پست برق (تعریف)

 تعریف پست:

پست محلی است که تجهیزات انتقال انرژی درآن نصب وتبدیل ولتاژ انجام می شودوبا استفاده از کلید ها امکان انجام مانورفراهم می شود.

درواقع کاراصلی پست مبدل ولتاژ یاعمل سویچینگ بوده که دربسیاری از پستها ترکیب دوحالت فوق دیده می شود .

در خطوط انتقال DC چون تلفات ناشی از افت ولتاژ ندارد وتلفات توان انتقالی بسیار پایین بوده ودر پایداری شبکه قدرت نقش مهمّی دارند.

لذا اخیرا ُ این پستها مورد توجه قراردارند ازاین پستها بیشتردر ولتاژهای بالا (۸۰۰ کیلو ولت وبالاتر) و در خطوط طولانی به علت پایین بودن تلفات انتقال استفاده می شود.

درشبکه های انتقال DC درصورت استفاده ازنول زمین می توان انرژی الکتریکی دا توسط یک سیم به مصرف کننده انتقال داد.

انواع پست:

پستها را می توان ازنظر نوع وظیفه,هدف,محل نصب,نوع عایقی, به انواع مختلفی تقسیم کرد.

ـــ براساس نوع وظیفه وهدف ساخت:

پستهای افزاینده ,

پستهای انتقال انرژی ,

پستهای سویچینگ و کاهنده فوق توزیع .

ـــ براساس نوع عایقی:

پستها با عایق هوا, پستها با عایق گازی که دارای مزایای زیراست :

پایین بودن مرکز ثقل تجهیزات در نتیجه مقاوم بودن در مقابله زلزله, کاهش حجم, ضریب ایمنی بسیار بالا باتوجه به اینکه همهً قسمت های برق دار و کنتاکت ها در محفظهً گازSF6 امکان آتش سوزی ندارد, پایین بودن هزینهً نگهداری باتوجه به نیاز تعمیرات کم تر, استفاده درمناطق بسیار آلوده و مرطوب و مرتفع  .

معایب پستها با عایق گازی:

گرانی سیستم و گرانی گاز SF6 , نیاز به تخصص خاص برای نصب و تعمیرات,مشکلات حمل و نقل وآب بندی سیستم.

ـــ بر اساس نوع محل نصب تجهیزات :

نصب تجهیزات در فضای باز , نصب تجهیزات در فضای سرپوشیده .

معمولاُ پستها را از ۳۳ کیلو ولت به بالا به صورت فضای باز ساخته وپستهای عایق گازی راچون فضای کمی دارندسرپوشیده خواهند ساخت.

اجزای تشکیل دهنده پست :

پستهای فشار قوی از تجهیزات و قسمتهای زیر تشکیل می شود :

ترانس قدرت ,

ترانس زمین و مصرف داخلی ,

سویچگر ,

جبران کنندهای تون راکتیو ,

تاً سیسات جانبی الکتریکی

ساختمان کنترل ,

سایر تاًسیسات ساختمانی .

ترانس زمین :

از این ترانس در جاهایی که نقطهً اتصال زمین (نوترال) در دسترس نمی باشد که برای ایجاد نقطهً نوترال از ترانس زمین استفاده می شود.

نوع اتصال در این ترانس به صورت زیکزاک Zn است.

این ترانس دارای سه سیم پیچ می باشد که سیم پیچ هر فاز به دو قسمت مساوی تقسیم می شود و انتهای نصف سیم پیچ ستون اوٌل با نصف سیم پیچ ستون دوٌم در جهت عکس سری می باشد.

ـ ترانس مصرف داخلی:

از ترانس مصرف داخلی برای تغذیه مصارف داخلی پست استفاده می شود .

تغذیه ترانس مصرف داخلی شامل قسمتهای زیر است:

تغذیه موتورپمپ تپ چنجر ,

تغذیه بریکرهای Kv20 ,

تغذیه فن و سیستم خنک کننده ,

شارژ باتری ها ,

مصارف روشنایی ,

تهویه ها.

نوع اتصال سیم پیچ ها به صورت مثلث – ستاره با ویکتورکروپ نوع اتصال بندی) DYn11 می باشد .

ـ سویچگر :

تشکیل شده از مجموعه ای از تجهیزات که فیدرهای مختلف را به باسبار و یا باسبار ها را در نقاط مختلف به یکدیگر با ولتاژ معینی ارتباط می دهند .

در پستهای مبدل ولتاژ ممکن است از دو یا سه سویچگر با ولتاژهای مختلف استفاده شود .

ـ تجهیزات سویچگر:

باسبار:

که خود تشکیل شده از مقره ها , کلمپها , اتصالات وهادیهای باسبار که به شکل سیم یا لولهًً توخالی و غیره است .

بریکر , سکسیونر , ترانسفورماتورهای اندازه گیری وحفاظتی , تجهیزات مربوت به سیستم ارتباطی , وسایل کوپلاژ مخابراتی(که شامل :

موج گیر , خازن کوپلاژ , دستگاه تطبیق امپدانس است ),

برقگیر:

که برای حفاظت در برابر اضافه ولتاژ و برخورد صاعقه به خطوط است که در انواع میله ای , لوله ای , آرماتور , جرقه ای و مقاوتهای غیرخطی است .

ـ جبران کنندههای توان راکتیو:

جبران کننده ها شامل خازن وراکتورهای موازی می باشندکه به صورت اتصال ستاره در مدار قرار دارند و نیاز به فیدر جهت اتصال به باسبار می باشند که گاهی اوقات راکتورها در انتهای خطوط انتقال نیز نصب می شوند.

ـــ انواع راکتور ازنظر شکل عایقی :

راکتور با عایق بندی هوا , راکتور با عایق بندی روغنی .

ـــ انواع نصب راکتور سری :

راکتورسری با ژنراتور, راکتورسری باباسبار, راکتورسری با فیدرهای خروجی, راکتورسری بافیدرهای خروجی به صورت گروهی.

ـ ساختمان کنترل:

کلیهً ستگاه های اندازه گیری پارامترها, وسایل حفاظت وکنترل تجهیزات ازطریق کابلها از محوطهً بیرونی پست به داخل ساختمان کنترل ارتباط می یابد همچنین سیستمهای تغذیه جریان متناوب ومستقیم (AC,DC) در داخل ساختمان کنترل قراردارند.

این ساختمان اداری تاًسیسات مورد نیاز جهت کار اپراتور می باشد که قسمت های زیر را دارا می باشد :

اتاق فرمان , فیدر خانه , باطری خانه , اتاق سیستم های توضیع برق (AC,DC) , اتاق ارتباطات , دفتر , انبار و ..

ـ باطری خانه:

جهت تامین برقDC برای مصارف تغذیه رله های حفاظتی, موتورهای شارژ فنر و… مکانیزم های فرمان و روشنایی اضطراری و… نیاز به باطری خانه دارند که در اطاقکی تعدادی باطری با هم سری می شوند و دردو مجموعه معمولاً ۴۸ و۱۱۰ولتی قرارمی گیرد وهرمجموعه با یک دستگاه باطری شارژ کوپل می شوند .

اصول کار ترانس فورماتور :

۱-تعریف ترانس فورماتور:

ترانس فورماتور از دو قسمت اصلی هسته و دو یا چند قسمت سیم پیچ که روی هسته پیچیده می شود تشکیل می شود.

ترانس فورماتور یک دستگاه الکتریکی است که در اثرالقای مغناطیسی بین سیم پیچ ها انرژی الکتریکی را ازمدارسیم پیچ اولیه به ثانویه انتقال می دهد.

بطوری که در نوع انرژی و مقدار آن تغییر حاصل نمی شود ولی ولتاژ و جریان تغییر می کند بنابراین باصرف نظراز تلفات ترانس داریم :

P1=P2 — V1 I1 = V2 I2= V1/V2 = I2/I1 = N1/N2

که اصول کار ترانس فورماتور براساس القای متقابل سیم پیچ ها است .

۲ـ اجزاع ترانس فورماتور:

هسته , سیم پیچ ها , مخزن روغن , رادیاتور , بوشینگ های فشار قوی وضعیف , تپ چنجرو تابلوی مکانیزم آن , تابلوی فرمان , وسایل اندازه گیری و حفاظتی , شیرها و لوله های ارتباطی , وسایل خنک کننده  ترانس جریان , شاسی و چرخ , …

۳ـ انواع اتصّال سیم پیچ:

اتصال سیم پیچ های اولیه و ثانویه در ترانس معمولاً به صورت ستاره , مثلث , زیکزاک است .

۴ـ ترانس فورماتورولتاژ(PT,VT):

چون ولتاژهای بالاتر از ۶۰۰ V را نمی توان به صورت مستقیم بوسیله دستگاه های اندازه گیری اندازه گرفت , بنابراین لازم است که ولتاژ را کاهش دهیم تا بتوان ولتاژ را اندازه گیری نمود و یا اینکه در رله های حفاظتی استفاده کرد ترانس فورماتور ولتاژبه این منظوراستفاده می شود که ترانس فورماتور ولتاژ از نوع مغناطیسی دارای دو نوع سیم پیچ اولیه و ثانویه می باشد که برای ولتاژهای بین ۶۰۰ V تا ۱۳۲ KV استفاده می شود.

۵ـ ترانس فورماتورجریان(CT):

جهت اندازه گیری و همچنین سیستم های حفاظتی لازم است که از مقدار جریان عبوری از خط اطلاع پیدا کرده و نظر به اینکه مستقیماً نمی شود از کل جریان خط دراین نوع دستگاه ها استفاده کرد و در فشار ضعیف و فشار قوی علاوه بر کمییت , موضوع مهم ایزوله کردن وسایل اندازه گیری و حفاظتی از اولیه است لذا بایستی به طریقی جریان را کاهش داده و از این جریان برای دستگاه های فوق استفاده کنیم واین کار توسط ترانس جریان انجام می شود .

ــ پارامترهای اساسی یک CT :

نقطه اشباع , کلاس ودقت CT , ظرفیتCT , نسبت تبدیل CT .

۶ـ نسبت تبدیل ترانس جریان:

جریان اولیه Ct طبق IEC 185 مطابق اعداد زیرمی باشد که اصولاً باید در انتخواب جریان اولیه یکی از اعداد زیر انتخواب شود:

۱۰-۱۵-۲۰-۲۵-۳۰-۴۰-۵۰-۶۰-۷۵-۱۰۰-۱۲۵-۱۵۰ Ampدرصورتیکه نیاز به جریان اولیه بیشتر باشد باید ضریبی از اعداد بالا انتخواب شود .

جریان ثاویه Ct هم طبق IEC 185 مطابق اعداد زیرمی باشد :

۱-۲-۵ برای انتخواب نسبت تبدیل Ct باید جریان اولیه را متناسب با جریاندستگاه های حفاظت شونده و یا دستگاه هایی که لازم است بار آنها اندازه گیری شود انتخواب کرد.

در موردCt تستهای مختلفی انجام می شودکه رایج ترین آنهاعبارت اند:

تست نطقه اشباع , تست نسبت تبدیل , تست عایقی اولیه و ثانویه .

۷ـ حفاظتهای ترانس:

الف : حفا ظتهای دا خلی :

۱- اتصال کوتاه :

A دستگاه حفاظت روغن (رله بوخهلتز, رله توی ب) ,

B دستگاه حفاظت درمقابل جریان زیاد( فیوز, رله جریان زیادی زمانی ) ,

C رله دیفرانسیل

۲- اتصال زمین :

A مراقبت روغن با رله بوخهلتز, B رله دیفرانسیل, C سنجش جریان زمین

۳- افزایش فلوی هسته :

A اورفلاکسب :

حفا ظتهای خارجی :

۱- اتصالی در شبکه :

A فیوز, B رله جریان زیاد زمانی , C رله دیستانس

۲- اضافه بار :

A ترمومتر روغن و سیم پیچ , B رله جریان زیاد تاخیری , C رله توی ب , D منعکس کننده حرارتی ,
۳- اضافه ولتاژ در اثر موج سیار :
A توسط انواع برق گیر ج : خفا ظتهای غیر الکتریکی :
۱- کمبود روغن : رله بوخهلتز ,
۲- قطع دستگاه خنک کن
۳- نقص در تپ چنجر : رله تخله فشار یا گازانواع زمین کردن :
۱ـ زمین کردن حفاظتی:زمین کردن حفاظتی عبارت است از زمین کردن کلیه قطعات فلزی تاًسیسات الکتریکی که در ارتباط مستقیم ( فلزبه فلز ) با مدار الکتریکی قرار ندارد. این زمین کردن بخصوص برای حفاظت اشخاص درمقابل اختلاف سطحتماس زیاد به کار گرفته می شود .
۲ـ زمین کردن الکتریکی: زمین کردن الکتریکی یعنی زمین کردن نقطه ای از دستگاه های الکتریکی و ادوات برقی که جزئی ازمدارالکتریکی می باشد.مثل زمین کردن مرکز ستارهً سیم پیچ ترانسفورماتور یا ژنراتور که این زمین کردن بخاطرکارصحیح دستگاه و جلوگیری از ازدیاد فشار الکتریکی فازهای سالم نسبت به زمین در موقع تماس یکی از فازهای دیگر با زمین .
۳ـ روشهای زمین کردن:ـــ روش مستقیم :مثل وصل مستقیم نقطه صفر ترانس یا نقطه ای از سیم رابط بین ژنراتور جریان دائم به زمین .ـــ روش غیر مستقیم :مثل وصل نقطه صفر ژنراتور توسط یک مقاومت بزرگ به زمین یا اتصال نقطه صفر ستاره ترانس توسط سلف پترزن (پیچک محدود کننده جریان زمین) ـــ زمین کردن بار:باید نقطه صفریااصولاً هرنقطه از شبکه که پتانسیل نسبت به زمین دارد توسط یک فیوز فشارقوی (الکترود جرقه گیر) به زمین وصل می شود.ولتاژهای کمکی :
۱ـ ولتاژکمکی (DC 110):این ولتاژ درپستها یکی از پر اهمیت ترین ولتاژهای مورد نیاز تجهیزات است . کلیه فرامین قطع و وصل بریکر وتغذیه اکثر رله های موجود در هر پست ازهمین منبع تامین می شود .

این ولتاژ توسط یک دستگاه شارژر سه فاز و یک مجموعه ۱۰ ستی باطری۱۲ ولتی به آمپراژ ۱۶۵ آمپر ساعت , یک تغذیه حفاظتی مطمئن را به وجود میآورد. ولتاژ ۱۱۰ ولتی مستقیم وارد تابلوی توضیع DC به مشخصه
شده واز آنجا جهت مصارف گوناگون از جمله کلیه فرامین قطع و وصل (+SB) تغذیه موتور شارژ فنر بریکرهای KV 63 , تغذیه سیستم اضطراری روشنایی توضیع می شود ضمناً هر خط تغذیه مجهز به فیوزهای مجزامی باشد .

۲ـ ولتاژکمکی (AC):ولتاژ کمکی متناوبV 380/220 , توسط ترانس های کمکی هریک به قدرت KVA 100تامین می گردد که سمت اولیه KV 20 توسط فیوز ـ های۱۰A/20KV حفاظت می شود ـ.مراحل ورود ولتاژ کمکی به تابلوی توزیع به این ترتیب است که ولتاژ وارد باکس (AL – T– QS – Q ) داخل محوطه می شود که خود باکس شامل کلید پاپیونی , فیوزهای کتابی و بریکر V400 می باشد .سپس توسط کابل وارد تابلوی توزیع +SA شده و از طریق کلیدهای پاپیونی که به طور مکانیکی با هم اینترلاک شده اند وارد باسبار توزیع می شود , ولتاژ متناوب V380/220 جهت تغذیه سیستم های روشنایی وگرمایی وموتورهای شارژ بریکرهای KV20,موتورتپ چنجرترانس و شارژها و … استفاده می شود .

اندازه گیری :دستگاهای اندازه گیری روی تابلو کنترل برای قسمتهای مختلف شامل:ـــ فیدر ورودیKV63 شامل آمپرمتر با سلکتورسویچ ( تعیین بالانس بودن یا نبودن فازها ) , ولتمتر با سلکتورسویچ .ـــ فیدر ورودی KV20 شامل آمپرمتر با سلکتور , ولتمتر با سلکتور مگاوات متر و مگاوار متر ,.ـــ فیدر خروجی KV20 شامل آمپرمتر با سلکتورسویچ فازها .ـــ فیدرورودی KV20 درداخل فیدر خانه شامل آمپرمتربا سلکتورسویچ , ولتمتر با سلکتورسویچ .اینترلاکها :اینترلاکها به دو دسته الکتریکی و مکانیکی تقسیم می شوند و جهت جلوگیری از عملکردهای ناصحیح تعبیه شده اند .ـــ اینترلاکهای یک بی خط KV63 : اینترلاک الکتریکی بین سکسیونر زمین خط و ترانس ولتاژ تعبیه شده و تازمانیکه ترانس ولتاژ تحت ولتاژ شبکه باشد , اجازه بستن به سکسیونر زمین خط داده نمی شود.اینترلاک الکتریکی بین دو سکسیونر طرفین بریکر یک بی خط KV63 تا زمانیکه بریکر در حالت قطع قرار نگیرد اجازه باز یا بسته شدن به سکسیونرطرفین داده نمی شود.
ـــ اینترلاکهای یک KV63 ترانس فورماتور : اینترلاک الکتریکی بین بریکر KV63 وسکسیونر بی ترانس تا موقعی که بریکر در خالت قطع نباشد اجازه باز یا بسته شدن به سکسیونر داده نمی شود .ـــ اینترلاکهای یک KV20 ترانس فورماتور: اینترلاک مکانیکی بریکر کشویی ورودی KV20 تاهنگامی که بریکر در حالت وصل باشد , پین انترلاک که در قسمت زیر بریکربین دو چرخ عقب بریکر کشویی قرار دارد , اجازهداخل یا خارج شدن از فیدر را نمی دهد . هنگامی که بریکردر مدار وصل است پین مربوطه پشت نبشی که در قسمت کف فیدر پیچ است قراردارد واجازه خارج شدن بریکررانمی دهد .اینترلاک الکتریکی بین سکسیونر ارت سرکابل ورودی KV20 از ترانسفورماتور و بریکرهای KV20 و KV63همان ترانس به این ترتیب است که تا موقعی که دو بریکر یاد شده درحالت قطع نباشد اجازه بستن به سکسیونر زمین سرکابل KV20 داده نمی شود , ضمناً تازمانیکه سرکابل ورودی KV20 زمین باشد بریکرهای KV20 و KV63 فرمان وصل قبول نمی کند .ـــ انترلاک باس شکن KV63: اینترلاک الکتریکی بین چهار بریکر ۶۳ کیلو ولت قطع نباشند , اجازه بستن ویا باز کردن سکسیونر باس سکشن داده نمیشود .همچنین در صورتی که هرچهار بریکر ۶۳ کیلو ولت قطع باشد , اجازه باز و بسته شدن به سکسیونر باس شکن داده میشود .ـــ اینترلاک سکسیونر زمین باسبار ۲۰ کیلو ولت : در صورتی به سکسیونر زمین باسبار ۲۰ کیلو ولت اجازه بسته شدن داده می شود که کلیه بریکرها همان باس (خروجی ها ,ورودی ها و باس کوپلر ) قطع باشند و سوکت بریکرهای انها نیز وصل باشد.ـــ اینترلاک کلیدهای ۴۰۰ ولت AC :اینترلاک الکتریکی بین دو بریکر ۴۰۰ ولت ترانسهای کمکی: بدین ترتیب که همیشه فقط یک بریکر میتواند در حالت وصل باشد. اینترلاک مکانیکی بین دو کلید پاپیونی روی تابو توزیع SA + طوری است که فقط یک کلید حالت وصل باشد.

حفاظت: یک سیستم حفاظتی کامل شامل :
۱- ترانسهای جریان و ولتاژ
۲- رله های حفاظتی (تصمیم گیرنده وصدور فرمان )
۳- کلید های قدرت ـــ حفاظت های یک پست ۶۳ کیلو ولت ASEA شامل:
۱ـ حفاظت های خط ۶۳ کیلو ولت : دیستانس بعنوان حفاظت اصلی و اورکارنت پشتیبان
۲ـ حفاظت های یک ۶۳ کیلو ولت ترانس : اورکانت و REF (حفاظت های خارجی )
۳ـ حفاظت های یک ۲۰ کیلوولت ورودی ترانس : دایر کشنال اورکانت – ارت فالت – REF و اندرولتاژ
۴ـ حفاظت های داخلی ترانس قدرت : رله بوخلس – شاخص سطح روغن – شاخص حرارت روغن – شاخص حرارت سیم پیچ – دریچه تنفسی – فشار زیاد داخل تپ چنجر که ناشی از ازدیاد گازها در اثر اتصالی بوجود میایند.
۵ـ حفاظت های یک ۲۰کیلوولت خروجی: اورکانت – ارت فالت
۶ـ حفاظت باس کوپلر ۲۰ کیلوولت:اورکانت-ارت فالت – دایرکشنال
۷ـ حفاظت های ترانس کمکی: شاخص حرارت روغن ورله بوخهلتز
۸ـ حفاظت های بریکر۴۰۰ ولت AC : جریان زیاد ـــ رلهً حرارتی
۹ـ رله سوپرویژن جهت کنترل و مراقبت مدارات قطع بریکرهای ۶۳ ورودی و ترانس وهمچنین ورودی KV20 ترانس قدرت .رله های ۶۳kv , 20kv REF در صورت به هم خوردن تعادل جریانی فازهای سیم پیچ واختلاف زاویهً ۱۲۰ درجه بین فازها و در نتیجه جریان دار شدن نقطه صفر سیم پیچ , عملکرد رله REF را بدنبال خواهد داشت .عملکرد رلهً بوخهلتز:در صورت بروز اتصال در داخل ترانس و متصاعد شدن گاز و همچنین حرکت سریع روغن , منجر به عملکرد رلهً بوخهلتز خواهد شد, که با توجه به شدت اتصال مدارات آلارم وتریپ به ترتیب بسته می شوند پیش از برق دارکردن باید حرارتهای سیم پیچ و روغن کنترل شود . .سیستم آلارم: بطور کلی هدف از کاربرد سیستم آلارم و سیگنال در پستهای فشارقوی آشکارساختن خطاها ومعایب بوده و در صورتیکه بهره بردار هنگام کار و مانور دچارخطا شود سیستم آلارم بهره بردار را مطلع وکمک می کند تا سریع تر خطا و عیب مشخص و قسمت معیوب در صورت نیاز مجزا واقدامات لازم انجام گردد خطا یا فالت با آلارم (بوق) شروع و همزمان سیگنال چشمکزن مربوطه در پانل آلارم ظاهر می گردد.
وظیفه بهره بردار در این مواقع به این ترتیب است که , ابتدا بوق را با دکمه پوش باتون(ALARM,STOP) قطع می نماید سپس کلیه سیگنال های ظاهر شده را کامل یادداشت نموده , بعد از آن دکمه را جهت پذیرفتن یا ثابت نمودن سیگنال فشار می دهیم اگر فالت گذرا باشد , که سیگنال ریست شده و در صورتیکه فالت پایدار(ACCEPT) باشد , سیگنال ثابت میگردد .مرحلهً بعدی پیگیری وبرسی جهت برطرف نمودن خطا می باشد .تشریح سیگنالهای پست kv63 :
۱- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک بی خط KV63 .
۲- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک ترانسفورماتور ۶۳/۲۰ KV .
۳- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ قسمت ۲۰ KV .
۴- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک ترانسفورماتور کمکی ویک ترانسفورماتورارتینگ .
۵- آلارم وسیگنالهای عمومی

مراحل مانور:
۱- مراحل بی برق نمودن یک بی خط KV63 ونحوهً زمین :

قطع بریکر خط , آرزمایش توسط سلکتور سویچ آمپرمتر , باز نمودن سکسیونرهای طرفین بریکر , آ زمایش خط توسط فازمتر , سلکتور ولتمتر خط , بستن سکسیونر زمین , نصب تابلوهای ایمنی روی تابلوی فرمان وکشیدن نوار حفاظتی در محدوده کار گروه .
۲-  مراحل بی برق نمودن یک خط KV 20 و نحوه زمین  :

قطع بریکر خط , آرزمایش توسط سلکتور سویچ آمپرمتر, بیرون آوردن بریکر کشویی از داخل فیدر, آزمایش سر کابل خط توسط فازمتر, بستن کابل ارت به قسمت زمین فیدروتخلیه فازها با استفاده ازفازوسط , نصب تابلو ایمنی وهشدار دهنده روی فیدر وتابلوی فرمان بغل کلید مربوطه .