش ظرفیت کاهش می یابد زیرا حدوداً وزن ترانس فقط با توان ۳/۴  ظرفیت افزایش می یابد.
و از طرف دیگر ترانس های با ظرفیت بالا از راندمان بهتری نسبت به ظرفیت پائینی برخوردارند اما از طرف دیگر مسائلی از قبیل قابلیت اطمینان ، میزان تغییرات بار، محدودیت های موجود در  حمل و نقل انتخاب ظرفیت های بالا را محدود می نماید. بنابراین لازم است برای انتخاب ظرفیت ترانس های پست حتی الامکان از ظرفیت های استاندارد شده که بر اساس توجه به موارد فوق پیشنهاد شده ترکیب های مختلفی را انتخاب نموده و از نقطه نظرات مختلف مطرح شده مورد مقایسه قرارداد و نهایتاً بهترین طرح را از نظر فنی – اقتصادی انتخاب نمود بنابراین روش سیستماتیک بصورت زیر است.
الف – 1- با توجه به ظرفیت نهائی و اولیه پست گزینه های مختلف ( تعداد× ظرفیت ) را بر اساس ظرفیت های استاندارد شده پیشنهادی انتخاب نمائید طبعاً بعضی از گزینه ها را با در نظر گرفتن مقداری رزرو و بایستی در نظر گرفت که معادل یک دستگاه ترانس در مورد طرح های سه فاز و حداقل یک واحد تکفاز در مورد طرح های تکفاز است.
۲- گزینه های مختلف را از نظر هزینه تمام شده پست ( هزینه ترانس و تلفات آنها + هزینه سایر تجهیزات مثل فیدرهای مورد نیاز , فضا, ساختمان , فونداسیون و … ) مورد مقایسه قرار دهیم.
۳- گزینه های مختلف را از نظر شاخص های قابلیت اطمینان مورد مقایسه قرار دهیم.
۴- نهایتاً با توجه به هزینه های تمام شده و شاخص های قابلیت اطمینان بهترین طرح را انتخاب نمائید.
۲-۱-۱- نوع ترانسفورماتورک
انتخاب ترانسفورماتور به صورت سیم پیچی جدا یا اتو ترانسفورماتور .
این انتخاب بر مبنای ملاحظات اقتصادی – فنی انجام می گیرد زیرا در اتوترانسفورماتور با توجه به اینکه بخشی از سیم پیچ اولیه و ثانویه  مشترک لذا برای یک ظرفیت مشخص (Line Capacity) به مس کمتری نسبت به حالت سیم پیچی جدا نیاز می باشد بنابراین به سادگی می توان ظرفیت واقعی اتوترانس را بر حسب ظرفیت معادل سیم پیچی جدا به صورت زیر بدست آوریم:
که در آن ss , sc , sse, sp  به ترتیب ظرفیت سیم پیچی اولیه ، ثانویه ، مشترک و سری می باشد. به عبارت دیگر (vp-vs)/vp ظرفیت معادل در ترانس های سیم پیچی جدا = ظرفیت معادل در اتوترانسفورماتورها.
اگر نسبت تبدیل vp/vs را x فرض می کنیم. X= coraho خواهیم داشت . x=(1-1/x) ظرفیت معادل در ترانسفورماتور های سیم پیچی جدات ظرفیت معادل در اتوترانسفورماتورها.
از آنجا که ابعاد ترانس به طور تقریبی با ?seq?^0.25 و وزن و حجم آن با ?seq?^0.75 رابطه دارد. بنابراین ملاحظه می شود که در واقع هزینه تمام شده که با ظرفیت معادل رابطه دارد در اتوترانسفورماتورها نسبت به ترانسفورماتورهای با سیم پیچی جدا کاهش می یابد و اگر توجه کنیم که تغییر سطح ترانس از سیم پیچ جدا به اتوترانس مقدار هزینه اضافی از قبیل لزوم تغییر سیم پیچی سوم را هم ایجاد می نماید و مسائل خاص فنی را نیز بوجود می آورد که روابط فوق ملحوظ نمی باشد.
اینطور می توان نتیجه گرفت که وقتی اقتصادی می باشد که به جای ترانس سیم پیچی جدا از طرح اتو ترانس استفاده نمائیم که مقدار ۱/x قابل ملاحظه بوده و بیشتر از ۵/۰ باشد. یعنی در نسبت تبدیل های کمتر از ۲ اقتصادی است که از اتوترانس استفاده نمائیم. در ایران معمولاً ترانسفورماتورهای ۴۰۰/۳۲۰  و ۲۳۰/۱۳۲  به صورت اتوترانسفورماتور و ترانسفورماتورهای  132/20 , 63/20 ,23/63  و جدااند. به هر حال بایستی توجه داشت که اتوترانسفورماتورها در مقایسه با ترانسفورماتورهای سیم پیچی جدا دارای معایبی از قبیل : حساسیت نسبت به ولتاژهای ضربه ای رعد و برق – نوترال مشترک در دو طرف سیستم – لزوم قرار گرفتن سیم پیچی تپ در ترمینال ولتاژ متوسط داکتانس کم وسطح اتصال کوتاه بالا می باشد.
۲-۱-۲- انتخاب ترانسفورماتور به صورت تک فاز یا سه فاز:
چنانچه محدودیت در ساخت ترانس در کارخانه و یا محل آن تا محل پست به صورت ۳ فاز وجود نداشته باشد عمدتاً ترانسفورماتورهای سه فاز اقتصادی تر می باشد بایستی در مورد انتخاب ترانس دقیق تر شد. در چنین صورتی بایستی دو طرح مختلف را از نقطه نظرات زیر مورد بررسی قرار داد و گزینه ارجح را انتخاب نمود.
۱- هزینه ترانس ها
۲- فضای نسب
۳- هزینه لازم جهت دفع موانع موجود جهت حمل و نقل و یا به عبارت کلی هزینه حمل تا محل نصب.
۴- هزینه اضافی جهت احداث سوئیچگیر در طرح های تکفاز مانند تشکیل شبکه مثلث با طرح های مربوط به جایگزین واحد رزرو و اتصال نوتدالها  به زمین و …
۵- در نظر گرفتن میزان رزرو  در هر دو طرح
۶- راندمان
۷- قابلیت اطمینان و شاخصهای مربوطه .
به طور کلی در صورت عدم وجود محدودیت غیر قابل دفع جهت ساخت و یا حمل و نقل ترانس های سه فاز ارجح بوده  به نظر می رسد ولی در هر حال در صورت عدم وجود امکان انتقال ترانس به محل به صورت سه فاز، طرح تکفاز توصیه می گردد. البته در موارد خاص مثلاً در پست های زیر زمینی به منظور کاهش وزن قابل حمل و نقل از طرح ترانس های چند تکه نیز استفاده می شود.
۲-۲- مسائلی دیگری که در انتخاب ترانسفورماتور باید مورد توجه قرار گیرد.
الف) دریچه های روغن: هر ترانسفورماتور باید دارای دریچه های برای پر کردن و خالی کردن و نمونه گیری از روغن جهت اطلاع از طرز عمل روغن مجهز می شود برای بعضی  ترانسها نیز پیشنهاد می شود و شیر در وجه های کوچک ترانس در قسمت پایین در نظر گرفته شود.
ب – منافذ انفجار:
این ترانس باید با مخازن انفجاری برای محافظت از فشارهای داخلی ناگهانی مجهز شود.
ج- خنک کننده های روغن:
در این ترانسفورماتور ها باید از رادیاتورهایی که مستقیماً روی ترانس نصب می شود استفاده شود این نوع خنک کننده ها قابل برداشتن از روی ترانس می باشند به این ترتیب در حمل ونقل نیز تسهیل خواهد شد.
د- فن ها و پمپ ها:
تجهیزات حفاظت و کنترل اعم از موتورهای فن و پمپ ها باید دارای محافظ فلزی بوده تا از اثرات خارجی ایمن باشد و مستقیماً روی ترانس ها نصب شوند . موتورها می توانند طوری طراحی شوند که از منبع تغذیه ۳۸۰ ولت سه فاز با فرکانس ۵۰ هرتز استفاده شود.
 موتورها کلاً از نوع قفس سنجابی باشند  و ایمن از هوا نیز باشند. سکلتور سوئیچ هایی که برای عملکرد دستی یا اتوماتیک سیستم خنک کننده در نظر گرفته می شود و باید دارای سه حالت « دستی , خاموش, اتوماتیک » باشند. در عملکرد اتوماتیک سیستم خنک کنندهالهان کنترل شونده درجه حرارت روغن است ( یا درجه حرارت سیم پیچ های کنتاکت ترمومت.
ه- دله های بوفهلتس:
ترانس باید دارای این رله باشد همچنین قسمت روغن تپ چنجر نیز باید دارای این دله باشد. رله های بوخهلتس روی ترانس ها باید آلارم و کنتاکت های قطع داشته باشند روی لوله بین رله های بوخهلتس و کنسرواتورها شیر گذاشته شود.
خ- ترمومتر: یک ترمومتر نشان دهنده از نوع صفحه ای کالیبره شده با درجه سانتی گراد و مجهز به آلارم قطع و وصل برای نشان دادن درجه حرارت روغن هر کدام از ترانس ها نصب شود.
د- لوله ها ولوازم و سیم کشی اتصالات
لوله های ارتباطی بین کنسرواتور و تپ چنجر و بوشینگها و تانک ترانس و رله ها در نظر گرفته شده و خوب آبندی شود. احتیاط های لازم باید برای جلوگیری از نفوذ آب گرد و غبار و غیره به داخل اتصالات لازم سیم کشی های کمکی و تجهیزات کنترل در نظر گرفته شود.

۲-۳- زمین کردن نقطه نوترال
زمین کردن نوترال به دلایل زیر قابل توجه است:
– برای حفاظت فاز به زمین ، نوع زمین کردن نقطه نوترال عامل اصلی است.
– شدت جریان اتصال کوتاه فاز به زمین نیز بستگی به نوع زمین کردن نقطه نوترال دارد.
– ولتاژ فازهای سالم در زمان اتصال فاز، زمین نیز بستگی به نوع زمین کردن نقطه نوترال دارد.
انواع زمین کردن نقطه نوترال
۲-۳-۱- سیستم بانوترال ایزوله
در شرایط مادی و نرمال شبکه به علت برابر بودن مقاومتهای خازنی در حلول خط جریانهای عبوری از آنها نیز برابر بوده و نقطه صفر ستاره ، سیستم مبا نقطه صفر زمین در یک وضعیت است ولی در زمان اتصالی با زمین ولتاژ نقطه صفر به اندازه ولتاژ فاز افزایش می یابد در نتیجه ولتاژ فازهای سالم نیز ولتاژ مثلث می گیرد و معایب زیر ظاهر می گردد:
الف- بوجود آمدن قوس های الکتریکی متناوب و بوجود آمدن احتمالی اتصالی فازهای دیگر .
ب- افزایش ولتاژ فزاهای سالم.
ج- بعلت کم بودن جریانهای اتصال کوتاه امکان استفاده دقیق از وسایل حفاظتی کاهش می یابد.
د – عدم هدایت اضافه ولتاژ هایی نظیر رعد و برق و …. به زمین .
۲-۳-۲- سیستم زمین با استفاده از سلف پترسون :
استفاده از اندوکتانسی که واکتانس آن معادل ۱/۳  واکتانس خازن کل سیستم باشد و نقطه صفر باعث جلوگیری از بوجود آمدن پدیده قوس های الکتریکی متناوب بدون اتصالی و قطع مدار می شود.
معایب روش فوق عبارتست از:
– برای هر تغییری در شبکه و در نتیجه تغییر در کاپسیتانس شبکه می باید *** نیز تعویض شود.
– ولتاژ فازهای سالم در زمان اتصال کوتاه به اندازه √3 um  (um ولتاژ فاز) خواهد رسید که این مستلزم بزرگ گرفتن سطحخ ما بقی تجهیزات BIL است.
– در این روش نیز تشخیص مدار اتصالی در صورت دوام آن مشکل است.
۲-۳-۳- زمین کردن از طریق مقاومت
این روش باعث محدود گردیدن جریان اتصال کوتاه به زمین و کم شدن اضافه ولتاژها در صورت محدود شدن جریان اتصالی به جریان خازنی در حالت اتصال فاز به زمین باشد.
روش فوق دارای مزایای و معایب زیر است:
– چون می توان با انتخاب مقاومت دلخواه جریان اتصال فاز به زمین را در حد مناسب قرارداد لذا حفاظت در اتصال فاز به زمین به خوبی انجام می گیرد.
– شبکه در هنگام اتصال فاز به زمین پایدار خواهد ماند.
– از اثرات القایی روی شبکه های مخابراتی با محدود شدن جریانهای اتصال کوتاه کاهش خواهد یافت و خطرات ایجاد قوس های الکتریکی متناوب نیز کاهش می یابد.
– نقسطه نوترال در اتصال فاز به زمین دارای ولتاژ زیادی خواهد شد لذا می باید در عایق بندی نقطه نوترال بی نهایت دقت شود.
۲-۳-۴- زمین کردن از طریق راکتانس:
این نوع زمین کردن نسبت به زمین کردن از طریق مقاومت  دارای مزایای زیر است :
– برای جریانهای مساوی و معین حجم داکتور از حجم مقاومت کمتر می شود.
– تلفات ایجاد شده در داکتور نسبت به مقاومت خیلی کمتر است.
۲-۳-۵- زمین کردن مستقیم
زمین کردن نقطه نوترال به صورت مستقیم دارای مزایای زیر است:
– ولتاژ نقطه نوترال از ولتاژ فاز تجاوز نمی کند.
– ولتاژهای فازهای سالم نیز در زمان اتصال فاز به زمین معمولاً در حد نرمال خود باقی می ماند.
– سیستم حفاظتی ساده و عملی خواهد بود.
– ولتاژ نامی برقگیرها در حدود ۸۰? ولتاژ فاز به زمین انتخاب خواهد شد در نتیجه از نظر اقتصاد مقرون به صرفه تر است.
معایب روش فوق عبارتند از:
– جریان اتصال خیلی زیادی از نقطه نوترال در زمان وقوع فاز به زمین بوجود می آید .
– در این سیستم ها در نقاطی که جریان اتصال کوتاه فاز به زمین از جریان اتصال کوتاه سه فاز بیشترشود. قدرت قطع کلیدها بر اساس این جریان محاسبه می شود.
– بعلت کاهش مولفه های مثبت ولتاژ پایداری شبکه کاهش می یابد.
– جریان های شدید اتصال کوتاه باعث بوجود آمدن اختلالاتی در شبکه مخابراتی می شود.
۲-۳-۶- زمین کردن از طریق ترانس زمین
در شبکه هایی که نقطه نوترال در دسترس نباشد ( طرف مثلث ) می توان از یک ترانس زمین ذیگزاگ و یا ستاره – مثلث برای بوجود آوردن نقطه نوترال استفاده نمود.

فصل سوم : انتخاب کلید قدرت
۳-۱- مقدمه:
در انتخاب تجهیزات پروژه پست نکات کلی زیر می بایستی مورد نظر باشد:
۱) هزینه تجهیزات خریداری بایستی بگونه ای طراحی گردند که حداکثر حفاظت ممکن را دار بوده و با هزینه پیشنهادی نیز مطابقت داشته باشد.
۳) دسترسی به وسایل تجهیزات جهت تعمیر طرح Layout باید بر اساس یک استاندارد بین  المللی در کنار یکدیگر قرار گرفته دسترسی وسایل کامیون و غیره بخصوص برای وسایلی که امکان خرابیشان بیشتر است نظیر پرنکتور.
۴) در طراحی قسمت ساختمان می بایستی اطاق کنترل در محلی در نظر گرفته شود که مشرف و مسلط به عبور و ورود و خروج وسایل باشد و همچنین تجهیزات autdoor  نیز زیر نظر داشته باشد.
۵) طراحی بایستی بگونه ای باشد که امکان توسعه آن در آینده وجود داشته باشد. حال مراحل انتخاب هر یک از تجهیزات را ذکر کمرده و در همین وسیله مورد نظر پروژه را نیز انتخاب می کنیم:
۳-۲- کلید قدرت یا دیژنکتور (circuit breaker)
در یک پست فشار قوی کلیدی قدرت تقریباً یکی از اساسی ترین اجزاء آن می باشد . کلیدهای قدرت نقش اصلی در قطع ووصل نمودن و وارد و خارج کردن نیروگاههای و مصرف کننده ها و خطوط انتقال در شبکه را بعهده دارند.
بطور کلی مانور در شبکه جهت تغییر در سیستم توزیع و انتقال انرژی توسط کلیدهای قدرت صورت می پذیرد . در زمان ایجاد عیب یا خطایی برروی شبکه کلیدهای قسمت عیب دیده را به سرعت از مدار خارج کرده و بدین وسیله از آسیب رسیدن به نیروگاه ها ووسایل تجهیزات پست که ایجاد آنها هزینه های هنگفتی را بوجود آورده جلوگیری می گردد، بطور کلی صحیح  و بموقع عمل کردن کلیدها بسیار اهمیت دارد کلیدها دستور قطع و یا وصل را از طریق سیستم های کنترل یا سیستم های حفاظت ( راههای حفاظتی ) دریافت می نماید.
سیستم های کنترل بیشتر جهت انجام مانور در شبکه بکار برده می شوند و حال اینکه سیستم های حفاظتی در موقع بروز عیب یا خطا و به  صورت اتوماتیک فرمان قطع را به کلیدها می دهند.
کلیدهای قدرت در یک پست فشار قوی بایستی دارای مشخصات عمده زیر باشد :
–  در حالت عادی که کلید بسته می باشد بایستی بتواند جریان نامی را بطور دائمی از خود عبور دهد.
– امکان انجام مانور در وارد و خارج کردن مدارها را در شبکه به راحتی داشته باشد و جریان نامی را بدون اشکال قطع نماید.
– در حالیکه کلید باز می باشد بایستی بتواند اختلاف ولتاژ موجود در دو طرف کلید را بطور دائمی تحمل کند و در موقع باز شدن کلید نیز اضافه ولتاژهای موقتی را تحمل نماید.
– در موقع بروز اتصال کوتاه در شبکه پس از دریافت فرمان قطع در سریع ترین زمان ممکن بدون اشکال بتواند جریان اتصال کوتاه را قطع و قسمت معیوب را ایزوله کند.
۳-۲-۱-۱- انواع مهم کلیدها:
الف) کلید روغنی Bulk oil type 
ب) کلید روغن   minium oil Volume type 
ج) کلید هوایی  Air blast  type 
د) کلید گازی  sf6   type 
ه) کلید خلاء  Vaccum  type 
خ) کلید مغناطیسی  magnetic  type 
فصل چهارم : سکسیمونر
۴-۱- سکسیونرک
کلیدهای قدرت در یک پست فشار قوی و وصل نیروهای خروجی و در حدی و برقراری ارتباط بین قسمتهای مختلف  را تحت هر شرایط بعهده دارند. جهت ایجاد ایمنی در بهره برداری و تعمیرات و قطع فیزیکی یک قسمت از قسمتهای دیگر از سکسیونر استفاده می شود.
سکسیونرها می توانند کار قطع و وصل سیستم در حالتی که تقریباً شدت جریان صفر باشد را انجام دهند به عبارت دیگر سکسیونرها می توانند در انجام مانور وسیع تر و بهتر نمودن ایزولاسیون در پستها به کلیدها کمک نمایند.
سکسیونرها در  حالت باز می توانند ولتاژ نامی را بطور دائم و اضافه ولتاژهای موقت را بطور موقت تحمل نمایند ماده عایقی بین دو کنتاکت سکسیونرها هوا می باشد . سکسیونرها از نظر شکل ظاهری انواع مختلفی دارند که مهمترین آنها عبارتند از:
۱) سکسیونر تیغه ای یا کاردی Bladc  type
۲) سکسیونر کشوئی  Drawable  type
۳) سکسیونر افقی  Hiyizental  center  break 
۴) سکسیونرعمودی  vertical  type 
۵) سکسیونر دورانی سه پایه ای  Center  Rotating  type
۶) سکسیونر قیچی  Pantograph  type 
۴-۱-۱- سکسیونر زمین
پس از قطع دو طرف یک خط توسط کلیدها و باز نمودن سکسیونرهای مربوط جهت ایجاد ایمنی بمنظور کار کردن روی خط از سکسیونرهای زمین استفاده می شود. سکسیونر زمین قسمت بی برق را به زمین متصل می نماید و معمولاً این سکسیونرها که متشکل از یک میله هادی می باشد…