در این بخش جهت شناسایی بیشتر شبکه های تأمین برق، بازه های ولتاژ به شبکه های فشار قوی و فشار ضعیف عمومی بیان می شود.
شبکه فشار قوی عمومی
شبکه فشار قوی عمومی شامل کلیه خطوط هوایی و زمینی و پست های فشار قوی با ولتاژ ۱۱ کیلو ولت یا بیشتر است که بر حسب مورد برای انتقال یا توزیع نیروی برق به کار می روند و کاملاً در اختیار شرکت برق اند.
شبکه فشار قوی عمومی به سه دسته تقسیم می شوند:
- شبکه های انتقال: خطوط هوایی یا زمینی و پست های با ولتاژ های ۲۳۰ کیلو ولت ، ۴۰۰ کیلو ولت را شامل می شود.
- شبکه های توزیع (فشار متوسط): خطوط و پست های هوایی یا زمینی با ولتاژ های ۱۱ کیلو ولت، ۲۰ کیلو ولت، ۳۳ کیلوولت را شامل می شود.
- شبکه فوق توزیع: خطوط هوایی یا زمینی و پست های با ولتاژ های ۶۳ کیلو ولت، ۶۶ کیلو ولت و ۱۳۲ کیلو ولت را شامل می شود.
شماتیکی از یک پست برق-۶۶KV
به خطوط انتقال، توزیع و فوق توزیع، خطوط نیرورسانی هم گفته می شود. این خطوط شبکه عمومی موجود را با ظرفیت کافی به نقطه تحویل متصل می کنند. در شکل زیر به طور نمونه دیاگرام یک پست برق ۱۱KV به ۴۰۰ ولت را مشاهده می کنید.
شبکه فشار ضعیف عمومی
شبکه فشار ضعیف عمومی شامل کلیه خطوط هوایی، زمینی و تأسیسات فشار ضعیفی هستند که جهت توزیع نیرو از پست های عمومی توزیع واقع در معابر گذرگاه های عمومی مورد استفاده قرار می گیرند. لازم به ذکر است که شبکه های فشار ضعیف عمومی معمولاً از طریق جعبه انشعاب یا جعبه تقسیم و یا به طور مستقیم به خطوط سرویس متصل می شوند و شرکت برق مالکیت کامل آن را داراست. این شبکه ها دارای سطح ولتاژ ۴۰۰ ولت سه فاز و یا ۲۳۰ ولت تک فاز هستند که زیر مجموعه شبکه های توزیع برق فشار متوسط محسوب می گردند.
انواع شبکه فشار ضعیف
در ادامه به شرح انواع شبکه های فشار ضعیف پرداخته می شود.
شبکه هوایی توزیع برق
در این حالت شبکه فشار ضعیف با پایه های بتونی یا چوبی و عموماً با کابل خودنگهدار طراحی می شود.
شبکه زمینی توزیع برق
در این حالت کل شبکه به صورت دفن کابل در زمین اجرا می شود و انشعاب از تابلوهای توزیع صورت می گیرد.
شبکه توزیع برق به صورت ترکیبی از شبکه هوایی و کابل زمینی
در این حالت اصولاً شبکه اصلی به صورت هوایی اجرا می شود، در حالی که کابل های مشترکین به جای این که از پایه های هوایی انشعاب بگیرند، از یک تابلو برق تغذیه می شوند.
اگرچه یک شبکه نمونه برای تمام سیستم های قدرت وجود ندارد، شکل زیر یک نمودار شامل چندین قسمت را که معمولاً در یک سیستم قدرت یافت می شوند نشان می دهد. در اینجا ما توجه خود را به المان هایی که در شبکه توزیع وجود دارند معطوف می کنیم. اگرچه انرژی الکتریکی در نیروگاه تولید می شود و به طرف مصرف کننده جریان می یابد.
انرژی الکتریکی تحت ولتاژ نامی مصرف که معمولاً بین ۲۴۰-۲۲۰ ولت (در آمریکا ۱۲۵-۱۱۰ ولت) است، مصرف می شود. انرژی الکتریکی از یک وسیله اندازه گیری عبور می کند تا مقدار مصرف ثبت و ضبط شود. از این اطلاعات علاوه بر تعیین مقدار انرژی فروخته شده می توان در طراحی و پیش بینی بار و برنامه عملیاتی استفاده کرد. وسایل اندازه گیری (کنتور) معمولاً شامل یک وسیله قطع کننده هستند که در مواقع لزوم مصرف کننده را از تغذیه کننده قطع می کنند. قسمتی از سیستم توزیع که انرژی الکتریکی را از شبکه ثانویه توزیع به وسایل اندازه گیری مصرف کننده منتقل می کند سرویس دهنده به مصرف کننده نامیده می شود.
در شکل قبل چندین مصرف کننده به یک شبکه ثانویه اصلی (شبکه فشار معین) متصل شده اند. شبکه ثانویه اصلی در واقع یک مسیر از ترانسفورماتورهای توزیع به چندین مصرف کننده است. در ترانسفورماتورهای توزیع، ولتاژ انرژی تحویلی تا سطح ولتاژ مصرف کاهش داده می شود. ولتاژ اولیه ترانسفورماتور توزیع در محدودۀ ۲/۲ – ۴۶ کیلو ولت قرار دارد.
ترانسفورماتور توسط فیوزهایی در سمت فشار قوی در مقابل اضافه جریان یا خطا حفاظت می شود، علاوه بر این معمولاً در سمت فشار ضعیف ترانسفورماتور یک کلید وجود دارد. این وسایل حفاظتی در مواقع خطا یا اضافه جریان ترانسفورماتور را از شبکه قطع می کنند.
اگر کلیدی در سمت ثانویه یا فشار ضعیف وجود داشته باشد، تنها هنگامی که خطا با اضافه جریان در سیستم ثانویه اصلی و یا در مصرف کننده رخ دهد عمل می کند. اگر خطا در خود ترانسفورماتور رخ دهد، تنها فیوزهای طرف اولیه (فشار قوی) عمل می کنند. اگر ترانسفورماتور در شبکه هوایی نصب شده باشد، توسط برقگیر آن را در مقابل صاعقه و ولتاژهای ضربه خط حفاظت می کنند.
برقگیر چیست؟
برقگیر، ولتاژ ضربه نسبت به زمین را قبل از این که بتواند به ترانسفورماتور صدمه بزند کاهش می دهد. سیستم اصلی سه فاز ممکن است شامل چندین شاخه سه فاز متصل به هم توسط کلیدهای تقسیم بندی خط باشد. بعضی از این شاخه ها ممکن است از چندین شاخه تک فاز متصل به هم تشکیل شده باشند. در محل هایی که خطوط هوایی به علت محدودیت های مکانی بدون ترانسفورماتور توزیع برپا می شوند، به منظور حفاظت خطوط بر روی آنها برقگیر نصب می گردد.
در بعضی موارد شاخه های سه فاز از طریق یک مدار باز-بسته به سیستم سه فاز اصلی متصل می شوند. اگر در شاخه ای خطا رخ دهد کلید فوق، آن شاخه را از سیستم قطع می کند. کلید باز-بسته بعد از چند لحظه، قبل از آن که به طور دائم باز شود برای یک یا چند بار وصل و قطع می شود. این کار بدین علت انجام می گیرد که اگر خطا موقتی باشد (مانند افتادن شاخه درخت بر روی خط که بعد از ایجاد جرقه می سوزد و از بین می رود) موجب قطع شدن مصرف کننده از سیستم نمی شود.
شاخه اصلی سه فاز از یک پست توزیع منشعب و از یک باس در پست تغذیه می گردد. سه فاز اصلی معمولاً تغذیه کننده یا فیدر نامیده می شود. هر فیدر به یک باس متصل است و وسایل حفاظتی مانند کلید و رگولاتور ولتاژ بر روی آنها نصب می شود. رگولاتور ولتاژ، ولتاژ خروجی را متناسب با تغییرات بار در یک محدوده تعیین شده ثابت نگه می دارد. در بعضی موارد رگولاتور ولتاژ در پست نصب می شود که در این صورت ولتاژ در باس پست تنظیم می شود.
در مواقعی که خطا در فیدر رخ می دهد، کلید برای جلوگیری از اضافه جریان، فیدر را از باس قطع می کند باس بار در پست توزیع معمولاً چندین فیدر توزیع را تغذیه و مجموع جریان آنها را تحمل می نماید. باس بار فوق توسط یک یا چند ترانسفورماتور تغذیه می شود و هر ترانسفورماتور با یک کلید حفاظت می گردد. این پست های ترانسفورماتوری، ولتاژ خطوطی را که این پست ها را تغذیه می کنند کاهش می دهند. این خطوط را سیستم زیر انتقال یا فوق توزیع می نامند. این سیستم معمولاً تحت ولتاژ kV ۲۳-۱۳۸ کار می کند.
