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

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

مقدمه 

تمام فیدرهای ورودی یا خروجی تجهیزات مختلف از قبیل ژنراتورها ، ترانسفورماتورها ، خطوط انتقال ، کابل ها و ... ( که در یک سطح ولتاژ قرار گرفته باشند ) توسط وسیله ای بنام شین به یکدیگر متصل میشوند. به عبارت دیگر از نظر مداری ، شین را میتوان به عنوان یک گره در نظر گرفت که تمام انشعابات ، به آن ختم شده و یا از آن آغاز میگردد. جنس این شین ها از شمش یا لوله های مسی ، آلومینیومی یا سیم های آلومینیومی مستحکم شده با فولاد ( ACSR ) میباشد.

اولین مرحله در طراحی پست های فشار قوی ، انتخاب روش اتصال مناسب فیدرهای ورودی و خروجی به همدیگر و به شینه ها و همچنین تعیین تعداد کلیدها و موقعیت آنان از نظر نصب در خطوط یا در شین ها میباشد. نحوه ارتباط الکتریکی فیدرهای مختلف به همدیگر یا به شین ها را ترتیب شینه بندی میگویند. در پست های فشار قوی ، ساختار شینه بندی بسیار متنوع میباشد که انتخاب هر یک از این ساختارها ، با توجه به مزایا و معایب هر نوع شینه بندی و با در نظر گرفتن اصول کلی زیر صورت میگیرد :

·        سطح ولتاژ فیدرهای ورودی و خروجی و ظرفیت انتقال انرژی الکتریکی در پست.

·        قابلیت اطمینان مورد نیاز در تأمین انرژی مصرف کنندگان.

·        میزان قابلیت انعطاف پذیری شینه بندی در تعمیر تجهیزات و یا توسعه پست.

·        موقعیت پست در سیستم قدرت.

·        وضعیت فیدرهای تغذیه کننده و نحوه ارتباط آنها با پست های مجاور و نحوه شینه بندی پست های مذکور.

·        تعداد و نحوه ارتباط فیدرهای تغذیه شونده با پست های مربوطه و وضعیت شبکه تغذیه شونده.

·        وضعیت پست از نظر توسعه آینده شبکه.

·        محدودیت های موجود از نظر کمبود زمین پست و ...

·        هزینه پست و پارامترهای اقتصادی آن.

انواع شینه بندی پست

·        سیستم بدون شینه بندی

·        سیستم تک شینه

·        شینه بندی با دو شین اصلی -  فرعی

·        شینه بندی با دو شین اصلی

·        شینه بندی دوبل با دیسکانکت موازی

·        سیستم شینه بندی یک و نیم بریکری

·        سیستم شینه بندی دو بریکری

·        سیستم شینه بندی حلقوی

·        طرح های ترکیبی

·        سیستم های شینه بندی با بیش از دو شین

سیستم بدون شینه بندی

برای تغذیه ترانسفورماتورهای با توان کم مورد استفاده قرار میگیرد.

با توجه به ضریب اطمینان بسیار پائین در این نوع تغذیه ، به ندرت از آن استفاده میشود و تنها در پست های کم اهمیت و یا موقتی کاربرد پیدا میکند.

از مهمترین معایب اساسی این سیستم میتوان به موارد زیر اشاره کرد :

·        با توجه به اینکه مسیر تغذیه ، تنها از یک جهت میباشد ، لذا امکان مانور روی نحوه تغذیه پست توسط خطوط ورودی وجود ندارد.

·        به منظور تعمیر هر قسمت از تجهیزات مسیر تغذیه ، از قفیل بریکرها و ترانسفورماتورها ، باید پست را کاملاً بی برق و مسیر تغذیه را قطع نمود.

·        در صورت ایجاد اتصال کوتاه روی خط تغذیه و یا هر قسمت از مدارهای داخلی پست ، ترانسفورماتور از مدار خارج شده و پست بی برق میگردد.

سیستم تک شینه

الف) سیستم تک شینه ساده

سیستم دارای یک شین اصلی میباشد که هر فیدر توسط یک بریکر به این شین متصل میشود.

از مهمترین مزایای این سیستم ، میتوان به موارد زیر اشاره نمود :

·        سادگی سیستم ، بخصوص از نظر عملیاتی و سهولت در بهره برداری ، سادگی سیستم های حفاظتی و کنترل.

·        ارزان بودن و کم هزینه بودن طرح واره پست نسبت به شینه بندی های دیگر.

این نوع شینه بندی دارای معایب اساسی است که مهمترین آنها عبارتند از :

·        در صورت وقوع اتصال کوتاه روی شین ، یا اشکال در عملکرد مطلوب بریکر ، برق تمام پست ، قطع شده و همه فیدرها قطع میگردند.

·        در صورتی که تجهیزات اساسی هر فیدر از قبیل ترانسفورماتور یا بریکرها نیاز به تعمیر داشته باشند ، آن فیدر ترانسفورماتور یا خط مربوطه کاملاً بی برق شده و تغذیه بار فیدر مربوطه قطع میگردد.

·        در صورت برنامه ریزی برای توسعه پست ، حتماً باید شین پست ، بی برق شود.

·        در صورت انجام تعمیرات و سرویس های دوره ای روی تجهیزات شین ، باید پست ، کاملاً بی برق گردد.

ب) سیستم تک شینه با دیسکانت تقسیم کننده شین

در این سیستم ، فیدرها به قسمت های مختلف شین متصل میشوند. به عبارت دیگر ، هر قسمت از شین ، تعدادی از فیدرها را تغذیه میکند. دیسکانکت تقسیم کننده شین S1 این امکان را ایجاد میکند تا بتوان هر قسمت از شین ها را بطور مجزا تعمیر کرده و یا شین را از آن قسمت توسعه داد. در این وضعیت فقط فیدرهای آن قسمت از شین که تحت تعمیر است ، قطع میگردند و بقیه فیدرهای قسمت دیگر شین ، بکار خود ادامه میدهند و بالطبع ، مصرف کننده های آن فیدرها قطع نمیگردند.

در صورت نیاز به تعمیر و یا سرویس دیسکانکت S1 ، باید هر دو قسمت شین بی برق شود. برای رفع این مشکل میتوان از دو دیسکانکت S1 و S2 استفاده نمود که این دو بطور سری و در کنار یکدیگر مورد استفاده قرار میگیرند. در این حالت در صورت بروز اشکال ، فقط یک قسمت از شین باید از مدار ، خارج شود و قسمت دیگر شین ، میتواند به کار خود ادامه دهد.

ج) سیستم تک شینه با بریکر تقسیم کننده شین

در صورتی که دو فیدر در طرح واره در یک راستا قرار گیرند ، آنگاه شکل ظاهری شینه بندی بصورت سیستم تک شینه با طرح واره H شکل تبدیل میشود.

با توجه به اینکه بریکرها در هر وضعیتی میتوانند عمل قطع و وصل را انجام دهند ، لذا امکان مانور روی سیستم ، افزایش می یابد. در این وضعیت ، با وجود هر اتصال کوتاهی روی هر قسمت از شین ، با قطع این بریکر و دیگر بریکرهای واقع در فیدرهای آن تکه شین ، فقط تکه شین اتصال کوتاه شده از مدار خارج میشوند و فیدرهای تکه شین دیگر به کار خود ادامه میدهند. همچنین برای گسترش پست میتوان با قطع بریکر تقسیم کننده و بریکر فیدرهای هر تکه شین ، آن قسمت را توسعه داد.

همچنین برای خطوط انتقال دو مداره ( فیدرهای ورودی یا خروجی ) در یک پست با سیستم شینه بندی مذکور ، بهترین وضعیت در قرار گرفتن دو تکه شین ، آن است که بصورت موازی همدیگر قرار گیرند. این نوع شینه بندی به سیستم با طرح واره U شکل معروف است. بنابراین ، نوع شینه بندی در سویچگیرهای با تعداد زیاد فیدرهای از نوع خط با سیم هوایی مناسب میباشد. بطور کلی از این نوع شینه بندی در پست های فشار قوی تا سطح ولتاژ kv63 استفاده شده و در بعضی مواقع برای پست های kv132 فرعی بکار میرود.

سیستم شینه بندی با دو شین اصلی -  فرعی

یکی از راههای افزایش ضریب اطمینان طرح های شینه بندی ، استفاده از سیستم های دو شینه و بیشتر میباشد. یکی از این طرح ها ، سیستم شینه بندی با دو شین اصلی و فرعی میباشد. در این سیستم ، شین اصلی به معنای آن است که همیشه برق دار میباشد و شین فرعی ، فقط در زمان تعمیر هر کلید ، برق دار میشود. این برقدار شدن از طریق یک کلید ارتباطی بنام بریکر کوپلر ایجاد میشود.

در این طرح واره باید به چند نکته اساسی اشاره نمود :

·        در این سیستم و در هر زمان ، فقط میتوان یک بریکر را تعمیر نمود. علت این امر آن است که در صورت انتقال دو خط به شین فرعی و تعمیر دو بریکر این دو خط ، اگر اتصال کوتاهی روی یکی از خطوط رخ دهد ، بریکر کوپلر ، فرمان قطع دریافت کرده و باعث خروج هر دو خط میگردد. این موضوع باعث کاهش ضریب اطمینان شبکه میگردد.

·        با توجه به آنکه بریکر کوپلر در حالت عادی باز میباشد ، لذا هر گونه اتصالی روی شین اصلی ، باعث قطع تمام فیدرهای متصل به آن شین میگردد. برای رفع این مشکل ، تقسیم شین های اصلی و فرعی به چند بخش میباشد. با این کار ، سیستم قادر خواهد بود تا بطور همزمان به تعداد تقسیم بندی شین های اصلی و فرعی ، بریکرهای خطوط را تعمیر نمود.

·        در این سیستم ، توسعه و گسترش پست ، بدون خاموشی کامل آن امکان پذیر نخواهد بود و در صورت تقسیم بندی شین های اصلی و فرعی ، حداقل برق یک قسمت از شینه بندی قطع میشود.

این نوع شینه بندی معمولاً تا پست های با سطح ولتاژ kv132 مورد استفاده قرار میگیرد.

سیستم شینه بندی با دو شین اصلی ( دوبل )

در این سیستم دو شین اصلی وجود دارد که هر دو دائماً برق دار میباشند.

در مواقعی که تعداد فیدرها زیاد باشد و شبکه هم از نوع محصور شده باشد ( یعنی فیدرهای ورودی و خروجی به پست را از مسیرهای مختلف داشته باشیم ) میتوان از طرح واره U  شکل برای شینه بندی دوبل ، استفاده نمود. در این حالت ، علاوه بر آنکه به فضای کمتری برای شینه بندی نیاز است ، این امکان هم فراهم میگردد که از هر دو طرف شین بتوان انشعاب گرفت.

مزایای این نوع شینه بندی را میتوان بصورت زیر بیان نمود :

·        با توجه به وجود دو شین اصلی ، تعمیرات یا سرویس های دوره ای روی هر شین ، و همچنین توسعه پست به راحتی امکان پذیر خواهد بود.

·        در اثر اتصال روی هر شین ، میتوان تمام فیدرهای متصل به آن شین را به شین دیگر منتقل نموده و با تداوم سرویس دهی ، نسبت به رفع اتصالی و یا تعمیر شین اقدام نمود.

·        با توجه به نظر بهره بردار ، تغذیه هر فیدر از هر یک از شین ها به راحتی امکان پذیر خواهد بود.

·        با توجه به اصلی بودن هر دو شین ، این طرح واره برای پست های با تعداد زیاد فیدرها مناسب میباشد.

این نوع شینه بندی از مشکلات اساسی زیر برخوردار است :

·        امکان تعمیر بریکرهای هر فیدر ، بدون قطع برق آن امکان پذیر نخواهد بود زیرا مسیر دیگری برای تغذیه فیدر وجود ندارد.

·        اتصال کوتاه روی هر شین ، سبب قطع کلیه فیدرهای متصل به آن میشود. البته پس از قطع فیدرها ، میتوان با انتقال فیدرهای مورد نظر به شین دیگر ، تغذیه آنها را مجدداً برقدار نمود.

·        هزینه این نوع شینه بندی نسبت به طرح واره های قبلی گرانتر خواهد بود.

این نوع شینه بندی معمولاً تا سطح ولتاژهای kv132 مورد استفاده قرار میگیرد.

سیستم شینه بندی دوبل با دیسکانکت موازی

در واقع طرح واره مذکور ، ترکیبی از طرح واره دو شین اصلی و شینه بندی اصلی -  فرعی خواهد بود.

با وجود این از مشکلات این طرح واره ، زیاد شدن تعداد دیسکانکت ها میباشد که این موضوع ، کنترل و حفاظت کل سیستم را پیچیده تر میکند و از نظر اقتصادی نیز هزینه پست را بالا میبرد.

این نوع شینه بندی در پست های با سطح ولتاژ kv132 که دارای اهمیت بالایی باشند ، مورد استفاده قرار میگیرد.

سیستم شینه بندی یک و نیم بریکری

یکی از مهمترین و پرکاربردترین طرح واره شینه بندی ها ، استفاده از سیستم شینه بندی یک و نیم بریکری میباشد. علت نام گذاری این طرح واره بنام سیستم یک و نیم بریکری آن است که برای هر دو فیدر ، سه بریکر استفاده میشود و در نتیجه از نظر ظاهری ، سهم هر فیدر ، یک و نیم بریکر خواهد بود. هر دو شین این سیستم ، شین اصلی بوده و همواره تحت ولتاژ هستند.

از مزایای این شینه بندی میتوان به موارد زیر اشاره نمود.

·        در صورت وقوع اتصال کوتاه روی هر شین ، تمام بریکرهای متصل به آن شین ، قطع میشوند و همه فیدرها از شین دیگر تغذیه میگردند.

·        توسعه پست و همچنین انجام تعمیرات و سرویس های دوره ای کلیه تجهیزات شین ها و یا فیدرها ، بدون قطع هیچ یک از فیدرها امکان پذیر خواهد بود.

·        دیسکانکت ها ، نقش اساسی در عملیات کلیدزنی در پست بر عهده ندارند و کلیه عملیات اصلی توسط بریکرها انجام میشود. لذا سیستم های کنترلی و حفاظتی این نوع شینه بندی ، بسیار ساده خواهد بود.

·        هزینه پست نسبت به مزایای متعدد آن ، محدود میباشد.

مشکل موجود در این طرح واره آن است که نقص در هر بریکر میانی ( بریکر ارتباطی بین دو فیدر ) سبب قطع دو فیدر در دو طرف بریکر میانی میشود ، ولی نقص در بریکرهای مجاور هر شین ، تنها سبب قطع یک فیدر میگردد.

بیشتر کاربرد این طرح واره در پست های kv230 میباشد. البته در بعضی مواقع ، کاربرد آن در پست های kv400 نیز مشاهده میگردد.

سیستم شینه بندی دو بریکری

در این نوع شینه بندی و برای هر فیدر ، دو بریکر در نظر گرفته میشود. این موضوع باعث افزایش ضریب اطمینان پست نسبت به سیستم یک و نیم بریکری در هنگام بروز عیب و در شرایط اضطراری میشود. البته افزایش بریکرها باعث افزایش هزینه سرمایه گذاری پست میشود. لذا از این نوع شینه بندی در سطح ولتاژهای کم استفاده نمیشود و فقط در مراکز تولید و پست های حساس و اصلی شبکه بکار میروند. از دیگر مزایای این سیستم آن است که در صورت بروز اشکال در هر یک از بریکرها فقط یک فیدر از مدار خارج میشود.

سیستم شینه بندی حلقوی

الف) شینه بندی حلقوی باز

این نوع شینه بندی ، مناسب برای چهار فیدر میباشد که معمولاً جهت اتصال دو فیدر ترانسفورماتور به دو فیدر خط مورد استفاده قرار میگیرد. در آرایش نوع π روی فیدرهای خروجی ، بریکر وجود نداشته و در صورت بروز عیب در هر کدام از فیدرها ، یکی از منابع تغذیه ( فیدر ترانسفورماتور ) از مدار خارج میشود ولی فیدر خط دیگر میتواند همچنان از طریق منبع تغذیه دیگر تغذیه گردد. از معایب این شینه بندی آن است که غیر قابل توسعه میباشد.

در مدل حلقوی باز H یک بریکر برای هر فیدر استفاده میشود که در صورت بروز عیب در فیدر خط ، بریکر مربوطه قطع خواهد شد.

در آرایش زیر اگر عیبی در یکی از فیدرها رخ دهد ، با بستن دیسکانکت اضافه شده ، میتوان فیدر دیگر را از طریق هر دو ترانسفورماتور تغذیه نمود.

ب) شینه بندی حلقوی بسته

در این نوع شینه بندی ، نصب بریکرها در فیدرها صورت نگرفته ، بلکه در طول شین ها و در فاصله بین نقاط اتصال فیدرها پیش بینی گردیده است.

از خصوصیات این سیستم میتوان به موارد زیر اشاره کرد :

·        قابلیت اطمینان این سیستم ، نسبت به سیستم های شینه بندی یک و نیم بریکری و دو بریکری کمتر بوده ولی نسبت به بقیه شینه بندی های ذکر شده بیشتر است.

·        در صورت بروز عیب در هر قسمت شین ها با قطع بریکرهای مجاور آن ، تنها یک فیدر ، بی برق میشود و بقیه فیدرها بکار عادی خود ادامه میدهند.

·        در صورت بروز نقص و اشکال در زمان قطع هر بریکر و عدم قطع به موقع آن ، دو بریکر واقع در دو طرف بریکر معیوب ، عمل کرده و دو فیدر ، بی برق میشود و قسمت دیگر حلقه بکار خود ادامه میدهد.

·        تعمیر هر یک از بریکرها بدون قطع هیچ یک از فیدرها امکان پذیر خواهد بود.

·        با توجه به هزینه کردن یک بریکر برای هر فیدر ، هزینه ساخت آن نسبتاً کم میباشد.

·        دیسکانکت ها در این شینه بندی نقش عمده ای بر عهده نخواهند داشت و در نتیجه ، عملیات اصلی توسط بریکرها صورت میگیرد.

·        با توجه به پیچیده بودن سیستم های کنترل و حفاظت این نوع شینه بندی ، معمولاً طرح واره مذکور را برای چهار فیدر بکار میبرند و گسترش پست توسط سیستم یک و نیم بریکری صورت میگیرد.

طرح واره های ترکیبی

به منظور حفظ تعادل اقتصادی ، از سیستم های با شینه بندی های ترکیبی استفاده میشود.

سیستم های شینه بندی با بیش از دو شین

مزایای هر دو شینه بندی دو شین اصلی و شینه بندی اصلی -  فرعی در این نوع شینه بندی وجود خواهد داشت.

سیستم های شینه بندی خاص و جدید

الف) سیستم شینه بندی  بریکری

ساختار این نوع شینه بندی ، تقریباً شبیه اتصال یک و نیم بریکری بوده و دو شین اصلی توسط بی ها بهم متصل میشوند.

قابلیت اطمینان این نوع شینه بندی تا حدودی کمتر از سیستم یک و نیم بریکری میشود. همچنین در این نوع شینه بندی ، امکان انجام تعمیرات در کلیدها و یا شین های سیستم ، بدون بروز قطعی فراهم میباشد.

این آرایش در پست های انتقال انرژی با تعداد خروجی های متعدد ( معادل 10 تا 20 خروجی ) قابل استفاده میباشد.

ب) سیستم های شینه بندی 6*4 و 9*6

سیستم شینه بندی 6*4 به شکل کلی مثلث بوده و دارای چهار فیدر ورودی و شش فیدر خروجی میباشد.

این نوع آرایش ، دارای قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به آرایش های شینه بندی دوبل ( دو شین اصلی ) ، دو بریکری و  بریکری میباشد. همچنین امکان مانور فوق العاده ای به منظور انجام تعمیرات و نگهداری در شین ها و بریکرها مهیا خواهد شد. این نوع شینه بندی دارای تعداد بریکرهای کمتری نسبت به آرایش دو بریکری ( در شرایط با تعداد فیدرهای برابر ) میباشد.

در سیستم شینه بندی 9*6 نحوه چیدن تجهیزات به زمین بیشتری نیاز دارد که باعث افزایش هزینه پست میگردد.

ج) سیستم شینه بندی سه راهی

مقایسه شینه بندی های مورد نظر از جنبه های مختلف

رتبه آرایش

کیفیت سیستم های حفاظتی

کمترین هزینه

پست

کمترین سطح زیربنا

وقوع خطا در کار عادی

وقوع خطا در زمان تعمیرات

1

دو بریکری

ساده

ساده

دو بریکری

یک و نیم بریکری

2

یک و نیم بریکری

نوع π

یک و نیم بریکری

دوبل با شین فرعی

دو بریکری

3

نوع H

حلقوی

حلقوی

یک و نیم بریکری

دوبل با شین فرعی

4

دوبل

نوع H

نوع π

دوبل

اصلی -  فرعی

5

دوبل با شین فرعی

دوبل

دو بریکری

نوع H

دوبل

6

ساده

یک و نیم بریکری

دوبل

اصلی -  فرعی

حلقوی

7

حلقوی

اصلی -  فرعی

نوع H

حلقوی

ساده

8

اصلی -  فرعی

دو بریکری

اصلی -  فرعی

نوع π

نوع H

9

نوع π

دوبل با شین فرعی

دوبل با شین فرعی

ساده

نوع π

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 :