وبلاگ

:
در سیستم توزیع معمول، پست های فوق توزیع از طریق شبكه فشار متوسط 20kV پستهای فشار متوسط واقع در سطح منطقه را تغذیه می كنند. این پستها با تبدیل سطح ولتاژ فشار متوسط به فشار ضعیف، انرژی برق را با سطح ولتاژ قابل استفاده در اختیار مصرف كننده ها قرار می دهند. در برخی از مناطق، اغلب در حواشی شهرها و مناطق روستایی مستقیماً از سطح ولتاژ فشار متوسط استفاده شده و در نقاط بار ترانس های 20/0/4kV تعبیه و مصرف كنندگان تغذیه می شوند.
انتخاب سطح ولتاژ برای یك خط به پارامترهای مختلفی وابسته است كه از جمله آنها می توان به طول فیدر، قدرت انتقالی، هزینه احداث، تلفات، حریم و غیره اشاره نمود. در صورتی كه از سطح ولتاژ بالاتری استفاده شود ظرفیت آزاد اضافی در خطوط ایجاد خواهد شد. كه در این صورت هزینه اضافی برای احداث ظرفیت آزاد خط پرداخت می شود. از طرفی اگر این سطح ولتاژ نسبت به طول فیدر و قدرت انتقالی آن پایین تر از حد استاندارد انتخاب شود تلفات و افت ولتاژ بیشتر و حتی بیش از حد مجاز خواهد بود. كه ارزش آتی تلفات احتمالاً بیشتر از هزینه احداث اضافی خواهد بود كه باید صرف احداث خط با سطح ولتاژ بالاتر می شد.
در طراحی سیستم توزیع پس از برآورد بار و تعیین مراكز چگالی بار، عمل جایابی پستهای 20kV صورت می گیرد. پس از آن از طریق كابل زمینی یا خط هوایی فشار متوسط این پستها تغذیه می شوند. كه پس از تبدیل یكباره سطح ولتاژ فشار متوسط به فشار ضعیف انرژی برق در اختیار مصرف كننده گان قرار می گیرد. اما سوالی كه اینجا مطرح می شود این است كه اگر از یك سطح ولتاژ بین 400V و 20kV استفاده شود چه اتفاقی می افتد. به عبارتی دیگر به جای اینكه از فیدرهای 20kV با طول نسبتاً زیاد استفاده شود از یك سطح ولتاژ میانی بین 400V و 20kV استفاده كرده و بدین ترتیب هزینه شبكه 20kV و همچنین طول آن را كاهش داده و این سطح ولتاژ میانی تا نزدیكترین نقطه به بارهای انتهایی منتقل شود در این صورت منافع احتمالی زیادی خواهد داشت. زیرا پستهای زمینی حذف خواهندشد و یاحداقل تعداد آن به نصف كاهش پیدا می كند. از طرفی طول فیدرهای 20kV نیز كوتاه تر خواهند شد. از سوی دیگر چون ازشبكه هوایی فشار ضعیف اغلب برای توزیع استفاده می شود و این شبكه باشبكه توزیع فشار میانی بطور مشترك بر روی یك تیر احداث خواهندشد هزینه احداث شبكه ولتاژمیانی كاهش می یابد. در مناطق خارج شهر یا مناطق روستایی و ویلایی كه بارها در فواصل نسبتاً طولانی از یكدیگر قرار دارند. در

 سیستم توزیع فعلی همانطور كه در بالا ذكر شد از خطوط فشار متوسط 20kV برای توزیع انرژی استفاده می شود.

هزینه احداث خط و پست های 20kV زیاد و قابل توجه است. مخصوصاً در پستهای هوایی هزینه ترانس پست وابسته به سطح ولتاژ آن می باشد. درصورتیكه از یك سطح ولتاژ میانی مناسب جهت توزیع انرژی برق استفاده شود قطعاً هزینه احداث كاهش پیدا خواهد كرد با این فرض كه خروجی پستهای فوق توزیع دارای چنین سطح ولتاژ میانی باشند. از طرفی تلفات درخط، در صورتی كه ظرفیت یا قدرت توزیع شده بزرگ و یا فیدر طولانی باشد نسبت به شبكه فشار متوسط بیشترخواهد بود. در موارد خاص هزینه خط با سطح ولتاژ میانی علاوه بر تلفات بدلیل افزایش سطح مقطع هادی جهت داشتن ولتاژ مجاز در بار انتهایی
و همچنین قدرت كششی قابل تحمل توسط تیرها و كنسول ها هزینه احداث آن بیشتر از هزینه احداث شبكه فشار متوسط می باشد. بنابراین لزوم بررسی حالتهای مختلف ضروریست. در سیستم های توزیع انرژی برق ایران مناطق توزیع انرژی را می توان به دو قسمت تقسیم نمودكه عبارتند از:
– مناطق شهری
– مناطق روستایی و حومه
با توجه به دو طبقه بندی فوق، محل و چگالی بارها، هر یك از شبكه های ولتاژ میانی باید برای هر دو مورد متناسب با آن طراحی شود. كه این كار به طور كامل و با جزئیات صورت گرفته و تلفات و افت ولتاژ و روابط مربوط به هر كدام جهت طراحی بهینه ارائه شده اند. در استفاده از شبكه ولتاژ میانی در مناطق شهری نكته بسیار مهم و اساسی وجود دارد كه باید به آن پرداخته شود و آن نحوه تبدیل ولتاژ فشار متوسط 20kV به فشار میانی می باشد. در صورتی كه خروجی پستهای فوق توزیع دارای فیدر ولتاژ میانی باشد مشكل احداث پست زمینی و هوایی فشار متوسط به فشار میانی برای فیدرهای با طول و قدرت انتقالی پایین حل خواهد شد. درصورتیكه طول فیدر طولانی و بار سنگین باشد. طوری كه انتقال آن با سطح ولتاژ میانی مقدور نباشد از سطح ولتاژ فشار متوسط استفاده می شود و در نقاط مختلف نیاز به پستهای هوایی فشار متوسط به میانی خواهد بود. در احداث پستهای هوایی محدودیت هایی وجود دارد ازجمله برای پستهای تا 400kVA می توان به راحتی پست هوایی احداث و بهره برداری نمود. اما برای ظرفیتهای 500kVA و 630kVA نیاز به مجوز بوده و احداث این پستها با مشكل اجرایی همراه است. این محدودیت در اجرای پستهای هوایی باعث محدود شدن طول فیدرهای ولتاژ میانی خواهد شد. بنابراین در صورتی كه ظرفیت پست بالاتر از این مقدار باشد یا باید دو پست هوایی احداث یا اینكه پست زمینی بررسی شود. اما آنچه بدیهی به نظر می رسد احداث پست زمینی فشار متوسط به فشار میانی و در ادامه احداث پستها ی هوایی فشارمیانی به فشار ضعیف، هزینه بیش از پیش افزایش یافته و ارزش آتی هزینه اضافی را كه برای احداث پست ها پرداخت می شود بیش از ارزش آتی تلفات كاهش یافته خواهد بود. در این پروژه با توجه به توضیحات ارائه شده در فوق آرایش های مناسب برای خطوط ولتاژ میانی ارائه و همچنین سطح ولتاژ میانی مناسب با در نظر گرفتن نوع منطقه اعم از شهری یا روستائی بودن آن انتخاب و روی یك شبكه نمونه واقعی پیاده سازی خواهد شد.
مسئله مهم دیگر حریم خطوط می باشد. شبكه ولتاژ میانی زمانی اقتصادی تر خواهد بود كه از خط با سیم هوایی استفاده شود. زیرا در غیر اینصورت باید از كابل خود نگهدار و یا كابل زمینی استفاده شود كه این خود در مواردی باعث غیر اقتصادی شدن طرح خواهد شد. بنابراین بررسی حریم خطوط یكی از مباحث این پروژه را تشكیل می دهد.
در این پروژه ابتدا به بررسی تلفات و افت ولتاژ در تجهیزات سیستم توزیع و رابطه افت ولتاژ و تلفات آنها با سطح ولتاژ كاری و همچنین مقایسه تلفات ترانس سه فاز و تكفاز برای قدرتهای مساوی پرداخته شده است. سپس در ادامه تابع هزینه و روابط مربوطه جهت محاسبه ارزش آتی هزینه تلفات و سرمایه گذاری ارائه می شوند. در فصل بعد انواع آرایش های شبكه توزیع با ولتاژ میانی ارائه و از نظر تلفات و افت ولتاژ مورد بررسی قرار می گیرند. در فصل چهارم تجهیزات مربوط به شبكه ولتاژ میانی بحث شده و در فصل پنجم انواع استانداردهای بین المللی در مورد سطوح ولتاژ بررسی و با توجه به انوع آرایش های خط، سطح ولتاژ میانی مناسب انتخاب شده است. در فصل ششم حریم خطوط برای شبكه ولتاژ میانی تعریف و فواصل هادیها برای خطوط ولتاژمیانی از یكدیگر و تأسیسات اطراف آن بررسی شده است. در فصل هفتم شبكه نمونه با توجه به نوع شبكه ولتاژ میانی انتخاب و روی آن پیاده سازی شده و نتایج بدست آمده بررسی و پیشنهادات لازم ارائه شده است.