گزارش کارآموزی ژنراتورهای سنکرون در شرکت بهساز افروز

بخش  اول

بررسی شبکه های توزیع

مقدمه:

انجام هر کار یا فعالیتی مستلزم صرف مقداری انرژی است . انرژی شیمیایی ، انرژی حرارتی ، انرژی مکانیکی ، و انرژی الکتریکی  برخی از انواع مهم انرژی می باشند. انرژی الکتریکی به علت سهولت  تولید و انتقال  و توزیع  و به علت  تبدیل به انواع دیگر انرژی امروزه در جهان کاربرد بسیار وسیعی  دارد. نمونه  ای از کاربردهای گوناگون آن عبارتند از:

الف) استفاده از انرژی الکتریکی به منظور تامین  روشنایی

انرژی الکتریکی در تامین روشنایی خانه ها، مغازه ها، کارخانجات ، ادارات و بیمارستانها  و غیره کاربرد دارد.  به علت وسیعی  این مورد استفاده و گوناگونی آن امروزه در مهندسی برق شاخه ای موسوم به مهندسی روشنائی به آن اختصاص یافته است.

ب) انرژی الکتریکی به منظور تولید حرارت

نمونه هائی از کاربرد انرژی الکتریکی به منظور تولید حرارت  در اطوی برقی، فرهای آشپزخانه، آب گرم کن ، انواع دستگاه خشک کن و غیره می باشد.

پ) انرژی الکتریکی به منظور تأمین قدرت

این کاربرد بخش بسیار گسترده و وسیعی را در صنعت بخود اختصاص می دهد که به عنوان نمونه هائی از این کاربرد را می توان در کارخانجات ، صنایع، ‌اتوبوسهای برقی، ماشین های لباسشوئی، جارو برقی و غیره نام برد.

با توجه به موارد مذکور در می یابیم که انرژی الکتریکی در میان انواع دیگر انرژیها دارای اهمیت زیاد و جایگاه ویژه ای می باشد.

کلیات

در این فصل بخش های اساسی  یک سیستم قدرت الکتریکی ،اهمیت سیستم های توزیع انرژی  انرژی الکتریکی، اهم وظایف شرکت های توزیع و شبکه های الکتریکی از دیدگاههای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است.

1 بخش های اساسی یک سیستم قدرت الکتریکی

هر سیستم قدرت الکتریکی از سه بخش اساسی ، تولید  و انتقال و توزیع به شرح زیر تشکیل می شود:

الف) مراکز تولید یا نیروگاه ها : این مراکز انرژی الکتریکی را تولید می کنند.

ب) سیستم های انتقال انرژی الکتریکی: برای انتقال انرژی الکتریکی تولیدی که اغلب در فواصل دور از مراکز مصرف قرار دارند و همچنین انتقال قدرت های بزرگ به مراکز مصرف از سیستم های انتقال استفاده می شود. در حال حاضر در کشور ما ، ولتاژ انتقال 132kv و 230kv و400kv می باشد.

پ) سیستم های توزیع انرژی الکتریکی : این سیستم ها انرژی الکتریکی مورد نیاز مشترکین خانگی ، تجاری و برخی از صنایع کوچک را با ولتاژ اولیه  توزیع20 کیلو ولت و یا 30 کیلو ولت (در مناطقی از ایران مانند منطقه خوزستان)  و یا ولتاژ ثانویه  توزیع 220 ولت یک فاز و 380 ولت سه فاز تامین می کنند.

2 اهمیت سیستم های توزیع در صنعت برق

اگر کل سرمایه گذاری در صنعت برق را در 100% فرض کنیم سهم سرمایه گذاری در هر یک از بخش های تولید ، انتقال و توزیع حدوداً به شرح زیر است:

الف) سرمایه گذاری در بخش تولید حدوداً40%

ب) سرمایه گذاری در بخش انتقال حدوداً20%

ج) سرمایه گذاری در بخش توزیع حدوداً40%

بنابر این ملاحظه می شود که قسمت عمده  سرمایه گذاری در صنعت برق هر کشور به بخش های  تولید و توزیع اختصاص دارد.  از اینرو می توان گفت که سیستم توزیع جایگاه ویژه ای را در صنعت  برق هر کشور دارا می باشند و بدین جهت است که ضرورت دارد برنامه ریزی و طراحی این سیستم ها به طور بهینه  و اقتصادی انجام پذیرد تا برگشت سرمایه دچار مشکل نگردد.

3 اهم وظایف شرکت های توزیع برق

اهم وظایف شرکت های توزیع برق عبارتند از:

 ارائه خدمات با کیفیت قابل قبول یعنی تامین ولتاژ ثابت و فرکانس ثابت جهت مصرف کننده.

    برای اینکه ولتاژ قابل قبول  در دو سر مصرف کننده  تامین شود افت ولتاژ مجاز نبایستی در قسمتهای مختلف شبکه توزیع  از درصد معینی تجاوز کند

تداوم سرویس

  خاموشی و قطع برق در سیستم به خوبی طراحی شده نباید وجود داشته باشد مگر در اثر حوادث                              کاملاً استثنائی

سازگاری تعرفه های بین المللی

ایمن بودن شبکه توزیع

در همه کارهای روزمره زندگی باید ایمنی مد نظر باشد بخصوص در شبکه های برق که عدم رعایت ایمنی خسارات جانی و مالی جبران ناپذیر بهمراه خواهد داشت.

4 تعریف شبکه

هرگاه بوسیله سیم کشی، چند مصرف کننده یا چند دسته از آنها از جریان برق استفاده کنند سیم کشی  را شبکه نامند.

الف)  شبکه توزیع

شبکه توزیع ، انرژی مورد نیاز مشترکین خانگی ، تجاری و برخی از صنایع کوچک را تامین می کند.

شبکه های توزیع جریان متناوب ضعیف( 220 ولت تک فاز یا 380ولت سه فاز)

شبکه های توزیع فشار ضعیف بصورت دو سیمه ، سه سیمه، چهارسیمه و اغلب به صورت پنج سیمه احداث می گردند.

نول

فاز1    

فاز 2

فاز3

شبکه فشار ضعیف چهار سیمه

نول

فاز     

شبکه دو سیمه جریان 220ولت

فاز3 T

فاز2 S

فاز1 R

شبکه سه سیمه جریان متناوب

نول

معابر

فاز1 R   

فاز 2S

فاز3T

شبکه فشار ضعیف پنج سیمه

دو شبکه پنج سیمه ترتیب قرار گرفتن سیم ها از بالا به پایین سیم نول ، سیم معابر و پس از آن سه فاز

است. به دلیل وجود صاعقه (رعد و برق) سیم  نول را بالاتر از همه قرار می دهند تا وسط سیم نول رعد و برق ایجاد شده  به زمین منتقل گردد و صاعقه اثری روی فازهای دیگری نگذارد.  اختلاف پتانسیل بین دو فاز در شبکه فشار ضعیف 380 ولت  و اختلاف پتانسیل بین یک فاز و نول 220 ولت می باشد.

شبکه های توزیع 33 کیلو  ولت (فشار متوسط)

فاز1 R   

فاز 2S

فاز3T

شبکه  توزیع 33 کیلو وات

شبکه های توزیع 33 کیلو ولت تا زمین  متر است ولی برابر استاندار وزارت  نیرو مقدار آنرا  تا  متر در نظر می گیرند زیرا احتمالاً نصب شبکه فشار ضعیف زیر شبکه فشار متوسط وجود دارد و همچنین بخاطر عبور و مرور زیاد بایستی فاصله آزاد سیم تا زمین بیشتر شود.

شبکه های الکتریکی از نظر نوع اتصال :

شبکه های الکتریکی از نظر اتصال به سه دسته به شرح زیر تقسیم بندی می گردند.

الف ) شبکه های باز یا شعاعی

شبکه های باز شعاعی (رادیال) شبکه هایی هستند که در آنها مصرف کننده ها  فقط از یک طرف تغذیه می شوند در شبکه باز یا شعاعی اگر قسمتی از شبکه  معیوب  گردد با توجه به محل عیب، یا تعدادی از مصرف کنندگان تا با برطرف شدن نقص بدون برق می گردند. در این  نوع شبکه مقدار خاموشی بیشتر و افت ولتاژ در انتها خط نسبتاً زیاد است. شبکه های باز یا شعاعی برای مناطق کم  جمعیت و روستاها که قطع برق باعث خسارات مالی  فراوانی نمی شود مورد استفاده قرار می گیرد.

ب) شبکه های مسدود یا حلقوی

در محل هایی که قطع اتفاقی جریان برق مجاز نمی باشد جهت بالا بردن ضریب اطمینان کار شبکه ، شبکه از دو سو تغذیه می شود. در اینصورت، با از کار افتادن یکی از دو خط تغذیه کننده، قدرت مورد نیاز مصرف کننده ها از سمت دیگر تامین می گردد. عملکرد شبکه های حلقوی مانند عملکرد شبکه های از دو سو تغذیه شونده می باشد با این تفاوت که در یک شبکه حلقوی ابتدا و انتهای خط به یک نقطه تغذیه کننده متصل می باشد.

شبکه های حلقوی در مقایسه با شبکه های باز دارای ضریب اطمینان بالاتری می باشند.

(با از کار افتادن یک سوی تغذیه مصرف کنندگان از سوی  دیگر وجود دارد).

هزینه احداث شبکه های حلقوی باز یا شعاعی بیشتر  و محاسبات آن مشکل تر است. از شبکه های حلقوی در شهرها  و مناطق نسبتاً پر اهمیت که تداوم برق رسانی به آنها مهم است استفاده می گردد.

پ) شبکه های مرکب ، تار عنکبوتی  یا غربالیپ

شبکه های تارعنکبوتی شبکه هایی هستند که در آنها هر مصرف کننده ها از چندین سو و حداقل از سه  سو تغذیه می شوند.

ضریب اطمینان کار این شبکه ها بسیار بالاتر بوده و از نظر اقتصادی گران تمام می شوند. کاربرد شبکه های غربالی در شهرهای بزرگ و تأسیسات مهم از قبیل کارخانه جات بزرگ، فروشگاه های  بزرگ ساختمان های اداری بزرگ و مناطق حساس می باشد. برای این مصرف کنندگان، خاموشی و قطع  برق باعث خسارات مالی و احتمالاً جانی جبران ناپذیری می شود.

برای ساختمانهای مرتفع ،از شبکه های تار عنکبوتی  سه بعدی  استفاده می گردد. طرح شبکه های غربالی نیاز  به محاسبات دقیق دارد و قبل از هر چیز باید شدت جریان هایی که در موقع اتصالی پیش می آیند بطور دقیق محاسبه گردند. لازمه به ذکر است که انجام این محاسبات به طور دستی کاری بسیار مشکل و وقت گیر است ولی امروزه با استفاده از کامپیوتر های پر توان و با سرعت زیاد چنین محاسباتی  به سهولت و در زمان بسیار کوتاهی انجام می پذیرد.

­­شبکه های الکتریکی از نظر ساخت

شبکه های الکتریکی از نظر ساخت  به دو دسته تقسیم بندی می شوند:

شبکه های هوایی  متعلقات مربوطه

شبکه های زمینی (کابل های زمینی ) و متعلقات مربوطه

انتخاب هر یک از این دو نوع شبکه، با توجه به عواملی از قبیل مسیر(طول مسیر، نوع مسیر، محدودیت عرضی مسیر)، تراکم جمعیت ، اقتصادی و زیبایی محیط انجام می پذیرد.

بطور خلاصه مزایای هر یک از  این دو نوع شبکه به شرح زیر است:

الف) شبکه های هوائی

احداث این شبکه ها آسانتر است.

هزینه احداث این شبکه ها کمتر است.

عیب یابی و رفع عیب از این شبکه ها آسانتر است.

عیب یابی این شبکه ها کم هزینه تر  و برای عیب یابی نیاز  به افراد متخصص ندارد .(بیشتر عیوب با چشم دیده می شود).