دانلود گزارش کارآموزی در اداره برق شهرستان شهرکرد

تاریخچه صنعت برق :

     صنعت برق در ایران از سال 1283 شمسی با بهره‌برداری از یک دیزل ژنراتور 400 کیلو واتی که توسط یکی از تجار ایرانی بنام حاج حسین‌ امین‌الضرب تهیه و در خیابان چراغ‌برق تهران (امیر کبیر) فعلی گردیده بود آغاز می شود.

     این موسسه بنام دایره روشنایی تهران بود و زیر نظر بلدیه اداره می‌شد. این کارخانه روشنایی چند خیابان عمده تهران را تامین می‌کرد، خانه‌ها برق نداشته و تنها به دکانهای واقع در محله‌ها برق داده می‌شد و روشنایی آن از ساعت 7 الی 12 بود و بهای برق هم براساس لامپی یک ریال هر شب جمع‌آوری می‌شد. از سال 1311 اولین کارخانه برق دولتی به ظرفیت 6400 کیلووات در تهران نصب گردید، ولی مردم از گرفتن امتیاز خودداری می‌کردند و به‌ همین دلیل برای پیشرفت کارها برای کسانی که انشعاب برق می‌گرفتند یک کنتور مجانی به عنوان جایزه در نظر گرفته می‌شد. چند سال بعد وضع تغییر کرد و کار به جایی رسید که انشعاب برق سرقفلی پیدا کرد.

هیتر :

     گرمکن یا هیتر دستگاههایی هستند که توسط آن آب ورودی به بویلر را گرم می‌کنند تا درجه حرارت آب بالا رود تا به تجهیزات و لوله‌های بویلر آسیب نرسد، این عمل توسط هیترها انجام می‌شود، هیترها به دو صورت وجود دارند :

1 هیترهای باز            

2 هیترهای بسته

هیترهای باز : هیترهایی هستند که حرارت را مستقیم به آب منتقل می‌کنند.

هیترهای بسته : هیترهایی هستند که حرارت را از طریق لوله‌ها و محیط به آب منتقل می‌کنند.

     به هیترهایی که قبل از پمپ تغذیه قرار می‌گیرند هیترهای فشار ضعیف گفته می‌شود و به هیترهایی که بعد از پمپ تغذیه قرار می‌گیرند هیترهای فشارقوی گفته می‌شود.

     سوپر هیتر : بخاری که از درام خارج می‌شود دارای قطره‌های آب می‌باشد که باعث می‌شود پره‌های توربین آسیب ببینند و خوردگی و پوسیدگی در پره‌ها ظاهر شود برای اینکه بخار به توربین آسیب نرساند باید قبل از برخورد به پره‌های توربین به بخار خشک تبدیل شود، این عمل (خشک کردن) توسط سوپر هیتر انجام می‌شود.

     فرق هیتر و سوپر هیتر این است که : هیتر باعث می‌شود که درجه حرارت آب ورودی به بویلر زیاد شود ولی سوپر هیتر باعث می‌شود بخار ورودی به توربی به بخار خشک تبدیل شود.

بویلر :

     آب پس از خروج از پمپ تغذیه (Feed Pump ) و شیر یکطرفه وارد اکونومایزر می‌شود که اولین قسمت دیگ بخار می‌باشد، که حاوی تعدادی لوله موازی است که در آخرین مرحله دود خروجی از بویلر لوله‌های اکونومایزر قرار دارند داخل این لوله‌ها آب تغذیه ورودی به بویلر جریان دارد این آبها مادامی که لوله‌های اکونومایزر را طی می‌کنند حرارت دود را جذب نموده و سپس به درام هدایت می‌گردند. بنابراین اکونومایزر سبب می‌گردد که راندمان بالا برود.

     آب در درام با آبهای داخل آن مخلوط شده و سپس از طریق لوله‌های پائین آورنده به لوله‌های دیواره‌ای و محوطه احتراق وارد می‌شود، همانطور که از نام محوطه احتراق پیداست، فضایی است که عمل احتراق در آن صورت می‌گیرد. اطراف این محوطه تعداد زیادی لوله‌های موازی نزدیک به هم که به لوله‌های دیواره‌ای موسوم هستند پوشیده شده است. بخشی از حرارت حاصل از احتراق از طریق تشعشع و جابجایی به این لوله‌ها منتقل می‌گردد، اینها نیز حرارت را به آب داخل خود منتقل می‌نمایند. بنابراین در کوره هر سه نوع انتقال حرارت با یکدیگر انجام می‌گیرد. حاصل این تبادل حرارت جذب حرارت توسط آب داخل لوله‌ها و تبدیل آن به بخار است. به عبارت دیگر کلیه بخاری تولیدی دیگ در این لوله‌ها ایجاد می‌شود، از طرف دیگر جذب حرارت توسط لوله‌های دیواره‌ای باعث خنک شدن فضای اطراف کوره می‌شود و لذا شکلی از نظر عایقکاری دیواره‌های اطراف محفظه احتراق پیش نخواهد آمد پس می‌توان گفت که لوله‌های دیواره‌ای همانطور که از نامشان پیداست دیواره کوره را تشکیل می‌دهند.

     حرکت جریان آب در داخل لوله‌های دیواره‌ای از پائین به بالاست هرچه آب در طول کوره به طرف بالا حرکت کند حرارت بیشتری را جذب نموده و در نتیجه بخار بیشتری تولید می‌گردد. در بویلرهای گردش طبیعی، این حرکت به صورت طبیعی انجام می‌گیرد و لذا در خاتمه در لوله‌های دیواره‌ای، مخلوطی از آب و بخار خواهد بود که به محض ورود به درام آب و بخار از یکدیگر جدا می‌شوند. در بویلرهای گردش اجباری، جریان آب در داخل لوله‌های دیواره‌ای به کمک یک پمپ که در مسیر لوله‌های پائین آورنده نصب است انجام می‌گیرد.

     در بویلرهای بونسون نیز این جریان به کمک پمپ آب تغذیه انجام می‌گردد و ساختمان این بویلر به گونه‌ای است که احتیاج به درام نمی‌باشد و بخار تبدیل شده مستقیماً به سوپر هیتر می‌رود.

بطور کلی درام دو وظیفه اصلی را بعهده دارد :

     1 عمل نمودن به عنوان یک مخزن ذخیره که جهت دیگ بخار :

     درام می‌تواند با ذخیره آب و یا بخار در خود در شرایط بحرانی بهره‌برداری از بویلر مقداری از نیازهای ضروری آب و یا بخار را تامین نماید.

     2 تقسیم آب و بخار :

     آب و بخار ایجاد شده در لوله‌های دیواره‌ای وارد درام شده و به وسیله تجهیزاتی که در داخل درام وجود دارد آب و بخار کاملاً از هم جدا شده و به این ترتیب امکان عبور بخار بدون ذرات آب بطرف سوپر هیتر فراهم می‌شود.

     در درام اعمال دیگری نظیر تقسیم یکنواخت آبهای ورودی از طریق اکونومایزر و یا تزریق محلولهای شیمیایی به بویلر نیز انجام می‌گیرد. هوای مورد لزوم احتراق توسط فنهای FD.Fan تامین می‌شود بنابراین فن با توجه به مکشی که ایجاد می‌نماید هوای محیط را مکیده و در کانالهایی که در نهایت به محوطه احتراق (مشعلها) ختم می‌شود به جریان می‌اندازد. فنها دارای انواع و اقسام می‌باشند، نظیر فنهای جریان شعاعی و یا فنهای جریان محوری و یا ترکیبی که در طراحی دیگ بخار با توجه به مقدار هوای لازم و فشار آن و همچنین راندمان مورد نظر یکی از این انواع انتخاب می‌گردند.

     برای کنترل مقدار هوای ورودی به بویلر و از دریچه‌های کنترل هوای استفاده می‌گردد. غالباً این دریچه‌ها به صورت اتوماتیک کنترل می‌گردند، البته طبیعی است که با دست نیز قابل کنترل هستند در مسیر دود نیز چنین دریچه‌هایی وجود دارد که به صورت باز یا بسته عمل می‌کنند.

     GR.Fan : این فنها مقداری از گازهای خروجی از بویلر را پس از اکونومایزر گرفته و مجدداً در کوره بویلر به جریان می‌‌اندازد این کار معمولاً جهت کم کردن حرارت دودی که از دودکش خارج می‌شود است. اکونومایزر باعث می‌شود راندمان بالا رود زیرا آب حرارت دود را جذب نموده و در قسمتهای بعد سوخت کمتری برای بالا بردن درجه حرارت آب لازم است.

     آخرین مرحله مسیر دود، دودکش است که گازهای خروجی از بویلر را به محیط بیرون هدایت می‌نماید. طبیعی است ارتفاع دودکش نقش تعیین کننده‌ای در هدایت دود و عدم آلودگی محیط دارد.

     سوخت دیگهای بخار در کشورمان، سوختهای مایع و گاز تشکیل می‌دهند که بیشتر مازوت و گاز طبیعی برای سوخت مشعلهای محفظه احتراق استفاده می‌شود. آب ورودی به بویلر باید دمای آن حداقل 195 باشد تا به لوله‌ها و تجهیزات بویلر آسیب وارد نکند.

توربین :

     توربین‌های بخار دسته‌ای از توربو ماشینها را تشکیل می‌دهند که عامل در آنها بخار آب می‌باشد توربین بخار برای نخستین بار در پایان قرن گذشته به عنوان ماشین حرارتی بکار گرفته شده و از ان زمان تا کنون پیشرفت‌های زیادی در طراحی، ظرفیت، تولید و راندمان انها حاصل شده که امروزه به صورت گسترده در نیروگاههای حرارتی و نیز برخی از واحدهای صنعتی دیگر بکار گرفته می‌شوند.

     بخار سوپر هیتر ورودی به توربین که حاوی مقدار قابل ملاحظه‌ای انرژی حرارتی است در آنجا به انرژی جنبشی تبدیل شده و در نهایت بصورت کار مکانیکی برروی روتور بدل می‌گردد. مزایای عمده توربین بخار نسبت به سایر محرکهای مکانیکی سرعت بالا (توربین‌های بخار در صورتی که مستقیماً با ژنراتور کوپل شوند، دارای دور 3000 RPM و در صورتی که از طریق جعبه دنده به هم مرتبط گردند، دور آنها می‌تواند بیشتر باشد)، ابعاد کوچک و امکان تولید قدرت بالای آنها می‌باشد.

     توربین‌های ضربه‌ای و عکس‌العملی، اولین مدلهای توربین بخار بوده که در آنها بخار در جهت محوری پس از چندی برادران ژونگستروم نخستین توربین بخار شعاعی را که در آن منبسط می‌شود، بخار در جهت شعاعی منبسط می‌گردید را ابداع نمودند.

     توربین‌های ژونگستروم فاقد پره‌های ثابت هستند و از دودمیک متفاوت تشکیل یافته‌اند که برروی آنها چندین مرحله پره‌هایی در محیط دوایر متحدالمرکز نصب شده است. در اثر انبساط بخار پره‌ها و نیروی عکس‌العمل ناشی از آن دیسکها در دو جهت مختلف و با سرعتی یکسان شروع به چرخش می‌کنند، به این ترتیب هر کدام از آنها می‌توانند محرک یک ژنراتور باشند.

     امروزه اغلب توربین‌های بخار دارای چندین مرحله انبساط بخار در پره‌ها هستند که پره‌های اولیه به صورت ضربه‌ای و پس از آن به صورت مخلوطی از ضربه‌ای و عکس‌العملی است.

 از نظر تعداد مراحل انبساط بخار، توربین‌ها به سه دسته تقسیم
می‌شوند :

     الف) توربین‌های یک مرحله‌ای (HP : فشارقوی).

     ب) توربین‌های دو مرحله‌ای (HP : فشارقوی و LP : فشار ضعیف).

     ج) توربین‌های سه مرحله‌ای (HP : فشارقوی، IP : فشار متوسط و LP : فشار ضعیف).

     در توربین‌های نوع اول : بخار پس از انبساط در انتهای پوسته وارد کندانسور می‌شود، در توربین‌های نوع اول LP و HP می‌توان گفت یکپارچه‌اند و در نوع دوم این عمل در دو پوسته جدا از هم صورت می‌گیرد و بخار خروجی از پوسته LP وارد کندانسور می‌گردد، در نوع سوم که برای واحدهای با قدرت بالا بود و بخار پس از انبساط در پوسته HP (فشارقوی) به بویلر بازگشته و در لوله‌های بار گرمایی می‌گیرد و پس از آن وارد پوسته IP (فشار متوسط) شده در نهایت بخار از این پوسته به پوسته LP (فشار ضعیف) فرستاده شده و از آنجا به کندانسور زیر می‌شود. البته توربین‌های مدرن امروزی با قدرت 600MW به بالا دارای دو پوسته LP مجزا از هم می‌باشند.

ژنراتور :

     جزئی از یک نیروگاه می‌باشد که برای تبدیل انرژی مکانیکی دوران شناخت ژنراتور به انرژی الکتریکی از آن استفاده می‌شود.

     ژنراتورهای موجود در نیروگاه بخاری (توربو ژنراتور) از نوع ژنراتور سه فاز سنکرون (همزمان یا دور ثابت) و معمولاً دو قطبه می‌باشد که از دو قسمت اساسی روتور و استاتور تشکیل گردیده است. ژنراتورها با قدرت‌های بالا اصولاً به صورت دو قطب ساخته می‌شوند که برای فرکانس 50Hz شبکه با سرعت 3000RPM می‌گردند ( ) که در آن n سرعت گردش روتور ژنراتور و f فرکانس شبکه و p تعداد جفت قطب می‌باشد. روتور ژنراتورها به صورت یک تکه فولاد نورد شده ساخته شده شیارهایی در جهت طولی روی آن وجود دارد و در این شیارها شمش‌هایی قرار داده شده است که بر اثر عبور جریان مستقیم ازداخل شمش‌ها، روتور به صورت آهنربا در می‌آید برای انتقال جریان تحریک به روتور از رینگ‌های لغزشی استفاده می‌شود. در داخل محیط استاتور ژنراتور سه سیم‌پیچ با همدیگر 120 مکانی اختلاف فاز دارند پیچیده شده است. بر اثر دوران روتور، فلوی مغناطیسی متغیری سیم‌پیچی‌های استاتور را قطع کرده و ولتاژ سه فازی در سیم‌پیچی‌ها استاتور القاء می‌کنند به طوری که هر چه مقدار جریان DC عبوری از روتور کم و زیاد شود ولتاژ القاء شده در سیم‌پیچ‌ها کم و زیاد می‌شود.

تحریک ژنراتور :

     به وجود اوردن ولتاژ تحریک از طریق اتصال به رینگ‌های لغزشی روتور ژنراتور توسط جاروبکها به وجود می‌آید، روشهای گوناگونی برای تحریک استاتور وجود دارد که اجمالاً به چند نوع آن اشاره می‌کنیم :

     1 تحریک توسط ژنراتور جریان دائم : در این روش ژنراتور جریان دائم مستقیماً روی روتور AC نصب گردیده که با چرخش ژنراتور AC در ژنراتور جریان دائم، ولتاژ مستقیم به وجود آمده روتور توسط جاروبکها به روتور ژنراتور وصل گشته به این ترتیب جریان تحریک ژنراتور تامین می‌نماید.

     2 تحریک تریستوری : در این روش از تریستور جهت یکسو کردن ولتاژ متناوب و تبدیل آن به ولتاژ مستقیم جهت تامین جریان تحریک استفاده می‌شود. بدیهی است که ولتاژ متناوب مستقیماً از خروجی ژنراتور توسط ترانسفورماتور تحریک تامین می‌شود. زاویه آتش تریستورها برای میزان کردن ولتاژ یکسو شده توسط رگولاتور انجام می‌شود.

     3 تحریک دینامیکی : در این روش از یک موتور آسنکرون جداگانه برای به حرکت درآوردن روتور یک ژنراتور جریان مستقیم استفاده می‌شود، جریان مستقیم تولید شده جریان تحریک ژنراتور را تامین می‌کند.

     4 ژنراتور بدون جارو : در این روش در روی ژنراتور، یک ژنراتور سه فاز با قطب‌های خارجی کوپل نموده‌اند. جریان متناوب در سیم‌پیچ روتور این ژنراتورها توسط دیودهای سیلیسیم که در روی محور جا داده شده است، با محور با محور روتور به چرخش در‌ می‌آید یکسو شده و پس از تبدیل به جریان دائم، توسط کابلی که از داخل محور ژنراتور عبور می‌کند به سیم‌پیچی تحریک ژنراتور هدایت می‌گردد لازم به توضیح است روشهای 1 و 3 و 4 را تحریک دینامیکی و روش 1 را تحریک استاتیکی می‌نامند.

حفاظت ژنراتور :

     ژنراتورها مهمترین و با ارزشترین دستگاههای نیروگاهها می‌باشند و نقص داخلی آنها علاوه بر زیانی که به خود ژنراتور وارد می‌کند باعث قطع شدن قسمت زیادی از انرژی نیروگاه می‌گردد وظیفه دستگاههای حفاظتی ژنراتور پیدا نمودن خطا در مراحل ابتدائی است و در صورت لزوم قطع ژنراتور از شبکه و برداشتن تحریک می‌باشد اصولاً خطاهایی که در ژنراتور اتفاق می‌افتد یا در اثر کمبود و نقصان ایزولاسیون و عایقبندی قسمتی از سیم‌پیچ ژنراتور و کابلهای ارتباطی آن است و یا بستگی به عوامل خارجی دیگر دارد، لذا حفاظت ژنراتور به دو دسته تقسیم می‌شود :

ژنراتورها مهمترين و با ارزشترين دستگاههاي نيروگاهها مي‌باشند و نقص داخلي آنها علاوه بر زياني كه به خود ژنراتور وارد مي‌كند باعث قطع شدن قسمت زيادي از انرژي نيروگاه مي‌گردد وظيفه دستگاههاي حفاظتي ژنراتور پيدا نمودن خطا در مراحل ابتدائي است و در صورت لزوم قطع ژنراتور از شبكه و برداشتن تحريك مي‌باشد اصولاً خطاهايي كه در ژنراتور اتفاق مي‌افتد يا در اثر كمبود و نقصان ايزولاسيون و عايقبندي قسمتي از سيم‌پيچ ژنراتور و كابلهاي ارتباطي آن است و يا بستگي به عوامل خارجي ديگر دارد، لذا حفاظت ژنراتور به دو دسته تقسيم مي‌شود :

1- حفاظت در مقابل خطاهاي داخلي : اين خطاها ممكن است در سيم‌پيچ استاتور مثل اتصال بين دو فاز و اتصال حلقه و اتصال زمين رخ دهد و يا در روتور مثل اتصال زمين و اتصال حلقه و قطع تحريك اتفاق بيفتد.

2- حفاظت در مقابل خطرات خارجي : اين خطاها ممكن است در شبكه پيش آيد، مانند اتصال كوتاه در شبكه و بار نامتعادل و ازدياد ولتاژ در اثر برداشتن قسمت بزرگي از بار ژنراتور، يا ممكن است در وسيله گرداننده روتور ژنراتور پيش آيد، مثل خراب شدن توربين و قطع بخار وسايل حفاظتي. بايد سريعاً قسمت معيوب و اتصالي شده را پيدا كرده و نه تنها ژنراتور را از شبكه خارج كند بلكه انرژي كه سبب اتصالي و خطا شده است را نيز از بين ببرد و علاوه بر ان تحريك را قطع كند و دستگاه خاموش كننده جرقه را بكار اندازد تا از خسارت به ژنراتور جلوگيري شود.

سنكرونيزم :

ژنراتورها اصولاً به تنهايي كار نمي‌كنند بلكه تعدادي از آنها بطور موازي شبكه فيزيكي را تغذيه مي‌كنند لذا قبل از وصل كردن ژنراتور به ژنراتور ديگر يا شبكه ديگر، بايد شرايط زير برقرار باشد :

1- برابري ولتاژها.

2- برابري فركانسها.

3- برابري فاز اختلاف سطح‌ها.

4- ترتيب صحيح فازها.

همانطور كه قبلاً گفته شد برابر كردن ولتاژ ژنراتور با ولتاژ شبكه توسط تغيير دادن مقدار جريان تحريك ژنراتور عملي است و برابر كردن فركانسها توسط تعداد دور توربين انجام مي‌پذيرد. براي كنترل آن از دو ولت‌متر و فركانس‌متر نشان دهنده استفاده مي‌شود كه اغلب به صورت ولت‌متر و فركانس‌متر دوبل در نيروگاه بكار مي‌رود . جهت رفع اختلاف فاز ولتاژها در نيروگاههاي كوچك از لامپهاي خاموش و يا روشن و نيز در نيروگاههاي مدرن از سنكرون اسكوپ استفاده مي‌شود. اگر ژنراتوري كه بايد با شبكه پارالل شود سريع و يا آهسته‌تر از حد معمول بچرخد عقربه سنكرون اسكوپ به جهت چپ يا راست منحرف مي‌شود كه شرايط مطلوب واقعي وقتي است كه عقربه سنكرون اسكوپ روي صفر بايستد.

ترانسفورماتور :

اصول كار ترانسفورماتور عبارت است از دستگاه الكترو مغناطيسي ساكني كه براي تبديل انرژي الكتريكي جريان متناوبي از يك ولتاژ به ولتاژ ديگر با ثابت ماندن فركانس بكار مي‌رود.

بطور كلي مي‌توان گفت كه در ترانسفورماتور انتقال انرژي الكتريكي از مدار اوليه به ثانويه بواسطه ميدان مغناطيسي هسته انجام مي‌شود با توجه به اينكه مدارهاي اوليه و ثانويه از نظر الكتريكي نسبت به يكديگر عايق مي‌باشند ترانسفورماتورها يكي از عناصر مهم مدارهاي الكتريكي به شمار مي‌آيند كه امكان بوجود آوردن يك سيستم ساده انتقال و توزيع با ولتاژهاي مختلف را فراهم مي‌كنند.

نيروگاهها معمولاً در مجاورت صنايع انرژي (رودخانه‌ها ـ معادن زغال سنگ و نفت و غيره) ساخته مي‌شوند در حالي كه مصرف كننده‌هاي انرژي الكتريكي امكان دارد حدود چند صد كيلومتر با آنها فاصله داشته باشند. توليد كننده و مصرف كننده توسط مدارهاي واحدي بهم‌ديگر مربوط مي‌شوند كه ايجاد سيستم پيچيده توليد ـ انتقال توزيع را مي‌نمايند.

در نيروگاههاي انرژي الكتريكي، بوسيله ژنراتورهايي با ولتاژ نامي كمتر از 20kv توليد مي‌شود. كه براي انتقال اين انرژي الكتريكي به مصرف كننده و جهت افزايش توانايي انتقال انرژي و كم كردن تلفات بايد ولتاژ خطوط انتقال را افزايش داد، علاوه بر ان مصرف كننده‌هاي صنعتي به ولتاژهاي 6kv و 20kv و غيره و مصرف كننده‌هاي خانگي به ولتاژ 220v و موتورها به ولتاژ 380v نياز دارند به اين ترتيب لازم است ولتاژ خط در چند مرحله افزايش پيدا كند كه هر دو عمل توسط ترانسفورماتور انجام مي‌گيرد . ترانسفورماتورهايي كه در شبكه انتقال و توزيع بكار مي‌روند، اغلب داراي قدرت‌هاي تا چند صد مگاوات مي‌باشند، ترانسفورماتورهاي قدرت ناميده مي‌شوند . ترانسفورماتورها همچنين در مدار كنترل و اندازه‌گيري (ترانسفورماتورهاي اندازه‌گيري) و دستگاههاي حرارتي (ترانسفورماتورهاي كوره‌هاي الكتريكي) و جوشكاري و غيره بكار مي‌روند و اغلب آنها به صورت سه فاز مي‌باشند، طرز كار آنها شبيه سه عدد ترانسفورماتور يك فاز مي باشد كه هسته آهني آنها مشترك است.

توانسفورماتورها اصولاً به دو نوع هسته‌اي و جداري (زرهي) ساخته مي‌شوند. در نوع هسته‌اي هر كدام از سيم‌پيچ‌هاي اوليه و ثانويه روي يك بازوي هسته‌ آهني پيچيده شده‌اند. و در نوع جداري سيم‌پيچ‌هاي اوليه و ثانويه روي يك بازوي هسته آهني و به روي همديگر پيچيده مي‌شوند. نوع جداري براي ترانسفورماتورهاي فشار ضعيف و نوع هسته‌اي براي توانسفورماتورهاي فشارقوي با صرفه‌تر مي‌باشد.

مهمترين عيب ترانسفورماتورهاي سه فاز اين است كه اگر سيم‌پيچي يكي از فازهاي آن معيوب شود بايد تمام ترانسفورماتور را از سرويس خارج كرد و تعمير آن گران تمام مي‌شود. در تاسيسات بزرگ صرفه‌نظر از جنبه‌هاي اقتصادي ترجيح مي‌دهند كه چهار دستگاه ترانسفورماتور تك فاز مشابه استفاده كننده كه سه‌تاي آنها در مدار سه فازه بكار رفته چهارمي به عنوان رزرو نگه‌داشته مي‌شود. از اين نوع ترانسفورماتورها در سد شهيد عباس‌پور اهواز بكار برده شده است.

انواع ترانسفورماتورهاي موجود در نيروگاه بخار :

از جمله ترانسفورمتورهاي مهم نيروگاه بخار مي‌توان، ترانس اصلي ( Station Tran )؛ ترانس واحد ( Unit Tran ) ؛ ترانس كمكي ( Station Tran ) ؛ ترانس تحريك ( Exciter Tran ) و ترانس كمكي داخلي ( Internal Auxiliary Tran ) را مي‌توان نام برد.

حفاظت ترانسفورماتور :

ترانسفورماتور كه يكي از مهمترين اجزاء يك نيروگاه مي‌باشد بايد در مقابل كليه خطاهايي كه آن را تهديد مي‌كند حفاظت شود، اين خطاها را مي‌توان به خطاهاي داخلي و خارجي و خطاهاي غيرالكتريكي تقسيم نمود (خطاهاي داخلي ترانسفورماتور مي‌تواند اتصال كوتاه و يا اتصال زمين در داخل ترانسفورماتور باشد كه جهت حفاظت ترانس در مقابل اتصال كوتاه داخلي مي‌توان رله ؛ فيوز ؛ رله جريان زياد زماني و رله ديفرانسيل بكار برد. همچنين براي حفاظت ترانس در مقابل اتصال زمين مي‌توان از رله اتصال زمين استفاده كرد.

خطاهاي خارجي ترانسفورماتور عمدتاً اتصالي شدن در شبكه و اضافه بار و ازدياد ولتاژ در اثر موج سيار ناشي از رعد و برق و يا قطع و وصل كردن كليد مي‌باشد كه اتصالي شدن در شبكه را مي‌توان توسط فيوز با رله جريان زياد يا رله ديستانس سنجيد و فرمان لازم جهت ادامه كار و يا عدم كار ترانسفورماتور را توسط رله‌هاي مذكور صادر نمود. اضافه بار در ترانس توسط دماسنج يا رله جريان زياد قابل اندازه‌گيري و حفاظت است و براي جلوگيري از ورود ولتاژ زياد در اثر امواج سيار به داخل ترانسفورماتور، مي‌توان از برق‌گير استفاده نمود.

خطاهاي غيرالكتريكي عمدتاً كمبود روغن ترانسفورماتور و يا نقص فني در دستگاههاي خنك كننده روغن و يا در تنظيم كننده ولتاژ ترانسفورماتور مي‌باشد.

پست‌هاي فشارقوي :

پست‌هاي فشارقوي براي چهار منظور زير ساخته مي‌شوند :

1ـ پست‌هاي بالا برنده ولتاژ : اين پست‌ها بلافاصله بعد از نيروگاه به منظور بالا بردن ولتاژ توليدي توسط ژنراتورها جهت انتقال نيرويبرق از نيروگاه به محل مصرف ساخته مي‌شود.

2ـ پست‌هاي پائين آورنده ولتاژ : اين پست‌ها معمولاً در قسمت توزيع و جهت پائين آوردن ولتاژ براي مصرف كننده‌ها ساخته مي‌شود.

3ـ كليد خانه : اين پست‌ها فقط به منظور قطع و وصل خطوط مختلف و پارالل كردن خطوط و غيره ساخته مي‌شود.

4- مخلوطي از پست‌هاي بالا برنده ولتاژ و كليد خانه يا پست‌هاي پائين آورنده ولتاژ و كليد خانه.

كليدهاي قدرت :

كليدهايي كه در شبكه و در پست‌هاي فشارقوي بكار مي‌روند كليدهاي قدرت نام دارد كه به سه دسته تقسيم مي‌شوند :

1ـ دژنكتورها.

2ـ سكسيونر.

3ـ سكسيونر زمين.

دژنكتورها :

كليدهاي قابل قطع زير بار هستند كه مي‌توان آنها را در زير بار قطع و وصل نمود، مكانيزم عمل اين كليد شبيه كليدهاي معمولي است با اين تفاوت كه در موقع قطع و وصل به علت ولتاژ زياد در دو سر كليد و عبور جريان زياد جرقه شديدي بين دو سر كليد بوجود مي‌آيد و همچنين باعث آتش گرفتن كليد و خورد شدن كنتاكتهاي آن مي‌شود براي خاموش كردن اين جرقه اولين روش، قطع و وصل كنتاكتهاي كليد در يك تانك پر از روغن بوده كه خود باعث حجيم شدن روغن مي‌شود.

در حال حاضر ساخت كليدهاي قدرت پيشرفتهاي زيادي نموده است و بر اين اساس محيط خاموش كننده جرقه به ترتيب زير تقسيم‌بندي مي‌شود :

1- Air Breek C.B : هوا عامل خاموش كردن جرقه مي‌باشد.

2- Oil C.B : روغن عامل خاموش كردن جرقه مي‌باشد.

3- Minimum – Oil C.B : روغن عامل خاموش كردن جرقه مي‌باشد.

4- Air Blast C.B : هواي فشرده عامل خاموش كردن جرقه مي‌باشد.

5- SF6 C.B : گاز هگزافلوئور گوگرد عامل خاموش كردن جرقه مي‌باشد.

6- Vacuam C.B : محيط خلاء عامل خاموش كردن جرقه مي‌باشد.

سكسيونر :

قطع و وصل اين كليدها در حالت بدون بار انجام مي‌پذيرد و تحت بار نبايد آنها را قطع و وصل نمود و بيشتر در دو طرف كليدهاي قدرت قرار مي‌گيرند كه براي تعميرات روي كليدهاي قدرت بايد سكسيونرهاي دو طرف را قطع نمود.

انواع سكسيونر به قرار زير است :

1ـ سكسيونر تيغه‌اي.

2ـ سكسيونر كشوني.

3ـ سكسيونر دوراني.

4ـ سكسيونر قيچي‌اي.

سكسيونر زمين :

جهت اطمينان از بي‌خطر بودن عمليات تعمير و نگهداري روي خطوط و به منظور دفع بارهاي موجود روي اجزاء مختلف برقي از اين كليد استفاده مي‌شود كه ارتباط اين اجزاء را با زمين برقرار مي‌كند. بعد از عمليات تعمير كليد را به حالت اول بايد باز گرداند.

باس بارها :

ارتباط الكتريكي ترانسفورماتورها ـ سكسيونرها و دزنكتورها و غيره را باس بار برقرار مي‌كند، كه به انواع زير تقسيم مي‌شود :

1ـ باس بار ساده.

2ـ باس بار دوبل.

3ـ باس بار كمكي.

4ـ باس بار يك نيم كليدي‌

علاوه بر تجهيزات اساسي كه قبلاً توضيح داده شد لوازم ديگري نيز در پست‌ها وجود دارد كه به اختصار نقش و نحوه عملكرد آنها را توضيح مي‌دهيم :

1- ترانسفورماتورهاي اندازه‌گيري :

1-1- ترانسفورماتور جريان C.T .

1-2- ترانسفورماتورهاي ولتاژ P.T .

1-3- ترانسفورماتورهاي ولتاژ خازني : كه براي ولتاژهاي 230kv و 400kv كاربرد دارد.

2- سيستم مخابراتي خطوط انتقال يا P.L.C : كه از سيمهاي انتقال انرژي مي‌توان جهت انتقال خبر استفاده كرد.

3- برق‌گير : در اثر القاء جريان شديدي كه در مواقع رعد و برق از ابر و زمين صورت مي‌گيرد ولتاژ خطوط انتقال به چندين برابر ولتاژ ولتاژ معمولي مي‌رسد. و علاوه بر آن در مواقع مانور كردن روي سيستم يا به عبارت ديگر قطع و وصل كليدها نيز با اين افزايش ولتاژ مواجه خواهيم بود، اين افزايش ولتاژ براي عايق الكتريكي تجهيزات موجود در پست‌ها خطرناك ات و ممكن است آنها را از بين ببرد از اين رو برق‌گير ورودي به پست استفاده مي‌شود و نصب مي‌گردد.

پست‌هاي برق نيروگاه :

نيروگاه داراي دو پست برق مي‌باشد :

1- پست واحدهاي 1 و 2 و 3 كه پست برق 63kv / 230kv مي‌باشد.

1- پست واحدهاي 4 و 5 كه پست برق كليد خانه مي‌باشد.

ژنراتورهاي واحدهاي 1 و 2 هر كدام ولتاژ 13.8kv با قدرت 37.5mw * 2 توليد مي‌كنند كه توسط ترانسفورماتور 13.8kv / 63kv به ولتاژ 63kv تبديل مي‌شود و به پست ولتاژ63 / 230kv نيروگاه انتقال مي‌يابد و همچنين ولتاژ 230kv به شبكه انتقال مي‌يابد، ژنراتور واحد 3 ، ولتاژ 13.8kv با قدرت 120mw توليد مي‌كند كه توسط ترانسفورماتور 13.8 /63kv به ولتاژ 63kv تبديل مي‌شود كه به پست ولتاژ63 / 230kv نيروگاه انتقال مي‌يابد و به ولتاژ 230kv تبديل مي‌شود و به شبكه انتقال مي‌يابد.

ژنراتورهاي واحد 4 و 5 هر كدام ولتاژ 20kv با قدرت 320mw توليد مي‌كنند و توسط ترانسفورماتور 20/230kv به ولتاژ 230kv تبديل مي‌شود، به پست كليد خانه نيروگاه انتقال مي‌يابد و از آنجا به شبكه برق متصل مي‌شود. به پست‌هاي نيروگاه پست سوئيچ يارد مي‌گويند.

مصرف كننده‌هاي نيروگاه :

مصرف كننده‌هاي نيروگاه به دو دسته تقسيم مي‌شوند :

1- مصرف كننده‌هاي AC .

2- مصرف كننده‌هاي DC .

مصرف كننده‌هاي AC :

عبارتند از پمپ‌ها ـ فن‌ها ـ كمپرسورها و سيستم روشنائي. موتورها به دو نوع تقسيم مي‌شوند :

1- موتورهايي كه قدرت نامي آنها زياد است و از 100kw به بالا مي‌باشند و با ولتاژ نامي بالا كار مي‌كنند ( 6 kv ) مانند موتورهاي FD Fan و JR Fan و بويلر فيد پمپ‌ها.

2- موتورهايي كه قدرت نامي آنها پائين است و معمولاً با چهارصد ولت كار مي‌كنند مانند پمپ‌هاي روغن خنك‌كننده‌ها و غيره.

مصرف كننده‌هاي DC :

مصرف كننده‌هاي DC دو حالت مي‌باشند :

1ـ حالت عادي.

2ـ حالت اضطراري.

حالت عادي :

عبارتند از مدارات كنترل و فرمان و سيستم كامپيوتر و سيستم آلارم و تلفن و آيفون.

حالت اضطراري :

مانند پمپ‌‌هاي DC توربين و پمپ سيل ژنراتور كه سيستم برق DC آن به اهميت زياد مصرف كننده‌هاي DC شين مربوطه هميشه بايد برقرار باشد، در حالت عادل از شين اضطراري نيروگاه انشعابي گرفته و به ولتاژهاي مورد نياز تبديل مي‌كنند و سپس توسط كتي‌فاير يكسو مي‌شوند.

اگر به عللي شين اضطراري بي‌برق مي‌شود منبع مورد اطمينان ديگر باطري خانه مي‌باشد كه از يكسري باطري اسيدي به صورت سري ـ موازي به هم وصل شده‌اند تشكيل مي‌شود و مستقيماً با شين DC در تماس است؛ طراحي به نحوي است كه كار باطري شارژ را نيز انجام مي‌دهد. باطري خانه تا 2 ساعت برق واحد را مي‌تواند تامين نمايد.

مقدمه- پست

از آنجايي كه براي تاسيس پستهاي انتقال انرژى بودجه عظيمي مصرف و ماهها وقت لازم است تجهيزات و وسايل ان خريداري و تهيه و نصب و راه اندازي كردد لازم است از نگهداري آن نهايت دقت و تلاش به عمل آيد زيرا در جهان امروز خصوصاً در كشورهاي پيش رفته صدمه ديدن تجهيزات و دستگاههاي موجود در پستهاي برق تحت هر عنواني تقريبا موضوعي منسوخ و فراموش شده است .زيرا كه صدمه ديدن تجهيزات و دستگاهاي موجود در پستهاي انتقال انرژي كلا ناشي از چند عامل بوده كه ذيل به اين عوامل اشاره شده است : 1-عوامل خارجي (External) :مانند برخورد صائقه به خطوط انتقال انرژي با تجهيزات موجود . 2-عوامل داخلي (I nternal) : مانند اضافه ولتاز- هاي ناشي از قطع و وصل مدار (Translent Dver Voltage) 3- عوامل جوي : مانند باد –باران –يخ زدگي- سرماي شديد و… 4-عوامل ناشي از بهره برداري غيراصولي : مانند عدم بازديد به موقع و اصولي از تجهيزات در حال كار, عدم توجه به عيوب و اشكالات –بيش آمده و اعمال در –كزارش انها (مخصوصا در مراحل اوليه عيب) ,عدم به كار –كيري مقررات و دستورالعملهاي تدوين شده 5- عوامل مربوط به سرويس و نگهداري صحيح تجهيزات : مانند تاخير در سرويس دستگاهها- عدم استفاده از دستورالعملهاي سازنده و…

پيشرفت تكنولوژي و دانش و تجربه بشري و به كار گيري حفاظت هاي لازم براي طراحي اوليه پست هاي برق سبب شده است كه ديگر عوامل جوي و يا عوامل داخلي و خارجي نتواند موجب صدمه ديدن تجهيزات و دستگاههاي موجوددرا پستها گردد اما عدم بهره برداري و يا سرويس نگهداري صحيح هنوز در بعضي از كشورها و در برخي از بخشهاي كشور ما نيز يكي او عوامل عمده در صدمه ديدن نا هنگام تجهيزات و عدم استفاده كامل از عمرمفيد بسياري از اين دستگاهها (مخصوصاً تجهيزات آسيب پذير در سوئيج پستها) باشد.

بازديدهايي كه توسط كارشناسان مختلف از پستهاي برق بعضي از كشورهاي صنعتي به عمل آمده است نشانگر آن است كه در اكثر اين كشورها , اپراتورهاي پستها از بين افراد با تجربه كه داراي شناخت كافي از تجهيزات –پستها مي باشند . انتخاب مي شوند زيرا كه آنها مي توانند با دانش و تجربه خود و با به كارگيري مقررات و دستورالعملهاي موجود از بسياري از صدمات وارده به تجهيزات جلوگيري و در مواقع اضطراري با تصميم گيري صحيح و به موقع در خروج دستگاههاي معيوب از –خسارت هاي كسترده جلوكيري نمايند.

اطلاعات مورد نياز براي انتخاب محل –پست

-پارامترهائي كه اثر عمده اي براي انتخاب محل پست دارند عبارتند از :

1-نوع پست

در رده ولتاژي 230kv,400kv –پستها به دو صورت معمولي و –گازي مي تواند احداث كردند كه بسته به –پست فضاي و زمين مورد نياز خواهد بود به علاوه مشخص شدن پست در عواملي كه براي تعيين محل پست – دخالت خواهند داشت تاثير خواهد گذارد به طوريكه پستهاي نوع گازي از عوامل خارجي وجوي مانند آلودكي ها جوي و حيوانات و – پرندگان مصون بوده ولي پستهاي روباز از عوامل خارجي تاثير زيادي خواهند پذيرفت .

2-برآورد بار و ظرفيت پست :

ظرفيت در نظر گرفته شده براي پست با توجه به برآورد بار فعلي مرغوبيت حمل بار در برآورد فعلي (محل تراكم آن) و رشد ايمني بار منطقه يعني پيش بيني كوتاه مدت و پيش بيني دراز مدت صورت خواهد گرفت كه تاثير به سزايي در مساحت پست خواهد داشت .

3-تعداد فيدرها و سطوح ولتاژ :

تعداد سطوح ولتاژ پست تعداد فيدرهاى هرسطح ولتاژي نقش تعيين كننده اي در رابطه با فضاي مورد نياز پست خواهد داشت .

4-جهت و محل ابتدا و انتهاي خطوط انتقال نيرو :

براي سهولت ورود خروج خطوط از پست به ديگر پستها لازم است تعداد خطوط انتقال با توجه به توسعه آن و هم اين طور جهت آنها مشخص باشد تا با انتخاب محل مناسب پست در ارتباط با مسير خطوط و طول آنها انتخاب اصلح صورت گيرد .

5- وضعيت – پست از نظر استقرار ساختمانهاي جنبي

تعريف پست :

محل برقي كه مولد از قبيل ترانسفورماتورها ,كليدها و غيره به منظور تبديل يا مبادله انرژي چون لازم است كه از يك طرف در نقاط مختلف (توليد , انتقال و توزيع ) ولتاژهاي متفاوت داشته باشيم و از ديگر شبكه ارتباطي وجود داشته باشد . بنابراين مراكزي كه اين عمليات (قطع و وصل كردن و تبديل سطح ولتاژ را در نقاط انتخاب ) را انجام دهند ضرورت پيدا مي كند . اين مراكز به پستهاي فشار قوي موسوم مي باشند كه بستگي به سطح ولتاژ آنها طراحي و وسايل و تجهيزات آنها از قبيل وسايل قطع و وصل ترانسفورماتورها , وسايل ارتباط دهنده و سيستم هاي حفاظتي –پيچيده تر و با اهميت تر مي گردد .