انواع پست برق و اجزای آن

در دنیای امروز انرژی الکتریکی به یکی از بخش های جدایی ناپذیر زندگی انسان تبدیل شده است .این انرژی مهم ترین نقش را در زمینه صنعت برعهده دارد . پست برق به عنوان یکی از شاخص های بسیار مهم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی به حساب می اید .

انرژی الکتریکی دارای مزیت های بسار زیادی از جمله انتقال نسبتاً آسان، سهولت تبدیل به سایر فرم های انرژی، طیف وسیع کاربرد و آلودگی کمتر آن در محیط زیست میباشد . تنها عیب این پدیده نیز عدم قابلیت ذخیره سازی آن به صورت عملی و کاربردی در حد گسترده میباشد .

به صورت کلی شبکه برق از نیروگاه تا محل مصرف ان به سه بخش  تولید، انتقال و توزیع برق دسته بندی میشود .

هر کدام از بخش هایی که از ان در شبکه برق نامبرده شد دارای زیر مجموعه هایی میباشند .برای مثالب بخش تولید ، شامل طیف وسیعی از انواع نیروگاه ها با توان و راندمان متفاوت میباشد . توضیع شامل سه بخش پست توزیع، سیستم اولیۀ توزیع و سیستم ثانویۀ توزیع میباشد . همینطور پست های توضیع به دو صورت هوایی و زمینی مورد استفاده قرار میگیرند .

در ادامه این مقاله به برسی کامل انواع پست برق میپردازیم و کارایی این موارد بیشتر اشنا میشویم .

پست برق چیست؟

پست برق که به اصطلاح  Electrical Substation نیز نامیده میشود یکی از مهم ترین سیستم  ها برای تولید، انتقال و پخش برق میباشد . این سیستم میتواند سطح ولتاژ برق را در مواقع مورد نیاز کم یا زیاد کند . در شبکه برق نیروگاه وظیفه انتقال و توضیع را برعهده دارد ، از این رو این سیستم میتواند نقش بسیار مهمی در مراکز مصرف ایفا کند .

سیستم قدرت الکتریکی میتواند میان تولید ومصرف ، چندین پست را با تغییر ولتاژ مدیریت کند . به بیان اسان تر پست های الکتریکی رابط بین شبکه توضیع و سیستم انتقال میباشند . مناطقی که در ان پست های برق وجود دارند به دلیل حساست بالا حصار کشی شده اند و احتمالا تا به حال شما نمونه هایی از این ها را در اطراف شهر خود مشاهده کرده اید .

وظایف پست های برق عبارت اند از : کاهش ولتاژ خطوط انتقال ،فیلترنوسانات ولتاژ ناشی از افزایش بار میباشد . همچنین پست های برق مجهز مدار قطع کننده میباشند از این رو میتوانند برای کنترل جریان در جهات مختلف مورد استفاده قرار بگیرند .

اجزای پست برق شامل چه مواردی میشود؟

برای اتصال نیروی برق از واحدهای تولیدی به توزیع میتوان از وسایلی همچون ایزولاتور، میله گذرگاه، ترانسفورماتور نیرو و… در پست های برق استفاده کرد .

اجرای پست برق یک کار بسیار پیچیده و نیازمند یک مهندسی بسیار دقیق میباشد . اجزای پست برق نیز دارای اهمیت بسیار بالایی میباشند و برای راه اندازی یک پست برق بسیار ضروری و مهم هستند .

مراحل اجرای یک پست برق عبارت است از :

سیستم سوئیچینگ، برنامه‌‎ریزی و قرار دادن تجهیزات، انتخاب اجزا و همچنین سفارش، پشتیبانی مهندسان، طراحی سازه، طراحی چیدمان الکتریکی، حفاظت از رله و رتبه‎‌بندی دستگاه‎‌های اصلی.

اجزای اصلی یک پست برق نیز شامل موارد زیر میباشد :

1-ترانس برق

وظایف ترانس شمال مواردی همچون افزایش ولتاژ انتقال در واحد تولید و پایین آوردن ولتاژ انتقال در واحد توزیع میباشد . این وسیله هنگامی که بار کامل باشد عمل میکند و هنگامی که بار سبک باشد از سیستم  جدا میشود . بنابر این وسیله در هنگام دریافت بار مناسب بازدهی کاملی دارد .

2- ترانسفورماتور ابزار

این وسیله برای  کاهش جریان زیاد و همچنین تنظیم ولتاژها برای یک مقدار مطمئن و واقعی در پست انتقال برق مورد استفاده قرار میگیرد . ایم موارد را نیز میتوان با دستگاه های عادی اندازه گرفت .

3- صاعقه گیر

صاعقه گیر اولین وسیله در پست انتقال میباشد . این وسیله وظیفه محافظت از اجزا در عبور ولتاژ بالا و همچنین متوقف کردن دامنه و مدت زمان جریان را بر عهده دارد .

عملکرد این وسیله نیز به این صورت میباشد که جریان برق و صاعقه را به زمین هدایت می‎‌کنند و هادی سیستم بوده و همچنین در مقابل آسیب ،از پست الکتریکی  حفاظت  می‎‌کنند.

4- موج گیر

این وسیه بر روی خطوط ورودی قرار میگیرد .به دام انداختن سیگنال های با فرکانس  بالا وظیفه این قطعه میباشد.سینگال های فرکانس بالا از راه دور به می ایند که باعث قطع جریان و ولتاژ میباشند .

5- قطع کننده مدار

نوعی از سوئیچ های الکتریکی میباشد .این سوئیچ در زمان بروز خطا در سیستم، برای باز یا بستن مدار استفاده میشود . این وسیله دارای دو بخش متحرک میباشد که معمولا بسته میباشند . وقتی مشکلی در سیستم پیش می اید ، رله سیگنال را به قطع کننده مدار انتقال میدهد و در نهایت قطعات انها به صورت جداگانه منتقل میشوند .

6- میله ها

یکی از اجزا بسیار مهم ،میله اتوبوسی شکل میباشد . این میله ها از نوعی هادی  حمل کننده جریان ساخته شده اند و در ان اتصالات بسیار زیادی ایجاد میشود . به بیانی دیگر این میله ها گونه ای ازاتصال الکتریکی میباشد که در ان جریان ورودی و جریان خروجی شکل میگیرد .

هنگامی که خطا در این قطعه رخ میدهد تمام اجزای مرتبط با بخش باید از یکدیگز جدا شوند .این به این دلیل است که ازوله کامل در مدت زمان زیادی ایجاد میشود  تا خطا به خاطر گرم شدن هادی ها برای اتصالات نادیده گرفته شود .

در پست های بزرگ برق ، روشنایی ، سیستم رله یا مدار ها کنترل توسط باتری تامین میشود . این باتری ها بر اساس ولتاژ کار مدار خاص DC به یک سلول باتری خاص متصل می‎‌شوند.

  در نیرو گاه به دلیل مقرون به صرفه بودن  ولتاژ بالا و پایین از باتری های  اسید سرب استفاده میشود .

7- سوئیچینگ

این بخش برای انتقال نیرویی که از پست در سطح ولتاژ ترجیحی به خطوط انتقال یا ایستگاه برقی نزدیک تولید میگردد ، مورد استفاده قرار میگیرد .

8- رله

این وسیله از انواع دستگاه های الکتریکی میباشد و وظیفه اصلی ان در پست های برق ، محافظت از شرایط نامطلوب مثل خرابی میباشد . همچنین یکی از انواع دستگاه های تشخیص میباشد که برای شناسایی و تعیین محل خطا مورد استفاده قرار میگیرد و پس از ان سیگنال را به قطع کننده مدار میفرستد .

پس از دریافت کردن سیگنال از رله ، قطع کننده مدار خراب را از سیستم جدا میکند . رله ها معمولا برای حفاظت از دستگاه ها در برار اسیب ها و خطرات مفید هستند .

نکات مهم در طراحی پست انتقال برق

پست انتقال برق از زیر مجوعه های شبکه برق میباشند . به همین خاطر طراحی دقیق انها بسیار حائز اهمیت میباشد . قبل از اجرای پست انتقال برق در منطقه ای باید به یک سری از اطلاعات دسترسی داشته باشیم تا بتوانیم مناسب ترین بهره برداری از پست را برای منطقه داشته باشیم .

اطلاعات محیطی

درجه حرارت

ارتفاع از سطح دریا

سرعت باد

زلزله

مقدار یخ‌بندان

مقدار آلودگی هوا

مقدار بارش نزولات جوی

اطلاعات الکتریکی

ولتاژ نامی

ولتاژ حداکثری تجهیزات UM

جریان نامی RATED CURRENT

فرکانس نامی

سیستم اتصال فازها و گروه برداری اضافه ولتاژهای موقت و گذرا

انواع پست های برق

پس از اینکه با پست های برق اشنایی نسبی پیدا کردیم حال زمان معرفی انواع آن میباشد .به طور کل پست ها به 3 دسته تقسیم میشوند .

پست انتقال(Transmission Substation)

هنگامی که دو خط دارای ولتاژ شبیه به هم باشند این پست وظیفه دارد اتصال میان انها را انجام دهد . پست های انتقال در دوسته ساده و پیچیده تقسیم بندی میشوند .

پست توزیع(Distribution Substation)

وظیفه این پست گرفتن توان از یک پست انتقال و انتقال ان به سیستم های توضیع دیگر میباشد . این پست ولتاژ را به مقداری مناسب برای مصرف کننده میرساند . هنگامی از این پست استفاده میشود که از دو پست توضیع قصد استفاده داشته باشیم . استاندار های ولتاژ در هر کشور متفاوت میباشد و این ولتاژ ها به پست های توضیع وارد میشود . وظیفه دیگر پست توضیع ایزوله کردن شبکه توضیع نیز میباشد . این کار درصد خطا را کاهش میدهد .

پست نیروگاهی(Sub-transmission Substation)

وظیفه این پست تبدیل ولتاژ خروجی از ژنراتور به سطحی که قابل انتقال باشد ،  میباشد .نصب این پست در قدرت های بسیار بالا و در فواصل زیاد میباشد .

بخش بندی دیگری در پست های برق وجود دارد . این دسته بندی پست های سوئیچینگ نام دارد. که در ادامه به برسی ان میپردازیم.

این پست وظیفه قطع و وصل خطوط انتقال یا مصرف کننده در شبکه اصلی میباشد. این اتفاقات از قبل برنامه ریزی میشود یا در صورت بروز مشکل انجام میشود .

در هنگام اسیب شبکه لازم است دستگاه ها برسی و عیب یابی بشوند یا اینکه گسترشی در شبکه ایجاد شود . این پست انتقال کل سیستم را قطع نمیکند و فقط برق منطقه ای که قسمتی که از ان نیاز به تعمیرات دارد قطع میشود .

پست های برق را میتوانیم به گونه ای دیگر دسته بندی کنیم . این دسته بندی انواع پست های برق بر اساس عملکرد و نقشی که برعهده دارند را نشان میدهد .

پست افزاینده

همینگونه که میدانید ولتاژ های تولیدی توسط ژنراتور محدود میباشند وبرای انتقال قدرت اقتصادی ، ما نیاز به قدررت هایی داریم که در فاصله های مختلف قرار بگیرند تا ولتاژ بالا برود .این پست ها را معمولا نیروگاه هایی که از مراکز مصرف دور هستند احتیاج دارند .

پست کاهنده

برای مصرف ولتاژ باید به اندازه مناسب باشد . این کاهش به وسیله پست های کاهنده و یا پست هاس توضیع انجام میشود .

پست توزیع

وظیفه تنظیم ولتاژ بر عهده پست های توضیع میباشد . این پست ها در شهر های بزرگ قابل مشاهده هستند .این پست انتقال لازم برای مصرف خانگی و صنعتی تامین میکند .

پست‎‌های برق بسته و داخلی (indoor substations )

این پست ها داخل اتاق های مخصوص نگهداری میشوند و مردم عادی نمیتوانند انها را ببینند .

پست‌‎های باز و خارجی

این پست ها در روی زمین قرار میگیرند و مجهز به انواع  عایق از جمله عایق رعد و برق میباشند.

احتمالا شما تا به حال این پست ها را در اطراف شهرتان دیده اید .

این پست ها به دو دسته معمولی و گازی تقسیم میشوند .

پست توزیع زمینی

در طراحی پست زمینی دو سلول وجود دارد. سلول اول برای محافظت در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار و دومین سلول شامل دو یا سه ترانسفورماتور با خروجی صد وات میباشد .

پست عمومی

این پست جهت برق رسانی برای شبکه خانگی ایجاد میشود .

پست اختصاصی

برای اشعاب های برق دیماندی با ولتاژ 250 کلیووات این پست ایجاد میشود .

پست عمومی- اختصاصی

این پست برای مصارف عمومی و دیماندی ایجاد میشود .

پست پاساژ

هنگامی که فاصله نیروگاه از محل مصرف زیاد باشد ،این پست در محل مصرف ایجاد میشود .

پست تقسیم

در این پست یک فیدر به چند انشعاب تقسیم میشود .

پست‎‌های پیش ساخته فشرده(کیوسک)

این پست دارای ویژگی هایی از جمله راحتی و ایمنی در هنگام بهره برداری میباشد .

پست توزیع هوایی

این پست دارای ویژگی هایی نسبت به پست زمینی میباشد . این مزیت ها شامل صرفه اقتصادی و اشغال کردن فضای کمتر ، تجهیزات مصرفی کمتر میباشد .

سخن پایانی

در این مقاله به صورت کامل پست انتقال ، اجزای تشکیل دهنده ان و انواع ان را برسی کردیم. در دیدگاه کلی تر پست برق  ، مبدل ولتاژ و سوئیچینگ میباشد .

در بسیاری از پست های برق این دو وِیژگی همزمان وجود دارد .

پست ها باتوجه به وظیفه و مکانی که در ان قرار میگیرند ویژگی های متفاوتی دارند .

پست های برق یکی از مهم ترین اجزا شبکه انتقال برق میباشند .نیرویی که امروزه مهم ترین رکن زندگی ما میباشد و اگر برای لحظه ای در این شبکه مشکل پیش بیاید زندگی ما با مشکل مواجه میشود .