دانستنیهای مهندسی برق قدرت

اختلاف پتانسيل يا ولتاژ را شرح داده و نام واحد آن چيست؟

 اختلاف پتانسيل عبارت از كميتي است كه باعث جاري شدن جريان در يك مدار بسته مي‌شود و واحد آن ولت مي‌باشد

منابع توليد آن عبارتند از پيل‌ها يا باتري‌ها و ژنراتورها.

اختلاف پتانسيل دو نقطه را با وسيله‌اي به نام ولتمتر اندازه مي‌گيرند. براي سنجش آن كافي است كه ولتمتر با منبع ولتاژ موازي بسته شود

نسبت تغييرات بار الكتريكي به زمان را جريان مي‌گويند و واحد آن آمپر نام دارد.

دستگاه اندازه‌گيري جريان، آمپرمتر نام دارد و به صورت سري در مدار نصب مي‌شود.

دانستنیهای مهندسی برق قدرت

اختلاف پتانسيل يا ولتاژ را شرح داده و نام واحد آن چيست؟

 اختلاف پتانسيل عبارت از كميتي است كه باعث جاري شدن جريان در يك مدار بسته مي‌شود و واحد آن ولت مي‌باشد

منابع توليد آن عبارتند از پيل‌ها يا باتري‌ها و ژنراتورها.

اختلاف پتانسيل دو نقطه را با وسيله‌اي به نام ولتمتر اندازه مي‌گيرند. براي سنجش آن كافي است كه ولتمتر با منبع ولتاژ موازي بسته شود

نسبت تغييرات بار الكتريكي به زمان را جريان مي‌گويند و واحد آن آمپر نام دارد.

دستگاه اندازه‌گيري جريان، آمپرمتر نام دارد و به صورت سري در مدار نصب مي‌شود.

واحد كار الكتريكي وات ثانيه بوده و واحد توان ظاهري ولت آمپر (VA) يا كيلو ولت آمپر يا مگاولت آمپر مي‌باشد.

يك مگاوات چند وات و يك كيلو ولت چند ولت است؟

W000/000/1=1 مگا وات (MW) و V000/1=1 كيلوولت (KV)

برقدار كردن و جريان دادن را تعريف كنيد.

تحت ولتاژ قرار دادن هر دستگاه را برقدار كردن مي‌نامند و بارگيري از تجهيزات برقدار را جريان دادن مي‌گويند.

مي‌دانيم كه در شبكه‌هاي توزيع، قدرت مصرفي توسط مصرف كنندگان داراي دو مؤلفه اكتيو يا قدرت واته و راكتيو يا قدرت دواته مي‌باشد. اين دو قدرت با هم 90 درجه اختلاف فاز دارند و از جمع برداري اين دو قدرت، مؤلفه قدرت ظاهري شبكه به دست مي‌آيد. اين مطلب در شكل زير نشان داده شده است. زاويه بين قدرت ظاهري و قدرت اكتيو را مي‌نامند و كسينوس اين زاويه را ضريب توان گويند. با توجه به نمودار، روابط زير را خواهيم داشت:

سلف چيست و واحد اندازه‌گيري آن كدام است؟ نمونه‌اي از آن را نام ببريد.

يك سيم پيچ سلف نام دارد كه مي‌تواند انرژي الكتريكي را در خود ذخيره نمايد و ولتاژ القاء شده در سلف، با آهنگ تغييرات جريان نسبت به زمان متناسب است . سلف را با نماد L نمايش داده و واحد اندازه‌گيري آن هانري مي‌باشد. مقدار L به تعداد دور سيم‌پيچ و جنس هسته آن (مثلاً هوا يا آهن) بستگي دارد. سلف را براي مقاصد مختلف به صورت سري يا موازي در شبكه قرار مي‌دهند. به عنوان مثال مي‌توان به بوبين قطع و وصل بريكرها و يا راكتورها در پست‌هاي فشار قوي اشاره نمود.

رديف ولتاژهاي انتقال و فوق توزيع و توزيع را در ايران نام ببريد.

در صنعت برق ايران ولتاژهاي استاندارد به صورت 20، 63، 132، 230 و 400 كيلو ولت مي‌باشند اما در برخي از نقاط كشور يا شبكه‌هاي داخلي صنايع از ولتاژهاي 3/6، 11 و 33 كيلو ولت نيز استفاده مي‌گردد.

كد سطح ولتاژهاي شبكه را در ايران 

9 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

كد

400 

230 

132 

63 

33 

20 

11 

3/6 

3/3 

4/0 

ولتاژ(KV)

وظيفه اصلي پست‌هاي فشار قوي در شبكه 

1- برقراري امكان مانور در شبكه

2- افزايش ولتاژ در مبادي توليد به منظور انتقال انرژي با تلفات كمتر

3- كاهش ولتاژ در مبادي مصرف تا حد ولتاژ مناسب مصرف كنندگان

انواع پست‌هاي فشار قوي و پست 20/63 كيلو ولت

ـ پست‌هاي افزاينده يا پست‌هاي نيروگاهي

ـ پست‌هاي كاهنده يا پست‌هاي مراكز مصرف (پست 20/63 )كيلوولت در اين رده مي‌باشد

ـ پست‌هاي كوپلاژ و كليدزني

پست‌هاي نيروگاهي 

اين پست‌ها اصولاً در كنار نيروگاه‌ها نصب و براي افزايش ولتاژ توليدي ژنراتورها براي انتقال قدرت صورت مي‌گيرد و ضمناً مصرف داخلي نيروگاه‌ها را نيز تأمين مي‌كنند.

پست‌هاي G.I.S

در اين پست‌ها تمام تجهيزات در داخل محفظه‌هاي پر از گاز SF6 قرار مي‌گيرد و در مناطقي كه آلودگي هوا و محدوديت جا براي احداث پست باشد استفاده مي‌شود.

تعريف بي

هر پست معمولاً از تعدادي واحدهاي مداري نسبتاً‌ مشابه به نام بي تشكيل مي‌گردد. هر كدام از بي‌ها ممكن است شامل بخشي از باسبار، سكسيونر و لوازم متعلقه نظير برقگير، راكتور و غيره باشد. بي در حقيقت يك مفهوم فيزيكي است تا الكتريكي و آن فضايي است كه تعدادي از تجهيزات با آرايش خاص براي تشكيل قسمتي از مدار شبكه تشكيل مي‌دهند.

لي اوت (Lay Out)

Lay Out عبارت است از شكل قرار گرفتن تجهيزات كه يك پست مطابق با نوع كار و يا شكل تنظيم شده‌اي كه طبق مقررات فواصل لازم بين تجهيزات گوناگون بر آن حاكم باشد و دو نوع نقشه دارد: 1ـ پلان، 2ـ نما، كه بر اساس عواملي چون موقعيت جغرافيايي و سطح ولتاژ نامي، نحوه آرايش تجهيزات تعيين مي‌شود.

دلیل انتخاب باسبار لوله‌اي توخالي در پست‌هاي فشار قوي 

به خاطر اثر پوسته‌اي، توزيع بار در سطح خارجي لوله مي‌باشد.

پست‌هاي Outdoor، Indoor و Metal Clad

الف) ايستگاه‌هاي Out Door: تجهيزات فشار قوي در فضاي باز نصب مي‌شوند.

ب) ايستگاه‌هاي In Door: تجهيزات فشار قوي در فضاي بسته و به شكل سرپوشيده نصب مي‌شوند.

ج) ايستگاه‌هاي ‌Metal clad: در اين نوع ايستگاه‌ها، هادي‌ها توسط مواد ايزوله كننده نظير روغن يا گاز SF6 در فضاي بسته تحت فشار قرار دارند و هيچگونه ارتباطي با فضاي خارج ندارند كه به ايستگاه‌هاي بدنه فلزي معروفند.

تعریف فيدر

فيدر به معناي خروجي يا ورودي مي‌باشد. در اصل لغوي معني تغذيه كننده را مي‌دهد.

تعريف دپار

سازه متشكل از سكسيونرهاي كشويي و ديژنكتور 63 كيلوولت را دپار گويند.

كرونا

كرونا در اطراف هادي‌هايي كه داراي ولتاژ (اختلاف پتانسيل) بالا مي‌باشند ايجاد مي‌گردد و باعث يونيزه شدن هواي اطراف خود مي‌شود كه صدايي مانند شكستن چوب خشك دارد كه اين در خطوط انتقال به صورت تلفات مطرح مي‌گردد و عواملي كه باعث حادتر شدن آن مي‌گردند رطوبت هوا، چگالي هوا، شرايط هادي و … مي‌باشد.

تلفات

انرژي توليد شده منهاي انرژي مصرف شده را تلفات مي‌گويند. انواع تلفات در شبكه با توجه به اهميت آن عبارتند از:

الف) تلفات حرارتي: عمده‌ترين تلفات در شبكه مربوط به تلفات انتقال انرژي يعني تلفات حرارتي هادي است كه به صورت RI2 مي‌باشد. همانگونه كه ملاحظه مي‌گردد تلفات حرارتي به مقدار جريان و مقاومت هادي‌ها بستگي دارد (نظير تلفات مس در ترانسفورماتورها).

ب) تلفات آهن در ترانسفورماتورها: اين تلفات شامل تلفات هيسترزيس و تلفات فوكو مي‌باشد. تلفات آهن به جنس هسته، فركانس و شكل فيزيكي هسته بستگي دارد.

ج) تلفات كرونا: تلفات كرونا درصد بسيار كمي از تلفات را شامل مي‌شود كه به سطح ولتاژ، مقطع يا شكل هادي و شرايط جوي بستگي دارد.

باس سكشن (Bus Section) و مزاياي آن 

باس سكشن ارتباط بين دو باسبار مي‌باشد، مزاياي باس سكشن عبارت است از:

الف) قدرت مانور را زياد مي‌كند.

ب) اتصال در يك قسمت شين، موجب قطع كل سيستم نمي‌گردد.

ج) تعميرات و توسعه يك قسمت، موجب قطع برق در قسمت ديگر نمي‌گردد.

اينترلاك و انواع آن

قفل بين سكسيونرها و ديژنكتورها جهت بهره‌برداري صحيح و ايمن از تجهيزات پست را اينترلاك گويند 

انواع آن مكانيكي و الكتريكي مي‌باشد.

طريقه وصل نمودن به سيستم زمين تجهيزات پست‌هاي فشار قوي 

به دو طريق این عمل انجام می شود

شبكه غربالي كه در عمق 60 تا 80 سانتيمتري سطح زمين قرار مي‌گيرد و مقاومت اين شبكه جهت حفاظت دستگاه‌ها بايد كمتر از باشد-1

به صورت مستقيم بوسيله ميله ارت به زمين متصل مي‌گردد -2

وسايل اندازه‌گيري مقاومت زمين پست 

با ميگر يا دستگاه مخصوص اندازه‌گيري مقاومت زمين مي‌سنجند كه به صورت ميانگين در نقاط مختلف پست اين عمل انجام مي‌شود.

انواع مقره‌ها

1- مقره خطوط هوايي (آويز)

2- مقره عبوري (ميان‌گذر)

3- مقره‌هاي نگهدارنده (اتكايي)

دلیل تميز نگهداشتن مقره ها

در صورت آلوده بودن سطح مقره‌ها جريان نشتي روي سطح آنها افزايش يافته ضمن اينكه تلفات عايقي را افزايش مي‌دهد، ممكن است در صورت ادامه پيدا كردن موجب شكست عايقي و بروز خسارات سنگين گردد.

تعريف سطح اتصال كوتاه

ماكزيمم جرياني كه در اثر بروز اتصالي در هر نقطه از شبكه (اتصال فاز به فاز يا فاز به زمين يا سه فاز) از آن مي‌گذرد را سطح اتصال كوتاه مي‌نامند.

انواع زمين كردن تأسيسات الكتريكي 

الف) زمين كردن حفاظتي

ب) زمين كردن الكتريكي

تعریف زمين كردن حفاظتي و الكتريكي

زمين كردن حفاظتي يعني اينكه كليه قسمت‌هاي فلزي تأسيسات و تجهيزات كه در مجاورت ولتاژهاي بالا قرار دارند و خود داراي ولتاژ نمي‌باشند را به شبكه زميني (Earth) متصل نماييم. مانند زمين كردن استراكچرها، بدنه ترانسفورماتورها و … .

اگر زمين حفاظتي برقرار نگردد به دليل تجمع بارهاي الكتريكي بر روي قسمت‌هاي فلزي مذكور (پديده القاي خازني) هنگام تماس افراد با اين قسمت‌ها خطر برق‌گرفتگي وجود دارد.

زمين كردن الكتريكي يعني زمين كردن قسمتي از مدار الكتريكي، مانند زمين كردن مركز ستاره سيم پيچ ترانسفورماتورها يا ژنراتورها. زمين كردن الكتريكي براي برقراري امكان حفاظت سيستم و همچنين جلوگيري از ازدياد ولتاژ فازهاي سالم هنگام اتصال فاز به زمين در شبكه است.

منظور از كنترل شبكه 

مجموعه اقداماتي كه به منظور حفظ پايداري، قابليت اطمينان و غيره انجام مي‌گيرد را كنترل شبكه گويند.

منظور از بهره‌برداري پست 

مجموعه عمليات اپراتوري پست‌ها در چهارچوب دستورالعمل‌هاي صادره را بهره‌برداري پست گويند.

تعريف مانور شبكه 

كليه عملياتي كه براي قطع و وصل بخشي از تجهيزات، به درخواست مركز كنترل يا واحدهاي عمليات تعميراتي و يا بنا به ضرورت و به درخواست واحد بهره‌برداري با هماهنگي مركز كنترل ديسپاچينگ ذيربط صورت مي‌پذيرد را مانور شبكه مي‌گويند.

تعريف قطعي زير اتصالي 

هنگام بروز اتصالي در شبكه، سيستم حفاظتي با ارسال فرامين قطع به بريكرهاي مربوطه قسمت آسيب ديده را از شبكه جدا مي‌نمايد. باز كردن بريكر تحت جريان اتصال كوتاه كه معمولاً چندين برابر جريان نامي بريكر است را قطعي زير اتصالي گويند.

نحوه محاسبه قدرت اتصال كوتاه

با حاصلضرب ولتاژ قبل از اتصال كوتاه در جريان اتصال كوتاه، قدرت اتصال كوتاه بدست مي‌آيد.

ظرفيت قطع كليد 

مقدار ماكزيمم مگاولت آمپري است كه كليد قدرت بايد قابليت قطع آن را در زمان معين داشته باشد.

ظرفيت نامي پست 

ظرفيت نامي ايستگاه برق بر اساس مجموع قدرت ظاهري ترانسفورماتورهاي نصب شده در آن برحسب مگا ولت آمپر و يا بر اساس ظرفيت حرارتي شينه‌هاي آن بر حسب كيلوولت آمپر مي‌باشد.

بي‌برق كردن

قطع جريان برق مدار و جدا كردن آن از كليه سيستم‌هاي برقدار و تخليه الكتريكي تا حد ولتاژ صفر را بي‌برق كردن مي‌نامند.

تعریف خطر

احتمال بروز هرگونه خسارت جاني يا مالي و يا خروج از وضعيت عادي را خطر گويند.

واژه “وقايع”

حوادث، اتفاقات، مانورها و بروز معايب و عمليات انجام گرفته در پست را وقايع گويند.

تعريف حادثه

هرگونه تغييرات بدون برنامه در ساختار سيستم و يا در كميت‌هاي الكتريكي آن، كه بتواند شرايط بهره‌برداري سيستم را تغيير دهد، حادثه ناميده مي‌شود. بنابراين قطع يك ديژنكتور، اضافه بار و يا خروج خودكار يك ترانسفورماتور يا خط … تا مجزا شدن يك يا چند بخش از شبكه و نهايتاً خاموشي كامل در سطح شبكه، هر كدام يك حادثه تلقي مي‌گردند.

تعریف بحران

بحران در شبكه برق عبارت است از شرايطي كه موجب خاموشي يا كاهش ضريب اطمينان در بهره‌برداري گردد.

منظور از عيب تجهيزات

عيب تجهيزات عبارت است از بروز هرگونه شرايط غير متعارف در تجهيزات.

تعریف شبكة فوق توزيع

به مجموعه‌اي از تجهيزات پست، خطوط هوايي و كابل‌هاي زميني در حال بهره‌برداري با ولتاژ 63 كيلو ولت اطلاق مي‌گردد.

شبكة انتقال را تعريف كنيد.

به مجموعه‌اي از تجهيزات پست، خطوط هواي و كابل‌هاي زميني در حال بهره‌برداري با ولتاژهاي 400، 230 و 132 كيلو ولت اطلاق مي‌گردد.

تعریف فيدرهاي اولويت‌دار

فيدرهاي اولويت‌دار آن دسته از فيدرهايي هستند كه مناطق خاص و حساسي از شبكه برق را تغذيه نموده و در صورت نياز به خاموشي در مدت زمان معيني، از اولويت عدم قطع برق، برخوردار هستند.

علت زمين نمودنتجهيزات فشار قوي را موقع تعميرات

بايستي تجهيزات بي‌برق در مجاورت تجهيزات برقدار تشكيل يك خازن مي‌دند. بدين شكل كه تجهيزات بي‌برق يكي از جوشن‌هاي خازن، تجهيزات برقدار جوشن ديگر و هوا، عايق بين دو جوشن محسوب مي‌گردد كه مجموعاً تشكيل خازن مي‌دهند، لذا روي تجهيزات بي‌برق بار الكتريكي جمع گرديده و اگر انسان با آن تماس پيدا كند بارهاي الكتريكي از طريق بدن فرد به زمين منتقل مي‌گردد.

وضعيت جريان و ولتاژ نسبت به هم در بارهاي خازني، سلفي و اهمي 

در بارهاي خازني خالص جريان 90 درجه نسبت به ولتاژ جلوتر است. در بارهاي سلفي خالص جريان نسبت به ولتاژ 90 درجه عقب‌تر است. در بارهاي اهمي خالص جريان و ولتاژ هم فاز هستند. با توجه به عناصر بكار رفته در شبكه معمولاً هر سه اين بارها توأماً وجود دارند، كه امپدانس معادل وضعيت جريان نسبت به ولتاژ را تعيين مي‌نمايد.

در يك سيستم سه فاز متعادل زاوية بين فازهازاويه بين فازها 120 درجه مي‌باشد.

سه فاز غير متعادل

سه فازي را غيرمتعادل گويند كه از نظر آمپر مصرفي با هم متفاوت باشند.

در يك سيتسم سه فاز متعادل ستاره، جريان سيم نول برابر صفر مي‌باشد.

انواع اضافه ولتاژ در شبكه 

الف) اضافه ولتاژي كه بر اثر صاعقه بوجود مي‌ايد.

ب) اضافه ولتاژي كه بر اثر قطع و وصل ديژنكتور بوجود مي‌آيد (سوئيچينگ).

ج) اضافه ولتاژي كه بر اثر خازني شدن خط در حالت بي‌باري ايجاد مي‌گردد (اثر فرانتي).

د) اضافه ولتاژ ناشي از پديده رزونانس.

هـ) اضافه ولتاژ ناشي از پديده فرورزونانس.

و) اضافه ولتاژ ناشي از برخورد خطوط انتقال با سطح ولتاژ بالاتر.

ز) اضافه ولتاژ ناشي از خروج بارهاي بزرگ.

علت ازديادولتاژويا افت ولتاژدرشبكه انتقال انرژي وحفاظت درمقابل آن

به علت افزايش جريان مصرفي و ثابت بودن قدرت در شبكه، افت ولتاژ مشاهده مي‌شود. در حالت خاص پديده‌اي به نام رزونانس، خروج ناگهاني بار و بالا بودن تپ ترانسفورماتور در شبكه موجب افزايش ولتاژ مي‌شود. در هر حالت اين عوامل براي تجهيزات خطرناك است و براي جلوگيري از آن بايد سيستم ايزوله شود. OVER/V يا رله UNDER/V استفاده مي‌كنند.

حالت رزونانس در يك مدار

موقعي به وجود مي‌آيد كه مقاومت سلفي با مقاومت خازني در يك مدار برابر مي‌شود 

منظور از ولتاژ نامي سيستم سه فاز 

ولتاژ عادي كار هر دستگاه يا سيستم را ولتاژ نامي آن گويند. در سيستم‌هاي سه فاز ولتاژ عادي خطي (فاز به فاز) به عنوان ولتاژ نامي سيستم بيان مي‌گردد.

تغييرات فركانس در اثر چه عواملي در شبكه بوجود مي‌آيد؟

تغييرات فركانس بر اثر عواملي از جمله از دست رفتن قسمتي از توليد و قطع مقدار قابل ملاحظه‌اي از بار مصرف كننده و يا اتصال كوتاه شديد و طولاني مدت ايجاد مي‌گردد.

رنج (Range) تغييرات فركانس عادي پست

تغييرات فركانس تا 3/0 (3/50 تا 7/49) هرتز از نظر بهره‌برداري قابل قبول بوده و مركز كنترل ديسپاچينگ ملي موظف است نسبت به تثبيت فركانس شبكه اقدام نمايد.

كابل‌ها و خطوط دوبله

هر زوج كابل يا خط هواي كه مشتركاً داراي يك ديژنكتور در پست تغذيه كننده باشند، كابل‌ها و خطوط دوبله ناميده مي‌شوند.

منظور از خط گرم 

خط گرم (Hot Line) خطي است كه تحت تانسيون و به عبارتي ولتاژ داشته باشد.

دستگاه فشار ضعيف

هر دستگاه، تجهيز و هادي كه در شبكه به طور نرمال و با ولتاژ كمتر يا برابر 400 ولت مورد استفاده باشد را دستگاه فشار ضعيف مي‌نامند.

دستگاه فشار قوي 

 هر دستگاه تجهيز و هادي كه در شبكه به طور نرمال و با ولتاژ بيش از 1000 ولت باشد را دستگاه فشار قوي مي‌نامند.