تحقیق درباره شبکه های توزیع برق

تحقیق درباره شبکه های توزیع برق

فهرست مطالب انواع شبكه هاالف) شبكه هاي شعاعي يا بازب)شبكه هاي مسدود يا رينگ يا حلقويمقايسه شبكه هاي هوايي و زمينيج ) شبكه هاي مركب يا تار عنكبوتياجزاي تشكيل دهنده شبكه توزيع برقوسايل حفاظتي شامل فيوزها و رله هاي حفاظتيانواع برقگيرانواع فيوزهانصب برقگير، شبكه توزيعبرقگيركابلهاانواع كابلهامشکلات هادیهای هوایی بدون روکش شبکه های توزیعبررسی معایب عمده شبکه های هواییمزایای هادیهای هوایی روکش داربررسی های اقتصادی هادیهای هوایی روکش دارمقره هامزاياي مقره شيشه اي نسبت به چينيمواد تشكيل دهنده مقره هاشكست الكتريكي مقرهانواع مقره هاانواع مقره سوزنيپايه هاي فولاديپايه ها1 ) پايه هاي چوبيپايه هاي بتونيگودبرداري جهت نصب پايه هاابعاد گودهاكراس آرمكراس آرم پرچميكراس آرم ال آرمكراس آرم دوبلهانواع مهارهااتريهاجزاي تشكيل دهنده مهارشبكه توزيع فشار ضعيفنقش تپ چنجر در ترانسفورماتورهانقش روغن در ترانسفورماتورحفاظتهاي ترانسفورماتورمصرف كننده هاي خازني كنتور سه فاز اكتيونحوه آزمايش نمودن ترانسفورماتور توسط ميگرترانسهاي جريان استاندارد فشار ضعيفكنتور اكتيوكنتور سه فازكنتورهاي تك فازانتخاب ولتاژ كنتورهاسطح مقطع كابل براي كنتورهاانتخاب محل نصب ترانسفورماتور توزيعطراحي شبكه توزيعوظيفه بخش طراحي و نظارت در وزارت نيرواساس كار ترانسفورماتوراتصال ستاره  –ستاره:اتصالات ترانسفورماتورها:اتصال ستاره – مثلث:اتصال مثلث – ستاره:ولتاژ اسمي (11000 V) :ولتاژ خطي و فازي (400/231) :جريان اسمي اوليه (16.53 A) :جريان اسمي ثانويه(455 A) :اتصال ستاره – زيگزاگ:انواع ترانسفورماتور بنا به قدرت و ولتاژ اسمي آنهاپلاك مشخصات ترانسفورماتورولتاژ اتصال كوتاه (6.76) :نوع خنك كنندگي (ONAN) :وزن كل – تن(1.205) : وزن روغن-تن (0.300) :فركانس اسمي (50 HZ) :طرز كار (Cont) :گروه اتصال (Dyn 5) :قدرت اسمي (315 KVA) :دستگاه تستر روغن ترانسفورماتوردستگاه مگرروغن ترانسفورماتورولتاژهاي استاندارد ايرانرله ها و تجهيزات بكار رفته در ترانسفورماتور انواع شبكه ها            شبكه شعاعي يا باز، شبكه هاي مسدود يا رينگ يا حلقوي، شبكه مركب يا تار عنكبوتي.الف) شبكه هاي شعاعي يا باز            شبكه هاي شعاعي شبكه هايي هستند كه در آنها هر مصرف كننده فقط از يك طرف تغذيه مي شود. در اين شبكه اگر قسمتي از شبكه معيوب گردد مصرف كنندگان تا برطرف شدن نقص بدون برق خواهند بود بنابراين مقدار خاموشي آنها بيشتر است. افت ولتاژ در انتهاي شبكه هاي باز نسبتاً زياد مي باشد اين شبكه براي نقاط كم جمعيت و روستاها كه قطع برق باعث خسارت مالي فراواني نمي شود استفاده مي گردد. ب)شبكه هاي مسدود يا رينگ يا حلقوي            شبكه رينگ شبكه اي است كه در آن هر مصرف كننده از دو طرف تغذيه مي شود. ضريب اطمينان چنين شبكه اي به طور توجهي بالا مي باشد زيرا از كار افتادن يكي از دو منبع تغذيه و يا قسمتي از خط تغذيه كننده شبكه همواره از سمت ديگر انرژي مي گيرد بنابراين ضريب اطمينان اين نوع شبكه بيشتر است. اين شبكه ها در شهرها و نقاط نسبتاً پر اهميت استفاده مي شود. ج ) شبكه هاي مركب يا تار عنكبوتي            شبكه هايي هستند كه توسط آنها هر مصرف كننده حداقل از سه طرف تغذيه مي گردد و ظريب اطمينان اين شبكه ها بسيار بالا است و از نظر اقتصادي بسيار گران تمام مي شود. موارد استعمال اين شبكه ها براي شهرهاي بزرگ و نقاط حساس كه خاموشي آنها بسيار گران تمام مي شود، مي باشد.مقايسه شبكه هاي هوايي و زميني            خطوط انتقال و توزيع را ممكن است به صورت شبكه هاي هوايي يا زميني كشيده بوسيله موارد زير آنها را مي توان با يكديگر مقايسه كرد.1 ) احداث شبكه هاي هوايي آسانتر است در صورتي كه براي احداث شبكه هاي هوايي و زميني بايد مسير مناسب باشد ثانياً احتياج به ايجاد كانال مي باشد.2 ) احداث شبكه هاي هوايي ارزانتر از شبكه هاي زميني مي باشد.3 ) عيب يابي و رفع عيب شبكه هاي هوايي آسانتر است زيرا بيشتر عيوب آن با چشم ديده مي شود ولي پيدا كردن عيب در شبكه هاي زميني به دستگاه هاي عيب ياب نياز دارد و زمان بيشتري براي رفع عيب نياز خواهد بود.4 ) همانطور كه ولتاژ خطوط انتقال افزايش مي يابد هزينه كابلها (شبكه هاي زميني) افزايش مي يابد.5 ) در شبكه هاي زميني به افراد متخصص بيشتري نياز است.6 ) در شهرها و مناطق پرجمعيت براي حفظ زيبايي شهر معمولاً از شبكه هاي زميني استفاده مي شود.7 ) شبكه هاي زميني باعث دوري از يخ و برف و باران و شاخه هاي درختان و رعد و برق امكان خرابي آنها كمتر خواهد بود. اجزاي تشكيل دهنده شبكه توزيع برق1 ) هادي ها شامل كابل يا سيمهاي هوايي2 ) وسايل حفاظتي مثل فيوز، رله هاي حفاظتي3 ) وسايل قطع و وصل شامل انواع كليدها4 ) اتصالات شامل سركابل مفصل و غيره5 ) مقره ها6 ) پايه ها7 ) يراق آلات            جهت توزيع انرژي مصرف كننده ها در شهرهاي بزرگ سعي بر اين است كه درجه اول به لحاظ رعايت مسائل ايمني و در درجه دوم به خاطر مسئله زيبايي از كابل استفاده گردد ولي در روستاها و شهرهاي كوچك به علت ويژگي اقتصادي و ارزان بودن موجب شده از شبكه هاي هوايي جهت برق رساني استفاده كنيم. وسايل حفاظتي شامل فيوزها و رله هاي حفاظتيفيوزها فيوزها وسايل حفاظتي نسبتاً ارزاني مي باشند كه براي حفاظت مدار و يا هر وسيله ديگري از صدمه ديدن در مقابل اضافه بار يا اتصال كوتاه در مدار بسته مي شود. فيوز اصلاً يك نقطه ضعيف عمدي در مدار الكتريكي مي باشد. معمولاً شامل يك قطعه سيم كوتاه از جنس سرب يا بيشتر آلياژ سرب و قلع كه در درجه حرارت پايين ذوب مي شوند مي باشند. وقتي كه جرياني از اين قطعه عبور مي كند افزايش مي يابد مقاومت فلز باعث مي شود كه فلز ذوب گردد و قبل از اينكه جريان غيرعادي به مدار يا دستگاه الكتريكي صدمه بزند قطع گردد.            فيوزها معمولاً پوشيده (سربسته) هستند تا فلز ذوب شده پرتاب نگردد و باعث ايجاد خسارت يا آتش سوزي نشود. پوشيده بودن فيوز به خاموش كردن جرقه نيز كمك مي كند اغلب ذوب فيوز با بخار و فلز تبخير شده همراه مي باشد اين عمل بعضي اوقات به Blowing يا سوختن فيوز معروف است.انواع فيوزها1 ) فيوزهاي فشار ضعيف: پلاگي يا پيچي و فشنگي2 ) فيوزهاي فشار قوي: فيوزهاي دفعي مانند كت اوت فيوز و فيوزهاي مايعي مانند فيوز اسيد بوريكيبرقگير            برقگيرهاي روي خط مانند سوپاپ اطمينان روي ديگ بخار عمل مي كنند. سوپاپ اطمينان ديگ بخار به وسيله خارج كردن بخار فشار را كاهش مي دهد تا زماني كه فشار به حالت عادي خود برگردد. وقتي كه فشار به حالت عادي خود برگشت، سوپاپ اطمينان مجدداً بسته و آماده براي شرايط غيرعادي بعدي مي شود            عمل برقگيرها شبيه همين عمل سوپاپ اطمينان مي باشد. وقتي كه يك ولتاژ قوي بيشتر از ولتاژ عادي خط بر روي خط به وجود آورد برقگير فوراً مسيري را بر زمين مهيا مي كند و ولتاژ اضافي را خارج مي كند. بنابراين وقتي كه ولتاژ اضافي رها مي شود، عمل برقگير بايستي جلوگيري از جاري شدن جريان بيشتر به زمين مي باشد. بنابراين عمل برقگير اين است كه ابتدا براي جلوگيري از صدمه خوردن به مقره ها خط ترانسفورماتورها و ديگر لوازم خط، ولتاژ اضافي را به زمين تخليه كند و دوم اينكه بعد از برطرف شدن ولتاژ اضافي از ادامه جريان بر زمين جلوگيري نمايد. انواع برقگير1 ) برقگير كنترل شده2 ) برقگير دفعي يا تخليه اي برقگير آرماتور يا ميله اي            معمولاً جهت حفاظت ترانسفورماتورها در مقابل اختلاف سطح زياد طول مقره ها عبور ترانسفورماتورها توسط دو ميله فلزي شاخي شكل كه در دو سر مقره ها نصب مي شود به طور مصنوعي قدري كوتاه مي كند.            فاصله هوايي دو الكترود بايد به قدري باشد كه فشار الكتريكي دو سر مقره به اندازه 5/1 تا 2 برابر اختلاف سطح نرمال ترانسفورماتور برسد. بين دو الكترود تخليه الكتريكي حاصل ميشود اين وسيله براي حفاظت مقره ها بكار برده مي شود و باعث ميشود كه جرقه بين دو سر مقره از مقره دور نگه داشته شود و بنابراين حرارت جرقه باعث سوزاندن لعاب مقره نمي شود. نصب برقگير، شبكه توزيع            برقگيرها بايستي روي همان پايه اي كه وسيله مورد حفاظت ترانسفورماتور نصب شده است نصب شود. معمولاً برقگيرهايي كه به جهت حفاظت ترانسفورماتورهاي هوايي استفاده مي شوند همراه با كت اوت فيوزها بر روي يك كراس آرم بسته شوند. سيمهايي كه از خط به برقگيرها بسته مي شوند بايستي تا آنجايي كه امكان دارد كوتاه و مستقيم باشد زيرا عمل برقگير را تسريع مي نمايد به همين دليل در بعضي از كتب مورد اعتماد پيشنهاد گرديده كه برقگيرها در صورت امكان بر روي همان كراس آرم كه هاديها عبور مي كنند نصب شوند تا فاصله آن نسبت به خط بسيار كوتاه و مستقيم باشد.كابلها            كابل يك نوع هادي است كه مي تواند جريان برق را از داخل خود عبور دهد و توسط موادي بدور محيط خود عايق شده به طوري كه ولتاژ روي سطح آن برابر صفر است. كابلهاي زميني بر حسب شرايط مكانيكي و الكتريكي بايد داراي اين خصوصيات باشد:1 ) هادي هاي هر فاز نسبت به فازهاي ديگر كاملاً عايق شده باشند2 ) هادي هاي هر فاز نسبت به زمين كاملاً عايق شده باشند3 ) در مقابل ضربات مكانيكي بايد مقاوم باشند4 ) تحت تأثير عوامل خارجي مانند رطوبت،‌زنگ زدگي و ساير عوامل شيميايي قرار نگيرند. انواع كابلها1 ) كابلهاي فشار ضعيف كنستانيتريك2 ) كابلهاي فشار ضعيف يا پروتودور3 ) كابلهاي فشار ضعيف پلاستيكي (پي وي سي)4 ) كابلهاي فشار ضعيف روغني5 ) كابلهاي فشار متوسط كراسلينگ پلي اتيلن6 ) كابل فشار قوي روغني7 ) كابل فشار قوي كراسلينگ پلي اتيلن8 ) كابل فشار قوي گازي بررسی معایب عمده شبکه های هواییمعایب عمده شبکه های هوایی با هادی های لخت شامل موارد زیر است:1- قطعی های برق بیشتر ناشی از عوامل جوی، اجتماعی و سوانح.2- آسیب بیشتر به محیط زیست ناشی از شاخه زنی و قطع درختان، مرگ ومیر پرندگان، ایجاد آتش سوزی در مراتع و جنگها.3- افزایش نشتی برق و برق دزدی.4- صدمه به زیبایی محیط و شهرها.5- خاصیت خازنی کمتر و اندوکتانس سلفی بیشتر.6- نیازبه رعایت حریم های قانونی.7- آسیب پذیری در مقابل شرایط جوی.8- خطرات برق گرفتگی ناشی از تماس مستقیم و غیر مستقیم افراد.باوجود موارد بالا اکثر طول شبکه های توزیع فشار متوسط و فشار ضعیف را در کشورهای مختلف شبکه های هوایی به خود اختصاص می دهند. به عنوان مثال طول شبکه فشار متوسط ایران ( بر اساس آمار سال 1384 ) معادل 303800 کیلومتر است که 11500 کیلو متراز آن را شبکه زمینی 292 هزار و 300 کیلو متر را ( بیش از 26 برابر) شبکه هوایی تشکیل می دهد. آمار مزبور در مورد شبکه های فشار ضعیف کشور که 249 هزار و 200 کیلو مترهستند شامل 29 هزار و 400 کیلو متر شبکه زمینی و 219800 کیلومتر( بیش از 8 برابر ) شبکه های هوایی است. مقایسه اعداد مذکور نشان می دهد که سهم شبکه های زمینی در شبکه های فشار ضعیف نسبت به شبکه های هوایی کمتر از سهم آنها در شبکه های فشارمتوسط است. به نظرمی رسد دلایل عمده این موضوع عبارت است ازقیمت مناسب تر شبکه های زمینی درولتاژ های کمتر و کاهش قطعیهای ناخواسته بوده و درنهایت افزایش ایمنی در مقابل برق گرفتگی شبکه های فشار ضعیف را شامل باشد که درنزدیکی مصرف کننده ها است.