گزارش کارآموزی برق پست 400

گزارش کارآموزی برق پست 400

در یک مجموعه یا سیستم صنعتی یا اقتصادی و یا هر سیستم دیگر که در دستیابی به اهداف معینی فعالیت دارند جهت نیل به اهداف سازمان به عوامل گوناگون نیاز دارد که عبارتند از : مدیریت،برنامه ریزی، تجهیزات مناسب کار، نیروی انسانی ماهر و کارآمد

1- مدیریت: وظیفه مدیریت رهبری و سازماندهی- هدایت وکنترل و تدوین برنامه های کوتاه مدت و دراز مدت جهت رسیدن به اهداف سازمان میباشد.

2- برنامه ریزی: در یک سازمان جهت جلوگیری و کاهش ضایعات و افزایش راندمان نیاز به برنامه ریزی مناسب می باشد. لذا با برنامه ریزی می توان اهداف و خطوط اصلی سازمان را ترسیم نمود. برنامه ریزی بطور کلی تعیین اهداف کوتاه مدت و بلند مدت،تعیین برنامه های استراتژیک تعیین برنامه های عملیاتی و بودجه بندی می باشد.

3- تجهیزات مناسب کار: تجهیزات چه از نظر کیفی و کمی باید مناسب با نوع فعالیتهایی باشد که جهت رسیدن به اهداف سازمان در نظر گرفته شده است.

4- نیروی انسانی: بی شک هر چه افراد به نسبت کاری که انجام می دهند آگاهی و بینش بیشتری داشته باشند،نسبت به ارتقاء راندمان و کاهش ضایعات و همچنین در حفظ ونگهداری تجهیزات کوشاتر می باشد.

فصل اوّل

تاریخچه صنعت برق در جهان

تولید الکتریسیته ساکن و اندازه گیری آن و انجام تحقیقات اولیه توسط فیزیکدانی بنام کولن و سپس تولید الکتریسیته جاری با استفاده از نوعی باتری توسط الکساندر ولتا به مرحله اجرا درآمد. باپیشرفت علم در سال 1882 برای اولین بار در اشتوتگارت آلمان نیروگاهی ساخته شد که قادر بود فقط چند خانه راتغذیه کند و بتدریج نیروگاهی پیشرفته تر ساخته شد. با تکامل صنعت وظهور ماشین بخصوص ماشینهای بخار و توربینهای مختلف تولید این انرژی در سراسر دنیا افزایش داده شد. اولین بار در سال 1891 خط انتقال 15 کیلوولت سه فاز بطول 175 کیلومتر کشیده شد و پنجاه سال بعد خط 400 کیلوولت مورد بهره برداری قرار گرفت.

نظر به کلیه صنایع به صنعت برق،این صنعت در اکثرممالک در اولویت نخست قرار گرفت،در واقع توسعه اقتصادی وصنعتی به توسعه این صنعت وابسته است. بخش اصلی توسعه این صنعت در شاخه های نیروگاههای بخار بعلت راندمان بیشتر صورت گرفته و این رویه همچنان ادامه دارد.

تاریخچه صنعت برق در ایران

تولید برق در سال 1283 هجری شمسی با بهره برداری از یک مولد 400 کیلوولت در خیابان چراغ برق تهران آغاز گردید ودر سال 1316 موسسه برق تهران تحت نام دایره روشنایی تهران که زیر نظر بلدیه(شهرداری) اداره می شد به اداره کل برق تهران تغییر نام یافت و در همین سال مولد 6000 کیلوولتی زیر نظر شهرداری شروع بکار نموده و بالاخره در سال 1338 نیروگاه طرشت با 4 واحد توربین بخار هر یک به قدرت 5/13 مگا وات مشغول بکار گردید، بطوریکه تا پایان سال 1338 قدرت ژنراتورهای نصب در تهران به 3/78 مگاوات رسید و از سال 1338 به بعد شرکتهای مختلفی عهده دار سرویس دهی برق به مشترکین بودند. در سال 1341 به منظور تشکیل برق منطقه ای جهت تولید و توزیع برق سازمانی بنام سازمان برق ایران ایجاد گردید و پس از تشکیل وزارت آب در سال 1353 به وزارت نیرو تغییر نام یافت. لذا با توجه به رشد صعودی مصرف برق با عنایت به اینکه باید دارای 30% برق ذخیره باشیم،زیرا اگر نیروگاهی به هر دلیل از مدار خارج شود،برای جلوگیری از خاموشی نیروگاه دیگری را جایگزین آن نمائیم. پس تاسیس نیروگاه جدید و حفظ و نگهداری و بهره برداری صحیح از نیروگاههای موجود اجتناب ناپذیر است.   

معرفی ایستگاه KV400 چغادک:

محل تهیه گزارش ایستگاه 400 کیلو ولت چغادک می باشد.این ایستگاه در مساحت 247500 متر مربع در 20 کیلومتری بوشهر و995 کیلومتری جنوب تهران قرار گرفته است.

هوای گرم ومرطوب استان بوشهر که دمای هوا در بعضی از روزهای گرم تابستان به 45 درجه سانتیگراد می رسد،مصرف انرژی برق خانگی بیشترین رقم را دارد.این نوع مصرف به لحاظ وجود کولر گازی در فصل تابستان بار راکتیو بالایی راطلب می کند و در فصل زمستان یا در ساعتهای صبح در همان روزهای تابستان این بار راکتیو به نزدیک صفر کاهش می یابد.

ایستگاه 400 کیلو ولت چغادک از سمت 400 به شبکه سراسری برق کشور و نیروگاه اتمی بوشهر و از سمت 230 کیلو ولت به نیروگاه گازی کازرون و شبکه 230 کیلو ولت استان و از سمت 132 کیلو ولت به نیروگاه گازی کنگان و شبکه 132 کیلو ولت استان مرتبط است. همچنین مصرف 20 کیلوولت بخش مرکزی شهرستان بوشهر را تامین می کند.این ایستگاه یک ایستگاه تک خطی نیست و ارتباط حلقه سراسری 400 کیلوولت بین هرمزگان و خوزستان و فارس را هم برقرار می سازد.

پس این ایستگاه می بایست به شکلی طراحی شود که هیچگاه و در هر شرایطی خاموشی در منطقه خود و حلقه سراسری ایجاد نکند و توانایی پاسخ به نیاز مصرف استان در تلرانس های متفاوت بار را داشته باشد.ایستگاه 400 کیلو ولت چغادک تمام تواناییهای لازم را دارد.

در فهرست جداول صفحه اول استعداد ایستگاه با عنوان شناسنامه ایستگاه و در صفحه دوم دیاگرام تک خطی ایستگاه آمده است.ملاحظه می کنید که این ایستگاه دارای چند ترانس قدرت با ولتاژها و ظرفیت های متفاوت و بیش از 20 خط با ولتاژها و ظرفیت های متفاوت و سیستم حفاظت و کنترل پیشرفته در نوع خود یکی از ایستگاههای مهم کشور بشمار می آید.

شناسنامه ایستگاه 400کیلو ولت چغادک

1- محل جغرافیایی                                  شهر چغادک 25 کیلومتری بندر بوشهر

2- ولتاژ پست                                       20/132/230/400 کیلو ولت

3- سال بهره برداری                               24/08/1378

4- کار فرما                                           برق منطقه ای فارس

5- اندازه ایستگاه                                   50х550 متر به مساحت 247500 متر

6- تعداد ترانسها :

ترانسهای400 کیلو ولت: تعداد دودستگاه که هردستگاه شامل سه فازجدا ازهم می باشد.

و یک فاز هم رزرو می باشد. در مجموع تعداد هفت دستگاه ترانس تک فاز400 به 230 کیلو ولت هر یک به قدرت MVA500.

ترانسهای 230 کیلو ولت: تعداد دو دستگاه ترانس 230 به 132 کیلو ولت هر یک به قدرت MVA125.

ترانسهای 132 کیلو ولت: تعداد دو دستگاه ترانس 132 به20 کیلو ولت هر یک به قدرت MVA30.

7- تعداد خطها:

خطهای 400  کیلو ولت                        تعداد                      پنج خط

خطهای 230  کیلو ولت                        تعداد                    چهارخط

خطهای 132 کیلو ولت                         تعداد                    چهارخط  

خطهای 20   کیلو ولت                         تعداد                       نه  خط  

فصل دوّم

نقشه ها و استانداردها:

استاندارد::استاندارد به مفهوم قوانین پذیرفته شده است و به طور کلی هر امری که طبق اصول پذیرفته شده تنظیم ومرتب گردد می گویند مطابق استاندارد است. نقش استاندارد در صنعت به طور اعم و در صنعت به طور اخص حایز اهمیت است بدین لحاظ آشنایی با استانداردهای ضروری می باشد. استانداردهای مهم دنیا عبارتند از آلمان غربی VDS-انگلستانBS-آمریکا ANSI-بین المللیIEC-استانداردایران I.SIKIمی باشد.

استانداردهای وزارت نیرو:: به منظور به کار گیری نقشه ها در وزارت نیرو مرکز دیسپاچنگ توانیر در نقشه هایی که از شبکه برق ارایه می شود مقررات تصویب شده ای را بکار مبرد که در واقع مقررات استاندارد شده وزارت نیرو می باشد.مقررات فوق شامل علایمی است که برای مشخص کردن واحد های تولیدی-ترانسفورماتورها- کلیدها وسایر تجهیزات ایستگاهها استفاده می شودو همچنین طبق قراردادهای فوق علایم مشخصه خاصی جهت شناسایی ولتاژ خطوط شماره گذاری خطوط و سطح مقطع آن ها به کار می رود.

علایم وکدگذاری در دیاگرام های شبکه برق

علایم شناسایی ایستگاهها : هر ایستگاه توسط یک علامت مخصوص به خود مشخص می شود واین علامت معمولاُ اولین حرف نام ایستگاه می باشد و هر گاه اسامی دو ایستگاه مجاور با حرف مشابهی شروع می شود علامت مشخصه یکی از استگاهها آخرین حرف نام آن ایستگاه خواهد بودوچنانچه حرف اول وآخر یکی از حروف نام ایستگاه را که با ایستگاه مجاور تشابهی نداشته باشد انتخاب و به عنوان علامت شناسایی ایستگاه مورد نظر به کار برد.

شناسایی خطوط:: برای شناسایی خطوط علامت شناسایی ایستگاههای مربوط به آن را ذکر کرده و به دنبال آن سه رقم نوشته می شود که رقم اول نشان دهنده ولتاژخط جدول ولتاژها که در زیر ترسیم گردیده و دو رقم بعدی شماره خط را مشخص می سازد خطوط انشعابی نیز توسط علامت شناسایی ایستگاهی که از آن منشعب می شود مشخص خواهد شد.

نوع ولتاژ بر حسب کیلو ولت	شماره
6/0پایین و نقاط صفر واتصال زمین	0
0/6تا3/3	1
3/3تا6/3	2
3/6تا15	3
15تا20	4
20تا33	5
33تا66	6
66تا132	7
132تا230	8
400 به بالاتر	9

شناسایی اتصال خطوط:

در شماره گذاری و نقشه های عملیاتی اتصالات با علامت (J) مشخص می شود. اگر تعداد اتصالات در خطی بیش از یکی باشد با 1j،2j،3j و...مشخص خواهد شد. اگر در محل اتصال، کلیدی باشد،پس از علامت شناسایی نقطه اتصال شماره خط قرار می گیرد.

شناسایی کابلها:در شماره گذاری حروف (ca) را که علامت شناسایی کابل می باشد، پس از شماره ودستگاهی که کابل از آن منشعب شده قرار می دهند.شماره کابلهای زیر زمینی و مشخص رادر سر کابل یا سر تیر مشخص می کنند.

علائم شناسایی دستگاهها: حروف زیر به عنوان کد قطعات و دستگاههای مختلف انتخاب و در شماره گذاری،مورد استفاده قرار می گیرد.

کد	نام دستگاه	کد	نام دستگاه	کد	نام دستگاه	کد	نام دستگاه
D.S	ایستگاه توزیع	V.T	ترانس ولتاژ	S	شنت	C	کندانسور
S.C	خازن سکون	F.V.T	ترانس ولتاژ زمین	T	ترانسفورماتور	X	فیوز
L	خط	C.T	ترانس جریان	F	فیدر	G	ژنراتور
N	سیم نول	L.A	برقگیر	ca	کابل	J	جمپر
C.V.T	ترانس ولتاژ خازنی	R	مقاومت راکتور	S.S	ترانس مصرف داخلی	P.T	ترانس ولتاژ

شناسایی شین ها: توسط یک عدد دو رقمی مشخص می شود،که اولین رقم نشان دهنده ولتاژ شین و دومین رقم نشان دهنده تعداد شین هاست و هر گاه در ایستگاهی بیش از یک قطعه شین وجود داشته باشد،برای تشخیص هر قطعه از یکدیگر به آنها شماره های متوالی می دهیم و در بعضی از دیاگرامها شین های اصلی را با شماره فرد و شین فرعی را با شماره زوج شماره گذاری می کنند.

شناسایی کلیدها:کلیه کلید ها شامل انواع بریکرها،سکسیونرها،فیوزها،و سایر قطع و وصل کننده ها توسط یک عدد چهار رقمی شماره گذاری می شوند.اولین رقم از سمت چپ نشان دهنده ولتاژ و ارقام دوم و سوم مشخص کننده نوع و شماره دستگاهی که کلید به آن اتصال دارد و رقم چهارم نشان دهنده نوع وصل کلید ها می باشد.

شناسایی ترانسفورماتوهای قدرت:

با حرف T و بهد دنبال آن با توجه به تعداد ترانسها یکی از ارقام 1 تا 19 بطور متوالی قرار می گیرد. ترانسفورماتورهای ولتاژ با حروف  P.T-V.T  و C.V.T مشخص و به دنبال آن شماره شین وخط یا دستگاهی که ترانس ولتاز روی آن نصب شده قرار می گیرد.ترانس جریان با حروف C.T و نحوه شماره گذاری هم مانند ترانس ولتاژ می باشد.راکتورها با حروف R و خازن با  C نشان میدهند.

مشخصات جریان الکتریکی:

آیا شدت جریان در نقاط مختلف هادی متفاوت است؟

شدت جریان در هر سطح مقطع از هادی مقدار ثابتی است و بستگی به مساحت مقطع ندارد. مانند این که مقدار آبی که در هر سطح مقطع از لوله عبور می‌کند، همواره در واحد زمان همه جا مساوی است، حتی اگر سطح مقطعها مختلف باشد. ثابت بودن جریان الکتریسیته از این امر ناشی می‌شود که بار الکتریکی در هادی حفظ می‌شود. در هیچ نقطه‌ای بار الکتریکی نمی‌تواند روی هم متراکم شود و یا از هادی بیرون ریخته شود. به عبارت دیگر در هادی چشمه یا چاهی برای بار الکتریکی وجود ندارد.

الکتریکی: چگالی جریان

جریان I یک مشخصه برای اجسام رسانا است و مانند جرم ، حجم و ... یک کمیت کلی محسوب می‌شود. در حالی که کمیت ویژه‌ دانستیه یا چگالی جریان j است که یک کمیت برداری است و همواره منسوب به یک نقطه از هادی می‌باشد. در صورتی که جریان الکتریسیته در سطح مقطع یک هادی بطور یکنواخت جاری باشد، چگالی جریان برای تمام نقاط این مقطع برابر j = I/A است. در این رابطه A مساحت سطح مقطع است. بردار j در هر نقطه به طرفی که بار الکتریکی مثبت در آن نقطه حرکت می‌کند، متوجه است و بدین ترتیب یک الکترون در آن نقطه در جهت j حرکت خواهد کرد.

اشکال مختلف جریان الکتریکی

در هادیهای فلزی ، مانند سیمها ، جریان ناشی از عبور الکترونها است، اما این امر در مورد اکثر هادیهای غیر فلزی صادق نیست. جریان الکتریکی در الکترولیتها ، عبور اتمهای باردار شده به صورت الکتریکی (یونها) است، که در هر دو نوع مثبت و منفی وجود دارند. برای مثال، یک پیل الکتروشیمیایی ممکن است با آب نمک (یک محلول از کلرید سدیم) در یک طرف غشا و آب خالص در طرف دیگر ساخته شود. غشا به یونهای مثبت سدیم اجازه عبور می‌دهد، اما به یونهای منفی کلر این اجازه را نمی‌دهد. بنابراین یک جریان خالص ایجاد می‌شود.

جریان الکتریکی در پلاسما عبور الکترونها ، مانند یونهای مثبت و منفی است. در آب یخ زده و در برخی از الکترولیتهای جامد ، عبور پروتونها ، جریان الکتریکی را ایجاد می‌کند. نمونه‌هایی هم وجود دارد که علیرغم اینکه در آنها ، الکترونها بارهایی هستند که از نظر فیزیکی حرکت می‌کنند، اما تصور جریان مانند 'حفره‌های (نقاطی که برای خنثی شدن از نظر الکتریکی نیاز به یک الکترون دارند) مثبت متحرک ، قابل فهم تر است. این شرایطی است که در یک نیم هادی نوع p وجود دارد.

اندازه گیری جریان الکتریکی

جریان الکتریکی را می‌توان مستقیما توسط یک گالوانومتر اندازه گیری کرد. اما این روش نیاز به قطع مدار دارد که گاهی مشکل است. جریان را می‌توان بدون قطع مدار و توسط اندازه گیری میدان مغناطیسی که جریان تولید می‌کند، محاسبه کرد. ابزارهای مورد نیاز برای این کار شامل سنسورهای اثر هال ، کلمپ گیره‌های جریان و سیم پیچهای روگووسکی است.

مقاومت الکتریکی

اگر اختلاف پتانسیل معینی را یک بار به دو انتهای سیم مسی و بار دیگر به دو انتهای میله چوبی وصل کنیم، شدت جریانهای حاصل در هر لحظه با هم اختلاف زیادی خواهند داشت. خاصیتی از هادی را که اختلاف مزبور را باعث می‌شود، مقاومت الکتریکی گویند، که آن را با R نشان می‌دهند و مقدار آن برابر R = V/I است که در آن V اختلاف پتانسیل بین دو سر سیم و I جریان الکتریکی است. واحد مقاومت الکتریکی اهم یا ولت بر آمپر می‌باشد.

توان:

ضریب توان:مقدار عدد COSφ  را ضریب توان می نامند و در مدارها با توجه به عناصر و نوع اتصال آنها تعیین می گردد.

توان لحظه ای: حاصلضرب جریان لحظه ای در ولتاژ لحظه ای را توان لحظه ای می گویند وبرای مدار های ac  داریم :                                         

P = V(t).I(t)

توان موثر: توان اکتیو(مصرفی) مدار می باشد که با استفاده از رابطه های زیر قابل محاسبه می باشد:

Ve = Vm /√2  و  Pe = Ve Ie COSφ  یا  Pe = 1/2 Vm Im

توان موثر بر حسب وات اندازه گیری می شود و مقدار آن همیشه مثبت است.

توان غیر موثر: این توان قادر به انجام کار نمی باشد و در شبکه به صورت رفت و برگشت وجود دارد که این توان را راکتیو یا غیر مصرفی می نامند و از روابط زیر قابل محاسبه می باشد:

Pd = Ve Ie Sinφ  یا Pd = 1/2 Vm Im Sinφ

واحد توان غیر موثر، ولت آمپر راکتیو (VAR) یا وار می باشد و می تواند مثبت یا منفی باشد . در صورتی که بار پس فاز(سلفی) باشد مقدار φ مثبت و در نتیجه مقدار توان راکتیو مثبت و در صورتی که بار پیش فاز(خازنی) باشد φ منفی و در نتیجه مقدار توان راکتیو منفی است.

توان ظاهری: حاصلضرب ولتاژ و جریان موثر را توان ظاهری می گویند. این توان همواره مثبت و بر حسب ولت آمپر(VA) بیان می گردد و رابطه آن بصورت زیر می باشد:

Ps = 1/2 Vm Im  یا Ps = Ve Ie 

نمودار مصرف بار ترانس ایستگاه 400  چغادک در یک روز فصل گرم:

نمودار مصرف بار ترانس ایستگاه 400  چغادک در یک روز فصل سرد :

انواع نقشه ها:جهت طرح و مونتاز و بهره برداری از پستها نقشه های متعدد مورد استفاده قرار می گیرند که مهمترین آنها عبارتند از:

نقشه های ساختمانی: این نقشه ها بیانگر قسمتهای مختلف تأسیسات ایستگاه از جمله ساختمانهای اداری- اطاق کنترل- سوئیچگیر- و فونداسیون نصب تجهیزات می باشد.

نقشه های تاسیساتی: که بیانگر قسمتهای مختلف تأسیسات ایستگاه از جمله آب و برق و گرمایش وسرمایش و غیره می باشد.

نقشه های لی اوت(Layout): این نقشه ها طریقه قرار گرفتن قسمتهای مختلف در یک لیست را نشان می دهد.

نقشه های ارت:جهت حفاظت دستگاهها وتجهیزات در یک دستگاه باید شبکه ارت منظمی در کل ایستگاه وجود داشته باشد که این نظم ارتینگ توسط شبکه ارت مشخص می شود.

نقشه های الکتریکی:این نقشه ها بیانگر ارتباط بین تمام تجهیزات و عملکرد آنها از نظر الکتریکی می باشد که این نقشه ها را بصورت دیاگرام نشان می دهند.

خطوط انتقال:

معمولا برای کم کردن مقدار قدرت وجود اختلاف پیک بار در نقاط مختلف و برق رسانی مطمئن تر سراسری کردن شبکه اجزاء می گردد که از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه می باشد، چون امکان تأسیس نیروگاه در همه نقاط مختلف جهت تأمین انرژی مورد نیاز آن منطقه امکان پذیر نیست بدین لحاظ جهت انتقال انرزی از محل تولید به نقاط دیگر احداث خطوط انتقال اجتناب ناپذیر می باشد.

استاندارد ولتاز خطوط انتقال در شبکه سراسری برق ایران عبارتند از: خطوط 132 و230 و400 کیلوولت.از طرفی چون افزایش ولتاژ انتقال تا حدی امکان پذیر می باشد و بالا بردن بیش از حد ولتاژ عملا مقرون به صرفه نمی باشد،بنابراین جهت انتخاب ولتاژ مناسب جهت انتقال میزان معینی از انرژی الکتریکی به فاصله معینی می بایست محاسبات اقتصادی کامل انجام شده و مناسب ترین و اقتصادی ترین ولتاژ انتخاب شود لذا چون هدف اصلی تأمین اقتصادی انرژی الکتریکی به مشترکین می باشد در نتیجه باید به چند عامل مهم توجه داشته باشیم .یک عامل تأمین اقتصادی انرژی بطوریکه از امکانات موجود حداکثر بهره برداری صورت پذیرد عامل مهمتر پایداری شبکه انتقال می باشد جهت تأمین انرژی مطمئن.

مواردی که جهت ولتاژ انتقال در نظر گرفته می شود به شرح زیر می باشد:

1- ولتاژ خطوط مشابهی که قبلا در شبکه و در حوالی خط مورد نظر وجود داشته است.

2- طول خط 

3- قدرت مورد نظر که می بایست انتقال داده شود.

4- افت ولتاژ و افت قدرت

5- افت کرنا که از افزایش ولتاژ ناشی می گردد.

6- تنظیم ولتاژ در حالت بی باری و در بار کامل که معمولاًً در طراحی شبکه های این دو رقم بین 10% و 5% باشد.

7- بررسی اقتصادی و مقایسه قیمت خطوط با ولتاژ های مختلف

روابط تجربی برای تعیین ولتاژ انتقال اقتصادی: 

روابط زیر به منظور تعیین حدود ولتاژ و کمک به طراحی برای انتخاب بهترین ولتاژ از نظر اقتصادی می باشد.

1- رابطه استیل: ١٠٠/P +١٠۶   V=S.S√e /

2- رابطه کلرن: P √√١۵٠ V=

تذکر: رابطه های بالا برای مسافتهای کوتاه مفید است.

روش افزایش توان انتقالی در خطوط انتقال بصورتهای زیر امکان پذیر است:

الف- افزایش تا حد استاندارد

ب- کم کردن مقاومت سلفی خط جهت کم کردن رکتانس خطوط از چند روش استفاده می شود:

1- باندل کردن خط،2-  افزایش سطح هادیها تا حد ممکن،3-  ایجاد خطوط دو مداره،4- کاهش فاصله ها بین فازها (تا حد استاندارد)

پایداری شبکه::به مقدار بستگی داردچون هر قدر توان انتقالی خط زیاد شود بار افزایش پیدا می کند که این موضوع باعث ناپایداری شبکه می گردد که باندول کردن یا دومداره کردن خطوط می توان از نا پایداری شبکه جلوگیری نمود و جهت حفاظت خطوط در مقابل ولتاژهای ضربه ای مثل صاعقه از سیم گارد استفاده می شود و جهت جلوگیری از اختلاف ولتاژ فاز از روش جابجایی فازها که به ترانسپوزه مشهور است چون هر فاز نسبت به هم ونسبت به زمین حالت خازنی پیدا می کند که این خاصیت در خطوط انتقالی طولانی باعث افزایش فاز وسط نسبت به فاز طرفین می شود . چون خطوط انتقال در معرض عوامل طبیعی از قبیل برق- باران- طوفان قرار دارد . از نظر فیزیکی باید توان مقاومت در برابراین عوامل داشته باشد . 

خطوط انتقال هوایی :

این خطوط که بیش از ۹۷ درصد خطوط انتقال کشور را شامل می شوند از جنس آلومینیوم یا آلیاژی از آلومینیوم می باشند . علت استفاده از این فلزسبک و ارزان بودنش نسبت به هادی هایی چون مس است ، البته به علت قابلیت هدایت الکتریکی کمتر آلومینیوم ضخامت آنها را با قرار دادن رشته های موازی همجنس و گاه فولادی در مرکز آن بالا می برند تا از هدایت الکتریکی بیشتری برخوردار گردد . خطوط انتقال هوایی به سهولت قابل نصب و انشعابگیری هستند و به همین جهت دارای هزینه راه اندازی اندکی می باشند . هم چنین دسترسی به این خطوط برای تعمیر و ایجاد تغییرات در آن بسیار ساده می باشد . این نوع خطوط  به علت استفاده از سازه های سیمانی و دیگر سازه های ناخوشایند از لحاظ زیبایی برای مناطق شهری مناسب نیستند . نیز خطراتی چون طوفان ها و رعدوبرق ها همواره برای این خطوط وجود دارند و کلا خطوط هوایی دارای خاموشی بسیار بیشتری به نسبت خطوط زمینی هستند . هم چنین این خطوط از ایمنی کمی به علت لخت بودن سیم ها در اکثر آنها برخوردارند و حفظ نکردن حریم این خطوط به علل مختلف یا برخورد پرندگان با آنها همواره مشکلاتی چون برق گرفتگی یا آتش سوزی را به دنبال داشته است . از نقطه نظر علمی این خطوط دارای راکتانس بالایی بوده و مناسب برای چگالی های بار کم می باشند .

خطوط انتقال زمینی :

اولین خطوط انتقال برق(که در نیروگاه پرل استریت نیویورک به کار گرفته شدند) خطوط زمینی بودند ، اما کم کم جای خود را به خطوط هوایی دادند .راه اندازی خطوط زمینی انتقال برق به علت هزینه های فراوان حفاری و ایجاد کانال های زمینی و زیر زمینی بسیار گران تر از راه اندازی خطوط هوایی است و گرفتن انشعاب از این خطوط مستلزم وجود ایستگاه های توزیع ، جعبه های انشعاب و تابلو های برق می باشد . نیزعیب یابی این خطوط به علت در دسترس نبودن احتیاج به وسائل مخصوص و گران قیمتی دارد که هزینه های آن را افزایش می دهد . در عوض در خطوط زمینی به ندرت اشکالی به وجود می آید و خاموشی آن به مراتب از خطوط هوایی کمتر است . این خطوط به زیبایی محیط آسیب نمی زنند و چون در دسترس نمی باشند دارای خطرات بسیار کمتری نسبت به خطوط هوایی خواهند بود و چون حریمی برای آنها تعریف نمی شود در اماکن کم عرض و مسکونی بسیار مفید می باشند . از نظر علمی این خطوط دارای راکتانس سری پایین و مناسب برای چگالی های بار زیاد هستند .

نتیجه آن که خطوط انتقال هوایی به سبب هزینه ها ، درنظر گرفتن راکتانس بالا ، مناسب بودن با چگالی بار کم و آسیب به زیبایی محیط اطراف بایستی در مناطق کم جمعیت ، دور افتاده و بین شهری و خطوط انتقال زمینی به سبب راکتانس پایین ، مناسب بودن برای چگالی های بالای بار ، زیبایی و دیگر مزیت های ذکر شده در مناطق پر ازدحام و شهری به کار گرفته شوند . به نظر می رسد در سال های آتی به علت ازدیاد و تراکم جمعیت ، رشد خطوط انتقال زمینی بسیار بالاتر از رشد خطوط هوایی باشد .با توجه به این مسئله جا دارد مسئولان از هم اکنون راهکارهایی برای دستیابی به فناوری های نوین این صنعت در جهت استفاده اقتصادی تر در خطوط داخلی و نیز صادرات این نوع محصولات اتخاذ کنند ...

 شبکه های فشار قوی عمومی
شبکه های فشار قوی عمومی عبارتند از کلیه خطوط هوایی یا زمینی و پستهای فشار قوی با ولتاژهای 11 کیلوولت یا بیشتر که برحسب مورد برای انتقال یا توزیع نیروی برق دایر و کلا‌" متعلق به شرکت می‌باشند.
خطوط و پستهای هوایی یا زمینی با ولتاژهای 11 ، 20 و 33 کیلوولت به طور اخص شبکه‌های فشار متوسط نامیده می‌شوند.
خطوط هوایی یا زمینی و پستهای با ولتاژهای 63 ، 66 و 132 کیلوولت به طور اخص شبکه‌های فوق توزیع نامیده می‌شوند.
خطوط هوایی یا زمینی و پستهای با ولتاژهای 230 و 400 کیلوولت به طور اخص شبکه‌های انتقال نامیده می‌شوند.

 فیدر :
فیدر عبارت است ازمجموعه ای از وسایل قطع و وصل با ولتاژ اسمی معین که برای دریافت برق از بالادست سیستم برق رسانی و تحویل آن به پایین دست سیستم تعبیه می‌گردد. فیدرها به لحاظ شمول مفاد این آیین‌نامه به شرح ذیل دسته بندی می‌شوند:
فیدر در مورد خط فشار متوسط خروجی از پست فوق توزیع عبارت است از تابلو و تجهیزات آن که در اطاق ولتاژ فشار متوسط پست فوق توزیع قرار گرفته و خط فشار متوسط ازآن تغذیه می‌گردد.
 فیدر در مورد خط فشار متوسط انشعابی از خط موجود عبارت است از جداساز (سکسیونر) هوایی و یا یک سری قطع کننده که خط انشعابی از آن طریق تغذیه می‌شود.
فیدر در مورد خط فشار متوسط خروجی از پست توزیع زمینی عبارت است از تابلوی جداساز (سکسیونر) قابل قطع زیر بار و یا تابلوی کلید (دژنکتور) که خط خروجی مذکور را تغذیه می‌نماید.
فیدر فشار قوی ترانسفورماتور در پست زمینی عبارت است از تابلوی کلید  (دژنکتور) و یا تابلو سکسیونر فیوزدار که ترانسفورماتور را به شبکه فشار قوی اتصال می‌دهد.
فیدر در مورد پست ترانسفورماتور توزیع هوایی عبارت است از مجموع قطع‌کننده‌ها و برقگیرها که در محل اتصال خط فشار متوسط به ترانسفورماتور نصب می‌شوند.
فیدر در مورد خطهای خروجی فشار ضعیف عبارت است از کلید یا کلید فیوز نصب شده در تابلوی فشارضعیف پست ترانسفورماتور که از طریق آن برق فشارضعیف برای مصرف‌کننده (یا مصرف کنندگان) ارسال می‌گردد.
چنانچه تابلوی فشار ضعیف دارای بیش از یک خط خروجی باشد، هر کلید فیوز منصوب در ابتدای هر خط خروجی یک فیدر محسوب خواهد شد. در این صورت بهای کلید کل اتوماتیک (کلید خروجی ترانسفورماتور) و قیمت تابلو را باید به نسبت بین کلید فیوزهای خروجی موجود تقسیم کرد.
 خطوط نیرورسانی
خطوط انتقال، فوق توزیع و توزیع که شبکه عمومی موجود را با ظرفیت کافی به نقطه تحویل متصل می‌کنند خطوط نیرورسانی نامیده می‌شوند.
 خط سرویس (در شبکه فشار ضعیف)
خط سرویس عبارت است از بخشی از خطوط نیرورسانی که مقطع آن متناسب با قدرت انشعاب یا انشعابات متقاضی در نظر گرفته شده است و شبکه فشار ضعیف عمومی یا پست عمومی توزیع را به نقطه تحویل متصل می‌کند. خطوط سرویس کلا" متعلق به شرکت و در اختیار آن می‌باشند.

فصل سوّم

1- تعریف پست:
پست محلی است که تجهیزات انتقال انرژی درآن نصب وتبدیل ولت 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 دو حالت فوق دیده می شود .در خطوط انتقال DC چون تلفات ناشی از افت ولتاژ ندارد تلفات توان انتقالی بسیار پایین بوده ودر پایداری شبکه قدرت نقش مهمّی دارند لزا اخیرا ُ این پستها مورد توجه قراردارند ازاین پستها بیشتردر ولتاژهای بالا (800 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 را توسط یک سیم به مصرف کننده انتقال داد.
2- انواع پست:
پستها را می توان ازنظر نوع وظیفه,هدف,محل نصب,نوع عایقی به انواع مختلفی تقسیم کرد.
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 در مناطق 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 33 کیلو ولت به بالا به صورت فضای باز ساخته وپستهای عایق گازی راچون فضای کمی دارندسرپوشیده خواهند ساخت.

تقسیم بندی پستها:

پستهای فشار قوی از دو نظر تقسیم بندی می‌شوند:

1-  از نظر عایقی

2- از نظر محل نصب

پستهای فشار قوی از نظر نوع عایق سه می‌باشند:

1-   پستهای فشار قوی معمولی(Conventional) که در آنها فاصله بین فازها و مدارهای مختلف توسط هوا عایق شده است. این پستها در همه سطوح ولتاژی ساخته می‌شوند.

  2-  پستهای فشار قوی گازی(Gas Insulated Substation-GIS). در این پستها به جای هوا، از گاز 6SF بعنوان عایق استفاده میشود. کلیه تجهیزات درون کپسولهای محتوی گاز6SF با فشار مناسب قرار دارند و عایق بین نقاط برقدار نسبت به یکدیگر گاز6SF می‌باشد که قدرت عایقی آن حدوداً سه برابر هوا می‌باشد. اینگونه پستها در همه سطوح ولتاژی ساخته میشود ولی برای ولتاژهای بالاتر از 66 کیلو ولت کاربرد آن رایج‌تر است.

3- پست‌های ترکیبی (Hybrid) که در واقع ترکیبی از دو نوع فوق میباشند. در اینگونه پستها از تجهیزات مانند شینه ها و کلیدهای قدرت در کپسولهای گاز6SF قرار دارند و سایر تجهیزات بصورت معمول میباشند. این پستها برای ولتاژهای بالاتر از 245 کیلو وات استفاده می‌شود.

پستهای برق از نظر محل نصب تجهیزات به دو دسته تقسیم می‌شوند:

• پستهای داخلی (Indoor Substation)
• پستهای بیرونی (Outdoor Substation)

پستهای داخلی معمولی تا ولتاژ 110 کیلو ولت ساخته می‌شود ولی استفاده از این پست‌ها تا ولتاژ 33 کیلو ولت بیشتر رایج است. در این پست‌ها تجهیزات قدرت در داخل یک ساختمان نصب می‌گردند و از نظر ساختار و وضعیت فیزیکی تجهیزات میتوان به سه دسته پست باز، نیمه باز و بسته تقسیم بندی کرد. در  پست باز تجهیزات عمده که شامل کلیدهای قدرت و شینه بندی و ترانسهای اندازه‌گیری می‌باشد کاملاً، رونت می‌شود و جهت حفاظت افراد از نزدیک شدن به تجهیزات برق‌دار از صفحات مشبک فلزی به‌ عنوان محافظ استفاده می‌شود.

در پست نیمه باز فقط شینه بندی که عموماً، در بالاترین قسمت نصب میگردد، قابل روئت بوده و سایر تجهیزات تا ارتفاع دسترسی توسط دیوار یا مواد عایقی نسوز پوشانیده شده و دیده نمیشود، در پست‌های بسته کلیه قسمت‌های برق‌دار یعنی تمام تجهیزات و شینه‌بندی درون تابلو‌های فلزی که از همه طرف مسدود می‌باشد قرار دارند.

پست‌های داخلی گازی تا ولتاژ بالاتر از 800 کیلو ولت نیز ساخته می‌شود. از آنجائیکه کلیه تجهیزات درون کپسولهای گاز6SF قرار دارند امکان تماس سهوی با قسمت‌های برق‌دار به‌ هیچ وجه وجود ندارد.

در پست‌های بیرونی کلیه تجهیزات در یک محوطه فضای باز که محدوده آن Switchyard نامیده می‌شود نصب می‌گردند. این پست‌ها عموماً برای ولتاژهای بالاتر از 66 کیلو ولت ساخته می‌شوند. در چنین سطح ولتاژی بدلیل ازدیاد حجم تجهیزات و همچنین رعایت فاصله اطمینان قسمت‌های برق دار و نیز پائین آوردن هزینه تمام شده ساخت پست و ملاحظات فنی دیگر بطور عمده از پست‌های بیرونی استفاده  می‌گردد.

پست‌های داخلی باز و نیمه باز:

 در این پست ها ترانسفورماتورهای قدرت در اطاق‌های جداگانه نصب می‌گردند و شینه‌بندی و سایر تجهیزات در یک سالن قرار می گیرند. شبنه بندی معمولاً در بالاترین قسمت نصب می‌گردد و تجهیزات مربوط به یک انشعاب شامل بریکر، دیسکانکتها، ترانسهای ولتاژ و جریان وسایل در یک قسمت مشخص و محدود که سلول نامیده میشود نصب می‌گردند. هر سلول از سلولهای مجاور بوسیله تیغه اجری و یا صفحات فلزی یا عایقی نسوز جدا میشود. در هر سلول معمولاً دو بخش وجود دارد یکی مربوط به تجهیزات قدرت و دیگری بخش تجهیزات کنترل و حفاظت که در قسمت جلو سلول در دسترس متصویان پست است. این دو بخش باید کاملاً از یکدیگر جدا باشند بنحوی که امکان تماس سهوی با قسمتهای تحت ولتاژ قدرت وجود نداشته باشد. کلیه سلولها در مجاورت یکدیگر و در وسط سالن قرار داده می شوند بنحوی در دو طرف دو راهرو ایجاد میگردد که امکان دسترسی به تجهیزات کنترل و حفاظت و نیز تجهیزات قدرت را بهنگام تعمیرات، فراهم می‌کند.

پست‌های داخلی بسته:

 در پست‌های داخلی بسته همچنانکه قبلاً اشاره شد کلیه تجهیزات قدرت و همچنین وسایل مربوط به کنترل و حفاظت پست در تابلوهای فلزی نصب می‌گردند. معمولاً در هر تابلو وسایل یک انشعاب از شین قرار داده می‌شود که عموماً، شامل بریکر، دیسکانت زمین، ترانس جریان و ولتاژ می‌باشد. بریکر در تابلو یا بصورت ثابت و یا بصورت کشوئی قرار می‌گیرد. بریکرهای کشوئی دارای مزیتهائی نسبت به نوع ثابت هستند از جمله اینکه نیازی به دیسکانت در طرفین بریکر نیست و همچنین در صورت بروز نقصی در بریکر براحتی با بریکر مشابه قابل تعویض می‌باشد. هر تابلو به چند بخش مجزا از هم تقسیم می‌گردد که در  جلوگیری از پیشروی جرقه موثر است. هر یک از تجهیزات مانند بریکر، ترانس جریان و ولتاژ و شینه‌ها و وسایل مربوط به کنترل و حفاظت در بخش مخصوص بخود قرار می‌گیرد. برای جلوگیری از فشار داخلی خیلی زیاد در صورت بروز جرقه یا تخلیه الکتریکی، در سقف تابلو دریچه‌هائی تعبیه می‌گردد که یا مشبک بوده و یا تحت فشار زیاد باز می‌شوند.

 بطور کلی پست‌های داخلی بسته نسبت به پستهای داخلی باز و نیمه باز محاسنی دارند که مهمترین آنها عبارتند از:

• امکان تماس سهوی افراد با تجهیزات وجود ندارد.
• امکان برخورد جرقه به قسمتهای بیرون از تابلوها به حداقل می‌رسد.
• فضای لازم جهت یک تابلو یا سلول بسته به علت نزدیکتر بودن تجهیزات نسبت به سلول‌های باز و نیمه باز معمولاً کمتر است.
• به علت بسته بودن تابلوها تجهیزات کمتر در معرض آلودگی‌های محیطی مانند دود و گرد و غبار می‌باشند.
• چون تجهیزات و وسایل قبلاً در تابلوها جاسازی و نصب میگردد، نصب تابلوها و بهره برداری از آنها به سهولت و در حداقل زمان صورت می‌گیرد.

از معایب این پست‌ها این است که امکان نظارت مستقیم بر وضعیت تجهیزات وجود ندارد و ضمناً وسایل تابلوهای ساخت کارخانجات مختلف معمولاً قابل تعویض با یکدیگر نیستند در حالیکه در سلول‌های باز و نیمه باز میتوان از تجهیزات کارخانجات مختلف استفاده نمود. بطور کلی با توجه به مزایای پست‌های بسته نسبت به پست‌های باز و نیمه باز در حال حاضر در اکثر موارد از پستهای بسته بخصوص با بریکرهای کشوئی استفاده می‌شد. پستهای بسته معمولاً تا ولتاژ 33 کیلو ولت  ساخته می‌شوند.

پستهای گازی( داخلی و بیرونی):

در پست‌های گازی کلیه تجهیزات قدرت درون کپسولهای محتوی گاز6SF که قدرت عایقی آن تقریباً سه برابر هوا می‌باشد قرار می‌گیرند. به این ترتیب فاصله قسمت‌های برق‌دار با یکدیگر در درون کپسولهای پر از گاز به مراتب کمتر از فاصله‌های لازم در پستهای معمولی می‌باشد و در مجموع تجهیزات فضای بسیار کمتری را اشغال می‌کنند.

پست‌های گازی تقریباً از سال 1960 میلادی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. مهمترین مزایای پست گازی نسبت به پست معمولی عبارتند از:

• فضای کمتر جهت نصب تأسیسات که در حدود 10 تا 15 درصد یک پست معمولی در همان سطح ولتاژ می‌باشد.
• چون کلیه تجهیزات درون کپسول‌های گاز قرار دارند آلودگی‌های محیطی روی آنها تأثیری ندارد و بنابراین به تمیز کاری و سرویسهای دوره‌ای نیازی نیست.
• امکان تماس سهوی پرسنل با تجهیزات برق‌دار وجود ندارد.
• نصب و بهره برداری از پست به علت آماده بودن کلیه تجهیزات درون کپسول‌های سبک وزن آلومنیومی، بسیار سریع انجام می‌شود.

پستهای معمولی بیرونی:

نکته اساسی درباره تجهیزاتی که در پستهای بیرونی استفاده میشوند این است که کلیه تجهیزات بایستی در برابر شرایط مختلف آب و هوائی مناطق مقاوم باشند.

کلیه تجهیزات معمولاً در ارتفاعی نصب می‌شوند که قسمت زمین شده آنها(قسمتهای فلزی تجهیزات) از سطح تمام شده پست حداقل 230 سانتیمتر فاصله داشته باشد، به این ترتیب امکان تماس سهوی با  قسمت‌های تحت ولتاژ فشار قوی وجود ندارد. برای ایجاد این ارتفاع در پست بیرونی تجهیزات روی پایه‌ها یا اسکلت فلزی با ارتفاع مناسب در هوای آزاد نصب می گردند. برای انجام اتصالات و ارتباط بین تجهیزات و نیز شینه‌بندی از سیم رشته‌ای همانند خطوط انتقال یا لوله آلومنیومی استفاده می‌شود. بطور کلی پست‌های فشار قوی بگونه‌ای طراحی می‌گردند که موارد مهم زیر در آنها رعایت گردد:

• انجام عملیات لازم مانند نظارت بر وضعیت پست، صدور فرمانهای قطع و وصل به کلیدهای قدرت، کنترل و حفاظت سیستم، نقل و انتقال لوازم و تجهیزات، توسعه و انجام تعمیرات دوره‌ای و سرویس تجهیزات براحتی امکان پذیر باشد.
• حداقل فواصل مجاز جهت قطعات و تجهیزات تحت ولتاژ با یکدیگر و با زمین مطابق جداول استاندارد رعایت شود.
• متصدیان پست از نظر برق گرفتگی در اثر تماس سهوی با قطعات تحت ولتاژ و یا پتانسیلهای ناشی از اتصال کوتاه زمین به خوبی حفاظت شده باشند.
• هزینه‌های تمام شده پست ضمن حفظ کیفیت تجهیزات، به حداقل مقدار خود برسد.

فصل

چهارم

تجهیزات پست:

اجزاء تشکیل دهنده پست :
پستهای فشار قوی از تجهیزات و قسمتهای زیر تشکیل می شود :
ترانس قدرت , ترانس زمین و مصرف داخلی , سویچگرجبران کنندهای تون راکتیو , تاً سیسات جانبی الکتریکی, ساختمان کنترل , سایر تاًسیسات ساختمانی .

تغذیه DC ایستگاه:

از سیستم های اضطراری دیگر ایستگاه باتری ها می باشند. اهمیت باطری ها بحدی زیاد است که از آنها به عنوان قلب سیستم یا پست نام می برند و به همین جهت نگهداری و بهره برداری صحیح از باتری ها در پستها بسیار حائز اهمیت می باشد.

نظر به اینکه رله ها و سیستم حفاظتی نیاز به تغذیه جریان DC دارند و این جریان در حالت عادی از طریق شارژر تامین می گردد. لذا زمانیکه به هرعللی شارژر از مدار خارج شود یا ایستگاه بدون برق گردد اگر باتری ها توانایی تامین برق DC مورد نیاز ایستگاه را نداشته باشند کل سیستم حفاظتی و مدارهای فرمان ایستگاه از کار می افتد واز این جهت سالم بودن و آماده بکار بودن باتری ها و هنچنین نگهداری از آ نها اهمیت فراوانی دارد.

تعریف شین:

باسبار یا شین وسیله ای است جهت جمع آوری و توزیع انرژی الکتریکی بصورت همزمان بدین معنی که فیدرهای ورودی و خروجی و سیم ها و کابلهای یک پست و همچنین  ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات یک سوئیچگیر تحت یک ولتاژ ثابت بوسیله یک هادی بنام شین در هر فاز بهم اتصال می یابند. جنس شین ممکن است  مس یا آلومینیوم باشد.

انواع  شین از نظر شکل ظاهری: بر سه نوع می باشد

 1- شین تختی: تسمه ای که معمولا از جنس مس می باشد بیشتر در سطح ولتاژ 20 کیلو ولت مورد استفاده قرار می گیرد. از مزایای این نوع شین این است که اتصالات و برقـراری انشعاب به سهولت و بدون استفاده از کلمپ مخصوص انجام می پذیرد.

2- شـین طنابی: از جنس مس و آلومینیوم می باشد.

ا نواع شین از نظر شکل ظا هری :: بر سه نوع می باشد

1- ­­شـین تختی: تسمه ای که معمولاً هز جنس مس می باشد وبیشتردرسطح ولتاژ20 کیلو ولت است مورداستفاده قرارمی گیرد ازمزایای این شین اینست که اتصــالات وبرقراری انشعاب

به سهولت وبدون استفاده از کلمپ مخصوص انجام می گیرد.

2- شین طنابی که ازجنس مس است وهم آلومینیوم ساخته می شود  شکل ظاهری آن  شبیه

سیم های مورد استفاده در خطوط هوایی می باشد. از این نوع شین در سطوح ولتاژ 132،63و

230 کیلوولت استفاده می شود.از مزایای آن سهولت احداث وسرعت درتعمیرات می باشد.

3- شین لوله ای  این نوع شین غالباً از جـنس آلومینیوم می باشد وبرای سطــوح ولتــاژ400کیلوولت وبالاتر به کار می رود زیرا درولتاژهای بالا بعلت اثرپدیده پوسته ای درشیـن های طنابی جریان در مرکزسیم حداقل می باشدو قسمت اعظم جریان ازسطح خارجی سیم عبورمی نماید. بنابراین با لوله ای ساختن شین می توان وزن باسبار درنتیجه هزینه آن را کاهش داد. مزیت دیگر این نوع باسباراین است که تغییرات شکم سیم نسبت به درجه حرارت آن چندان محسوس نیست.

شین بندی :: نحوه ارتباط الکتریکی فیدرهای مختلف یک سویچگر رابه یک باسبار شین بندی می گویند.

عوامل موثردر نوع ترتیب وآرایش باسبار 1- هر پست با توجه به ظرفیت و ولتاژ مربوط دارای شین بندی خاص خود می باشد.

2 - میزان ضریب اطمینان در تامین بار مصرف کننده و اینکه هرگــاه عیبی در باسبـار پیـش بیاید آیا کل پست یا فیدرها بی برق می شود یا فقط قسمتی که معیوب است خارج و بقیـه در مدار باقی می ماند.

3- تعداد فیدرها

4- وضعیت پست از نظر توسعه آینده

5- اقتصادی بودن آرایش طراحی شده

انواع شین بندی:            الف:شین ساده             ب:شین مرکب یا چند تایی

ساده ترین نوع جمع و پخش انرژی شین ساده است که معمولاً در سطوح ولتاژ20تا 63 کیلو ولت و همچنین پستهای 230 کیلوولت کم اهمیت از آن استفاده می شود. از مزایای این نوع شین می توان ارزانی و سهولت در بهره برداری را نام برد.

از معایب این نوع شین:1- تعمیرات برروی شین بدون قطع بارامکان ندارد،2- توسعــه  پسـت بدون قطع بار عملی نمی باشد،3- بروز اتصالی بر روی باسبار باعث قطع کامل برق می شــود،

4-خراب شدن دژنکتور یکی از خطـوط باعث قطـع برق آن خـط می گردد.به منظـور جـبران بعضی از معایب فوق معمولاُ شیـن ساده به وسیله یک یا دیژنکتور(باس شکن) به دو یــا چند قطعه تقسیم می شود.

باسبارمرکب یا چند ثانی(دوبل)

شین بندی دوبل : در شین بندی به ازای هر فاز دو شین وجود دارد و معمولاُ یک شین زیر بار و شین دیگر به عنوان رزرو به کار گرفته می شود. ارتباط خطوط ورودی و خروجــی بـا هر یــک از شیــن ها به کمک سکسیـونر بر قرار می گردد. لذا در حالت کار عادی شبکه نیمی از سکسیونر هـا برقرار ونیمی دیگر بستـه هستند.

تعویض بار از یک شین به شین دیگر از طریق قطع و وصل سکسیونرها می بایست کاملاُ بدون بار انجام گیرد. بدین دلیل است که در سیستم شین دوبل ارتباط دو شین به وسیله یک کلیـد قدرت به نام کوبلاژ انجام می گردد.

باسبار مرکب دارای انواع زیر می باشد:

1- باسبار دوتایی

2- باسبار دو تایی با سکسیونر بای باس

3- باسبار اصلی و فرعی

4- باسبار 5/1 بریکری

5- باسبار دو بریکری

روش دو بریکری : در این روش برای هر خط خروجی و ورودی دو دژنکتور پیش بینــی شده است و در موقع بهره برداری یکی از آن ها باز ودیگری بسته است در این سیستــم نیاز بـه کلید کوبلاژ وسکسیونر بای باس نمی باشد.

روش یک ونیم بریکری :  به ازای هر فیدر ورودی یا خروجی5 /1 به کار رفتـه است.

با استفاده از این روش می توان هر یک از دژنکتور را بدون قطع جریان فیدر را از مدار خــارج نمود ولی همیشه در باسبار زیر می باشد.

شین بندی حلقوی : 1- هر دو دژنکتور بدون از دست دادن مداری قطع گردد.2-بروز اتصـال کوتاه در بدترین حالت ودر هرنقطه از باسبار باعث از دست رفتن تنها یک فیـدر خواهــد شد.

3- هزینه سرمایه داری نسبت به شین بندی دوبل کمتر است زیرادر این حالت برای هر فیـدر یک دژنکتور تعریف شده اسـت.4- این نوع شین بندی غالباُ تا حداکثر هشت فیدر یـک مـورد استفاده قرار می گیرد زیرا با افـزایش جریان نامـی بسیـار افزایـش پیدا خواهـد نـمود و چـون جریان باسبار از دژنکتور عبور می نماید لذا از نظر هزینه اقتصادی نخواهد بود.

شین بندی سه کلیدی : این نوع شین بندی در جاییکه فقط دو فیدر خط ودو فیدر ترانس و یا چهار فیدر خط موجود می باشد مورد استفاده قرار می گیرد .

توضیح 1 : در دیاگرامها شین ها را توسط ولتاژ مربوط و سطح اتصال کوتاه نشان می دهـنـد .

توضیح 2 : رنگ آمیزی شین ها : از آن جاییکه تشعشعات حرارتی شیـن های رنـگ  نشــده بیشتر می باشد در نتیجه بازدهی شین ها توسط رنگ آمیزی تا حـدودی افزایـش می یابـد از طرفی با رنگ آمیزی نمودن می توان فازهای مختلف را مشخص نمود.

بررسی عملکرد کلید قدرت در مدارات مختلف : کلید قدرت وظیفه قطع و وصل قسمـت های مختلف شبکه فشار قوی را در شرایط عادی و چه در موقع بروز خطا و اتصال کوتاه  به عهــده دارد . قبل از پرداختن به ساختمان داخلی و نحوه عملکرد انواع مختلف دژنکتورها قطع و وصل مدارات مختلف را مورد بررسی قرار می دهیم .

برقگیر

برقگیردر واقع یک مقره و یا یک ایزولاتورناقص می باشد و تخلیه ولتاژدرآن با افزایش سطح ولتاژ انجام می شودوبارهای سیال از طریق برقگیردرزمین تخلیه می شود.

در موقع کار عادی شبکه برقگیربین فاز وزمین بسته می شود ومانند عایق عمل می کند ولی به محض اینکه ولتاژ شبکه از حد معینی بالاتررفت برقگیرعمل کرده واین قوس الکتریکی را به زمین تخلیه میکند. بنابراین به منظورحفاظت ازتجهیزات درمقابل اضافه ولتاژها وتخلیه آنها به زمین از برقگیر استفاده می شود. مهمترین محل نصب برقگیردرابتدا و انتهای خطوط ودردوسرترانسفورماتورمی باشد. انواع برقگیرعبارتند از::

 1- نوع میله ای یا شاخه ای(جرقه ای)

ساختمان این نوع برقگیرها متشکل از دو شاخک یا میله که متناسب با ولتاژنامی شبکه ازهمدیگرقرار داشته به طوریکه ولتاژنامی قادربه یونیزاسیون فضای بین دوشاخک نبوده ولی اضافه ولتاژمی تواند فاصله بین آنها را یونیزه کرده وازطریق بدنه زمین شده دکل یا تجهیزات تخلیه گردد که این نوع بیشتربه عنوان حفاظت کمکی به کارمی رود.بنابراین بزرگترین عیب برقگیرجرقه ای تأخیرزیاد در جرقه است.

2- نوع سوپاپی:

ساختمان این نوع برقگیرازیک فاصله هوایی که بطورسری با مقاوت های غیرخطی ازجنس سیلیکون کاربید قرار گرفته اند تشکیل شده است بطوری که ولتاژ نامی قادر نخواهد بود فواصل هوایی را یونیزه کرده ومقاوت غیر خطی نیز در مقابل ولتاژهای نامی مقاومت زیادی ازخود نشان می دهد یا به عبارتی برقگیردر برابرولتاژهای نامی مثل یک کلید بازعمل میکند و بالعکس اضافه ولتاژمی تواند فواصل هوایی راسریعاً یونیزه کرده ومقاومت های غیرخطی نیزدرمقابل اضافه ولتاژها،مقاومت خیلی کم ازخود نشان داده ویا به عبارتی برقگیردرمقابل اضافه ولتاژها،به صورت اتصال کوتاه عمل میکند منظورازمقاومت های غیرخطی این است که با ایجاد اضافه ولتاژدرشبکه مقاومت آنها خیلی کاهش پیدا کرده وجریان را به سرعت از خود عبورداده وبه زمین تخلیه می گردد وبالعکس درمقابل ولتاژ نامی فواصل هوایی مقاومت خیلی بالایی دارد.

3- نوع اکسید روی

این نوع برقگیرتقریباً مانند برقگیرسوپاپی بوده با این تفاوت که فاقد فاصله هوایی بین مقاومت های غیرخطی بوده وجنس مقاومت های غیرخطی هم ازنوع اکسید روی می باشدودررده ولتاژهای یکسان نسبت به سایربرقگیرها دارای مزایای زیر می باشد:

الف) حجم وابعاد کمتر   ب) ساخت آسانتر    ج)جریان نشتی کمتر      

د)سرعت عملکرد بیشتر

4- برقگیر نوع لوله ای

این نوع برقگیر به صورت لوله های نوک تیزبوده که دربالای گنتری ها واستراکچرها نصب شده و باعث عبوراضافه ولتاژهای بوجود آمده به زمین می گردد.

LFA ) :

نصب برقگیر خط بین فاز - دکل به صورت موازی با زنجیره مقره یا به جای مقره نیاز به هزینه سنگینی دارد. لذا باید به دنبال راهی بود تا بتوان هزینه نصب برقگیرها را کاهش داد و جلوی خروج خطوط بر اثر تخلیه اضافه ولتاژهای ناشی از تخلیه جوی بر خط را گرفت .

روش جدید برای حفاظت خطوط انتقال استفاده از یک سطح طولانی جهت هدایت قوس الکتریکی ناشی از تخلیه می باشد.

برقگیرهای قوس طولانی می توانند بین هادی و زمین و یا به صورت سری با مقره قرار بگیرند . ساختار این برقگیرها خیلی ساده بوده و در نتیجه نسبت به سایر برقگیرها خیلی ارزانتر می باشند . به طوری که قیمت آن در حدود یک دهم قیمت برقگیرهای ZnO است . یکی دیگر از مزایای عمده این برقگیرها عدم جاری شدن جریان با فرکانس شبکه ( PAF ) پس از اتمام تخلیه جریان موج گذرا و بروز قوس بر روی مقره می باشد .

در مورد برقگیر باید به موارد زیر توجه داشت::

1-  با نصب برقگیر تنها ریسک آسیب پذیری تجهیزات در برابر اضافه ولتاژ های ناشی از صاعقه و کلید زنی پایین می آید اما کاملا از بین نخواهد رفت.

2-  هر چند میزان ظرفیت انرژی عبوری از برقگیر در حین عملکرد محاسبه میشود اما برخورد مستقیم صاعقه میتواند به فروپاشی برقگیر منجر شود هر چند که احتمال وقوع این حالت بسیار کم است.

3- برقگیر تنها در برابر اضافه ولتاژهای با انرژی بالا عمل خواهد نمود و هرگز در برابر نوسانات ولتاژ حول نقطه کار عملکرد نخواهد داشت.

4- جریان تخلیه برقگیر که برحسب KA بیان میشود یکی از مشخصه های برقگیر بوده و هیچ ارتباطی به سطح اتصال کوتاه در محل نصب برقگیر ندارد اما در مواردی که درمحل نصب برقگیر ،سطح اتصال کوتاه بسیار بالاست میبایست قبل از برقگیر از فیوز (یا وسیله حفاظتی مناسب) جهت محافظت از برقگیر قرار داده شود.

5- در مقایسه برقگیرهای مختلف علاوه بر دامنه جریان تخلیه برقگیر بر حسب KA میبایست به زمانهای پیشانی و پشت موج قابل تحمل برقگیر هم توجه نمود.

6- در برخی موارد ممکن است جهت حفاظت کامل از چند برقگیر با کلاسهای مختلف بر حسب فاصله از مصرف کننده استفاده شود. در اینگونه موارد رعایت هماهنگی بین برقگیرها بسیار مهم است.

ترانس ولتاژ(PT):

اساس ساختمانPT شبیه ترانسفورماتورقدرت می باشدکه دارای یک سر اولیه می باشد که به ولتاژ فشار قوی متصل است وسرهای ثانویه آن که با نسبت تبدیل مشخصی کاهش ولتاژ پیدا می کند جهت استفاده ازدستگاههای اندازه گیری مانند ولتمترها،کنتورها،واتمترها وهمچنین استفاده ازسیستم های حفاظتی مانند رله های حفاظتی بکار برده می شود. بنابراین ترانس ولتاژ برای نمونه گیری از ولتاژ بکار می رود. ازPTها در ابتدا و انتهای پست و همچنین در کنار ترانسفورماتور قدرت و در بعضی خطوط استفاده می شود. در ضمن PT بطور موازی در مدار قرار می گیرد.در هر بی می توان فقط از یک PTهم بر روی یک فاز استفاده کرد ولی بهتر آن است که برای هر سه فاز یکPTدر نظر گرفته شود.

ترانس  ولتاژ  خازنی  (  CVT   )

در ولتاژهای بالاتر از 66  KV به جای PT ازCVT  استفاده می شود.CVT از یک سر اولیه که به شبکه فشار قوی متصل است بطوریکه در مدار آن از یک سری خازنهای سری استفاده شده است برای اینکه در ثانویه ولتاژ را کاهش دهند تشکیل شده است. دلیل استفاده از این خازنها ، پایین آوردن عایق بندی و کاهش حجم PT و در نتیجه در نظر گرفتن هزینه های اقتصادی آن می باشد.

از CVT فقط در ابتدا و انتهای خط استفاده می شود و بطور موازی در مدار قرار داده می شود. از CVT برای گرفتن امواج مخابراتیLINE TROP و فرستادن آن به PLC استفاده می شود.

 

 ترانس  جریان (CT)

در هر بی ، بر روی هر فاز یک CT  قرار می دهند که جریان را نمونه گیری کند. ترانس جریان بصورت سری در مدار قرارمی گیرد یعنی یک سرآن به خط و سردیگر آن به بریکرمتصل می شود ترانس جریان از یک سر اولیه که بصورت شمش است و سر ثانویه که بصورت سیم پیچ است تشکیل شده است. از ترانس جریان برای استعمال دستگاه های اندازه گیری مانند آمپرمترها، واتمترها و کنتورها و همچنین بکار بردن دستگاه های حفاظتی مانند رله استفاده می شود. در پایین CT جعبه ای وجود دارد که در آن ترمینال های CT قرار دارند و می توان از آنها برای استفاده از دستگاههای ذکر شده استفاده کرد. نکته قابل توجه در مورد CT این است که چون مقاومت در قسمت عایقی ثانویه آن نسبت به PT ضعیف تر می باشد، هیچگاه نباید سرهای ثانویه آن باز بماند و بیش از حد مجاز بار گرفته شود زیرا با گرم شدن سیم پیچ و سوختن عایق ها و افزایش ولتاژ ناگهانی در ثانویه آن می تواند باعث صدماتی جانی و مالی شود.

همواره در تعمیر و تعویض آمپرمترها در سیستم قدرت باید ابتدا دو سر آمپرمتر معیوب شده را اتصال کوتاه نمود سپس نسبت به تعویض آمپر متر اقدام نمود. استاندارد جریان ثانویه CT ها 1 و 2و 5 آمپر می باشد که بیشتر از جریانهای 1 و 5 استفاده می شود.

سکسیونر (کلید بدون بار)

سکسیونر وسیله قطع و وصل سیستم هایی است که تقریباً بدون جریان هستند به عبارت دیگر سکسیونر قطعاتی و وسایلی را که فقط زیر ولتاژ هستند از شبکه جدا می سازد. علت بدون جریان بودن سکسیونر در هنگام قطع و وصل، مجهز نبودن سکسیونر بوسیله جرقه خاموش کن است. بنابراین سکسیونر یک کلید نیست بلکه یک ارتباط دهنده یا قطع کننده مکانیکی بین سیستم ها است، بدون اینکه مداری بسته شود. سکسیونر باید در حالت بسته یک ارتباط گالوانیکی محکم و مطمئن در کنتاکت هر قطب برقرار سازد و مانع افت ولتاژ گردد. پس باید مقاومت عبور جریان در محدوده سکسیونر کوچک باشد، تا حرارتی که در اثر کار مداوم در کلید ایجاد می شود از حد مجاز تجاوز نکند که با ضخیم کردن تیغه و برزگ کردن تماس در کنتاکت و فشار تیغه در کنتاکت دهنده می توان این حرارت را کوچک کرد. سکسیونر باید طوری ساخته شود که در اثر جرم و وزن تیغه یا فشار باد و برف بسته نشود یا به هنگام بسته بودن آن نیروی دینامیکی شدیدی که در اثر عبور جریان اتصال کوتاه بوجود می آید باعث باز شدن احتمالی تیغه نگردد. از این جهت در موقع شین کشی و نصب سکسیونر باید دقت کرد تا تیغه سکسیونر در امتداد شین قرار گیرد و بدینوسیله از ایجاد نیروی دینامیکی حوزه الکترومغناطیسی جریان اتصال کوتاه جلوگیری به عمل آید. به همین منظور تیغه سکسیونر بصورت تسمه یا پروفیل های موازی ساخته می شود تا نیروی الکترودینامیکی حاصل از جریان اتصال کوتاه باعث فشردن هر چه بیشتر تیغه در قرار گیرد و بدینوسیله از ایجاد نیروی دینامیکی حوزه الکترومغناطیسی جریان اتصال کوتاه جلوگیری به عمل آید. به همین منظور تیغه سکسیونر بصورت تسمه یا پروفیل های موازی ساخته می شود تا نیروی الکترودینامیکی حاصل از جریان اتصال کوتاه باعث فشردن هر چه بیشتر تیغه در محل کنتاکت دهنده باشد و از لرزش آن که باعث کوچک شدن سطح تماس می گردد جلوگیری شود.

همانطور که شرح داده شد اصولاً سکسیونر ها وسایل ارتباط دهنده مکانیکی و گالوانیکی قطعات و سیستم های مختلف می باشند و در درجه اول به منظور حفاظت اشخاص و متصدیان مربوطه در مقابل برق زدگی بکار برده می شوند. به همین خاطر طوری ساخته می شوند که در حالت قطع یا وصل، محل قطع شدگی یا چسبندگی به طور آشکارا قابل دیدن باشد.

سکسیونر را می توان از نظر ساختمانی به انواع مختلف زیر تقسیم نمود:

1- سکسیونر تیغه ای

2- سکسیونر دورانی

3- سکسیونر دورانی

4- سکسیونر کشویی

1- سکسیونر تیغه ای:

این سکسیونرها که برای ولتاژهای تا KV 30 بصورت یک پل و سه پل ساخته می شوند، دارای تیغه یا تیغه هایی هستند که در ضمن قطع کلید عمود بر سطح افق حرکت می کنند و در بالای ایزولاتور (پایه) قرار می گیرند. قطع و وصل کلید ممکن است دستی و یا موتوری از راه دور (اتاق فرمان) باشد. (در صفحه مکانیزم قطع و وصل سکسیونر شرح داده خواهد شد)

2- سکسیونر دورانی:

سکسیونر دورانی که برای ولتاژهای زیاد از 400-600 کیلو وات کاربرد دارد به جای یک تیغه بلند و یک کنتاکت ثابت دارای دو تیغه متحرک و دورانی می باشد که با برخورد آنها به هم ارتباط الکتریکی برقرار می شود. در این نوع کلید حرکت تیغه ها به موازات سطح افقی و یا عمود بر سطح محور پایه ها انجام می گیرد. سکسیونر دورانی بصورت یک فاز ساخته می شود و با توجه به نوع شین بندی شبکه سه تای آنها بصورت متوالی در کنار هم یا بطور سری پشت سرهم در شبکه سه فاز نصب می گردد. هر یک از سکسیونر های یک فاز دارای دو پایه عایقی قابل گردش می باشند که تیغه ها روی آن نصب شده است. چنانکه در هنگام قطع و یا وصل سکسیونر پایه ها حول محور خود در جهت خلاف یکدیگر به اندازه 90 درجه می چرخند و باعث قطع و یا وصل کنتاکت ها می شوند.

مزیت این سکسیونر ها این است که با کوچک بودن طول بازوی تیغه فاصله هوایی لازم بین دو تیغه بوجود می آید و چون تیغه ها با گردش پایه ها باز و بسته می شوند. عوامل خارجی مثل فشار باد و برف و غیره نمی تواند باعث وصل بی موقع آن گردد یا به علت یخ زدگی کنتاکت ها در زمستان احتیاج به نیروی اضافی برای باز کردن آنها نیست.

3- سکسیونر قیچی ای:

سکسیونر قیچی ای برای فشار های زیاد و خیلی زیاد مناسب است، چونکه کنتاکت ثابت آن را شین یا سیم هوایی تشکیل می دهد و احتیاجی به دو پایه عایقی مجزا از یکدیگر که در فشار قوی باعث بزرگی ابعاد و سنگینی وزن آن می شود ندارد و فقط شامل یک پایه عایقی است که تیغه قیچی مانند کنتاکت دهنده روی آن نصب می شود. با حرکت قیچی مانند با شین یا سیم هوایی ارتباط پیدا می کند.

مورد استفاده سکسیونر قیچی ای یا به عبارت یک ستونی در شبکه هایی است که به ازای هر فاز دارای دو شین در سطوح و ارتفاع مختلف نسبت به زمین و بالای هم باشد و سکسیونر ارتباط عمودی بین این دو شین را فراهم می سازد.

4- سکسیونر کشویی:

سکسیونر کشویی برای کیوسک یا قفسه هایی که دارای عمق کم هستند بسیار مناسب است. در این سکسیونر تیغه متحرک در موقع قطع در امتداد خود حرکت می کند و بدین جهت فضای اضافی برای تیغه در حالت قطع از بین می رود. برای جریان های خیلی زیاد که هر قطب از چندین تیغه موازی تشکیل می شود سکسیونر دارای این مزیت است که می توان تیغه ها را بصورت لوله ساخت و در داخل هم جای داد. این روش باعث می شود که جریان در لوله ها که در داخل هم قرار دارند بهتر از تیغه های پهلوی هم تقسیم شود.

مکانیزم سکسیونر

قطع و وصل سکسیونر می تواند هم دستی و هم بصورت موتوری و از راه دور باشد. در طریقه دستی با استفاده از اهرم می توان سکسیونر را باز یا بسته نمود.

انتخاب سکسیونر از نظر نوع و مشخصات:

انتخاب سکسیونر از نظر نوع فقط بستگی به شکل و طرز قرار گرفتن شین ها و شمش بندی شبکه و محلی که باید سکسیونر در آنجا نصب شود دارد. مشخصات سکسیونر بستگی به مشخصات فنی و الکتریکی شبکه دارد. همانطور که گفته شد سکسیونرها باید در مقابل حرارت ناشی از عبور جریان عادی و اسمی و جریان اتصال کوتاه، کوتاه مدت و نیروی دینامیکی جریان اتصال کوتاه و بخصوص جریان ضربه ای استقامت کافی داشته باشد.

سکسیونر در حالت باز باید عایق خوب و مطمئنی برای پتانسیل بین تیغه و کنتاکت ثابت هر فاز و با زمین باشد.

لذا مشخصات مهم یک سکسیونر که گویای مشخصات فنی و استقامت الکتریکی و دینامیکی آن می باشد عبارتند از:

1- ولتاژ نامی Un

2- جریان نامی In

3- جریان اتصال کوتاه ضربه ای مجازIs

4- جریان اتصال کوتاه، کوتاه مدت Ith (معمولاً بمدت یک تا سه ثانیه)

انواع بریکرها(دژنکتورها)

استانداردهای کلید قدرت:
- کلیدهای  قدرت باید برای مدت5 سال یا عملکرد  تا 2000 بارتحت شرایط نامی احتیاجی  به تعمیر و نگهداری نداشته باشد .
- وسایل طوری تعیین شوند که برای بازرسی تعمیر و نگهداری به آسانی دسترسی به کنتاکتها یا مجموعه های قطع کننده مسیر باشد.

- تمام کنتاکتها و مجموعه های قطع کننده باید به سهولت و سریعا قابل تعویض شوند و امکان تعویض مجموعه کنتاکت و قطع کننده بصورت غلط وجود نداشته باشد.کلیه سیم کشی های لازم برای عملکرد صحیح کلیدهای قدرت لازم است باید انجام شود. سروصدای ایجاد شده توسط کلید قدرت هنگام باز و بسته شدن باید تحت هر شرایطی حداقل باشد. در مورد تابلوهای کشویی ، ساختارهای که کلید قدرت را حمل می کند ، باید طوری باشد که اپراتور ، وسیله کلیدزنی را به راحتی و بصورت امن خارج یا داخل کند .
مقره ها و محفظه کلید ها باید طوری طرح گردد تا در اثر تغییر دما به هیچ قسمت تابلو ، نیرو وارد نسازند
کلیدهای قدرت باید دارای ابعادی باشد تا بتوان نیروی حاصل  از موارد زیر را تحمل کند
1 ) نیروی اتصال کوتاه    2 ) نیروی ناشی از زمین لرزه

الف) کلید روغنی

در کلید روغنی در درجه اول از روغن به عنوان عایق استفاده می شود و بدین جهت هر چه ولتاژ شبکه بیشتر باشد حجم روغن داخل کلید زیادتر می گردد بطوریکه وزن روغن در کلید روغنی 230 کیلوولت نزدیک به 20 تن می رسد و همین حجم زیاد روغن یکی از بزرگترین معایب این نوع کلید بخصوص در موقع آتش سوزی است. امروزه این نوع کلید ها توسط کلیدهای مدرن (گازی و کم روغن) بکلی کنار زده شده است. طرز کار کلید روغنی به این شکل است که در موقع قطع کلید و جدا شدن تیغه متحرک از کنتاکت ثابت تراکم جریان در یک نقطه از کنتاکتها بقدری زیاد می شود که باعث شروع جرقه در آن محل می گردد، در اثر حرارت شدید جرقه روغن تجزیه شده و ایجاد گاز می کند که بصورت حبابی اطراف جرقه را می پوشاند. با جدا شدن هر چه بیشتر تیغه از کنتاکت ثابت و طویل شدن جرقه، حباب گازی نیز بزرگتر می گردد و در ضمن اینکه مقداری از حرارت جرقه صرف بخار کردن و تجزیه روغن می شود، در اثر ازدیاد بیش از حد طول جرقه، قوس می شکند و جرقه قطع می شود.

ب) کلید کم روغن

در کلید کم روغن از روغن به عنوان عایق کننده بین فازها و یا فاز و زمین استفاده نمی شود بلکه از آن به عنوان خاموش کننده جرقه استفاده می شود و به همین جهت مقدار روغنی که در کلیدهای کم روغن بکار برده می شود نسبت به کلید های روغنی خیلی کمتر است مثلاً مقدار روغن در یک کلید روغنی KV 10 و MVA 200 در حدود 70 کیلو گرم است در صورتیکه در کلید کم روغن با همان مشخصات فقط 6 کیلو گرم روغن کافی است. طرز کار کلید کم روغن به این شکل است که در موقع جدا شدن دو کنتاکت کلید زیر بار در محفظه روغنی جریان که از آخرین نقطه تماس فلزی کنتاکتها می گذرد و باعث گداخته شدن و تبخیر فلز (مس) می شود و با آن پایه و اساس جرقه یا قوس الکتریکی بین دو کنتاکت جدا شده گذاشته می شود.

حرارت زیاد جرقه روغن اطراف قوس را تبخیر و ایجاد یک حباب گازی با فشار زیاد می کند این حباب گازی از لایه های مختلفی تشکیل شده که از دیدگاه روغن به طرف مرکز قوس عبارتند از:

1- لایه بخار مرطوب روغن

2- لایه بخار داغ و خشک

3- لایه اطراف قوس مرکب از C₂H₂ و H₂ و H با حرارتی در حدود 1000 تا 5000 کلوین و وجود همین اتمها و مولکولهای هیدروژن است که با خواص خوب حرارتی که دارند روغن را برای قطع جریان مناسب می کنند.

محفظه احتراق در کلیدهای کم روغن کوچک و حجم آن خیلی کم است زیرا به علت خواص خوب هیدروژن جهت خاموش کردن جرقه و قطع جریان به مقدار خیلی کمی از گاز نیاز است. قطع جرقه در یک چنین کلیدی تابع شدت جریان می شود بطوریکه هر چه جریان اتصال کوتاه بیشتر باشد بدلیل اینکه روغن اطراف قوس بیشتر تبخیر و ایجاد حباب گازی با فشار زیادتر می کند جرقه زودتر خاموش می گردد از این جهت در اغلب این نوع کلید ها برای کوتاه کردن زمان جرقه در جریان کم قسمت فوقانی محفظه احتراق را خیلی کوچک درست می کنند تا تراکم گاز زیاد شده، جرقه زودتر قطع گردد.

در بریکر روغنی درجه نشان دهنده میزان روغن وجود دارد که با کم شدن روغن ابتدا آلارم داده و در صورت کم شدن بیش از حد فرمان تریپ صادر می کند.

پ) کلید اکسپانزیون (آبی)

کلید اکسپانزیون کلیدیست که در آن از آب به عنوان ماده خاموش کننده جرقه استفاده شده است و به همین جهت اغلب کلید آبی نیز نامیده می شود و از آن در پستها و شبکه های برق کوچک که دارای تأسیسات محدود هستند استفاده می شود. یکی از بهترین خواص این کلید این است که چون آب داخل محفظه احتراق قابل اشتعال نیست هیچگونه انفجاری کلید را تهدید نمی کند و مانند کلیدهای روغنی باعث آتش سوزی نمی شود. در کلید های اکسپانزیون با ولتاژ زیاد به جای آب از روغن مخصوصی که اشتعال آن خیلی بالاست استفاده می شود. طرز کار کلید در موقع قطع جریان اتصال کوتاه به این شکل است که در موقع قطع کلید مقداری آب انژکسیون مانند بداخل محفظه تزریق می شود سپس با جدا شدن کنتاکت ثابت از کنتاکت متحرک و تو لید جرقه، آب داخل محفظه تبخیر و تجزیه می شود و چون راه خروج آن ابتدا بسته است ایجاد فشار بسیار زیاد می کند، این فشار زیاد باعث بالا رفتن محفظه احتراق شده و گاز با سرعت از اطراف جرقه و کنتاکت به خارج راه پیدا می کند که باعث شست و شوی الکترودها شده و جرقه سرد و خاموش می شود. بخار باقی مانده در محفظه پس از قطع کامل کلید مجدداً تقطیر شده و به قسمت زیرین محفظه احتراق بر می گردد و بدینوسیله کلی آماده بستن مجدد بدون دخالت آب می شود زیرا وجود آب در محفظه احتراق هنگام وصل کلید باعث می شود که بین دو کنتاکت قبل از تماس فلزی از طریق هدایت آب، تماس قوسی برقرار شود و آب داخل محفظه احتراق را به شدت تجزیه و تبخیر می کند و مانع وصل صحیح کلید می شود.

ت)کلید هوایی

در تمام کلید هایی که تا به حال شرح داده شد ماده اولیه خاموش کننده جرقه مایع است و چون در این نوع کلید ها (روغنی، کم روغن و اکسپانزیون) عواملی که در خاموش کردن جرقه موثر هستند در اثر انرژی خود جرقه از تجزیه روغن و یا آب تهیه و آماده می شوند، همه آنها کم وبیش تابع شدت جریان زمان قطع هستند به عبارت دیگر قدرت قطع جرقه تابع شدت جریان است ولی در کلید هوایی اولاً برای خاموش کردن جرقه و خارج کردن ایون ها و خنک کردن جرقه از هوای سرد تحت فشار استفاده می شود و در ثانی این تنها کلیدیست که قدرت خاموش کنندگی آن مستقل از جریان است و فقط تابع هوای کمپرس شده ایست که قبلاً در یک منبع ذخیره شده و با فشار ثابت و مقدار ثابت برای هر شدت جریانی بداخل محفظه احتراق هدایت می شود لذا بر خلاف کلید های دیگر که خود وسیله خاموش کردن جرقه را بوجود می آورند دارای زمان قطع بسیار کوتاهی هستند، زیرا زمان لازم برای بوجود آوردن عامل مؤثر، گرچه کوتاه مدت هم باشد، از بین می رود.

در کلید های هوایی بخصوص در فشار کم و متوسط، کنتاکت ثابت معمولاً بصورت قیف ساخته می شود که در داخل آن کنتاکت میله ای متحرک جای می گیرد و با تماس با آن کلید بسته می شود. در موقع قطع کلید، کنتاکت میله ای متحرک از کنتاکت ثابت جدا می شود و بین این دو کنتاکت ابتدا در هوای ساکن موجود در محفظه، جرقه حاصل می گردد. طول این قوس را حتی الامکان کوتاه نگه می دارد تا کارکلید کوچک شود در ضمن باید فاصله دو کنتاکت ثابت و متحرک بحدی باشد که پس از خاموش شدن جرقه این فاصله بتواند استقامت الکتریکی کافی برای ولتاژ شبکه را داشته باشد بدین جهت وقتی قوس، طوی مناسب را پیدا کرد، کنتاکت متحرک از حرکت باز می ایستد و هوای فشرده توسط باز شدن سوپاپ مربوطه به محل جرقه راه پیدا می کند و باعث می شود که جرقه پس از اولین یا دومین موج به محض صفر شدن، جریان قطع شود. جریان هوا تا موقعی ادامه می یابد که محفظه احتراق کاملاً از گازهای یونیزه پاک شده باشد در این موقع سوپاپ دریچه مخزن هوا را می بندد و کنتاکت متحرک تا انتهای مسیر خود پایین می آید و فاصله لازم برای ولتاژ شبکه را پیدا می کند. از معایب کلید هوایی را می توان قطع جریان کوچک را در زمانی غیر از موقعی که جریان از صفر می گذرد نامید.

ج) کلید گازی SF₆

در این نوع کلید از گاز SF6 به عنوان ماده خاموش کننده جرقه و عایق بین دو کنتاکت و نگهدارنده ولتاژ استفاده شده است. گاز SF6 الکترونها ی آزاد را جذب می کند و ایجاد یون منفی بدون تحرک می کند در نتیجه مانع ایجاد ابر بهمنی الکترونها که باعث شکست الکتریکی هوا می رسد. گاز SF6 از نظر شیمیایی کاملاً با ثبات است و میل ترکیبی آن خیلی کم و غیر رسمی می باشد و تقریباً 5 برابر هوا وزن دارد و در مقابل حرارت زیاد ناپایدار و غیر قابل اشتعال است.

در ضمن این گاز دارای قابلیت هدایت حرارتی بسیار زیاد است لذا علاوه بر اینکه در خاموش کردن جرقه بسیار موثر واقع می شود، عایق بسیار با ارزشی نیز می باشد طرز استفاده از این گاز در کلیدهای فشار قوی عموماً بر مبنای انژکسیون متراکم شده SF6 به محل قوی الکتریکی (محفظه احتراق) است. در این کلید درجه نشان دهنده میزان فشار گاز وجود داردکه با کم شدن گاز ابتدا آلارم داده و در صورت کم شدن بیش از حد فرمان تریپ صادر می کند.

چ) کلید خلأ

نظر به اینکه اصولاً حاملهای باردار (الکترونهای آزاد) باعث هدایت جریان در فلزات و ایجاد قوس الکتریکی در عایق ها می شوند، لذا در خلأ کامل چون هیچ عنصری وجود ندارد که حامل الکترونها باشد، باید جدا شدن دو کنتاکت فلزی جریان دار به احتمال قوی بدون ایجاد انجام گیرد. با توجه به این اصل مهم کلیدهای فشار قوی که کنتاکتهای آن در خلأ از هم جدا می شوند ساخته شده است. کلید خلأ بطور کلی از سه قسمت اصلی زیر تشکیل شده است:

1- کپسول خلأ از فولاد، کرم، نیکل با کنتاکتورها

2- نگهدارنده کنتاکتورها و ایزولاتورها

3- وسایل مکانیکی رسانای فرمان قطع و وصل

به علت فشار خیلی کم داخل کپسول فاصله دو کنتاکت کلید خلاء در حالت قطع برای ولتاژ تا 30 کیلوولت خیلی کم و در حدود 20 میلیمتر است در نتیجه به علت کوچک بودن طول جرقه (در حدود 20 میلیمتر) و کوتاه بودن زمان جرقه که ماکزیمم از 6 میلی ثانیه تجاوز نمی کند، انرژی قوس الکتریکی در این کلید خیلی کوچکتر از کلیدهای مشابه دیگر است و با توجه به اینکه اغلب قوس قبل از رسیدن جریان به صفر قطع می شود، می توان کلید را با وسیله قطع و وصل سریع نیز مجهز کرد. کلید خلاء امروزه بخاطر دارابودن مزایای از قبیل دوام زیاد، مراقبت کم، امکان قطع و وصل سریع مکرر، در شبکه های فشار متوسط تا 30 کیلو ولت بخصوص برای وصل شبکه های کاپاسیتیو (خازنی) بسیار مناسب می باشد.

جعبه زیر بریکر

در این جعبه مکانیزم قطع و وصل بریکر قرار دارد. در این جعبه علاوه بر مکانیزم قطع و وصل، یک سری ترمینال وجود دارد که از این ترمینال ها برای مجهز کردن بریکر به رله های حفاظتی و عملکرد آلارم و تریپ در اتاق فرمان استفاده می شود. در این جعبه یک سری هیتر نیز وجود دارد. دارای سه کنتاکتور می باشد که دو تا قطع کننده و یکی وصل کننده است. به این علت دو کنتاکتور قطع کننده داریم که در مورد قطع اطمینان بیشتری داشته باشیم و اگر یکی از آنها عمل نکرد دیگری عمل کند. دارای کلید دو عملکردی Local-Remote می باشد که در حالت Local برای قطع و وصل نیاز است که در محل بریکر باشیم ولی در حالت Remote می توان از اتاق فرمان دستور قطع و وصل داد. نشانه قطع O و نشانه وصل یک می باشد. در ضمن در مکانیزم فنری یک هندل وجود دارد که می توان عمل شارژ فنر را بصورت دستی انجام داد.

انواع مکانیزم قطع و وصل بریکر

الف) فنری

برای قطع کلید از فنر استفاده می شود که بوسیله موتور شارژ آن را شارژ می کنند. مزایای این مکانیزم عبارتند:

1- اطمینان از وجود انرژی ذخیره شده برای عمل قطع پس از عمل وصل

2- ساده بودن طرح

3- ارزان بودن

4- کارکرد رضایت بخش در درجه حرارت های پایین

5- نصب و راه اندازی و تعمیرات آسان

6- امکان شارژ دستی فنر

7- عدم احتیاج به نظارت زیاد

موتور شارژ هر وقت فنر را شارژ کرده باشد برای یک عمل قطع و وصل و یک عمل قطع دیگر کافی است.

در این مکانیزم، در کنار درب جعبه یک هندل تعبیه شده است که در صورت قطع برق DC موتور شارژ می توان فنر را با آن شارژ کرد.

معایب آن نیر به شرح زیر است:

1- محدود بودن میزان انرژی قابل ذخیره برای انجام عمل قطع در کلیدهای با ولتاژ و جریان بالا

2- کند شدن سرعت حرکت در لحظات آخر وصل

3- محدودیت تعداد عملکرد بدون شارژ مجدد فنر

ب) هیدرولیک

برای قطع و وصل کلید از حرکت روغن استفاده می شود.

مزایای آن شامل موارد زیر می باشد:

1- دارای انرژی بالا برای عملکرد در کلیدهای SF6 با ولتاژ و جریان اتصال کوتاه

2- قابلیت دخیره انرژی برای تعداد زیاد عمل قطع و وصل با افزایش حجم مخزن گاز نیتروژن

3- امکان شارژ توسط پمپ دستی

4- کم بودن حجم مکانیزم و اینرسی و صدای عملکرد

معایب آن نیز اینگونه است که:

1- امکان نشتی روغن تحت فشار و کاهش اطمینان

2- تأثیر بد هوای سرد بر کارکرد مکانیزم

3- احتیاج به تخصصی خیلی بالا برای نصب و راه اندازی و تعمیرات

4- گران بودن نسبی

5- احتیاج به نظارت نسبتاً زیاد

ج) پنوماتیک

برای قطع و وصل کلید از هوای فشرده استفاده می کنند.

مزایای آن مانند:

1- دارای انرژی کافی برای عملکرد کلیدهای SF6 با ولتاژ و جریان اتصال کوتاه بالا

2- قابلیت ذخیره انرژی برای تعداد زیاد عمل قطع و صل با افزایش حجم مخزن هوای فشرده

3- مقرون به صرفه بودن در پست هایی که منبع هوای فشرده در دسترس می باشد.

4- ساختمان نسبتاً ساده و کم بودن اهرم و قطعات متحرک

دارای معایب زیر است:

1- امکان نشتی هوای فشرده و کاهش قابلیت اطمینان

2- پیش بینی های اضافی جهت تأمین هوای فشرده مطمئن مانند نصب کمپرسور یا مخزن رزرو

3- صدای شدید به هنگام عملکرد

4- تأثیر بد هوای سردسیر بر کارکرد مکانیزم

5- احتیاج به تخصص بالا جهت نصب و راه اندازی و تعمیرات

6- احتیاج به نظارت نسبتاً زیاد

لاین تراپ و PLC (تله موج):

در ابتدای ورود به شبکه به پست از این وسیله استفاده می شود این وسیله بصورت یک صافی عمل می کند برای فرستادن امواج مخابراتی آنها را بر روی خطوط فشار قوی و روی فرکانس 50 هرتز می فرستند. در نهایت باید فرکانس مخابراتی که در حدود مگاهرتز است از 50 هرتز شبکه جدا شود که این کار بر عهده لاین تراپ می باشد.

لاین تراپ تشکیل شده است از سلف استوانه ای شکل و یک خازن که درون آن قرار دارد. این دو به طور موازی قرار می گیرند یکی از آنها فرکانسهای زیاد را از خود عبور می دهد و دیگری فرکانسهای پایین که باعث جداسازی فرکانسها می شود بر روی هر خط 3 فاز دو عدد لاین تراپ وجود دارد که یکی برای فرستادن امواج و دیگری برای گرفتن امواج می باشد سپس این امواج به طرف CVT و از آنجا به PLC فرستاده می شود. PLC یک مجموعه الکترونیکی است که ارتباط بین پستها با یکدیگر و همچنین با مراکز دیساچینگ را برقرار می کند.

سنکرونیزاسیون و المانهای تشکیل دهنده آن در پست ها

تعریف سنکرون کردن:

  وصل دو شبکه کاملاً مجزا بطریقی که هیچ نوع جریان ضربه ای قابل ملاحظه ای ایجاد نشود.

تعریف سنکرون چک کردن تبدیل یک شبکه خطی به یک شبکه رینگ با وصل یک بریکر زمانی که در رینگ انتقال سراسری بدلیل بروز فالت یک خط بی برق شود و باعث خطی کردن شبکه شود چون فرکانس این شبکه تغییری نمی کند این شبکه سنکرون می باشد ولی به خاطر اطمینان زمانی که کلید سنکرون زده شود اطلاعات روی تابلو سنکرون بایستی چک شود. وصل بریکر در چنین شرایطی کم کردن زاویه بار می باشد.

شرایط سنکرون کردن:

الف) برابری ولتاژ: برابری ولتاژ ها توسط تغییر شدت جریان تحریک ژنراتورها صورت می گیرد.

ب) برابر فرکانس: برابر فرکانسها توسط تنظیم محرک اولیه ژنراتورها صورت می گیرد. و برای کنترل ولتاژها و فرکانسها از ولت متر دوبل و فرکانس متر دوبل استفاده می شود.

ج) برابری فازها: هم فاز بودن دو شبکه توسط لامپ های حرارتی و یا ولتمتر که مابین فازهای همنام وصل شده کنترل می شود و زمانی می توان اقدام به وصل بریکر نمود که ولتاژ دو طرف همفاز شده باشد زمانی که لامپ حرارتی خاموش می شود. زمان ایده آل جهت وصل کلید است که همزمان عقربه سنکروسکپ نیز زمان صفر را نشان می دهد.

د) ترتیب صحیح فازها: کنترل فازها: کنترل صحیح توالی فازها برای هر ژنراتور، ترانسفورماتور و یا خطوط فقط یکبار در موقع اولین راه اندازی بررسی و کنترل می شود و به این ترتیب تا زمانی که تغییرات اساسی روی شبکه انجام نشود پابرجاست. ترتیب صحیح فازها (اتصال فازهای همنام به یکدیگر) را می توان توسط سه عدد لامپ کنترل نمود؛ این لامپ ها مابین فازهای همنام که باید به هم متصل و پارالل شوند بسته می شود. اگر در این حالت ( قبل از انجام پارالل) ترتیب فازها صحیح باشد لامپها با هم روشن و با هم خاموش می شوند ولی اگر ترتیب فازها غلط باشد چراغها یکی پس از دیگری روشن و خاموش می شوند.

سنکروسکپ با عقربه گردان:

این دستگاه تشکیل شده از یک استاتور و یک روتور که استاتور آن از شبکه و روتور آن از یک شبکه دیگر تغذیه می شود، در استاتور جریان متناوبی همفاز با ولتاژ شبکه اول حوزه متغیر و متناوبی با فرکانس آن ایجاد می گردد و در روتور جریان سه فاز حوزه دواری ایجاد می کند که فرکانس آن متناسب با فرکانس شبکه دوم است. اگر فرکانس این حوزه در روتور و استاتور برابر باشد روتور به نشانه سنکرون از گردش باز می ماند و متوقف شدن حرکت عقربه دستگاه سنکروسکپ علامت شرایط مناسب جهت پارالل نمودن دو شبکه است ولی اگر سرعت شبکه اول نسبت به شبکه دوم سریع یا آهسته باشد عقربه سنکروسکپ جهت چپ و یا راست می گردد.

ترانسقورماتور قدرت
ترانسفور ماتور وسیله ای است که انرژی الکتریکی را در یک سیستم جریان متنا وب از یک مدار به  مـدار دیگـر انتقال می دهد و می تواند ولتاژ کم را به ولتاژ زیاد وبالعکس تبدیل نماید .
برخلاف ماشینهای الکتریکی که  انرژی الکتریکی    و  مکانیکی را   به  یکدیگر تبدیل  می کند  ،   در تـرا نسفـور ما تـور انرژی به  همان شکل الکتریکی  باقیمانده  و فرکانس آن نیز تغییر نمیکند و فقط مقـادیر ولتاژ   و جریـان در اولیـه   و ثانویـه   متفاوت   خوا هد بود .   ترانسفورماتورهـا  نه  تنها   به  عنوان  اجزاء  اصلی  سیستم های انتقال و  پخـش ا  نـرژی مطرح هستند بلکه در تغذیه مدارهای الکترونیک و کنترل ، یکسوسازی ، اندازه گیری  و کوره های الکتریکـی نیـز نقش مهمی بر عهده دارند .
انواع ترانسفورماتورها را میتوان برحسب وظایف آنها بصورت ذیل بسته بندی کرد :
1-  ترانسفورماتورهای قدرت در نیروگاهها و پستهای فشار قوی
2- ترانسهای توزیع در پستهای توزیع زمینی و هوایی ، برای پخش انرژی در سطح شهرها و کارخانه ها
3-   ترانسهای قدرت برای مقاصد خاص مانند کوره های ذوب آلومینیم ، یکسوسازها و واحدهای جوشکاری
4-  اتوترانسها جهت تبدیل ولتاژ با نسبت کم و راه اندازی موتورهای القایی
5-  ترانسهای الکترونیکی
6-  ترانسهای ولتاژ و جریان جهت مقاصد اندازه گیری و حفاظت
7-  ترانسهای زمین برای ایجاد نقطه صفر و زمین کردن نقطه صفر
8-  ترانسهای آزمایشگاه فشار قوی و ...
و از نظر ماده عایقی و ماده خنک کننده نیز ترانسفورماترها را می توان بصورت ذیل بسته بندی کرد:
1-  ترانسفورماتورهای روغنی Oil immersed power Transformer
2-  ترانسفورماتورهای خشک Dry type transformer 3-ترانسفورماتورهای با عایق گازی sf6) Gas insulated transformer)
سایر ترانسفورماتورها مانند ترانسفورماتورهای کوره ، ترانسفورماتورهای تغییر دهنده فاز و..
بعنوان ترانسفورماتورهای خاص قلمداد می گردند .
ترانسـفورماتورهای قدرت پست فولاد خراسان که بهنام  T2 , T1  قلمداد  می شوند ،  از  نوع  تـرانسفورهای روغنی هستند .
ساختمان ترانسهای قدرت روغنی
قسمتهای اصلی در ساختمان ترانسفورماتورهای قدرت روغنی عبارتند از:
1-  هسته یک مدار مغناطیسی
2-  سیم پیچ های اولیه و ثانویه
3-  تانک اصلی روغن
به جز موارد فوق اجزا دیگری نیز به منظور اندازه گیری وحفاظت به شرح زیر وجوددارند :
1-  کنسرواتوریا منبع انبساط روغن
2- تب چنجر
3-  ترمومترها
4-  نشان دهنده های سطح روغن
5- رله بوخ هلتز
6-  سوپاپ اطمینان یا لوله انفجاری / شیر فشار شکن )
7-  رادیاتور یا مبدلهای حرارتی
8-  پمپ و فن ها
10 -  شیرهای نمونه برداری از روغن پایین و بالای تانک
11-  شیرهای مربوط به پرکردن و تخلیه روغن ترانس
12-  مجرای تنفسی و سیلیکاژل مربوط به تانک اصلی و تب چنجر
13-  تابلوی کنترل
14-  تابلوی مکانیزم تب چنجر
15-  چرخ ها
16-  پلاک مشخصات نامی

قسمتهای اصلی ترانسفورماتور:
1-  هسته : هسته ترانس یک مدار مغناطیسی خوب با حداقـل فاصله  هوایی   و  حداقل  مقاومت  مغناطیسی است تا فورانهـای مغناطیسی براحتی از آن عبور کنند . هسته بصورت ورقه ورقه  ساخته شده و ضخامت ورقه  هـا حدود0.3 میلیمتر  و حتی کمتر است . بـرای کا هش تلـفات فوکو ورقه ها  تا حد امکان  نازک ساخته  می شوند و لی ضخامت آنها  نـبایـد بحدی برسد که از نظر مکانیکی ضعیف شده و تاب بردارد .
در تـرانسهای قدرت  ضخامـت ورقه ها  مـعمـولاً 0.3 یا 0.33 میلیمترا نتخاب می شود که ایـن ورقـه هـا   توسـط لایه نازکی از وارنیش عایقی با یک سیم نازک عایقی ، نسبت به هم عایق می شوند .
2-  سیم پیچی های ترانس در سـاختمـان سیم پیـچ های ترانس باید موارد  متعددی در نظر گرفته شوند که در ذیل به مهمـترین آنها   اشـاره می نمائیم. :
1-  در سیم پیچ هاباید جنبه های اقتصادی که همان مصرف مقدار مس و راندمان ترانس می باشد ، مراعات شود .
2-  ساختمان سیم پیـچ ها برای رژیـم حـرارتی که باید در آن کار کند محاسبه شود ،  زیرا در غیر  این صورت  عمـر ترانس کاسته خواهد شد .
3-  سیم پیچ ها در مقابل تنش ها و کشش های حاصل از اتصال کوتاه های ناگهانی مقاوم شوند .
4-  سیم پیچ ها باید در مقابل اضافه ولتاژهای ناگهانی از نقطه نظر عایقی ، مقاومت لازم را داشته باشند .

 سیم پیچ ترانس ها نسبت به هم در نوع سیم پیچ ، تعداد حلقه ها درجه و اندازه سیمها و ضخامت عایق بین  حلقه ها  متفـاوت خواهند بود . هر چه ولتاژ ترانس بالا برود ، تعداد حلقه هـای سیم پیچ بیشتر می شود و هر چه  ظـرفیت ترانس بیشتر شود ، اندازه سیم ها بزرگتر می گردد .
در ترانس با  هسته ستـونی ،  سیم پیچ ها  اعم از  فشار قوی ،  متوسـط و  فشار ضعیف و  سیـم پیـچ  تنـظیم   بصـورت استوانه متحدالمرکز روی ستونهای هسته قرار می گیرند . معمولاً سیم پیچ فشار ضعیف  در داخل و فشار  قـوی   در خارج واقع می شوند و ترتیب فوق به این دلیل رعایت می شود که عایق کاری فشار ضعیف نسبت به هسته راحـت تر  است .
3-  تانک اصلی روغن
           تانک ترانس یک ظرف مکعب یا بیضوی شکل است که هسته و سیم پیچ های ترانس در آن قرار می گیرند و نقش یک پوشش حفاظتی را برای آنها ایفا می کند داخل این ظرف از روغن پر می شود بطوریکه هسته  و  سیم پیچ کاملاً در روغن فرو می روند .   سطح خارجی  تانک  تلفات گرمایی داخل ترا  نس را   به   بیرون  منتقل می کند  از  هر مترمربع سطح تانک حدوداً  400 االی 450 وات  توان  گرمایی  به  خارج  منتقل می شود ، بطوری که در تـرانسهای  کوچک  ، همین سطح برای خنک کاری کافی است و به تمهیدات دیگری نظیر رادیاتور وفن نیاز نمی باشد . در  ترا  نسهای تا KVA 50 بدنه تانک از ورق ساده فولادی به ضخامت حدوداً MM3  میلیمتر ساخته می شود ، سطح  آن    صاف بوده  و  نیـازی به میله های  تقویتی یا  لوله های خنک کن  ندارد . هر 4 وجـه ترا  نس از یک ورق یک پــارچه درست می شود و فقط در یک گوشه جوشکاری می گردد .
تانک ترانس بایستی موجب شود که موارد مشروحه ذیل تأمین گردند :
- حفاظتی برای هسته ، سیم پیچ ، روغن و سایر متعلقات داخلی باشد .
- دارای استقامت کافی باشد که در حین حمل و نقل و نیز در زمان اتصال کوتاه داخلی بتواند تنش های مکانیکی ایجاد شده را تحمل نماید .
- ارتعاشات و صدا در آن به حداقل برسد .
- ساختمان آن در برابر نشت روغن و یا نفوذ هوا کاملاً آب بندی باشد .
- سطوح کافی برای دفع گرمای ناشی از تلفات ترانس را تأمین کند .
- محلی برای نصب بوشینگها ، تب چنجر ، مخزن ذخیره روغن و سایر متعلقات باشد.
- از نظر باعاد در حدی باشد که براحتی قابل تحمل و حمل و نقل از طریق جاده یا راه آهن باشد .
- حداقل تلفات ناکو در آن ایجاد شود .
- حداقل میدان مغناطیسی در خارج از آن وجود داشته باشد .
به این ترتیب طراحی تانک ترانس به روش پیش بینی شده برای حمل و نفل آن نیز بستگی دارد .

4-  مقره ها ( بوشینگ ها ) سرهای خروجی سیم پیچ های فشار قوی و فشار ضعیف باید نسبت به بدنه فلزی تانک ، عایقکاری شوند . برای این منظور از مقره ها استفاده  می شود . مقره  یا  بوشینگ  تشکیل شده است  از یک  هادی مرکزی که تـوسط عایق های مناسبی در میان گرفته شده است .
بوشینگها روی  در پوش فـوقانی ترانس نصب می شوند و در موارد نادری بوشینگها را روی دیوارة جانبی  تانک  هم نصب می کنند . انتهای پایینی مقره در داخل تانک جای می گیرد ، در حالی که سر دیگر آن در بالای درپـوش  و در هوای خارج واقع می شود.
ترمینالهای هر دو سر دارای بستهای مناسبی برای اتصال به سر هادی های  داخل  ترانس و  نیز  هادی های  شبکه می باشند . شکل و اندازه بوشینگها به کلاس ولتاژ ، نوع محل ( داخل ساختمان یا در هوای آزاد ) و جریان نامی  آن بستگی  دارد .  بوشینگهای داخل  ساختمانی نسبتاً  کوچک  بوده  و  سطح  آن صاف  است ،  اما   بوشـینگهای   هوای آزاد  کاملاً  در معـرض  شرایط  مختلف  جوی  نظیـر  برف و باران و   آلودگی   و ...    قرار می گیرند ، بنابراین  از  نظر   شکل کاملاً متفاوتـند و از سپرهایی به شکل چتر تشکیل می شوند ، تا سطح زیرین آنها در مقابل باران خشک  نگه  داشته شوند . دراین صورت سطح خارجی آنها زیاد شده و فاصله خزش جرقه روی سطح چینی عایق زیادتر می گردد  و  در نتیجه استقامت الکتریکی بوشینگ افزایش می یابد .
در حال حاضـر  تمام  ترانـسهای با قدرت زیاد ، برای  کار  در  هوای  آزاد   ساخته  می شوند  و  مقره  های عایقی ،   بـرای ولتاژهای مختلف زیر موجود می باشند: :
0.5و1و3 و6 تا 10 و20 و 35 و110 و220 و320 و500 و750 کیلووات
در ترانسهای قدرت از 3 تا 10 کیلووالت ، همان بوشینگ kv10 بکار می رود . بـرای ترانسهـای kv 1 و کمتر از مقره چینی ساده یا مقره اپوکسی زرین ساخته می شود .
سیستم های اندازه گیری و حفاظت ترانس
1- کنسر واتور یا منبع انبساط روغن
منبع ذخیره روغن که به اسامی منبع انبساط و کنسرواتور نیز نامیده می شود ، تانکی است که در بالاترین  قسمت ترانس نصب  می شود  در حین  تغیـیرات  بار  روزانه ،  روغن  ترانس  انبساط وانقباض می یابد و  در حین انبساط وارد منبع  ذخیره  می شود .  اندازه  و  حجم   منبع   ذخیره   به  اندازه  ترانس  و تغییرات   دمایی آن در هنگـام  بهره بــرداری بستگـی دارد . در ترانسهــایی که دارای تب چنجر قابل قطع زیر بار هستنـد ،  منبع   انبسـاط به  دو  بخش تقسیـم می گردد که قسمت کوچکتر برای تب چنجر و قسمت بزرگتر برای تانک اصلی در نظر گرفته می شود . از بالای هـر قسمت  منبع   ذخیره  ،   لولـه ای به فضای آزاد آورده  می شود  ،  که به آن  مجرای تنفسی  می گوینـد    (Breather) در ورودی این مجرا ظرف شیشه ای قرار دارد ، که داخل آن از ماده ای رطوبت گیر به نام سیلیکاژل پر می شـود . بـه ایـن ترتیب هوای ورودی به ترانس رطوبت خود را از دست داده و کاملاً خشک خواهد بود .
در هر قسمت  منبع  ذخیـره  ،  یک  نشان دهندة سطح  روغن نصب  مـی شود تا  سطـح روغن را در حین کار ترا  نـس بتـوان نظـارت کرد و همچنین دو سطح  منبع دیگر که مجهز به کنتاکت آلارم    می باشند نیز بر روی آنها نصـب می گردند سطح خارجی منبع ذخیره نیز با رنگ مناسب پوشیده می شود تا از خوردگی و زنـگ زدن محافظـت گردد .

2-  تپ چنجر در بارهای مختلف افت ولتاژ در ترانسفورماتورها   و خطوط نیز تغییر می کند و  سبب تغییر  ولتاژ  شبکه  می  شــود . کنترل ولتاژ شبکه های توزیع و انتقال عمدتاً توسط تب چنجر ایجاد می شود . اساس کار تب چنجر بر تغییر نسبت تبدیل ترانس استوار است . بدین ترتیب که با انشعاباتی که در سیم پیچ فشار قوی تعبیه می گردد تعداد دور سیـم پیچ را تغییر داده و سبب تغییر ولتاژ خروجی ترانس می گردد
تپ چنجرها بطور گسترده ای برای کنترل ولتاژ شبکه در سطوح مختلف ولتاژی بکار گرفته می شوند . معمــولاً کنترل ولتاژ در محدودة %15 +_ مقدور است . ولتاژ هر پله تب چنجر عموماً   بین 1 تا 5/2 درصد تغییر مـی کند انتخاب مقدار کم برای پله ها سبب افزایش تعداد تپ ها می گردد و انتخاب مقدار بالا برای هر پله باعث عدم امکان تنظیم دقیق ولتاژ مورد نظر می گردد .
محل تپ چنجر : (( تپ چنجر ))در ترانسفورماتورهای پست فولاد در داخل تانک اصلی ، قسمتی را برای بخش اصلی تب چنجر ( دایورترسوئیچ ) در نظر گرفته اند این قسمت کاملاً آب بندی شده است داخل آن نیز با روغن ترانس پر شده است . این روغن کاملاً از روغن تانک اصلی جداست و با هم  مخلوط   نمی شود . تپ چنجر را  در سمت فشــار قوی نصـب کرده اند که دارای مزیت های زیرمی باشند :
الف) در طرف فشار قوی جریان کمتر است لذا برای تپ چنجرهایی که زیر بار عمل می کنند حذف جرقه ساده تر است .
ب) چون تعداد دور سیم پیچها ی فشار قوی بیشتر است ، لذا امکان تغییرات یکنواخت تروپه های کوچکتر به راحتی میسر است . در اتصال ستاره انشعابات تب چنجر را در سمت نقطه صفر قرار می دهند تا عایق کاری آن نسبت به زمین ساده تر باشد .
بهره برداری از ترانسفورماتورهای با تنظیم کننده ولتاژ زیر بار :
 اکثر ترانسفورماتورها دارای دستگاهی بنام تب چنجر بوده که کار آنها عملاً در مدار گذاشتن و خارج کردن تعدادی از حلقه های سیم پیچی ترانسفورماتور به منظور تغییر دادن در نسبت تبدیل ترانس می باشد . عموماً این دستگاه در قسمت فشار قوی قرار می گیرد .
تب چنجر ترانسفورماتورها عموماً بر 2 نوع می باشند :
1-  On load tap changer : ترانسفورماتورهایی که تب آنها زمانی که تپ ترانسفورماتور زیربار است ، قابل تغییر می باشد .
2-  Off load tap changer : ترانسفورماتورهایی که تب آنها فقط زمانی که در مدار نباشند ، قابل تغییر می باشند .
این تغییر تپ در محل روی بدنة ترانس صورت می گیرد . به این ترتیب با توجه به تعداد تپ و اینکه هر تپ چه مقدار تغییر ولتاژ بوجود می آورد و نیاز به چه مقدار تغییر در ولتاژ می باشد ، تب آنها را بر حسب نیاز سیستم تغییر می دهیم . مکانیزم عمل تپ به طور کلی به این صورت است که اهرمی قادر است در جهت گردش عقربه های ساعت تعداد حلقه های سیم پیچ را کم و درخلاف آن زیاد نماید .

ترانسفورماتورهایی که مجهز به سیستم اتوماتیک ولتاژ
( Avr = Automatic voltage regulation)
می باشند به طریق زیر تغییر تب صورت می گیرد :   الف) اتوماتیک                    ب) دستی و الکتریکی از اطاق فرمان     ج) دستی الکتریکی از محل                     د) دستی مکانیکی توسط اهرم مخصوص
هر تغییر Tab در اولیه ترانس قدرت به اندازه kv5 در ولتاژ ورودی ترانس تغییر ایجاد می کند .
ترانس فولاد از نوع تب چنجر on loud بوده یعنی در زیر بار قابل قطع و وصل کردن است .
و تب چنجر off loud در خطوط kv20 در ترانسهای نورد و فولادسازی این مجتمع کاربرد دارد .
3-  ترمومترها : این نشان دهنده ها ، از نوع عقربه ای بوده و برای تشخیص درجه حرارت گرمترین نقطه سیم پیچی ترانس بکار میرود . معمولاً به ازاء هر گروه سیم یک نشان دهنده بکار گرفته شده که روی یک از فازها نصب می شود . این روش اندازه گیری بصورت غیرمستقیم است به این معنی که غلاف ترمومتر داخل روغن بوده و دمای روغن را حس می کند، سپس توسط یک زف جریانی متناوب با جریان عبوری از سیم پیچ از کویل حرارتی عبور میکند
، لذا گرمایی متناسب با سیم پیچ ها در ترمومتر ایجاد می شود .
نشان دهنده حرارت ورغن :
این نشان دهنده نیز از نوع عقربه ای بوده و عنصر حساس آن در بالای ترانس و در حول و حوش گرمترین محل روغن نصب می شود و خود آن روی بدنه ترانس و در مجاورت ترمومترهای سیم پیچ ها نصب می گردد . نوع عنصر حساس ، اغلب مقاومت حساس به دما است .
4-  نشان دهنده سطح روغن : اگر چه رله بوخهولتز می تواند کاهش سطح روغن را نشان دهد ولی ، برای داشتن ضریب اطمینان بالاتر ، نشان دهندة سطح روغن نیز بروی منبع ذخیره ( کنسرواتور) پیش بینی می شود . ممکن است نشان دهنده بصورت دریچه شیشه ای برای دیدن سطح روغن باشد . علاوه برآن ، نشان دهنده نوع عقربه ای که از طریق مغناطیس ، با شناور داخل منبع کنسرواتور در ارتباط است . نیز تعبیه می گردد و باید طوری نصب شود که از سطح زمین قابل رؤیت باشد . عقربه نشان دهنده باید نمایانگر سطوح حداکثر ، حداقل و نرمال بوده و کنتاکتهایی برای آلارم نیز باید پیش بینی شده باشد.
5-  رله بوخهولتز : تجهیزات الکتریکی که داخل آنها پر از روغن است نظیر ترانسفورماتورها ، بوشینگهای آنها و ترمینال باکس مربوط به کابلها را می توان جهت محافظت از عیوب داخلی و از دست رفتن روغن آنها ، با رله بوخهولتز حفاظت کرد .
این رله که در لوله رابط بین تانک ومنبع ذخیره نصب می شود از دو گوی شناور که در داخل محفظه رله نصب شده اند و می توانند همراه با سطح روغن جابجا شوند ، تشکیل شده است . دو عدد کلید جیوه ای نیز با شناور همراه هستند و می توانند کنتاکتهایی را قطع یا وصل کنند رله بوخهلتز بسیار دقیق است و از آنجا که در مراحل اولیه آغاز شدن بسیاری از مشکلات ، آلارم می دهد . این شانس را به پرسنل بهره برداری می دهد که شرایط خطرناک را خیلی زود شناسایی کنند . و از آسیب های جدی به تجهیزات جلوگیری نمایند .
تنظیم درجه حساسیت رله بوخهولتز کاملاً تجربی است و بستگی به ترانس و رله دارد . در هر حال باید دقت داشت که رله خیلی حساس نباشد ، زیرا اضافه بار کم و جریانهای اتصال کوتاه شدید خارجی و حتی تغییرات درجه حرارت موسمی ، سبب جریان پیدا کردن روغن می شود که نباید رله بوخهولتز را بکار اندازد . پس از هر تریپ ترانس ، در اثر رله بوخهولتز باید گازهایی که در محفظه رله جمع شده است را خارج نمود تا شناور آن به حالت اولیه خود بازگردد.
در ضمن باید گازهایی را که به محفظه گاز رله خارج می کنیم ، از نظر قابلیت اشتعال مورد آزمایش قرار دهیم ، زیرا در صورتیکه ترانسفورماتور خوب تحت خلاء قرار نگرفته باشد ، هوای موجود در داخل روغن ، کم کم خارج شده و در رله جمع می گردد و می تواند سبب ظاهر شدن آلارم گردد .
همچنین ممکن است به طریقی هوا به داخل ترانسفورماتور نفوذ کرده باشد . این عمل در ترانسهایی که روغن

آنرا جدیداً عوض کرده اند بیشتر پیش می آید . با وجود اینکه رله بوخهولتز یک رله بسیار خوبی است و می تواند

از آغاز پیدایش نقص آن را تشخیص دهد ، و لیکن دارای محدویت هایی نیز هست که در ادامه ذکر می گردد .
محدودیت های رله بوخهولتز :

۱- فقط خطاهایی را تشخیص می دهد که در سطح روغن پایین تر از رله اتفاق افتاده باشد .
2-  تنظیم کلید جیوه ای را نمی توان زیاد حساس گرفت ، زیرا در این صورت لرزشهای ناشی از بهره برداری ، زلزله ، شوکهای مکانیکی در خط و حتی نشستن پرنده ها ، ممکن است اشتباهاً آنرا به کار اندازند .
3-  می نیمم زمان عمل کردن آن 0.1 ثانیه است و متوسط آن 0.2 ثانیه . چنین رله ای خیلی کند به حساب می آید ، و لیکن با وجود آن ارزش این رله بسیار بالاست .
4-  از نظر اقتصادی رله بوخهولتز برای ترانسهای کمتر از kva 500 بکار برده نمی شود .
6-  سوپاپ اطمینان یا لوله انفجاری ( شیر فشار شکن ) در اثر اتصال کوتاه ناگهانی و یا هر حادثة دیگر در هسته و سیم پیچها که منجر به ایجاد گاز شدید شود ، فشار داخل تانک می تواند به میزان خطرناکی افزایش یابد . برای جلوگیری از خطر انفجار تانک ، در بالای درپوش آن شیر فشار شکن نصب می گردد .
این شیزر در عرض چند میلی ثانیه عمل خواهد کرد و سبب تخلیه فشار خواهد شد . در همین موقع ، میکرو سویچی که همراه آن است ، سبب بسته شدن مدار تریپ می گردد . پس از کاهش فشار در اثر نیروی فنر ، شیر خود به خود بسته خواهد شد .
7-  رادیاتور یا مبدل حرارتی
نظر به اینکه روغن دارای خاصیت عایقی خوب و همچنین تبادل حرارتی زیاد می باشد . در ترانسفورماتورها بعنوان خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرد . جهت تبادل حرارتی بهتر با محیط اطراف ، اصولاً روغن از طریق رادیاتور و پمپ های روغن یک سیکل بسته را طی می نماید و حین عبور از رادیاتورها توسط فن ها با محیط اطراف تبادل حرارتی انجام می دهد . لازم به توضیح است در بعضی از ترانسفورماتورهای واحدهای آبی روغن توسط کولرهای آبی ( Heat exchanger ) خنک می شود .
8- پمپ و فن ها جهت تبادل حرارتی بهتر با محیط اطراف ، اصولاً روغن از طریق رادیاتور و پمپ های روغن یک سیکل بسته را طی می نماید و حین عبور از رادیاتورها توسط فن ها با محیط اطراف تبادل حرارتی انجام می دهد .ترانسفورماتورهای مجتمع فولاد دارای چهار عدد فن می باشد که در شرایط خاص ( حرارت بالا ) 2 به 2 شروع می کنند .

معمولاً در ترانس های قدرت که مجهز به پمپ روغن می باشند ، یک نشان دهندة فولی روغن در مسیر بای پاس و به موازات مسیر پمپ های روغن نصب می شود که در شرایط روشن بودن پمپ ها و جاری بودن روغن ، صفحه معلق آن به صورت مایل قرار می گیرد . اما به خاموش شدن پمپ و یا قطع جریان روغن - به هر دلیل دیگر - صفحه بر اثر نیروی وزن پایین آمده و بصورت قائم واقع می شود . در این حالت ، اغلب سبب بسته شدن کنتاکتی خواهد شد که موقعیت این صفحه را در اتاق فرمان گزارش می نماید . همچنین از طریق دریچه شیشه ای ، موقعیت آن قابل رؤیت است .
10 -  شیرهای نمونه برداری از روغن پایین و بالای تانک
11-  شیرهای مربوط به پرکردن و تخلیه روغن ترانس
12-  مجرای تنفسی و سیلیکاژل مربوط به تانک اصلی و تب چنجر
منبع ذخیره روغن توسط یک یا دو مجرای تنفسی به هوای آزاد مربوط می گردد و در ورودی آن یک ظرف شیشه ای کار گذاشته می شود که بسته به بزرگی منبع می تواند از یک یا چند قسمت تشکیل شده باشد . درون این ظرفها را با سیلیکاژل پر می کنند .
هنگامیکه بار ترانس زیاد باشد و روغن گرم شود بر اثر انبساط روغن مقداری از هوای داخل منبع ذخیره از طریق مجرای تنفسی خارج می شود .  در انتهای ظرف سیلیکاژل یک مجرا وجود دارد که در بالای آن یک پیاله زنگـی شکل بصورت معکوس قرار دارد و در ته ظرف مقداری روغن ترانس ریخته می شود . به  این مجموعه تله هوا (air trap) میگویند .                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              هوا برای خارج شدن ا زمنبع ذخیره باید از این تله بگذرد هنگامیکه روغن منقبض می شود فشار داخل منبع ذخیره کاهش می یابد . و فشار هوای بیرون بر سطح روغن داخل تله ، سبب می گردد که سطح روغن داخل زنگ تا آنجا پائین بیاید که هوا بتواند از آن عبور کند و پس از گذشتن از سیلیکاژل به منبع ذخیره برسد . به این ترتیب روغن، ذرات معلق در هوا را می گیرد و سیلیکاژل که یک ماده رطوبت گیر است باعث جذب رطوبت هوا خواهد شد .
سیلیکاژل به صورت دانه های گرد کوچکی است که در شرایط خشک ، رنگ آن آبی است و با جذب رطوبت به رنگ صورتی در خواهدآمد . وقتی حدود 75% درصد از سیلیکاژل داخل ظرف تغییر رنگ داد باید آن را تعویض نمود . سیلیکاژل صورتی شده را برای بازیافت به آزمایشگاه می فرستند سلیکاژل از پایین ظرف شروع به تغییر رنگ می کند . اگر در مواردی مشاهده شود این تغییر رنگ از بالای ظرف شروع شده است به این معنی است که نشتی هوا وجود دارد و باید آن را برطرف نمود .
13-  تابلوی کنترل
14-  تابلوی مکانیزم تب چنجر
15-  چرخ ها
16-  پلاک مشخصات نامی 
ترانسهای قدرت( T1 ,T2 (400/33KV پست اتصالشان بصورت ستاره مثلث می باشد این بدان علت است که اتصال ستاره - مثلث در پست های فرعی و در پایان خط انتقال بکار می رود و توسط آن ولتاژ فشار قوی به متوسط یا فشار ضعیف تبدیل می شود تا به ترانس توزیع متصل گردد .
از زیان دیگر این روش این است که چون هارمونی سوم جریان در مثلث بسته می تواند جریان یابد ، لذا جریان آن سینوسی بوده و در نتیجه ولتاژهای ثانویه سینوسی می باشند ( یعنی دارای هارمونی سوم ولتاژ نمی باشند ) .
کاربرد این اتصال :
1-  پست های فرعی انتهای خط انتقال انرژی
2-  تبدیل فشار قوی به فشار ضعیف
3-  در مواردی که همه مصرف کننده ها سه فاز داشته باشند .
اتصال زیگزاگ : همانگونه که از اسمش پیداست این اتصال در ترانس زیگزاگ استفاده شده است :
مزایای این اتصال  :

1- از ثانویه ترانس قدرت در مقابل اتصال زمین حفاظت می کند .
  2-  نامتعادلی بار را شدیداً کاهش می دهد .
   3-  مانند اتصال مثلث هارمونی سوم ولتاژ را حذف می کند .
       اتـصال ترانس مصرف داخلی پست بصورت  ستاره -  مثلث  می باشدKV ٣٣ 380V/این اتصـال در سیستمهای توزیعی ( چهار سیمه ) بکار می رود که همزمان می تواند هم مصرف کننده های سه فاز را تغذیه نماید و هم بصورت تکفاز در مصارف خانگی و روشنایی استفاده شود .
قطع و وصل ترانسفورماتورهای قدرت :
جهت قطع ترانسفورماتور بایستی ابتدا بار ترانسفورماتوری که قرار است از مدار خارج گروه  محاسـبه  شود . اگر امکان مانور دادن بار بر روی ترانسفورماتورهای پرالـل وجود  داشته  باشد ،  می توان پس از  انجام مانور اقدام به قطع دژنکتور طرف ثانویه ترانسفورماتور نمود . بعد از آن پک ترانسفورماتور را در صورتیکه از نوع O.L.T.C باشد ، روی حالت زمان گذاشته و سپس دژکتور طرف اولیه قطع گردد .
در صورتیکه امکان مانور بار وجود نداشته باشد و یا خروج ترانسفورماتور اضطراری نباشد ، خاموشی به یکی از روزهای تعطیل یا در ساعاتی از شبانه روز که بار خروجی حداقل داشته باشد ، موکول می گردد . عمل وصل ترانسفورماتورها عیناً عکس عملیاتی است که در حالت قطع صورت می گیرد .
تجهیزات اندازه گیری و حفاظت ترانسفور ماتور 165MVA یا 62.5MVA پست 400KV 1-  ترانسفورماتورهای جریان
2-  نشان دهنده درجه حرارت سیم پیچ
3-  نشان دهنده درجه حرارت روغن
4-  Pressure relief valve
5-  سیلیکاژل Dehy drating breather ( محفظه سیلیکاژل )
6-  رله بوخهولتز Buchholz relay
7- Gas collector
8-  گیج مغناطیسی سطح روغ

فصل

 پنجم

(حفاظت)

حفاظت:

هدف از حفاظت: حفاظت که جزء لاینفک یک سیستم قدرت می باشد به دو دلیل عمده مورد استفاده قرار می گیرد:

1- حفاظت جان موجودات بخصوص انسان که به عناوین مختلف در ارتباط مستقیم یا غیر مستقیم با سیستم می باشند.

2- جلوگیری از بروز زیانهای شدید اقتصادی بهنگام وقوع اتصال کوتاه و ایجاد جریان خیلی زیاد. زیرا حفاظت مناسب میتواند تجهیزات را قبل از آسیب دیدن از سیستم جدا کند.

انواع حفاظت: حفاظت سیستم و تجهیزات مربوط را بطور کلی می توان به دو دسته تقسیم کرد:

الف- حفاظت مکانیکی: عامل احساس شونده یا تحریک کننده یک کمیت مکانیکی است مانند پایین آمدن سطح روغن در یک ترانسفورماتور

ب- حفاظت الکتریکی: مورد استفاده این نوع حفاظت از بقیه انواع بیشتر است و عامل احساس شونده و تحریک کننده یک عامل الکتریکی می باشد مانند تغییر در کمیات الکتریکی مثل جریان، ولتاژ، امپدانس، توان وغیره ...

کاربرد حفاظت: تجهیزات را به دو طریق تحت حفاظت قرار می دهند:

1- حفاظت به وسیله فیوز: ساده ترین وسیله حفاظتی در مدارات فیوز است که در سر راه جریان ورودی مدار به صورت سری قرار می گیرد. از فیوز در حفاظت شبکه های فشار ضعیف و ولتاژ متوسط استفاده می شود.

2- حفاظت توسط رله: رله دستگاهی است که در اثر تغییر کمیت الکتریکی یا فیزیکی یا مکانیکی مشخص تحریک شده و سبب بکار افتادن دستگاههای الکتریکی دیگر می گردد.

رله ای که برای حفاظت دستگاه های برقی به کار برده می شود رله حفاظتی نامیده می شود.

انواع رله حفاظتی از نظر اتصال به شبکه:

1- پریمر (اولیه): رله ای را که سیم پیچی تحریک کننده آن مستقیماً در مدار جریان اصلی قرار می گیرد رله پریمر می نامیم.

2- زکوندر (ثانویه): رله ای را که سیم پیچی تحریک کننده آن بر روی سیم پیچی زکوندر ترانسفورماتور جریان یا ولتاژ از شبکه ای که باید حفاظت شود نیرو می گیرد، رله زکوندر نامیده می شود.

انواع رله حفاظتی:

الف) رله ولتمتری: در شبکه ها و مدارهای الکتریکی اغلب افت ولتاژ و یا ازدیاد ولتاژ پیش می آید که هر دو برای اغلب دستگاه های الکتریکی زیان آور است و باید دستگاه های الکتریکی در مقابل این تغییرات ولتاژ، حفاظت شوند. این دو نوع رله را رله افت ولتاژ و رله ازدیاد ولتاژ می نامیم.

1- رله افت ولتاژ: رله افت ولتاژ شبیه رله جریانی است و اغلب بصورت رله الکترومغناطیسی ساخته می شود. رله الکترومغناطیسی بر اساس نیروی بوبین جریان دار بر روی قطعه آهن متحرک ساخته شده است. در رله افت ولتاژ، هسته آهن ربا تا موقعی که ولتاژ از حد مجاز و معینی کمتر نشده باشد به حالت جذب باقی می ماند و به محض افت ولتاژ، رها و سبب بستن کنتاکت به خصوصی می شود که به مدار فرمان متصل است. رله افت ولتاژ الکتریکی معمولاً به محض رسیدن ولتاژ به 70% ولتاژ نامی شروع به کار می کند. رله افت ولتاژ دارای انواع مختلفی به شرح زیر می باشد:.

1-1- رله افت ولتاژ برای جریان دائم: این رله اغلب برای به کار انداختن دستگاه خبر و یا قطع کلید در موقع افت ولتاژ شبکه از مقدار معیین و پیش تنظیم شده ای به کار برده می شود. ضریب جذب این رله زیاد و مورد استفاده آن در کار بدون تأخیر است. به محض رسیدن شدت فشار به حد معین، هسته آهن رله رها و سبب بستن مدار لامپ و زیگنال می شود. رها شدن هسته آن توسط نیروی کشش فنر مکانیکی انجام می گیرد.

برای کوچک کردن ضریب جذب رله که اغلب خیلی ضروری است از یک مقاومت اهمی که در مدار رله ولتمتری قرار می گیرد استفاده  می شود. این مقاومت در موقع رها شدن هسته متحرک رله، اتصال کوتاه می شود. برای تأخیر در کار رله و یا تأخیر در قطع مدار جریان دائم، از یک عضو زمانی استفاده می شود.

2-1- رله افت ولتاژ برای جریان متناوب:  در این رله، قطع کننده توسط جریان دائم از یک مدار فرعی نیرو می گیرد. برای موقعی که از رله به عنوان رله تأخیر یا زمانی استفاده شود باید یک عضو زمانی نیز به آن اضافه گردد.

3-1- رله افت تأخیری: این وسیله حفاظتی یک رله ولتمتری است که زمان قطع آن تابع اختلاف سطح الکتریکی می باشد و هر چه افت ولتاژ بیشتر، زمان قطع کوتاهتر می باشد. رله افت ولتاژ تأخیری معمولاً از نوع اندکسیونی است. رله اندکسیونی رله ای است که قسمت گردان آن در اثر نیروی بین بوبین جریان دار ثابت و جریانی که توسط حوزه بوبین ثابت در بوبین، سیم هادی متحرک، القا می شود به گردش در می آید. بطوریکه در موقع افت ولتاژ نیروی نگهدارنده صفحه دوار رله از نیروی الکترومغناطیسی بیشتر می شود و صفحه را بطرف خود می کشد و باعث گرداندن صفحه می گردد. سرعت گردش صفحه بستگی مقدار افت ولتاژ دارد بطوریکه هر چه افت ولتاژ بیشتر باشد، صفحه سریعتر می گردد و در زمان کمتر، رله مدار را قطع می کند. اگر در ضمن حرکت صفحه به علت افت ولتاژ، ولتاژ ثابت بماند، صفحه تا آخر مسیر خود به حرکت ادامه می دهد و سبب وصل کنتاکت فرمان می شود. در صورتی که در ضمن گردش صفحه ولتاژ مجدداً به مقدار نرمال و واقعی خود برگردد صفحه از حرکت باز می ماند و با محل اولیه سکون خود باز می گردد.

4-1- رله افت ولتاژ زمانی: اصول کار رله زمانی شبیه رله افت ولتاژ تأخیری است با این تفاوت که این رله با یک عضو زمانی نیز مجهز می باشد، عضو سنجشی این رله، به محض رسیدن ولتاژ به مقدار قابل تنظیم و پیش تعیین شده ای، عضو زمانی را به کار می اندازد. عضو زمانی پس از گذشت زمان تنظیم شده و کاملاً مشخصی توسط عضو قطع کننده کلید اصلی را قطع می کند، لذا زمان قطع کلید در این نوع رله بستگی به ولتاژ ندارد و از آنجا که عضو زمانی رله درست در موقعی که ولتاژ کم شد باید کار کند، لذا عضو زمانی این دستگاه نمی تواند از جریان سنجش فرمان بگیرد، پس نمی تواند ساعت الکتریکی با موتور سنکرون باشد و به این جهت در رله افت ولتاژ زمانی از عضو زمانی استفاده می شود که بطور مکانیکی کار کند و یا از یک شبکه جریان دائم فرعی نیروی لازم را دریافت نماید. رله افت ولتاژ، بخصوص رله تأخیری برای حفاظت موتورها و مبدل ها به کار برده می شود تا بتوان در موقع کم شدن ولتاژ یا قطع ولتاژ آنها را از مدار خارج کرد. رله افت ولتاژ زمانی یا تأخیری باید موقعی مدار را قطع کند که فشار الکتریکی شبکه چندین ثانیه متوالی قطع شده باشد و یا اصولاً بخصوص برای حفاظت موتورها بسیار لازم و مهم است. رله افت ولتاژی که بلافاصله پس از افت ولتاژ کار می کند و عامل زمان در آن دخالت ندارد، جهت حفاظت موتورها به کار برده نمی شود. برای حفاظت موتورهای آسنکرون با رتور سیم پیچی شده پس از قطع کوتاه مدت برق، باید جاروها دوباره به محل ابتدایی قبل از راه انداختن موتور برگردانده شود و سیم پیچی موتور از حالت اتصال کوتاه خارج گردد تا از سوختن و زیان دیدن سیم پیچی استاتور موتور جلوگیری شود.

2- رله ازدیاد ولتاژ: عضو سنجشی رله ازدیاد ولتاژ دارای بوبینی است که بر روی ولتاژ بسته می شود و به همین علت یک رله ولتمتری است. به علت اینکه رله چرخشی دارای خواص خوب در موقع قطع می باشد از آن به عنوان رله ازدیاد ولتاژ استفاده می شود. رله ازدیاد ولتاژ پریمر تقریباً بدون استفاده می باشد ولی رله زکوندر آن که ولتاژ نامی ترانسفورماتور یعنی V100 است مورد استعمال زیاد دارد. این رله برای ولتاژهای 8/0 تا 2 برابر ولتاژ نامی قابل تنظیم است. رله ازدیاد ولتاژ احتیاج به عضو زمانی ندارد و اگر برای منظور خاصی احتیاج به تأخیر در قطع باشد از یک رله زمانی استفاده می شود. مورد استفاده اصلی رله ازدیاد ولتاژ در حفاظت ژنراتورها و شبکه است.

ب) رله جریان زیاد: فقط در صورتی می توان تنها به کمک سنجش جریان، شبکه ای را بطور موضعی و سلکتور حفاظت کرد که جریان در محل اتصالی و خطا، بزرگتر از بقیه قسمت های شبکه باشد. رله جریان زیاد دارای دو نوع است.

1- رله جریان زیاد تأخیری: در این نوع رله جریان زیاد، زمان قطع با شدت جریان نسبت عکس دارد یعنی هرچه جریان بیشتر شود زمان قطع کمتر می شود و برعکس. رله های جریان زیاد تأخیری دارای این عیب هستند که منحنی مشخصات آنها در جریان های خیلی زیاد تقریباً مماس با هم می شوند و ممکن است منحنی مشخصات دو رله مختلف همدیگر را قطع کنند. در اینصورت این دو رله سبب قطع بی موقع و غلط در جریان های زیاد می شوند. این حالت بیشتر در مواقعی که دو رله جریان زیاد تأخیری ساخت کارخانه های مختلف برای حفاظت شبکه، بطور متوالی استفاده شده باشد، روی می دهد.

2- رله جریان زیاد زمانی: در صنعت حفاظت تأسیسات برقی رله هایی به کار برده می شود که زمان قطع رله تابع شدت جریان نمی باشد بلکه مقداری ثابت و قابل تنظیم است. چنین رله ای را رله جریان زیاد زمانی می نامند. در این نوع رله، زمان کمیت سنجشی است. بنابراین جریان مشخص و معینی که قبلاً تنظیم شده است باعث به کار انداختن یک سیستم زمانی می شود و فرمان قطع پس از سپری شدن زمان معین تنظیم شده توسط سیستم زمانی به قطع کننده کلید اصلی داده می شود. رله جریان زیاد زمانی بیشتر در شبکه های شعاعی کاربرد دارد.

موارد استفاده رله جریان زیاد:

از این رله برای حفاظت ژنراتور، ترانسفورماتور و شبکه استفاده می شود.

ج) رله دیستانس: در رله دیستانس زمان قطع تابع مقاومت طول سیم می باشد. بنابراین هرچه محل اتصالی دورتر از رله دیستانس باشد مقاومت سیم بیشترمی شود.

عوامل مؤثر در رله دیستانس

1- مقاومت ظاهری (امپدانس)                                       

2- هدایت ظاهری (ادمیتانس)                                        

3- مقاومت اهمی (رزیستانس)                                       

4- هدایت اهمی (کندوکتانس)                                 

5- مقاومت غیر اهمی (راکتانس)                                    

6- هدایت غیر اهمی (سوپستانس)                            

7- امپدانس مخلوط                                                    

از رله دیستانس برای حفاظت ژنراتور، ترانسفورماتور و شبکه استفاده می شود.

د)رله دیفرنسیال: برای حفاظت سیم های کوتاه، مثلاً در داخل نیروگاه و یا پست ترانسفورماتورها به علت کوچک بودن امپدانس آن نمی توان از رله دیستانس استفاده کرد. لذا در اینگونه موقع بیشتر از رله دیفرنسیال استفاده می شود.

رله دیفرنسیال بر اساس مقایسه جریان ها کار می کند و بدینوسیله جریان در ابتدا و انتهای وسیله ای که باید حفاظت شود سنجیده شده و با هم مقایسه می شود. این تفاوت جریان در دو طرف محدوده حفاظت شده اغلب در اثر اتصال کوتاه یا اتصال زمین و غیره بوجود می آید. مقایسه جریان های قبل و بعد از ترانسفورماتور توسط CT ها انجام می شود. این ترانسفورماتورهای جریان باید دارای جریان ثانویه برابر که معمولاً 5 آمپر است باشند و طوری مخالف هم بسته شوند که در حالت عادی، جریان های ثانویه همدیگر را خنثی کرده و رله بدون جریان باشد. اگر این برابری جریان در دو طرف محدوده حفاظتی در اثر یک اتصالی از بین رود، جریان از رله عبور کرده و آن را تحریک می کند که کلید را قطع کند. رله دیفرنسیال فقط محدوده داخل خود را حفاظت می کند و از این جهت از آن بیشتر برای حفاظت ترانسفورماتورها، ژنراتورها، موتورهای فشارقوی و شین ها استفاده می شود.

ضمائم

اینترلاک

همانطور که ذکر شد ما نمی توانیم در صورتی که سکسیونر تحت بار باشد آن را باز کنیم. به همین منظور، بین کلید قدرت که به شرح آن خواهیم پرداخت و سکسیونر یک چفت و بست مکانیکی و الکتریکی به نام اینترلاک قرار می دهند. این چفت و بست از یک مدار الکتریکی و یک ضامن تشکیل شده است. برای این کار یک کنتاکت باز از بریکر را انتخاب می کنند (یعنی در زمانی که بریکر وصل است کنتاکت باز باشد) از این کنتاکت باز مداری به مکانیزم سکسیونر وارد می کنند. در مکانیزم قطع و وصل هر سکسیونر یک بوبین قطع و یک بوبین وصل تعبیه شده است. هنگامی که بریکر قطع می شود، کنتاکت مذکور بسته می شود و ولتاژ DC از آن عبور کرده و باعث می شود که بوبین وصل عمل کند و باعث جذب ضامن اینترلاک گردد که بعد از آن می توان سکسیونر را قطع کرد. بنابراین اینترلاک وسیله ای است برای جلوگیری از قطع کردن سکسیونر قبل از اینکه بریکر قطع شود. این وسیله علاوه بر اینکه از سکسیونر محافظت می کند از جان اپراتور نیز محافظت می کند بطوریکه اگر اشتباهاً بخواهد سکسیونر تحت بار را باز کند مانع از این کار شود.

تست رله

1- رله جریان زیاد:

با استفاده از دستگاه تغذیه جریان، جریان مشابه، جریان ثانویه ترانسفورماتور جریان و بیشتر از جریان تنظیمی بر روی رله به آن اعمال می کنیم تا از کارکرد صحیح رله اطمینان حاصل کنیم. در این حالت اگر رله سالم باشد فرمان تریپ (قطع) صادر می کند.

2- رله دیستانس و ارت فالت و دیفرنسیال:

اعمالی مانند رله جریان زیاد بر روی آنها انجام می دهیم با این تفاوت که در رله دیستانس علاوه بر آن با استفاده از دستگاه تغذیه ولتاژ، ولتاژی مشابه ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور و ولتاژ بیشتر از مقدار ولتاژ تنظیمی بر روی رله به آن اعمال می کنیم تا از عملکرد درست رله مطمئن شویم.

3- رله افت ولتاژ و ازدیاد ولتاژ:

با استفاده از دستگاه تغذیه ولتاژ، ولتاژی مشابه ولتاژ ثانویه PT و به ترتیب کمتر از و بیشتر از مقدار ولتاژ تنظیمی بر روی رله به آن اعمال می کنیم تا در صورت سالم بودن فرمان تریپ بدهد.

تست روغن:

یکی از کارهای مهم در مورد بریکرهای نیمه روغنی، تست روغن موجود در آن است. البته این تست در مورد روغن ترانسفورماتور نیز صادق است. در بریکرهای نیمه روغنی، در قسمت پایین هر پل یک شیر نمونه گیری وجود دارد. برای انجام تست روغن باید یک نمونه روغن گرفته شود. برای نگهداری نمونه روغن از بطری های مخصوص یک لیتری با درب های کاملاً آب بندی استفاده می شود. عموماً از بطری های آلومینیومی با درب های پلاستیکی یا از ظرف های شیشه ای قهوه ای رنگ استفاده می شود. برای این کار ابتدا ظرف را با مقداری از روغن که باید مورد تست قرار بگیرد می شویند، سپس یک شیشه روغن را برای تست پر می کنند.

 نحوه تست قدرت عایق روغنی

• دستگاه تست را از طریق ترمینال ارتینگ موجود بر روی دستگاه، ارت می نماییم.
• فاصله بین دو گوی دستگاه را بر روی mm 2.5 تنظیم می کنیم چون فاصله بین سیم های سیم پیچهای ترانسفرماتور از هم حدوداً 2.5mm است.
• روغن در درون ظرف دستگاه ریخته و 10 دقیقه صبر می کنیم.
• برای تست روغن، 6 مرتبه تست انجام می گیرد.
• مرتبه اول به علت خطاهای دستگاه و ته نشین شدن روغن در نظر گرفته نمی شود.
• کلید قطع و وصل اصلی دستگاه را در حالت ON، سپس کلید A.B.C را در حالت ON قرار می دهیم.
• کلید دو حالته TRANS-SOURCE را در حالت SOURCE قرار می دهیم و ولتاژ ورودی دستگاه را بر روی صفحه مندرج می خوانیم و سپس کلید را در حالت TRANS قرار می دهیم و با ولوم S.V.R ولتاژ را از صفر افزایش داده تا زمانی که بین دو گوی جرقه ایجاد شده و کلید A.C.B دستگاه را قطع کند.
• زمان ایجاد جرقه و قطع دستگاه، ولتاژ بر روی صفحه مدرج را می خوانیم که این ولتاژ، ولتاژ عایقی یا قدرت عایقی روغن می باشد.
• پس از انجام هر مرتبه تست، کلید قطع و وصل اصلی دستگاه را در حالت OFF و کلید دو حالته TRANS-SOURCE را در حالت TRANS و ولوم S.V.R را بر روی صفر قرار می دهیم.
• پس از هر مرتبه تست، روغن داخل دستگاه و خصوصاً روغن بین دو گوی را به دلیل یونیزاسیون و غیره بهم می زنیم تا خطای اندازه گیری کمتر شود.
• پس از هر دفعه تست، برای انجام دفعات دیگر باید 5 الی 10 دقیقه صبر کرده، و باز با همان روال قبل روغن را تست می کنیم.
• میانگین دفعات تست، قدرت عایقی روغن را بر حسب KV نشان می دهد.
• در صورتی که قدرت عایقی روغن زیر KV 30 بود این روغن مردود است و باید تعویض شود.

نمودار مصرف بار ترانس ایستگاه 400  چغادک در یک روز فصل گرم:

نمودار مصرف بار ترانس ایستگاه 400  چغادک در یک روز فصل سرد :

منابع:

سایت اینترنتی     WWW.aeesian.com

سایت اینترنتی     WWW.arash 10501.blogfa.com

سایت اینترنتی     WWW.danesh nameh.com