برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

GIS

آشنای با پست های فشار قوی

باپیشرفت روز افزون تکنولو ژی و وابسته بودن ان به انر ژ ی الکتریکی نا گزیر بشر را وادار به توسعه ی نیروگاههای تولید برق وبه تبع ان افزایش پستهای  الکتریکی نمود . اما این توسعه با مشکلاتی هم مواجه بود که باید در جهت رفع انها اقدام می نمود .قبل از بیان مشکلات وارائه راه کارها ابتدا تعریفی ازپست  که هدف اصلی ما در این بخش است داشته باشیم .....

- پست الکتریکی :

پست الکتریکی ایستگاهی فرعی است که در مسیر تولید، انتقال یا توزیع انرژی الکتریکی ولتاژ را به وسیله ترانسفورماتور به مقادیر بالاتر یا پایین تر تغییر می‌دهد. توان الکتریکی ممکن است از میان تعداد زیادی پست بین نیروگاه و مصرف کننده عبور کند و ولتاژ آن در طول مسیر بارها تغییر کند.

اجزای پست الکتریکی:

یک پست به طور کلی دارای یک یا چند ترانسفورماتور و همچنین از سیستم‌های محافظت کننده و تجهیزات کنترل است. در پست‌های بزرگ از مدارشکن‌ها یا دژنکتور برای قطع هرگونه اضافه جریان ناشی از اتصال کوتاه یا اضافه بار استفاده می‌شود. در پست‌های کوچکتر ممکن است از سکسیونر یا فیوز برای محافظت از مدارهای منشعب استفاده کنند. پست‌ها (معمولا) دارای ژنراتور نیستند اگرچه نیروگاه‌ها ممکن است در نزدیکی خود پست داشته باشند. یک پست الکتریکی شامل تجهیزات نگهدارنده پایان خط، تابلوی فشار قوی، یک یا چند ترانسفورماتور قدرت، تابلوی فشار ضعیف، جرقه گیر، سیستم کنترل، سیستم زمین و سیستم‌های اندازگیری می‌شود، همچنین ممکن است از تجهیزات دیگری مانند خازن‌های اصلاح ضریب توان یا تنظیم کننده ولتاژ نیز در پست استفاده شود.

معایب پستهای قدیمی:

عیب پست های قبلی این بود که در انها مقره ها وعایق هاازجنس چینی وشیشه بودند  وهمچنین ترانسفورما تورها  کلید ها ودیگر تجهیزات پست در داخل محفظه ها یی ازهوا یا روغن قرار می گرفتند که هم نقش عایقی داشت و هم باعث انتقال حرارت وخنک کردن تجهیزات می شد وبه همین دلیل فضای زیادی را اشغال می کردند و تجهیزات مربوط به انها بسیار سنگین وپر سر و صدا بودند.

پست های  GIS

پست های GIS به طور اصولی در سه شكل وفرم ساخته می شوند:

1-شكلی كه باس بار ها وتجهیزات برای هر فاز داخل محفظه ی جداگانه ای قرار می گیرند این شكل برای ولتاز های بالا از 300 KV بكار گرفته می شود .
2-شكلی كه تجهیزات وباس بار ها برای هر سه فاز در یك محفظه قرار می گیرند این شكل برای ولتاز های زیر 300 KV وبخصوص ولتاز های فوق توزیع (72/5 و 145 KV ) كاملا پذیرفته
شده می باشند .
3- این شكل تنها برای ولتاز های فوق توزیع 72/5 وحداكثر 145 KV ساخته می شوند .ودر ان مشابه ولتاز های توزیع تجهزات در داخل تابلو قرار گرفته و محفظه ی تابلو با گاز SF6 با فشاری كمتر از یك اتمسفر پر می شود .

در این نوع پست بجای مواد عایقی از قبیل روغن وهوا وغیره از گاز سولفور هگزا فلوراید استفاده میشود .

در پست های GIS كلیه ی تجهیزات به صورت فشرده ودر محفظه های گاز SF6 قرار دارند

کاربردهای گاز SF6درتجهیزات پستهای فشار قوی:

گاز هگزا فلوئورید گوگرد ( SF6) یک دی الکتریک عالی با خواص بی نظیر در قطع کنندگی ( خاموش کردن ) قوس می باشد و این ویژگی منجر به کاربرد وسیع و موفقیت آمیز در کلیدهای قدرت پستهای گازی شده است . معرفی و شناخت آن در سال 1960 بوده و تجهیزات گازی SF6 تا سال 1980 ساخته شده اند . امروزه ، کاربرد این گاز به حد مطلوبی رسیده و تعداد تجهیزات تعویضی ( تجهیزات روغنی جایگزین شده با گازی ) ، افزایش یافته است . عموما کلیدهای روغنی با تجهیزات گازی SF6 جایگزین می شوند . در حال حاضر گاز SF6 کاربرد زیادی در رده فشار قوی داشته و شواهد ، تمایل کاربرد این گاز را برای رده های پائین تر سطوح ولتاژ نشان می دهد

مزایای استفاده از گاز SF6

تجهیزات تزریق شده با گاز SF6 ، نیازی به تعمیرات و نگهداری نداشته و بدون دردسر می باشد . شایان توجه اینکه SF6 توانسته استفاده از تجهیزات روغنی را محدود سازد ، از اینرو با توجه به نیاز صنعت ، دستورالعملهای جدید مطابق با آنها ( تجهیزات گازی ) با موارد جدید باید تطابق یابد. ایمنی، نوع عملکرد آنها در خاموش کردن قوس و در نظر گرفتن اثر گلخانه ای محیط زیست این گاز ( عدم تاثیر در سوراخ شدن لایه ازن ) ، از جمله این موارد است که علاوه بر ایجاد تغییر کاربری قدیمی گاز SF6 ، انگیزه زیادی در ارزیابی فرآیند گاز و استفاده مجدد از گازهای ذخیره شده بوجود آورده است .

مزایا :

·         امکان مونیتورینگ اجزاء داخلی کلید و کاهش هزینه بازرسی مؤلفه های داخلی کلید

·         هزینه های راه اندازی در فرایندهای گازی کم می شود .

·          قابلیت اطمینان بهبود میابد . 

·          ایمنی نیز زیاد میشود  کاهش هزینه تعمیرات ( به جهت اینکه کلیدهای گازی در مقایسه با دیگر کلیدها ، به تعمیرات کمتری نیاز دارند(.

عملکرد گاز SF6  درپست:

تحت شرایط ایده آل ، وقتی یک عمل تخلیه در کلید رخ می دهد ، هرکدام از اتمهای فلوئور موجود در گاز SF6 یک الکترون گرفته و از اتم گوگرد جدا می شوند و هنگام پایان عمل ، آن الکترون بدست آورده را از دست داده و با ترکیب با یک اتم گوگرد ، دوباره گاز SF6 را تشکیل میدهد که به این مراحل “ خودسازی ” و یا “ خواص بازیابی ” گاز SF6 گویند . این واکنش در تجهیزات الکتریکی گازی ( SF6 ) فشار قوی رخ میدهد و وقتی که ذرات دیگری از قبیل اکسیژن ، آب حاصل از آلودگی اتمسفری ، کربن موجود در مؤلفه های تفلونی کلید ، مس ، تنگستن موجود در کنتاکتها و همچنین آلومینیوم ، با ذرات گوناگونی که از تجزیه SF6 بوجود آمده اند برخورد نماید ، واکنش میدهد

انواع خواص:

در این گاز خواص سودمند فراوانی وجود دارد که باعث گسترش روز افزون استفاده از ان گردیده است. از جمله این خواص میتوان به موارد زیر اشاره نمود.

خواص خاموش کنندگی:
 SF6ماده بسیار عالی برای قطع قوس الکتریکی می باشد.انرژی بالای تجزیه این گاز، قوس را به خوبی خنک می کند و خاصیت الکترو نگاتیو بودن آن سریعا الکترونهای آزاد را جذب کرده و باعث می شود تا تحمل ولتاژهای بالا ممکن گردد. تحت شرایط مشابه قدرت خاموش کنندگی درSF6 بیش از صد برابر هوا می باشد.
   خواص استقامت الکتریکی :  استقامت الکتریکی گازSF6 تحت شرایط مشابه بیش از دوبرابر  استقامت عایقی هوا است.خاصیت الکترونگاتیو بودن گاز SF6 و نقش آن در جمع آوری الکترونهای آزاد عامل اصلی این قابلیت است.
نکته مهم این است که اضافه شدن مقدار کمی گاز SF6 ، استقامت عایقی هوا را به شدت افزایش میدهد ولی برعکس اضافه شدن هوا به گاز SF6 تاثیر چندانی بر روی استقامت عایقی آن ندارد.
سایر خواص فیزیکی:
 SF6 گازی بی بو،بی رنگ،غیرسمی و غیر قابل اشتعال است و وزن ملکولی آن برابر 146.06 می باشد که 5 برابر سنگینتر از هوا می باشد.خواص خاموش کنندگی و عایقی گاز SF6 به دانسیته آن بستگی دارد و به همین جهت از دانسیته سنج در کنترل مقدار گاز در کلید استفاده می شود.دانسیته مناسب جهت استفاده در تجهیزات فشار قوی در محدوده 25 کیلوگرم بر متر مکعب تا 70 کیلوگرم بر متر مکعب است.برای درجه حرارتهای پائین باید توجه شود که دانسیته گاز به حدی نباشد که در شرایط سرد سبب مایع شدن گاز گردد. مطابق استاندارد ، مقدار مجاز نشتی گاز SF6 کمتر از یک درصد در سال می باشد.

آلاینده های گاز:

تحلیل آلاینده های گاز ، فرایندهای تشخیص ترکیب مواد حاصل از تجزیه ، هنگام قوس الکتریکی و چگونگی انجام آن فرآیندها ، اصول تشخیص شرایط عملکرد تجهیزات گازی SF6 را فراهم می سازد .

حالت نمونه ذیل را ملاحظه فرمائید

میزان گازهای موجود در کلید قدرت

فاز 3

فاز 2

فاز 1

مؤلفه ( ترکیب)

996190

995848

998191

هگزافلوئوریدگوگرد

SF6

2917

649

964

نیتروژن

N2

638

136

341

اکسیژن

O2

255

3365

504

تترا فلوئورید کربن

CF4

-

1

-

فلوئورید تیونیل

SOF2

-

1

-

دی اکسید کربن

CO2

این جدول مربوط به یک کلید 161 کیلوولتی و 2000 آمپری از نوع SF6 تک فشار ، تانک تحت ولتاژ و با مکانیزم عملکرد فنر است که جهت برقراری مدار یک بانک خازنی 168 مگاواری ، 2 تا 3 بار در روز عمل می کند . گازهای نامبرده در این جدول ، گازهائی هستند که هنگام عملکرد یک کلید گازی SF6 ، در محفظه قطع آن کلید متصاعد میشوند . درصد این گازها در هر فاز قابل ملاحظه است . بعنوان مثال، 8/99% از گاز داخل محفظه فاز 1 کلید مورد نظر ، گاز SF6 است ( جمع هر ستون ، مقدار 100000 است ) .

روشی جدید و سریع برای تشخیص نشتی گازSF6:

گاز SF6  در صنعت برق، به عنوان یك ماده عایقی در تجهیزات فشار قوی و در سطوح ولتاژ بالا بسیار كاربرد دارد.اگرچه SF6 خالص به لحاظ شیمیایی خنثی می باشد، اما در عین حال یك گاز گلخانه ای قوی با یك شبكه مولكولی است كه خواص آن در شرایط گرما، بسیار فراتر از دی اكسید كربن خواهد بود. علاوه برجنبه های زیست محیطی، از جهت اقتصادی نیز، نشتی گاز SF6 گران تمام شده و هزینه تعویض آن بسیار زیاد می باشد. 

روشهای رایج برای بازرسی نشتی SF6 ، شامل استفاده از صابون است كه با این عمل، در صورت وجود نشتی، حبابهای گاز در محل نشتی ظاهر می شوند و بدین ترتیب نشتی تشخیص داده می شود.

این روش نسبتا" زمان بر بوده و بدلیل اینكه لازم است تا تجهیزات مورد بازرسی بی برق گردند، پر هزینه می باشد.

اخیرا" مؤسسهEPRI  برای تشخیص نشتی گاز SF6 ، روش جدیدی مبتنی بر استفاده از دوربین “GasVue”،برای انجام بازرسی در محل تجهیزات ارائه نموده است. دوربین لیزری“GasVue” یك فناوری جدید در بازرسی و آشكار سازی نشتی گاز SF6می باشد. اساس كار این دوربین بر تركیب Co2laser (قسمتی كه طول موجهای مادون قرمز را برای جذب و شناسایی SF6هماهنگ می نماید)با یك سیستم تصویری مادون قرمز می باشد و بدین ترتیب، امكان مشاهده نشتی SF6 كه برای چشم غیر مسلح و دیگر تجهیزات بازرسی بصری، غیر محسوس است، فراهم می گردد.

این دوربین با سرعت و دقتی فراوان و بی نیاز از خروج تجهیزات تحت بازرسی از حالت بهره برداری، حتی نشتی ناشی از یك سوراخ ریز را نشان می دهد. استفاده از این دوربین سبب میگردد كه شركتهای برق، نشتی های مربوط به گاز SF6 را سریعتر و صحیحتر از روشهای رایج تشخیص دهند. در نتیجه با استفاده از این سیستم، هزینه های مربوط به عیب یابی كاهش یافته و میزان اتلاف گاز SF6 نیز كمتر می گردد.

بعلاوه می توان نشتی روی سطوحی را كه به سختی در دسترس می باشند شناسایی كرد و نیز با توجه به سایر تكنیكها، حتی طیفهای ضعیف گاز و یا نشتیهای پالسی را كه در حال خروج هستند، نشان داد.

دوربین مذكور، ایمنی عملیات بازرسی را بهبود می بخشد چرا كه كاربر دوربین می تواند از یك فاصله امن از تجهیزات و نیز در ارتفاع معینی از زمین كه عموما" بر روی نردبانها و چوب بستها می باشد، عمل بازدید را هدایت نماید.

برای آشكار سازی نشتی گاز SF6 در كلیدها و دیگر تجهیزات یك پست در ایالت ایلی نویز( آمریكا) ، بجای آزمایشات مرسوم، از دوربین لیزری“GasVue” استفاده گردید. با صرف نظر از هزینه های مشترك بین این روش و آزمایشهای مرسوم حبابی(صابونی)، برآورد بعمل آمده نشان داد كه هزینه صرفه جویی شده به واسطه این روش كاربردی ساده، معادل 12 هزار دلار می باشد.

پس از سرمایه گذاری مؤسسه EPRI در امر پیشرفت دوربین مورد نظر، شركت "ادیسون" در نیویورك، در چند نوبت از ماه، از این دوربین استفاده كرده است.همچنین شركت برق آفریقای جنوبیEskom از این دوربین در چهار پست خود استفاده كرده است.

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :