تحقیق بررسی شبكه توزیع و انتقال برق تا مصرف

تحقیق بررسی شبكه توزیع و انتقال برق تا مصرف در 68 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی برق
فرمت فایل doc
حجم فایل 51 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 68

تحقیق بررسی شبكه توزیع و انتقال برق تا مصرف

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

تحقیق بررسی شبكه توزیع و انتقال برق تا مصرف در 68 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

شبكه قدرت از تولید تا مصرف………………………………………………………………….. 1

محدودیت تولید…………………………………………………………………………………….. 1

انتقال قدرت ……………………………………………………………………………………….. 1

توزیع و مصرف قدرت……………………………………………………………………………. 1

آرایش ترانسفورماتورهای قدرت ……………………………………………………………….. 2

اجزاء یك پست انتقال یا فوق توزیع ………………………………………………………….. 2

ضرورت اتصال به زمین – ترانس نوتر ………………………………………………………… 2

تانك رزیستانس ……………………………………………………………………………………. 3

ضرورت برقراری حفاظت ……………………………………………………………………….. 3

انواع سیستمهای اوركارنتی ……………………………………………………………………….. 4

سیستم حفاظت اوركارنتی فاز به زمین ………………………………………………………… 4

حفاظت باقیمانده یا رزیجوآل ……………………………………………………………………. 5

هماهنگ كردن رله های جریانی زمان ثابت ………………………………………………….. 5

اشكال رله های با زمان ثابت …………………………………………………………………….. 5

رله های اوركانت زمان معكوس ………………………………………………………………… 6

انواع رله های جریانی با زمان معكوس و موارد استفاده هر یك …………………………. 6

كاربرد رله های جریانی …………………………………………………………………………… 7

رله های ولتاژی …………………………………………………………………………………….. 7

حفاظت فیدر خازن ………………………………………………………………………………… 7

رله اتومات برای قطع و وصل بنكهای خازنی ……………………………………………….. 8

حفاظت فیدر كوپلاژ 20 كیلوولت …………………………………………………………….. 9

حفاظت فیدر ترانس 20 كیلوولت …………………………………………………………….. 9

حفاظت جهتی جریان …………………………………………………………………………….. 9

حفاظت R.E.F ………………………………………………………………………………………. 10

رله های نوترال ……………………………………………………………………………………… 10

حفاظت ترانسفورماتور قدرت ………………………………………………………………….. 10

رله بوخهلتس ……………………………………………………………………………………….. 11

رله های ترمیك یا كنترل كننده درجه حرارت ترانس ………………………………………. 12

رله دیفرنسیال ……………………………………………………………………………………….. 13

چند نكته در رابطه با رله دیفرنسیال ……………………………………………………………. 16

رله دیفرنسیل با بالانس ولتاژی …………………………………………………………………. 17

رله بدنه ترانس ……………………………………………………………………………………… 17

حفاظت جریانی برای ترانسفورماتور …………………………………………………………… 18

رله های رگولاتور ولتاژ …………………………………………………………………………… 18

رله اضافه شار ………………………………………………………………………………………. 20

حفاظت باسبار ………………………………………………………………………………………. 21

نوع اتصالی های باسبار …………………………………………………………………………… 22

خصوصیات حفاظت باسبار ………………………………………………………………………. 22

انواع حفاظت باسبار ……………………………………………………………………………….. 22

حفاظت خط ………………………………………………………………………………………… 23

نكاتی در خصوص رله های دیستانس ………………………………………………………… 25

نوسان قدرت و حفاظت رله دیستانس در مقابل آن ………………………………………… 27

رله دوباره وصل كن ………………………………………………………………………………. 29

كاربرد رله دوباره وصل كن ……………………………………………………………………… 31

ضد تكرار ……………………………………………………………………………………………. 32

رله واتمتریك ……………………………………………………………………………………….. 33

رله مؤلفه منفی ………………………………………………………………………………………. 36

سنكرون كردن ………………………………………………………………………………………. 39

رله سنكرون چك ………………………………………………………………………………….. 41

رله سنكرونایزینگ ( سنكرون كننده ژنراتورها ) …………………………………………….. 43

رله فركانسی – رله حذف بار ……………………………………………………………………. 44

سیستم اینتریپ و اینترلاك ……………………………………………………………………….. 46

شبكه قدرت از تولید تا مصرف

یك شبكه قدرت از نقطه تولید تا مصرف،شامل اجزاء و مراتبی است كه ژنراتور را بعنوان مولد و ترانسهاو خطوط انتقال را بعنوان مبدل و واسطه در بر می‌گیرد .

محدودیت تولید :

ژنراتورها معمولاً” جریانهای بزرگ را تولید میكنند اما به لحاظ ولتاژ محدودیت دارند،زیرا عایق بندی شینه ها حجم و وزن زیادی ایجاد می‌كند و به همین لحاظ ژنراتورها در نورم های ولتاژی 6،11،21 و حداكثر 33 كیلو ولت ساخته می‌شوند .

انتقال قدرت :

بر عكس تولید كه به لحاظ ولتاژ محدودیت دارد، در انتقال قدرت،مشكل جریان مطرح است زیرا هر چه جریان بیشتر شود،مقطع سیمها بیشتر و در نتیجه ساختمان دكل ها بزرگتر و تلفات انتقال نیز فزونی می‌گیرد . به همین لحاظ سعی می‌شود كه پس از تولید جریان،با استفاده از ترانسفورماتورهای افزاینده،سطح ولتاژ افزایش و میزان جریان كاهش داده شود . ضمنا” عمل انتقال سه فاز،توسط سه سیم صورت می‌گیرد ( به سیم چهارم نیازی نیست ) و برای تشخیص اتصال كوتاههای احتمالی فاز به زمین،از شبكه زمین و نوترالی كه در پست مبدا ایجاد می‌كنند،سود می‌جویند .

توزیع و مصرف قدرت :

پس از انتقال قدرت تا نزدیكی های منطقه مصرف،سطح ولتاژ در چند مرحله پایین می‌آید تا قابل مصرف شود. در ایران درحال حاضر برای انتفال قدرت ازولتاژهای 400 و 230 كیلو ولت (فاز- فاز) استفاده می‌شود و در مناطق شهری نیز این ولتاژها به سطح 63 كیلو ولت ( شبكه فوق توزیع )كاهش پیدا می‌كند و با تبدیل 63 به 20 كیلو ولت،ولتاژ اولیه برای ترانسفورماتورهای توزیع محلی مهیا می‌گردد تا با ولتاژ 400 ولت ( فاز- فاز )،برق مورد نیاز مصرف كننده های عادی فراهم آید .

آرایش ترانسفورماتورهای قدرت :

ترانسفورماتورهای انتقال،از آرایش ستاره / مثلث برخوردارند . طرف ستاره به ولتاژ بالاتر و طرف مثلث به ولتاژ پایین تر متصل می‌شود تا در عایق بندی و حجم سیم پیچ ها صرفه جوئی شود . تپ چنجر نیز كه بعنوان تنظیم كننده ولتاژ بكار گرفته می‌شود معمولاً در طرف فشار قوی تعبیه می‌گردد تا عمل تغییر تپ (Tap) را در جریانهای كمتری انجام دهد و جرقه كنتاكتها به حداقل رسد .

اجزاء یك پست انتقال یا فوق توزیع :

یك پست انتقال یا فوق توزیع، معمولاً شامل خط یا خطوط ورودی،بریكرها،سكسیونر ها، باسبار طرف فشار قوی،ترانس قدرت، ترانس نوتر،ترانس مصرف داخلی،باسبار فشار متوسط،فیدر های خروجی،فیدرهای خازن و غیرو می‌شود و در هر پست پانلهای رله ای و متیرینگ،عمل حفاظت و اندازه گیری را بعهده دارند . باطریخانه و شارژرها نیز وظیفه تولید سیستم D.C. را كه لازمه غالب رله ها می‌باشد انجام می‌دهند .

ضرورت اتصال به زمین :

تا زمانی كه اتصالی با زمین در شبكه اتفاق نیفتاده باشد،نیازی به برقراری اتصال نوترال با زمین نمی‌باشد، اما به لحاظ امكان وقوع اتصال كوتاه های با زمین و برقراری سیستم حفاظتی برای تشخیص آنها،ناچار به داشتن سیستم نوترال خواهیم بود،به این ترتیب كه سه فاز شبكه را از طریق یك ترانس نوتر (معمولاً داری سیم پیچ زیگزاك ) به یكدیگر متصل و نقطه صفر یا خنثی (نول ) آنرا با زمین مرتبط می‌كنیم . این ترانس ضمن ایجاد نوترال برای شبكه،بدلیل راكتانسی كه دارد ،جریان اتصال كوتاه با زمین را نیز محدود می‌كند .

تانك رزیستانس :

عبارت از یك تانك فلزی پر از الكترولیت بسیار رقیق كربنات سدیم است . خاصیت این محلول آن است كه مقاومت الكتریكی آن به طور معكوس در برابر حرارت تغییر می‌كند . در صورت پیدا شدن جریان نشتی با زمین ایجاد حرارت در مایع و كاهش مقاومت آن،جریان عبوری افزایش یافته و به سرعت به حدی می‌رسد كه رله نوتر را تحریك نماید . بنابراین خاصیت این مقاومت،آشكار نمودن جریانهای نشتی كم و غیر قابل تشخیص بوسیله رله نوترال اصلی می‌باشد تا از عبور جریان مداوم نشتی و داغ شدن ترانس نوتر و سوختن احتمالی آن جلوگیری بعمل آورد .

خواص تانك رزیستانس به همین مورد محدود نمی‌شود بلكه مقاومت حالت نرمال آن و راكتانس ترانس نوتر،مجموعا” به حدی انتخاب می‌شود كه آمپر اتصال كوتاه را در حد مورد نظر محدود نماید . از مزایای دیگر آن،رزیستانس خالص آنست ( در نقطه مقابل ترانس نوتر كه تقریبا 97% راكتانس خالص است ) و بنابراین در مواردی كه انتخاب یك ترانس نوتر با راكتانس بالا به دلیل افزایش اندوكتانس سلفی پست،از بروز و ظهور هارمونیكها جلوگیری می‌كنند تا عملكرد سلكتیو رله ها مختل نشود .

ضرورت برقراری حفاظت :

پس از برپایی یك سیستم قدرت،اول چیزی كه نیاز به آن احساس می‌شود،برخورداری سیستم از یك حفاظت اتوماتیك است . در اوایل پیدایش شبكه های قدرت،سعی می‌شد سیستم را در مقابل جریانهای اضافی ( Exess Currents) حفاظت نماید و اینكار توسط فیوز انجام می‌شد اما با گسترش شبكه ها و تمایل به داشتن حفاظتی انتخاب كننده ( Selective )،یعنی آن نوع از حفاظت كه بواسطه آن برای هر خطا ( Fault) ئی در هر نقطه از شبكه،مناسبترین عمل قطع انجام شود، سیستم حفاظت Over current (كه اصطلاحاً ماكزیمم جریان گفته می‌شود) مطرح شد و گسترش یافت .

البته نباید حفاظت اوركارنتی را با حفاظت over load ( اضافه بار )،كه بر مبنای ظرفیت حرارتی مدار منظور می‌شود،اشتباه گرفت . در حفاظت اخیر اگر بار از مقدار معینی ( معمولاً 2/1 برابر جریان نامی‌خط ) بیشتر شود،فرمان قطع رله صادر می‌شود در حالیكه منظور عمده از طرح حفاظت اوركارنتی آنست كه در صورت بروز خطا، رله ها به ترتیب نزدیكی به نقطه اتصالی در نوبت قطع بایستند و در صورت عمل نكردن یك رله،رله بعدی فرمان قطع صادر كند .

معمولاً در تنظیم گذاری رله های اوركارنت به گونه ای عمل می‌شود كه هر دو منظور حاصل شود.

چند نكته در رابطه با رله دیفرنسیال :

به جهت آنكه در ترانس قدرت،جریان ثانویه مطابق با گروه برداری ترانس نسبت به اولیه می‌چرخد،بنابراین یكسان نمودن اندازه جریانهای طرفین رله دیفرنسیال، كفایت نمی‌كند و لازم است از ترانس واسطه یا ترانس تطبیق كه همان گروه برداری ترانس قدرت را داشته باشد استفاده كنیم تا چرخش حاصله را جبران نماید .

در ترانس واسطه سرهای مختلفی وجود دارد و این امر به دلیل وجود تپ در ترانس قدرت است . به هنگام عملیات راه اندازی اولیه یك پست لازم است كه جریانهای اولیه و ثانویه و اختلاف كه همان جریان دیفرانسیال (I1-I2) می‌باشد،در پایین ترین . بالا ترین تپ اندازه گزفته شده و مناست ترین تپ برای ترانس ترانس واسطه انتخاب یشود تا حداقل جریان عمل كننده را داشته باشیم .

رله های دیفرنسیال مغناطیسی،مصرف زیاد تری دارند و مخصوصاً اگر ( I1-I2 ) بهنگام بار زیاد ترانس قابل توجه شود،گرمای زیادی را به رله تحمیل خواهد كرد و ضمناً بدلایلی كه گفته شد، ناپایداری رله را افزایش خواهد داد .

بهنگام تحت تانسیون قرار دادن قدرت از آنجا كه ثانویه باز بوده و جریان مغناطیس‌كننده فقط در اولیه جاری می‌شود،جریان ( I1-I2 ) افزایش می‌یابد كه البته به دلیل كم بودن جریان مغناطیس كننده و تنظیم 25 % جریان ( ‍Pick Up) غالبا عملكردی نخواهیم داشت اما نكته قابل توجه آن است كه در هنگام وصل،جریان هجومی‌( Inrush current ) در اولیه خواهیم داشت و این جریان در چند سیكل اول مقدار بالایی دارد و می‌تواند رله را تحریك نماید . اما با در نظر گرفتن آنكه این جریان حاوی هارمونیك های زوج ( بویژه 2 و 4 ) می‌باشد،می‌توان با قرار دادن یك واحد حساس به این هارمونیك ها و باز نمودن لحظه ای كنتاكت فرمان فطع ( از طربق یك كنتاكت كه بر سر راه كنتاكت فرمان قطع واقع شده باشد )،از عملكرد بی مورد رله دیفرنسیال جلوگیری به عمل آورد . اجازه دا د تا ترانس برقدار شود . این واحد كه به واحد هارمونیك گیر ( Harmonic trap ) معروف است در همه رله های دیفرنسیال تعبیه شده است .

رله دیفرنسیال با بالانس ولتاژی :

اساس كار این نوع رله، تقابل و رو در رو قرارگرفتن ولتاژ های آمده از ترانس جریانهای طرفین خط است . برای این كار اولاً مدار به صورت ضربدری بسته می‌شود تا قطب های همنام مقابل هم قرار گیرند و ثانیاً برای تبدیل جریان هر یك از C . T ها به ولتاژ – برای پرهیز از ایجاد افت در طول مدار – از ترانس اكتور ( Trans actor ) استفاده می‌شود این وسیله،جریان آمده از C.T را متناسباً به ولتاژ تبدیل می‌كند . در یك نمونه از آن جریان A 5 به v 125/ 0 تبدیل می‌شود كه در سوكت دستگاه،قابل اندازه گیری است و با اندازه گیری ولتاژ مریوطه می‌توان مقدار جریان ورودی را دریافت . در هر حال،آنچه كه بین رله های طرفین مبادله می‌شود ولتاژ و گاهاً یك فركانس كد گذاری شده است كه در صورت برابری جریانهای طرفین،در محدوده باند فركانسی خاصی خئاهد بود و در صورت به هم خوردن بالانس جریانها ( به هنگام بروز اتصلبی كوتاه در مسیر )،فركانس یا فزكانسهای متفاوتی به طرفین ترسال خواهد شد . معمولاً در هر طرف،واحد های Send , Receive وجود دارد و اطلاعات به سرعت مبادله می‌شود . طبیعی است كه در خصوص حفاظت دیفرنسیالی كابل نیازی به ترانس واسطه نخواهد بود و واحد هارمونیك گیر نیز ضرورتی نخواهد داشت .

رله بدنه ترانس ( Transformer Body Relay ) :

در ترانس های قدیمی‌كه معمولاً برای آنها از رله دیفرنسیال استفاده نشده است و به خاطر ایجاد حفاظتی در برابر برقدار شدن بدنه آنها كه غالباً توسط پرندگان و غیره به صورت اتصال فاز به بدنه به وجود می‌آید از رله بدنه استفاده می‌شود . برای مشخص كردن جریان حاصل از اتصالی،چرخشهای ترانس قدرت از زمین عایق شده و بدنه فقط از یك نقطه زمین می‌گردد و بر سر راه آن ترانس جریان قرار داده می‌شود تا با واسطه یك رله آمپریك (با فرمان قطع سریع)،ترانس بی برق شود . اتصالی احتمالی ولتاژ هایD.C موجود در باكس های واقع بر ترانس با بدنه نیز به همین روش آشكار خواهد شد . در جائیكه از رله دیفرنسیال استفاده شود نیازی به ایزوله كردن ترانس از زمین و استفاده از رله بدنه نخواهد بود .

حفاظت جریانی برای ترانسفورماتور :

معمولاًدر هر دو طرف ترانس قدرت با استفاده از C.T ها رله های اوركانت (برای هر سه فاز) نیز تعبیه می‌شوند و البته این رله ها از جمله حفاظت های اصلی ترانس به حساب نمی‌آیند اما با سایر رله های اوركانت شبكه هماهنگ هستند و در صورت عمل نكردن رله‌های پیش روی خود و پس از گذشت زمان تنظیمی بعمل در می‌آیند . البته از آنجا كه در غالب رله‌های اوركانت، واحد جریان زیاد لحظه ای هم وجود دارد،در صورت تنظیم دقیق این واحدها و افزایش ناگهانی جریان به طوری كه از حدود تنظیمی‌آنها فراتر رود فرمان قطع سریع خواهند داشت .

كاربرد رلع دوباره وصل كن :

در شبكه های فوق توزیع این رله معمولاً در خطوط شعاعی ( كه مركز ثقل پایداری سیستم نیست ) به كار می‌رود و می‌تواند زمان خاموشی ها را به حداقل رساند . این مورد در پستهای تحت اسكن و فاقد اپراتور اهمیت بیشتری می‌یابد و از هزینه كاركنان اضافی بویژه در مناطق دور دست می‌كاهند . همچنین در شبكه هایی كه حفاظت اوركارنت و واحد (جریان زیاد آنی) دارند، می‌نوان تنظیمات را برای اتصالی های شدید حساس تر نمود تا به واسطه آن،پس از وقوع اینگونه اتصالی ها قطع آنی و سپس وصل مجدد صورت گیرد . به این ترتیب زمان استمرار جرقه به حداقل رسیده و میزان خسارت اندك شده و در پاره ای موارد از توسعه یك اتصالی گذرا به یك اتصالی دائمی‌جلوگیری شود . البته قابل ذكر آن است كه استفاده از حفاظت جریان زیاد آنی در شرایطی می‌تواند موجب به هم خوردن هماهنگی رله ها شود .

در شبكه های فشار قوی و فوق قوی همانطور كه گفته شد از بریكر های تك فاز سود جسته می‌شود و مهم ترین دلیل این انتخاب و استفاده از رله های دوباره وصل كن حفظ پایداری سیستم می‌باشد . در این شبكه ها كه معمولاً شعاعی نیستند در صورت بروز اتصالی بریكر های طرفین خط معیوب همزمان باز می‌شوند و همین هم مشكلاتی را برای طرح های وصل مجدد بوجود می‌آورد و ایجاب می‌كند كه منحنی پایداری سیستم حتماً مد نظر قرار گیرد .و از جمله لازم می‌آید كه در آنها از حفاظت های سریع و بریكر های با سرعت بالا استفاده شود . ضمناً در تنظیم رله های دوباره وصل كن لحاظ زمان كافی برای دی یونیزاسیون محیط جرقه ضروری است و همین مسئله باعث می‌شود تا سطح واتاژ مدار،سرعت باد و بسیاری موارد دیگر را در محاسبات منظور كنیم و همین جاست كه نوع بریكر های مورد استفاده (روغنی،گازی،بادی و غیره) نیز مطرح می‌شوند و خلاصه آن كه به كار گرفتن دوباره مصل كن‌ها در سطوح فشار قوی، تخصص بالا و امكانات ویژه ای می‌طلبد.

صد تكرار (Anti pumping) :

این وسیله كه به آن Anti hunting نیز اطلاق می‌شود،عبارت از طرح مركبی است كه در رابطه با دوباره وصل كن ها و بریكر ها به كار گرفته می‌شود و به موجب آن در مواقعی كه اتصال كوتاه دائمی‌رخ داده و قطع و وصل ها تكرار شده و در این تكرارها زمان انجام گرفتن وصل مجدد طولانی تر از مجموع زمان عملكرد رله حفاظتی مربوطه و زمان عمل مكانیكی بریكر شوند از تكرار عملیات بریكر جلوگیری می‌نماید . این تكنیك برای ممانعت از عملیات قطع و وصل بریكرها در زیر جریانهای اتصال كوتاه كه گاها باعث انفجار آنها می‌گردد وضع شده است . گهگاه دیده می‌شود كه در پستهای تحت اسكن – مورد كنترل از طرق سیستم های اسكادا- در اثر اختلاط فرامین از راه دور، بریكری به قطع و صل های پشت سر هم و منهدم كننده دچار می‌شود و در صورت تعبیه بودن این وسیله در آن بریكر قفل می‌شود و از تخریب و احیاناً انفجار آن ممانعت به عمل می‌آید .

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *