پست برق چیست؟
پست برق (Electrical Substation) بخش کلیدی سیستم‌های تولید، انتقال و توزیع برق است. پست برق، در صورت نیاز، ولتاژ را به سطوح بالاتر یا پایین‌تر تغییر می‌دهد و در انتقال تا توزیع توان الکتریکی از نیروگاه‌ها تا مراکز مصرف نقش بسیار مهمی دارد. در یک سیستم قدرت الکتریکی، بین تولید و مصرف، چندین پست وجود دارد که در چند مرحله سطح ولتاژ را تغییر می‌دهند.
اجزای یک پست
یک پست به طور کلی دارای تجهیزات سویچ، سیستم‌های حفاظت، کنترل و همچنین یک یا چند ترانسفورماتور است. در پست‌های بزرگ از مدارشکن‌ها یا دژنکتور برای قطع هرگونه اضافه جریان ناشی از اتصال کوتاه یا اضافه بار استفاده می‌شود. در پست‌های کوچکتر ممکن است از سکسیونر یا فیوز برای محافظت از مدارهای منشعب استفاده کنند. پست‌ها (معمولا) دارای ژنراتور نیستند اگرچه نیروگاه‌ها ممکن است در نزدیکی خود پست داشته باشند. از دیگر موارد موجود در یک پست الکتریکی می‌توان تجهیزات نگهدارنده پایان خط، تابلوی فشار قوی، تابلوی فشار ضعیف، جرقه‌گیر، سیستم کنترل، سیستم زمین و سیستم‌های اندازگیری می‌شود، همچنین ممکن است از تجهیزات دیگری مانند خازن‌های اصلاح ضریب توان یا تنظیم کننده ولتاژ نیز در پست استفاده شود.
پست‌های الکتریکی با توجه به کاربردشان ممکن است بر روی سطح زمین و در حصار، زیر زمین و یا در ساختمان‌ها ساخته شوند. ساختمان‌های بسیار بلند ممکن است دارای چندین پست الکتریکی داخلی باشند. از پست‌های داخلی معمولاً در مناطق شهری و برای کاهش صدای ناشی از ترانسفورماتورها، ملاحظات بصری شهر و محافظت تابلو‌ها از تاثیرات آلودگی هوا و تغییر آب و هوا استفاده می‌شود. در مناطقی که از حفاظ فلزی در اطراف پست استفاده می‌شود باید این حفاظ زمین شده باشد تا از خطر برق گرفتگی در موارد ایجاد جریان خطا در پست استفاده شود. بروز خطا در شبکه و تزریق جریان ناشی از آن به زمین در پست ممکن است باعث افزایش پتانسیل در مناطق اطراف پست شود. این افزایش پتانسیل در اطراف پست باعث ایجاد یک جریان در طول حصارهای فلزی می‌شود و در این مواقع ولتاژ حصار‌ها می‌تواند با ولتاژ زمینی که فرد بر روی آن ایستاده کاملا متفاوت باشد که این موجب افزایش ولتاژ تماس تا حدی خطرناک خواهد شد.
انواع پست‌های برق
پست‌های برق را معمولاً برحسب سطح ولتاژ در سه دسته اصلی تقسیم‌بندی می‌کنند:
- پست انتقال (Transmission Substation)
- پست توزیع (Distribution Substation)
- پست جمع‌کننده
- ایستگاه‌های سوئیچ
پست انتقال
وظیفه پست انتقال اتصال دو یا چند خط انتقال است. ساده‌ترین حالت زمانی است که دو خط دارای ولتاژ یکسان هستند. در این موارد پست دارای مدارشکن‌هایی است تا در صورت نیاز مثل انجام تعمیرات مدار را از شبکه جدا کند. یک پست انتقال ممکن است دارای ترانسفورماتور برای تبدیل دو ولتاژ انتقال یا تجهیزات تنظیم اختلاف فاز باشد.
پست‌های انتقال ممکن است ساده یا پیچیده باشند. یک ایستگاه کوچک سوئیچینگ گذشته از چند مدارشکن چیزی بیشتر از یک گذرکاه ندارد. درحالیکه یک پست انتقال بزرگ، منطقه بزرگی را با چندین ولتاژ پوشش می‌دهد و دارای تجهیزات متعدد حفاظتی و کنترلی (خازن‌ها، رله‌ها، سوئیچ‌ها، مدارشکن‌ها و ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ) است.
سطح ولتاژ خطوط انتقال برق ایران ۲۳۰ و ۴۰۰ کیلوولت است. شکل زیر، یک سیستم قدرت را از تولید تا توزیع نشان می‌دهد.
پست توزیع
وظیفه یک پست توزیع تحویل گرفتن توان از سیستم انتقال و تحویل آن به سیستم توزیع است. از نظر اقتصادی و ایمنی وصل مصرف‌کننده‌ها به طور مستقیم به شبکه انتقال به صرفه نیست بنابراین پست توزیع ولتاژ را تا میزانی مناسب برای مصرف‌کننده‌ها کاهش می‌دهد.
حداقل برای ورودی یک پست توزیع از دو خط انتقال استفاده می‌شود. ولتاژ ورودی به پست‌ها توزیع به استانداردهای هر کشور وابسته‌است با این حال ولتاژ ورودی به پست‌های توزیع معمولاً ولتاژی متوسط بین ۲ ٫ ۴ تا ۳۳ کیلوولت است.
گذشته از تغییر ولتاژ، وظیفه پست توزیع ایزوله کردن هر یک از شبکه‌های توزیع یا انتقال از خطاهای رخ داده در دیگری است. پست‌های توزیع ممکن است وظیفه تنظیم ولتاژ را نیز بر عهده داشته باشند، البته در مسیرهای توزیع طولانی (چندین کیلومتر) تجهیزات تنظیم ولتاژ در طول خط نصب می‌شوند.
پست‌های توزیع پیچیده را بیشتر می‌توان در مراکز شهرهای بزرگ دید.
پست جمع‌کننده
در روش‌های تولید پراکنده مانند استفاده از انرژی بادی، ممکن است به پست جمع‌کننده نیاز باشد. این پست‌ها تا حدودی شبیه پست‌های توزیع هستند با این تفاوت که رانش توان معکوس است؛ یعنی از سمت توربین‌های بادی به سمت شبکه انتقال. معمولاً به دلیل ملاحظات اقتصادی سیستم جمع‌آوری کننده در سطح ولتاژ حدود ۳۵ کیلوولت عمل می‌کند و سپس پست جمع‌آوری ولتاژ را تا سطح ولتاژ انتقال برای وصل به شبکه انتقال بالا می‌برد. این پست‌ها همچنین دارای تجهیزات اندازگیری و اصلاح ضریب توان نیز هستند. در حالت خیلی خاص، یک پست الکتریکی دارای دستگاه برگرداننده برق HVDC است.
همچنین، پست الکتریکی جمع‌کننده را می‌توان در مکان‌هایی که چندین نیروگاه حرارتی یا برق‌آبی در نزدیکی هم وجود دارند یافت. نمونه‌ای از این پست‌ها Brauweiler در آلمان و Hradec در جمهوری چک است؛ که انرژی نیروگاه‌های ذغال‌سنگی نزدیک هم را جمع آوری می‌کند. در صورتی که برای تغییر سطح ولتاژ ترانسفومری نصب نشده باشد، پست مورد نظر یک ایستگاه سوئیچ خواهد بود.
ایستگاه‌های سوئیچ
یک ایستگاه سوئیچ، یک پست است که ترانسفورمر ندارد و تن‌ها در یک سطح ولتاژ عمل می‌کند. ایستگاه‌های سوئیچ گاهی به صورت ایستگاه‌های جمع‌کننده و توزیع‌کننده ظاهر می‌شوند. گاهی به منظور سوئیچ جریان پشتیبان خطوط موازی در هنگام بروز خطا مورد استفاده قرار می‌گیرند. نمونه‌ای از این ایستگاه، ایستگاه Inga-Shaba است.
طراحی پست
بزرگترین ملاحظات در مهندسی قدرت هزینه و قابلیت اطمینان تأسیسات طراحی شده هستند. یک طراحی خوب در تلاش است تا تعادلی را بین این ۲ به وجود آورد تا بتواند بدون هزینه اضافی، به بیشترین قابلیت اطمینان دست پیدا کند. یک طراحی خوب، باید امکان توسعه شبکه را نیز در صورت نیاز، دارا باشد.
در انتخاب محل نصب پست الکتریکی باید به عوامل مختلفی توجه کرد. برای انتخاب محل مناسب باید به امکان دسترسی به پست برای انجام عملیات تعمیر یا نگهداری توجه کافی داشت. در منطقی که قیمت زمین بالا است (مانند مناطق شهری) استفاده از تجهیزات کوچک (کمپکت) بسیار پراهمیت است. محل باید دارای اتاقی اضافه برای امکان توسعه پست باشد تا در صورت نیاز بتوان تجهیزات جدیدی را در آن نصب کرد. تأثیر محیطی بر کار پست نیز باید در موقع طراحی مورد توجه قرار گیرد. ملاحظات مربوط به سیستم زمین و افزایش پتانسیل باید مورد محاسبه قرار گیرد تا با استانداردهای لازم مغایرت نداشته باشد.
سوئیچینگ به وسیله پست
یکی از وظایف مهم که به وسیله پست انجام می‌شود راه‌گزینی (مسیر دهی) یا سوئیچینگ است که به معنای قطع یا وصل خطوط انتقال یا مصرف‌کننده‌ها از یا به شبکه‌است. این راه‌گزینی‌ها ممکن است از پیش برنامه‌ریزی شده باشند یا به‌طور اتفاقی صورت گیرند.
ممکن است نیاز باشد که خط‌های انتقال یا تجهیزات موجود در پست برای انجام تعمیرات یا عملیات گسترش مانند اضافه کردن یک ترانسفورماتور از شبکه جدا شوند. برای انجام چنین عملیاتی به هیچ وجه کل شبکه را قطع نخواهند کرد بلکه کل عملیات، حین کار شبکه صورت می‌گیرد.
در صورت بروز یک خطا در شبکه یا یک قسمت از تجهیزات موجود در پست نیز این ضرورت ایجاد خواهد شد که این قسمت از مدار جدا شود بدون آنکه تأثیری چندانی در کار دیگر قسمت‌ها داشته باشد. در این موارد وظیفه پست‌ها خواهد بود تا قسمت‌ها آسیب دیده بر اثر باد، قوس الکتریکی یا هر دلیل دیگری را از شبکه خارج کنند.
بدون دیدگاه