طراحی پست های فشار قوی مبحث 10
راکتورهای قدرت
توان اکتیو مورد نیاز شبکه های سراسری توسط نیروگاهها تولید می شود که معمولا این نیروگاهها از مصرف کننده ها فاصله ی زیادی دارند.ارتباط بین تولید و مصرف توسط خطوط انتقال انرژی و ترانسفورماتورهای قدرت انجام می گیرد.انرژی راکتیو در شبکه های قدرت توسط اندوکتانس خطوط انتقال ترانسفورماتورها و مدارهای الکترومغناطیسی موتورها و بالاخره به علت شرایط و وضعیت مصرف کننده ها مصرف می شود.این موضوع باعث کاهش ضریب قدرت شبکه شده و نتیجتا باعث تقلیل قدرت انتقالی اکتیو نیز خواهد شد.با توجه به این مطالب باید سعی نمود تا بار راکتیو را به حداقل خود کاهش یابد.
یکی از راههای اساسی در کاهش توان راکتیو استفاده از جبران کننده های بار راکتیو می باشد.این جبران کننده ها به دو نوع جبران کننده های خازنی و سلفی (راکتور) تقسیم می شوند که در دو وضعیت سری و موازی در شبکه نصب می شوند.اگر جبران کننده های خازنی به صورت سری در خطوط انتقال قرار گیرند (خازن های سری) آنگاه با جبران راکتانس القایی امکان افزایش ظرفیت انتقال توان اکتیو را در این خطوط فراهم می سازند.همچنین اگر این خازن ها به صورت موازی با شبکه های قدرت قرار گیرند(خازن های موازی) به عنوان جبران کننده توان راکتیو سلفی در شبکه می باشند که باعث اصلاح ضریب قدرت آن شبکه ها می شوند.این روش تاثیر زیادی در کاهش تلفات خطوط انتقال خواهد داشت.
در سیستم های قدرت انواع مختلفی از راکتورها استفاده می گردند که بعضی آنها به صورت سری با شبکه و تجهیزات آن قرار گرفته و بعضی دیگر نیز به طور موازی نصب می شوند.از این رو راکتورها به دو نوع راکتورهای سری و راکتورهای موازی تقسیم می گردند.
از طرف دیگر با توجه به نوع کارکرد و وظیفه آنان انواع راکتورها را می توان به شکل زیر بیان نمود:
1- راکتور محدود کننده جریان(current limiting reactor):
این نوع راکتورها که به صورت سری به سیستم متصل می شوند وظیفه دارند تا جریان ناشی از اتصال کوتاه در سیستم را محدود نمایند.به این نوع راکتورها راکتورهای قدرت نیز گفته می شود.
2- راکتور محدود کننده جریان بین زمین و نوترال سیستم:
این نوع راکتور تکفاز که جهت اتصال نوترال سیستم به زمین به کار می رود (اتصال موازی) برای محدود کردن جریان خطا(فالت) در اتصال فاز به زمین استفاده می شود.
3- ترانسفورماتور زمین کننده:
ترانسفورماتورهای سه فاز یا راکتورهایی که به صورت موازی به شبکه متصل گردیده و برای ایجاد نوترال سیستم به کار می رود به ترانسفورماتورهای زمین کننده معروف هستند.
4- راکتور میرا کننده:
به راکتورهایی که به صورت سری با خازن قرار گرفته و جهت کحدود کردن جریان هجومی خازن در مواقع کلید زنی به کار می روند راکتورهای میرا کننده می نامند.
5- راکتور تنظیم کننده (فیلتر):
این راکتورها به صورت سری یا موازی با خازن قرار می گیرند و برای کاهش حذف یا فیلتر کردن هارمونیک ها و یا فرکانس های مخابراتی به کار برده می شوند.
6- راکتور شنت یا موازی:
در اغلب خطوط انتقال فشار قوی از هادی های گروهی (باندل) استفاده می شود.این گروه بندی راکتانس خط را کاهش داده و موجب افزایش قدرت انتقالی می گردد.البته ظرفیت خازنی هادی ها نسبت به زمین و یکدیگر متناسب با طول خط ایجاد می شود که این بار خازنی در شرایط بی باری موجب افزایش ولتاژ در طول خط می شود که این افزایش ولتاژ می تواند مشکلات زیادی را در سطوح عایقی – کلید زنی – سنکرونایزینگ ایجاد نماید.برای رفع این مشکلات از راکتورهای شنت به منظور خنثی سازی بار خازنی استفاده می شود.به طور کلی راکتورهای شنت در موارد زیر در سیستمهای قدرت به کار گرفته می شوند:
- حفظ ولتاژ شبکه در محدوده قابل قبول در سطح عایقی سیستم
- جلوگیری از تحریک خودی ماشینهای الکتریکی متصل به شبکه قدرت
- محدود نمودن ولتاژ اضافی ناشی از حذف بار شبکه یا اتصال کوتاه فاز به زمین
- بهبود پایداری استاتیکی و دینامیکی و انتقال اقتصادی انرژی الکتریکی
اصول طراحی مدارات اینترلاک پستهای فشار قوی
همانطور که می دانید بریکر های موجود در پست های برق,وظیفه قطع و وصل هر گونه جریان عبوری از مدار را بر عهده دارند.لذا اینگونه کلیدها, مجهز به سیستم های خاموش کننده جرقه می باشند.از طرف دیگر,کلیدهای دیسکانکت,به علت عدم طراحی محفظه جرقه برای آنها , قادر به قطع و وصل جریان های عبوری از فیدرها نیستند.از این رو باید در قطع و وصل دیسکانکت ها , به خصوصیات ساختاری این کلیدها توجه نمود و در صورتی که عملکرد آنها همراه با قطع یا وصل جریان مدار باشد, باید از عملکرد آنها جلوگیری نمود.
به عبارتی دیگر,فعالیت های کلید زنی در پست های فشار قوی به ترکیب و حالات تجهیزات پست بستگی داشته و نیاز به یک سری اصول در ترتیب کلیدزنی ها دارد.این اصول,تحت عنوان شرایط اینترلاک معرفی می گردند که معمولا با توجه به وضعیت باز و بسته بودن دیگر کلید های موجود در شینه بندی پست مطرح می گردند.لذا در طراحی مدارهای فرمان قطع یا وصل کلیدها,وضعیت سایر کلیدها در شینه بندی(که به نوعی با عملکرد کلید مورد نظر در ارتباط است) در نظر گرفته می شود.به این ترتیب از عملکرد سهوی یا ناخواسته کلیدها در روند عملیات کلید زنی جلوگیری به عمل می آید.در واقع,عملکرد یک کلید(باز یا بسته شدن آن) تنها در صورتی امکان پذیر است که در اثر عملکرد آن,هیچ گونه مشکلی برای آن کلید و سایر کلیدها ایجاد نشود.
لذا آن قسمت از مدارهای فرمان کلیدها, که مربوط به چک کردن وضعیت سایر کلیدها ی شینه بندی می شود, به مدارهای اینترلاک کلید معروف هستند.
عوامل موثر در مدارهای اینترلاک:
کلیه بریکرها,دیسکانکت ها,دیسکانکت های زمین؛باید دارای مدارهای اینترلاک مناسبی باشند تا از عملکرد نامطلوب آنها جلوگیری به عمل آید.به عبارتی دیگر اینترلاک کردن؛عملیاتی متناسب با نوع عملکرد آن و روند کلید زنی در سیستم شینه بندی می باشد تا مجموعه ای از کلید زنی های مناسب؛ انتخاب و ایجاد شود.
از مهمترین عوامل موثر در طراحی مدارات اینترلاک می توان به موارد زیر اشاره کرد که البته تنها به ذکر عنوان اکتفا خواهم کرد و در پست های بعدی توضیحات لازم را در هر مورد ارائه خواهم نمود.
1)- آرایش شینه بندی پست
2)- تعداد فیدرهای شینه بندی
3)- کیفیت و فرآیند کلیدزنی ترتیبی در پست
در آینده به بررسی مدارهای اینترلاک کلیدها در ساختارهای مختلف شینه بندی خواهم پرداخت