پایان نامه پست برق باروس

بخش اول : اطلاعات

مقدمه

پست برق باورس از جمله پستهای فوق توزیع برق منطقه ای زنجان می باشد که در سال 1372 و به منظور  تامین برق و اصلاح افت ولتاژ منطقه مربوط به شهر محمدیه و روستاهای اطراف آن احداث و مورد بهره برداری قرار گرفت . این پست از جمله پستهای SAD طرح آلمان شرقی بوده و اکثر تجهیزات مربوط بجز ترانسفورماتورهای قدرت ( که ساخت کارخانه ایران ترانسفور ماتور می باشد ) مربوط به شرکت AEG می باشد . با توجه باینکه بار این پست عموماً جهت مصارف خانگی می باشد، نیازی به استفاده از بانکهای خازنی دیده نمی شود و متوسط ضریب قدرت پست 0.98 در شب و 0.9 در روز می باشد . تغذیه پست عموماً از پست 230/63KV زیاران بوده و در مواردی خاص از پست 230/63KV  البرز تغذیه می شود. از 12 خروجی سمت 20KV  در حال حاضر 7 خروجی به مورد بهره برداری رسیده است . متوسط پیک بار کل پست در روز عادی

MW 15- MVAR 8 و در پیک بار شبMW 20 -  MVAR 10 می باشد . البته این اعداد و ارقام در یک ساعته عادی ثبت شده است . دور تجهیزات نیز فنس کشی شده است تا از بروز خسارت در اثر تماس حیوانات موزی از جمله موش و سمور و مار جلوگیری شود. قسمتهای دیگر پست به غیر از محدوده تجهیزات که شن ریزی شده ، آسفالت کاری و خیابان کشی شده است . تا دسترسی به مناطق مورد نیاز پست راحتتر گردد.

هدف از این پروژه که به عنوان پایان نامه کارشناسی انتخاب گردیده است؛ مقایسه فنی و عملی تجهیزات و طراحی پست با توجه به استاندارهای موجود و تصویب شده وزرات نیرو می باشد.

در این پروژه سعی شده است ضمن آشنایی با تعاریف و مفاهیم فنی پست به نحوه و نوع انتخاب تجهیزات و مقایسه با استانداردهای موجود در سطح شبکه برق رسانی ایران پرداخته شود .

امید می رود که این مجموعه بتواند نیاز دوستاران علم را براورد و پنجره ای روشن فراروی رهروان علم باز نماید .

 ((اطلاعات محیطی و دسته بندی آسیب ))

از آنجاکه تجهیزات پستها تحت تاثیر شرایط محیطی پست قرار می گیرند لذا در طراحی آنها بایستی به این مشخصات توجه نمود. برای گروه بندی این مشخصات امکانات و جلسات زیادی با سازمان هوا شناسی صورت گرفت و سرانجام در سال 1975 به بعد و به توصیه سازمان مزبور فعلاً می بایست از اطلاعات سالهای 1950 و 1975 که در نشریات هوا شناسی موجود است استفاده نمود . لذا این اطلاعات برای 155 منطقه موجود طبق جدول پیوست جمع آوری و به شرح زیر گروه بندی گردیده است :

1- ارتفاع از سطح دریا : با افزایش ارتفاع از سطح دریا دانسته هوا کاهش یافته و از یک طرف خاصیت عایقی آن که در سطوح عایقی خارجی نقش داردکاهش یافته و از سوی دیگر خاصیت تبادل حرارت بین دستگاهها و محیط اطراف کاهش می یابد. این پارامتر به شرح زیر گروه بندی شده است :

- گروه A   ارتفاعهای کمتر از 1000 متر معادل 1000 متر ( شرایط نرمال)

- گروه B   ارتفاعهای بین 1000 تا 1500 متر معادل 1500 متر

- گروه C   ارتفاعهای بین 1500 تا 2000 متر معادل 2000 متر

- گروه   Dارتفاعهای بیش از 2000 متر که بسیار محدود می باشد معادل 2500 متر

2- درجه حرارت حداکثر محیط : این درجه حرارت که عمدتاً در طرح سیستم های خنک کننده و درجه حرارت مجاز هادیها و غیره نقش دارد به شرح زیر گروه بندی شده است:

- گروه A   مناطقی که درجه حرارت حداکثر آنها کمتر از 0c40 است . معادل 0c40 ( شرایط نرمال )

- گروه B   مناطقی با درجه حرارت حداکثر مطلق بین 0 40 تا 0C 45معادل C045.

- گروه C   مناطقی که با درجه حرارت حداکثر مطلق آنها بین 45 تا 050 سانتی گراد معادل 500 سانتی گراد

- گروه D  مناطقی که درجه حرارت حداکثر مطلق آنها بیش از 50 است معادل 55 درجه سانتی گراد .

3- درجه حرارت حداقل محیط

برای کارکرد مناسب تجهیزات و قسمتهای وابسته در شرایط مزبور نقش دارد .

به شرح زیر :

- گروه   Aمناطقی که درجه حرارت حداقل محیط آنها از0 20-سانتیگراد کمتر نمی شود. معادل 20- درجه سانتیگراد ( شرایط نرمال )

- گروه B   مناطقی که درجه حرارت حداقل محیط آنها بین 20- تا 30- درجه سانتیگراد معادل 0c30-

- گروه C   مناطقی که درجه حرارت حداقل محیط آنها از 0 30- نیز کمتر می باشد معادل

0c40-

4- سرعت باد :

سرعت بادهای کوتاه مدت ( Gout wind) با احتمال 2% و در ارتفاع 10 متر و با دوره زمانی 5 ثانیه درطراحی پستها از نقطه نظر نیروهای مکانیکی وارده به تجهیزات و سازه ها و ... در نظر گرفته می شود طبق بررسی های انجام شده این سرعت در اکثر نقاط کشور معادل 40 متر در ثانیه بصورت استاندارد بایستی در نظر گرفته شده و در مناطق ساحلی خلیج فارس 45 متر در ثانیه است به شرح زیر دسته بندی شده است :

- گروه A   سرعتهای زیر 30 متر در ثانیه

- گروه B   سرعتهای بین 30 تا 40 متر در ثانیه

- گروه C   سرعتهای بیشتر از 40 متر در ثانیه

5- رطوبت نسبی :

گروه A   رطوبتهای زیر 50%

گروه B   رطوبتهای بین 50 تا 75 %

گروه C   رطوبتهای بیش از 75 %

6- زلزله

این موضوع تحت بررسی بوده است.

7- ضخامت یخ

مقدار یخ بر روی سیمها و تجهیزات در محاسبات و طراحی استقامت مکانیکی پایه ها و محاسبات کششی در سیمها نقش اساسی دارد . بر اساس مطالعات صورت گرفته برای خطوط انتقال ضخامت یخ 2 سانتیمتر در اکثر نقاط ایران متداول است ولی در نواحی حاشیه خلیج فارس در نظر گرفتن ضخامت یخ ضرورتی ندارد . در نواحی دریای خزر و کوهستانی سرد نیز با ارتفاع بیش از 2500 متر این ضخامت معادل 4 سانتی متر در حالت بدون باد مد نظر است.

8- تعداد روزهای رعد و برق دار :

این پارامتر نیز در محاسبات هماهنگی عایقی و سیم محافظت از صاعقه نقش دارد که متاسفانه آمار دقیقی در مورد نقاط مختلف وجود ندارد و تنها مرجع مناسب منحنی های ایزو کروفیک تقریبی است . که توسط دانشگاه امیر کبیر و سازمان هواشناسی تهیه گردیده است . لازم به ذکر است که در نظر گرفتن این پارامتر در مورد ولتاژهای بالا بسیار حساس است و برای پستهای  63/20 چندان مهم نیست .

9- میزان آلودگی

مقدار آلودگی هوا در تعیین سطح ایزولاسیون خارجی و طرح مقره ها نقش عهده دارد و بر اساس استاندارد IEC(71-2)  مناطق بر حسب میزان آلودگی به چهار گروه مختلف به شرح زیر دسته بندی می شوند.

- مناطق بدون آلودگی

- مناطق با آلودگی سبک

- مناطق با آلودگی سنگین

- مناطق با آلودگی خیلی سنگین

پارامترهای دیگر :

عمدتاً با اندازه گیری مستقیم از محل پست تعیین می گردد از قبیل مقاومت مکانیکی خاک و ...

طراحی پستها از نقطه نظر وظیفه

1- پستهای نیروگاهی ( بالا برنده ولتاژ ) : Set   up   Substation

به سمت محدودیتهایی که در ساخت ژنراتورها از نظر سطح ولتاژ وجود دارد برای انتقال انرژی بصورت زیاد به فواصل طولانی مجبوریم در چند مرحله ولتاژ را افزایش دهیم و این افزایش ولتاژ در پستهای نیروگاهی صورت می گیرد.

2- پستهای توزیع : Distribution   Substation

هر چه به مراکز مصرف نزدیکتر شویم بایستی سطح ولتاژ را کاهش دهیم . کاهش ولتاژ در قدرتهای پایین از ولتاژ بالا به پایین اقتصادی نیست و بایستی این کاهش ولتاژ در چندین مرحله انجام پذیرد.

3- پستهای کلیدزنی:

پستهایی که در آنها تبدیل ولتاژ انجام نگرفته بلکه فقط کارشان ارتباط خطوط مختلف شبکه به یکدیگر است . و ممکن است پست کلید زنی همراه پستهای توزیع نیز باشد.

((پستها از نظر استقرار فیزیکی ))

1- پستهای باز ( بیرونی ) Outdoor: تمامی تجهیزات در هوای آزاد نصب شده و تحت تاثیر شرایط جوی اند.

2- پستهای بسته درونی  Indoor : پستهایی که تمام تجهیزات بجز ترانس در یک محیط بسته قرار گرفته و تحت تاثیر شرایط جوی نیستند.

پستهای باز خود بر چند نوع می باشند:

1- معمولی Conventional : تمامی تجهیزات در هوای آزاد است و عایق بین فازها و فاز با زمین هوا بوده و تحت تاثیر شرایط جوی هستند و این پستها در جاهایی که زمین ارزش ندارد و آلودگی کم است .در ولتاژهای بالا اقتصادی است .

اکثر پستهای 63/20kv از این نوع طراحی بهره گرفته اند.

مزایا :

1- در مقایسه با پستهای GIS از سهولت و سادگی بیشتری در نصب و راه اندازی بهره برداری , نگهداری و تعمیرات برخوردارند.

2- هزینه سرمایه گذاری برای این نوع پستها در صورت عدم وجود آلودگی در محیط نسبت به پستهای GIS کمتر است ( حدوداً 40% بدون توجه به قیمت زمین )

3- برای ساخت قسمتی از تجهیزات این نوع پستها در ایران پیش بینی هایی صورت گرفته که در صورت تحقق آن در طرف هزینه های ارزی این نوع پستها صرفه جویی خواهد شد.

ب - معایب

1- این نوع پستها به فضای بیشتری برای سو یچگیر نیاز دارند . در نتیجه برای پستهای با محدودیت وسعت زمین مناسب نمی باشد.

2- در صورت وجود آلودگی در محیط ( رطوبت , املاح طبیعی و مصنوعی , گرد و غبار , برف,  باران و ...) در طراحی این نوع پستها می بایست ملاحظات مربوط به فاصله خزشی در نظر گرفته شودو باعث افزایش قیمت تجهیزات پست می گردد. علاوه بر این بهره برداری در محیط های آلوده با مشکلاتی از نظر جریانهای خزشی , جرقه و اتصال کوتاه روی مفره ها روبرو می باشند و به تعمیرات و نگهداری دوره ای بیشتری نسبت به پستهای GIS احتیاج دارند.

3- پستهای گازی ( GIS)  ( Gas  Insulated  Substation)

در این نوع پستها تمامی تجهیزات در داخل یک محفظه فلزی که پر از گاز SF6 است و این محفظه فلزی هم پتانسیل با زمین است.

گاز SF6 گازی است که خاصیت عایقی بیشتر از هوا دارد و در فشارهای بالاتر از این اختلاف بیشتر می شود . استفاده از این پستها ابعاد این پست را 10 برابر کاهش می دهد و در مناطقی که زمین ارزشمند است و آلودگی بیشتر است ، از این پستها استفاده می شود.

4- پستهای هوایی ( Pole  Mounted  Substaion)

در ولتاژهای 20Kv به پایین و در قدرتهای 660KvA استفاده می شودکه معمولاً در حومه شهرها , کارخانجات , روستاها و.... روی تیر برق نصب می گردد . و تجهیزات عمده آنها فیوز کات اوت و ترانس است .

دیاگرام تک خطی

دیاگرام تک خطی عبارت است از نقشه ای که بصورت تک خطی ( تک فاز ) وبا استفاده از علائم استاندارد تجهیزات فشار قوی هر فیدر پست و ارتباطات و اتصالات آنها را به یکدیگر , باس بارها، دیگر فیدرها و تجهیزات کمکی نشان می دهد. به عبارت دیگر این دیاگرام منعکس کننده نحوه شین بندی، نوع و ارتباط تجهیزات مختلف هر فیدر نسبت به یکدیگر و دیگر فیدرها و تجهیزات کمکی نظیر کلیدهای کوپلاژ، سکسیونرهای باس بار , باسبارهای کمکی و غیره که ممکن است در طرح پیش بینی شده باشند، می باشند . این دیاگرام بدون اندازه گذاری و مقیاس می باشدو در تهیه آن سعی می شود که با نقشه لی اوت به جهات جغرافیایی و طرز استقرار فیزیکی تجهیزات هماهنگی می باشد چه در این صورت نقشه  گویا تر و موجب سهولت در کارهای عملیاتی وبهره برداری خواهد گردید . بطور کلی یک نقشه تک خطی منعکس کننده اطلاعات زیر است :

1- نوع شینه بندی

2- مقدار و نوع فیدرها در سطوح مختلف ولتاژ

3- تجهیزات هر فیدر , طرز اتصال آنها به یکدیگر , باس بارها و تجهیزات کمکی

4- ترانسفور ماتورهای قدرت , وسایل جبران کننده و ترانسفورماتورهای زمین

5- نحوه زمین شدن نوترال ( مستقیم , با استفاده ار رزیستور و غیره )

6- وضعیت و موقعیت توسعه های آتی

7- اطلاعات و مشخصات فنی اصلی هر یک از تجهیزات

در دیاگرام خطی جهت نشان دادن تجهیزات از علائم استاندارد توصیه شده در استاندارهای بین المللی (IEC117) و یا بعضاً از علائم خاصی که تعریف شده و در کنار نقشه نهائی داده می شوند استفاده می گردد.   

1-4-1شرح دیاگرام تک خطی پست این پست دارای دو سویچگیر 63kv به نامهای زیاران و قزوین بوده و نیز هر دو مشابه هم می باشد سویچگیر زیاران دارای تجهیزات زیر می باشد.

1- V608LA : برقگیر اول خط

2- V608PT : ترانس ولتاژ

3- V6089 : سکسیونر ارت خط زیاران

4- V6083 : سکسیو نر بی خط زیاران

5- V608CT : ترانس جریان بی خط زیاران

6- V6082 : بریکر بی خط زیاران

7- V6081 : سکسیونر قبل از باسبار زیاران

8- 62BUS : باسبار مربوط به زیاران

9- 6421 : سکسیو نر بی ترانس دو

10- 6422 : بریکر ترانس دو

11T2CT2: ترانس جریان مربوط به T2

12-LA2 T2 : برقگیر مربوط به ترانس دو

13- T2 : ترانس دو 30MvA اولیه زمین شده

تجهیزات سویچگیر 20Kv طرف T2

1- T2LA1 : برقگیر طرف20Kv ترانس دو

2- GT2 : ترانس نوترال طرف 20Kv با سیم پیچی زیگزاگ زمین شده

3- GT2CT1 , GT2CT2 و  : GT2CT3 ترانسهای اندازه گیری جریان مربوط به ترانس نوترال

4- SS2 : ترانس تغذیه مصرف داخلی پست 20Kv/400v

5- T2Ca : کابل زمینی 20Kv

6-T2CT1 : ترانس جریان  20Kv مربوط به فیدر ورودی 20Kv ترانس دو

 7- T2 PT: ترانس ولتاژ مربوط به فیدر ورودی 20Kv ترانس دو

8- 4429 : سکسیو نر ارت فیدر ورودی 20Kv ترانس دو

9- 442CT : ترانس جریان فیدر 20Kv  T2 ترانس دو

10- 4422 : بریکر و فیدر کشویی

تجهیزات فیدر های خروجی 20Kv چون همگی مشابه هم می باشند به توضیح تجهیزات مربوط به یکی از فیدرهای خروجی اکتفا می کنیم . مشتمل است بر :

1- V4212 : دیژنکتور 20Kv

2- V421PT : ترانس ولتاژ

3- V421CT : ترانس جریان

4- V419 : سکسیونر زمین به طرف خروجی

5- V421 : خروجی خط

42BUS و 41BUS شینه های مربوط به 20Kv می باشند از دو ورودی T1 و T2 تغذیه می شوند و توسط سکسیونر ( کوپلاژ ) جدا کننده V4811 و دیژنکتور V4812 در ارتباطند .شینه 63Kv نیز از نوع ساده بوده با سکسیونر جداکننده (V6810 )

با توجه به دیاگرام تک خطی، این پست فاقد جبران ساز اکتیو و راکتیو می باشد .

علائم اختصاری به کار رفته در این نقشه عبارتند از :

V.T:VOLTAG     TRANSFORMER                T:Transformer

P.T:POTANTIAL   TRANSFORMER                Ca:CABLE

C.T:CAPACITOR  TRANSFORMER       LA:LIGHTNING                                                                                                              ARRESTER

 ( ترانس مصرف داخلی )     S.S:STATION  SERVICE  TRANSFORMER

(( کد گذاری تجهیزات ))

(( کد گذاری خط ))

طبق تعرفه وزارت نیرو جهت شناسائی و نام گذاری هر خط ، علامت شناسایی هر دو ایستگاه را نوشته و دنبال آن سه رقم اضافه می شود . رقم اول از سمت چپ بعد از حروف , نشانه ولتاژ خط و دو رقم بعدی شماره خط را مشخص می نماید .

ارقام زیر کد نوع ولتاژ ایستگاهها و تجهیزات و خطوط را نشان می دهد . که در کد گذاری تجهیزات اولین رقم بعد از حروف است .