مقاله بررسی اهميت سيستمها و شبكه هاي الكتريكي(خطوط انتقال شبكه توزيع هوایی و زمینی

دسته بندي : فنی و مهندسی » برق، الکترونیک، مخابرات
مقاله بررسي اهميت سيستمها و شبكه هاي الكتريكي(خطوط انتقال شبكه توزيع هوايي و زميني در 57 صفحه ورد قابل ويرايش

فهرست مطالب

عنوان صفحه

مقدمه 1

مقايسه شبكه هاي هوايي و زميني 4

مشخصات مكانيكي و الكتريكي خطوط هوايي 4

نگهدارنده هاي خطوط 6

پايه ها 7

برجها و دكلهاي فولادي 13

كراس آرم يا كنسول و انواع آن 13

هاديهاي خطوط توزيع و انتقال 17

مقره هاي خطوط هوايي 20

انواع كلمپ 25

ترانسفورماتور 28

انواع برقگير و نصب آن 31

فلش يا شكم سيم 32

روشهاي كاهش مقاومت اهمي زمين 35

انواع مبدلها 37

ترمز الكتريكي و لزوم آن 39

موتور DC 40

ترمز الكتريكي 43

روشهاي كنترل سرعت موتورهاي DC 46

كنترل سرعت توسط يكسو كننده هاي قابل كنترل 48

يكسو كننده ها با ديود هرز گرد كنترل شده 51

كنترل توسط برشگرها 51







«مقدمه»



از آنجا كه امروزه اهميت سيستمها و شبكه هاي الكتريكي اعم از خطوط انتقال شبكه توزيع هوايي و زميني در همه جوامع بشري را مي توان به سلسله اعصاب آدمي تشبيه نمود چنانچه خللي در قسمتي از سيستم انتقال و يا توزيع در گوشه اي از كشور رخ دهد اثر خود را در تمامي جامعه كم و بيش مي گذارد خصوصا با پيشرفت جوامع در همه سطوح زندگي لزوم نياز به وجود سيستم توزيع وانتقال انرژي الكتريكي همگون و منظم افزايش مي يابد از اين رو بالابردن كيفيت خطوط انتقال و شبكه هاي توزيع ديگر متعلقات آن ايجاد نظم وهماهنگي در كارهاي مربوطه و رفع نواقص و كمبودها مي تواند شرايط زندگي بهتري را براي جامعه فراهم نمايد. در شرايط فعلي جامعه كه پيشرفت در امور صنعتي را ايجاب مي نمايد توسعه بخش انتقال و خوصوصا توزيع انرژي الكتريكي اهميت بيشتري پيدا كرده است .

زيرا در قياس انواع انرژي ها؛ انرژي الكتريكي بسيار اقتصادي و بدور از هر گونه عوارض و ضايعات جانبي و از همه مهمتر اينكه نسبت به ساير انرژي ها و بطور كلي مانور آن در استفاده هاي گوناگون در زندگي زياد مي باشد.

بطور خلاصه مي توان محاسن و مزاياي انرژي الكتريكي در قياس با ساير انرژيها را به موارد زير اشاره نمود:

1. انتقال مقادير زيادي انرژي الكتريكي به آساني امكان پذير است.
2. انتقال اين انرژي به فواصل طولاني به آساني امكان پذير است.
3. تلفات اين انرژي در طول خطوط انتقال و توزيع كم وداراي راندمان نسبتا بالايي مي باشد
4. قابليت كنترل و تبديل و تغيير اين انرژي به ساير انرژيها به آساني امكان پذير است.

بطور كلي سيستم انرژي الكتريكي داراي 3 قسمت اصلي مي باشد:

1. مركز توليد نيرو ( توسط نيروگاه )
2. خطوط انتقال نيروي برق
3. شبكه هاي توزيع نيروي برق

موارد مهمي كه همواره بايد مورد توجه و عمل شركتهاي توزيع برق قرار گيرد عبارتند از:

1. زيباي و همگوني شبكه هاي هوايي
2. استحكام و دوام و پايداري شبكه پيش بيني شده باشد.
3. جنبه اقتصادي شبكه هاي توزيع مورد توجه قرار گيرد.

لازم به ذكر است كه سه مورد اخير در محيط وموقعيت و شرايط گوناگون مي تواند متفاوت باشد.

بعنوان مثال در جايي زيباي اهميت و الويت را دارا مي باشد ودر جايي ديگر استحكام و پايداري شبكه ودر موارد و موقعيت ديگر علاوه بر موارد فوق امر اقتصادي را مورد توجه قرار داد. عدم رعايت شرايط و موارد فوق باعث اتلاف هزينه و انرژي و ايجاد نابساماني را در پي خواهد داشت.














مقايسه شبكه هاي هوايي و زميني

خطوط انتقال و توزيع را ممكن است به صورت هوايي و زميني كشيد.

بوسيله موارد زير آنها را مي توان با يكديگر مقايسه كرد:

1. احداث شبكه هاي هوايي آسان تر است در صورتيكه براي احداث شبكه هاي زميني اولا بايد مسير مناسب باشد و ثانيا احتياج به احداث كانال مي باشد.
2. احداث شبكه هاي هوايي ارزانتر از شبكه هاي زميني است.
3. عيب يابي و رفع عيب شبكه هاي هوايي آسانتر است. زيرا بيشتر عيوب آن با چشم ديده مي شود.ولي پيدا كردن عيب در شبكه هاي زميني به دستگاه هاي عيب ياب نياز دارد.
4. همانطور كه ولتاژ خطوط انتقال افزايش مي يابد هزينه كابلهاي شبكه هاي زميني افزايش مي يابد.
5. در شبكه هاي زميني به افراد متخصص بيشتري نياز است.
6. در شهرها ومناطق پر جمعيت براي حفظ زيبايي شهر معمولا از شبكه هاي زميني استفاده مي شود.

مشخصات مكانيكي و الكتريكي خطوط هوايي:

كار يك خط هوايي ‚ انتقال انرژي الكتريكي مي باشدو اساسا از لوازم زيرتشكيل مي گردد:

1. نگهدارنده هاي خطوط
2. هاديها

دسته بندي هاديها:

هاديها به دو دسته تك رشته اي و چند رشته اي تقسيم مي گردد. هادي تك رشته اي داراي يك دسته سيم و هادي چند رشته اي از يك گروه سيم كه به هم تابيده شده مشتمل مي باشد.

مقره هاي خطوط هوايي :

هاديهاي خطوط هوايي باواسطه مقره ها بر روي كراس آرم قرار دارند.علت استفاده از مقره در خطوط عبارت است از:

1. عايق نمودن هاديها نسبت به كراس آرم و پايه و درنتيجه زمين.
2. عايق نمودن هاديها نسبت به يكديگر و ايجاد فاصله ايمن بين فازها

مقره ها بايستي از تحمل يك مقاومت الكتريكي و مكانيكي خاصي برخوردار باشند تا بتوانند علاه بر نيروهاي مختلف مكانيكي ( فشار ‚ كشش ‚ خمش ) كه به آنها وارد مي شود در مناسب ترين شرايط ( باران ‚ مه ‚ شبنم و آلودگي هوا ) فشار الكتريكي وارده مانند ولتاژ دائمي خط و ولتاژ ضربه اي ( رعد وبرق ‚ كليد زني ) را نيز تحمل كنند. استقامت مكانيكي مقره ها بستگي به جنس و ضخامت عايق دارد. استقامت الكتريكي آن بستگي به جنس ‚ طول و شكل مقره دارد. دو ماده اصلي براي ساختن مقره هاي خطوط هوايي ‚ چيني و شيشه سخت مي باشد.

مزاياي مقره شيشه اي نسبت به چيني:

1. در مقابل لب پريدگي و قوس الكتريكي نسبت به چيني مقاوم تر است.
2. اگر بشكند به تكه هاي كوچكي شكسته شده وآن عيب را مي توان از روي زمين مشاده كرد بنابراين تشخيص عيب در مقره هاي شيشه اي آسانتر از مقره هاي چيني است .
3. استقامت عايقي شيشه بيشتر از چيني و در حدود 120كيلو ولت بر ميلي متر مي باشد.
4. تحت فشار مقاوم تر از چيني بوده و در مقابل كشش استقامت معادل چيني را دارد.
5. تنها عيب مقره شيشه اي اين است كه در اثر ضربه لبه هاي آن كاملا خرد شده و در عين اينكه يك حسن در مقابل عيب يابي است ‚ عيب بزرگ آن اين است كه بطور فوق العاده از قدرت عايقي آن زنجيره و مقره كاسته مي شود.

شكست الكتريكي مقره :

به سه صورت ممكن است در مقره شكست الكتريكي رخ دهد:

1. تخليه الكتريكي ( تخليه قوس الكتريكي ) در هواي اطراف مقره كه بر اثر كليد زني ( قطع و وصل كليدها ) و يا ساعقه بوجود مي آيد.
2. سوراخ شدن مقره كه باعث تخليه قوس الكتريكي از درون مقره مي گردد كه اين بيشتر به جنس مقره بستگي دارد.
3. جمع شدن آلودگي و گرد وغبار در سطح خارجي مقره كه باعث ايجاد جرقه در سطح مقره مي شود.

انواع مقره ها :

1. مقره هاي سوزني يا ميخي
2. مقره هاي اتكايي يا ستوني
3. مقره هاي آويزي: الف) مقره بشقابي ب) مقره قابلمه اي
4. مقره هاي كششي مهار

· بمنظور بالابردن مقاومت عايقي مقره ها به تعداد مقره هاي بشقابي اضافه ميگردد و جهت بالا بردن مقاومت مكانيكي مقره هاي بشقابي به تعداد زنجيره مقره ها اضافه مي نماييم.

1. مقره هاي سوزني :

مقره سوزني همانطور كه از نامش پيداست روي يك پيچ يا پايه فولادي وصل مي شود كه مقره را در جاي خود مثلا روي كراس آرم نگه مي دارد و هادي نيز وسيله يك سيم اصلي روي مقره محكم ميگردد‚ مقره هاي سوزني ممكن است چيني يا شيشه اي باشند. مقره هاي شيشه اي يكپارچه بوده ولي نوع چيني تا ولتاژ 23كيلو ولت يكپارچه بوده وبراي ولتاژهاي بالاتر بسته به مقدار ولتاژ چند تكه ساخته مي شوند.

مقره سوزني ساده:

از چيني ساخته شده وروي آن را لعاب قهوه اي رنگي داده اند.روي سر و كناره ها كم است و در بعضي از آنها سطح بالاي مقره بدون شيار است.از اين مقره در مقاطع كم معمولا تا سيم70استفاده ميشود.

تذكر: هنگام سيم كشي از كشيدن سيم روي مقره خودداري شود زيرا در اثر تماس سيم با مقره‚ لعاب روي آن سائيده شده و ممكن است در اثر فشار ميدان الكتريكي سوراخهاي ريزي در مقره ايجاد گردد كه باعث اتصال زمين شود.

2. مقره اتكائي:

نوع ديگر مقره سوزني مقره اتكائي مي باشد كه به شكل استوانه چيني تو پر يا تو خالي مانند بوشينگ ترانس وياCT و PT ساخته مي شود نوع توخالي آن به شكل استوانه اي است كه در يك انتهايش يك حفره دارد كه قبل از اينكه قاعده مقره به كلاهك فلزي چسبانده شود پوشانده مي شود.

مقره هاي اتكايي بصورت عمودي يا افقي نصب مي گردند نوع افقي آن از چيني يكپارچه و توپر ساخته شده وبراي نگاه داري هر فاز توسط يك پين يا پيچ مخصوصي بر روي پايه به طور افقي نصب مي گردد ودر سر مقره يك كلمپ مخصوص جهت نگاهداري هادي خط مي باشد اين نوع مقره در شبكه هاي هوايي نياز به كراس آرم و بريس ندارد و فضاي كمتري را اشغال مي كند. نوع عمودي آن بيشتر در پست هاي فشار قوي نصب مي گردد كه ممكن است توپر يا توخالي باشد.

3. مقره آويزي يا بشقابي :

مقره آويزي چنانچه از نامش پيداست از كراس آرم آويزان بوده و بادقت به انتهاي آن بوسيله كلمپي بسته مي شود اين نوع مقره بيشتر در ولتاژهاي بالااستفاده مي شود زيرا مقره سوزني در اين ولتاژهاي بالا بسار گران تمام مي شود. هر مقره بشقابي از يك صفحه يا ديسك عايق چيني يا شيشه اي تشكيل يافته است كه قسمت بالايي آن يك كلاهك چدني گالوانيزه از چدن مالئ بل يا كله گاوي توسط سيمان مخصوصي روي آن اتصال دارد و در قسمت پايين مقره يك پين فولادي گالوانيزه در داخل عايق بوسيله سيمان مخصوصي محكم شده است.

4. مقره قابلمه اي :

اين نوع مقره ها در مناطق با آب وهواي آلوده و مرطوب به كار مي رود

انواع كلمپ :

1) كلمپ انتهايي يا گيره انتهايي :‌

كلمپ انتهاي وسيله اي است از آلياژ AL كه در دداند 20 كيلو ولت هادي با آن بسته مي شود وبه سه دسته : سيم گير دو پيچ‚ سه پيچ‚ پنج پيچ تقسيم مي گردد.

2) كلمپ عبوري :

نمونه ديگر كلمپ در شبكه هايي كه مقره ها بشقابي و به صورت آويزي مي باشد هادي را با متعلقات مقره بشقابي به آن نگاه مي دارد.

اجزاء كلمپ انتهايي :

الف) سيم گير از آلياژ آلومينيوم

ب‌) مغزي يا لقمه از جنس آلومينيوم

ت‌) پيچ يو شكل از فولاد گالوانيزه با مهره

ث‌) واشر فنري فولادي

ج‌) پين از فولاد سخت

ح‌) اشپيل از فولاد سخت

برخي از لوازم فشار ضعيف :

1) اتريه يا جا مقره چرخشي :

اتريه يا جا مقره چرخشي جهت نگهداري مقره چرخشي و سيم فشار ضعيف بر روي تير استفاده مي گردد واز سه جزء تشكيل مي شود.

الف ـ تسمه اتريه كه از جنس فولاد گالوانيزه است كه ضخامت آن 5 ميلي متر و پهناي آن50 ميلي متر مي باشد.

تسمه به شكل D است كه داراي دو سوراخ يكي در لبه بالائي و ديگري در لبه پائين اتريه مي باشد. بايستي سوراخها در يك امتداد بوده و حدود 10 ميلي متر از لبه اتريه فاصله داشته باشند. قطر سوراخ پشت اتريه كه به تير پيچ مي شود حدود 17 ميلي متر است و پشت اتريه حدود 2 ميلي متر بصورت گرده ماهي در آمده تا بهتر بتواند نيرو ها را تحمل نمايد.

ب ـ پين كه از جنس فولاد گالوانيزه است و طول آن 115 و قطر آن 16 ميلي متر مي باشد.

ج ـ اشپيل از جنس برنز