شبکه توزیع انرژی الکتریکی

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: سیستم انتقال، انرژی الکتریکی را تا نزدیکی مراکز بار انتقال می‌دهد و سپس ولتاژ به ولتاژ فوق توزیع و یا مستقیما به ولتاژ توزیع تبدیل می‌شود.

 

 

سیستم توزیع شامل خطوط فوق توزیع است که پست‌های توزیع را تغذیه می‌نماید تا ولتاژ را تا سطح ولتاژ فیدر توزیع کاهش دهد. فیدرهای توزیع انرژی را به یک ترانسفورماتور (20/0.4 kV) در محل مصرف عمومی و یا در مستقلات مشتری (مصرف اختصاصی) تحویل می‌دهد و ولتاژ را به سطح ولتاژ مصرف تبدیل می‌کند.

شش قسمت اصلی یک سیستم توزیع:

۱ - مدارهای فوق توزیع:

مدارهای فوق توزیع، نیرو را از پستهای بزرگ انتقال به پستهای فوق توزیع منتقل می‌کنند. ولتاژهای فوق توزیع برای مثال عبارتند از: kv ۶۳. پایه‌ها و عایقبندی در این ولتاژ‌ها به اندازه کافی کوچک هستند که بتوان خطوط را در کنار جاده‌ها احداث نمود. بعضی از شرکت‌ها خطوط فوق توزیع را قسمتی از سیستم انتقال می‌دانند.

۲ - پست فوق توزیع:

ترانسفورماتور پست فوق توزیع، ولتاژ فوق توزیع را به ولتاژ توزیع کاهش می‌دهد. پست شامل:
- سوئیچگیر مدار فوق توزیع
- ترانسفورماتور
- دستگاه تنظیم کننده ولتاژ (رگولاتور ولتاژ)
- باس یا شین ولتاژ توزیع
- چندین فیدر متصل به باس
- سوئیچ گیر برای فیدر توزیع
‌
می‌باشد.

بسیاری از پست‌های فوق توزیع از یک اتاق کنترل مرکزی (دیسپاچینگ توزیع) از راه دور کنترل می‌شوند. اتاق کنترل مرکزی به داده‌های پست نظیر ولتاژ فیدر و مقدار بار دسترسی دارد و می‌تواند سوئیچ گیر پست را قطع و وصل نماید. نظارت عالیه و تحصیل داده‌ها (scada) یک فن ارتباطات است که به منظور کنترل ازراه دور یک پست استفاده می‌شود.

٣ - فیدرهای اولیه (پرایمری):

فیدرهای اولیه (فشارمتوسط) سه فاز که از پست خارج می‌شوند می‌توانند زمینی یا هوایی باشند. یک فیدر توزیع می‌تواند شعاعی باشد و به صورت شاخه‌ای در یک خیابان یا جاده کشیده شود. فیدر توزیع می‌تواند به صورت شبکه رینگ (حلقوی) نیز از دو جهت تغذیه شود و معمولا از یک کلید (سکسیونر) در نقطه باز حلقه بین فیدر‌ها استفاده می‌شود تا آن‌ها را از یکدیگرمجزا کند و یا می‌توان بوسیله سوئیچ گیر خودکار آنرا بسته یا رینگ نمود.

۴ - ترانسفورماتور توزیع:

ترانسفورماتور توزیع که مشترکین را تغذیه می‌نماید، ولتاژ فیدر اولیه (پرایمری) را به ولتاژ مصرف کاهش می‌دهد. این ترانسفورماتور می‌تواند با توجه به نوع سیستم توزیع، بصورت هوایی بر روی یک کرسی فلزی یا سکوی بتونی یا در یک قسمت سقفدار (مانند اتاق یا کیوسک) نصب شود.

۵ - سیستمهای ثانویه:

یک سیستم ثانویه می‌تواند شامل یک سرویس تکفاز باشد که به وسیله یک ترانسفورماتور تغذیه می‌شود تا یک شبکه باس ثانویه که دارای چند فیدر است.

۶ - اتصالات مشترکین:

کابل سرویس مشترکین می‌تواند به صورت هوایی یا زمینی تکفاز یا سه فاز مستقیما از ترانسفورماتور یا باس ثانویه تغذیه شود. مسئولیت شرکت برق یا توزیع برای سرویس مشترکین معمولا تا کنتور مشترک است.

توضیح: منظور از سوئیچ گیر، لوازم اتصال خط مانند کلمپ خط گرم و لوازم حفاظتی و مجزاکننده مانند انواع کلیدها، فیوز‌ها و سکسیونرهای فشار متوسط و فشار قوی می‌باشد.

۲ - ۲ - ۱ - طرح‌های سیستم توزیع:

یک سیستم توزیع را میتوان به گونه‌ای طراحی کرد که درجات مختلفی از تداوم سرویس دهی را داشته باشد. سیستمی که دارای درجه بالایی از تداوم سرویس دهی است گرانتر تمام می‌شود و معمولا در شهر‌ها و در نقاطی که تراکم مشتریان زیاد است احداث می‌گردد.

۳ - ۲ - ۱ - سیستم شعاعی (رادیال):

طرح یک سیستم شعاعی بسیار شبیه به یک درخت است. شاخه‌های تک فاز یا سه فاز یا انشعابات جانبی مشترکی را در طول مدار تغذیه می‌نماید. هادی شاخه اصلی بیشترین بار را حمل می‌کند و هر چه شا خه‌ها از شاخه اصلی پیشتر میروند کوچکتر میگردند. معمولا طول یک فیدر به وسیله ولتاژ و بار متصل شده محدود می‌گردد.

۴ - ۲ - ۱ - مدار اولیه (پرایمری) حلقوی:

یک مدار حلقوی یا رینگ از پست توزیع شروع و در منطقه‌ای که بایستی سرویس دهد یک حلقه می‌سازد، یعنی منطقه را دور میزند و به پست بر می‌گردد.

این حلقه شبیه به ۲ مدار شعاعی است که انتهای آن‌ها به یکدیگر بسته شده است. وقتی اشکالی در خط پیش می‌آید، مدار اولیه حلقوی، بیشتر مشترکین را به طور خودکار یا دستی تغذیه می‌کند. مدار شکن‌ها در حلقه باعث میشوند تا قسمت معیوب حلقه به طور خودکار به وسیله باز شدن هر کدام از ۲ مدار شکن از حلقه مجزا شود.

رله ها، وضعیت اضافه بار را حس می‌کنند و موجب قطع مدارشکن‌ها در هر طرف محل خطا می‌گردد و آن تکه را جدا می‌نمایند. انشعابات جانبی حلقه یا رینگ معمولا شعاعی هستند. عموما انشعاب زمینی به صورت حلقوی است، ولی یک کلید سکسیونر یا جمپر باز در حلقه وجود دارد که موجب می‌شود ۲ طرف حلقه به صورت شعاعی تغذیه می‌شود.


۵ - ۲ - ۱ - شبکه اولیه (پرایمری)

شبکه اولیه در مرکز شهر که دارای بار سنگینی می‌باشند استفاده می‌شود. شکل اولیه شبیه به مدار اولیه حلقوی می‌باشد به استثنای این که آن حلقه از یک پست و یا یک فیدر از هر پست تغذیه می‌شود.

۶ - ۲ - ۱ - سیستم‌های هوائی و زمینی

یک سیستم توزیع، هوائی یا زمینی و یا ترکیبی از هر دو است. سیستم‌های زمینی بیشتر در مراکز شهری و سیستم‌های هوائی در روستا‌ها استفاده می‌گردد.

مزایای سیستم هوائی عبارتند از:
- هادی سوئیچ گیر و ترانسفورماتورهای مربوط هزینه کمتری دارد.
- عیب یابی و تعمیرات سیستم ساده و سریع‌تر است.
- هزینه بسیار کمتری برای ارتقاء سیستم هوائی موجود نیاز است، زیرا نیاز کمتری به حفاری خیابانها، فضای سبز، سنگ، جدول و ... دارد.

مزایای سیستم زمینی نیرو عبارتند از:
- در معرض طوفان، درختان، حوادث اتومبیل، شکست مقره‌ها و آلودگی مقره‌ها نیست.
- از نظر زیبایی بیشتر مورد قبول مردم است.
- در مناطق حساس و پر ترافیک مانند اطراف فرودگاه‌ها ضرورت دارد.
- از کابل‌های زیردریایی برای عبور در آب‌ها استفاده می‌شود.
- مردم کمتر در معرض شوک الکتریکی قرار می‌گیرند. (ایمنی بیشتری دارد)
- معمولا دوام و عمر بیشتری دارد.

۷ - ۲ - ۱ - دو نوع سیستم زمینی

معمولا دو نوع سیستم زمینی سیستم کانال و سوراخ تعمیرات (سوراخ آدم رو) و دیگری سیستم دفن مستقیم وجود دارد. از سیستم کانال و سوراخ یا دریچه تعمیرات در شهر‌ها استفاده می‌گردد، زیرا کندن بتن، آسفالت و سنگ فرش خیابان‌ها در مواقع حفاری به منظور تعمیر یا ارتقاء سیستم زمینی بسیار گران تمام می‌شود. در این سیستم کابل‌های زمینی در کانال‌های بتونی و لوازم شبکه از قبیل: ترانسفورماتور‌ها و کلیدهای قطع و وصل در پایین‌تر از سطح زمین در پست قرار دارد.

سیستم دفن مستقیم بیشتر در بخش‌های کوچک مسکونی که کابل در زیر چمن یا خاک دفن شده استفاده می‌گردد. معمولا از ماسه در اطراف کابل برای جلوگیری از وارد آمدن فشار بر روی آن استفاده می‌شود، زیرا نقاط تحت فشار اغلب منبع خرابی کابل هستند. در سیستم دفن مستقیم نیز به هنگام عبور از عرض خیابان‌ها و جاده‌ها از کانال‌های مناسب نیز استفاده می‌گردد و ترانسفورماتور و سوئیچ گیر‌ها اغلب بر روی سکوهای بتونی یا فلزی در سطح زمین نصب می‌ش