تحقیق درباره شبکه های توزیع

تحقیق در مورد آشنايي با انواع شبكه هاي توزيع

) آشنايي با انواع شبكه هاي توزيع

براي توضيح بحث شبكه هاي توزيع مناسب است مختصرا مقدمه اي را بيان
نماييم امروزه به علت بالا بودن مقدار انرژي الكتريكي مصرفي و فاصله توليد
اين انرژي كه به دلايل متعدد( رعايت محيط زيست و وجود منبع كافي آب و
نزديكتر بودن به جاده هاي بين المللي جهت حمل مواد سوختي و وجود زمين مناسب
براي نصب تاسيسات سنگين نيروگاههاي حرارتي) در خارج از شهرها با فاصله اي
نسبتا زياد ايجاد و الزاما از اين فاصله انتقال انرژي الكتريكي زياد به
نقاط دور دست به خاطر مقاومت هاديها نياز به افزايش ولتاژ و سپس نزديك مصرف
كننده ها به علت نياز به ولتاژ فشار ضعيف مجددا احتياج به كاهش ولتاژ
مي‌باشد.

لذا انتخاب ولتاژ و توزيع انتقال و توزيع متناسب با ميزان بار (انرژي) و
فاصله ي انتقال اين انرژي تا محل مصرف انجام مي گيرد و طراحي پستهاي
انتقال و توزيع و سپس ساخت و نصب و بهره برداري آغاز مي گردد.

۱- بحث پخش انرژي الكتريكي (توزيع) DISTRIBUTION و ارائه انواع شبكه هاي توزيع مطلب اين پروژه مي باشد.

براي پخش انرژي بطور كلي چهار گروه اصلي هادي توزيع انرژي مي شناسيم.

۱-۱) سيمهاي با روپوش عايقي كه تا ولتاژ ۱۰۰۰ ولت درجه عايقي آن مي باشد در ساختمانها بيشتر استفاده مي شود.

۲-۱) سيمهاي با روپوش عايقي براي ولتاژهاي تا ۱۰۰۰ ولت براي رساندن انرژي برق به مصرف كننده‌هاي متحرك و سيار استفاده مي گردد.

۳-۱) كابلهاي روپوش دار روغني و خشك با تحمل درجه عايقي براي ۱۰۰۰ تا
ولتاژهاي بالاتر براي استقرار در زير زمين و كانالها يا زير آب براي هدايت
انرژي فشار ضعيف تا فشار قوي.

۴-۱) هاديهاي بدون روپوش مسي و آلومينيومي باي انتقال يا توزيع انرژي
فشار ضعيف ۳۸۰ ولت تا ولتاژهاي فشار قوي بالا تا ۷۵۰ كيلو ولت مي باشد.

لازم به ذكر است كه انتخاب هر يك از چهار گروه مذكور براي پخش يا انتقال
انرژي بستگي به ميزان انرژي و فاصله محل توليد تا مصرف و ولتاژ انتخابي و
شرايط محلي و نوع مصرف كننده مي باشد.

شبكه هاي با ولتاژ تا ۱۰۰۰ ولت را فشار ضعيف و از ۱۰۰۰ تا ۶۳ كيلو ولت را فشار متوسط و بالاتر را فشار قوي مي نامند.

۲- ساختمان و كاربرد هاديهاي جريان

بديهي است كه براي هدايت انرژي در شبكه هاي توزيع و انتقال نياز به استفاده از هاديهايي از نوع مس يا آلومينيوم خواهد بود.

اين هاديها داراي مشخصه استقامت مكانيكي – مقاومت مخصوص و مقاطع مختلف مي باشد.

لذا براي انتخاب جنس هادي بايد به نوع خط و شرايط محيطي كه بر روي خط
تاثير خواهد گذاشت توجه داشته و به مهمترين خصائص هادي كه هدايت الكتريكي –
مقاومت مكانيكي- استقامت شيميايي – وزن هادي و مقطع هادي دقت نمائيم.

۳- عايق هاي بكار رفته در پوشش عايقي كابل و ساختمان آنها

براي پوشش عايقي سيمهاي برق غالبا از موادي بنام پلاستيك يا لاستيك و مشتقات آنها در لايه هاي متعدد متناسب با نياز استفاده مي گردد.

در شبكه‌هاي فشار ضعيف بيشتر از كابل (POLIVINIL CHOLORID) PVC

پلي ونييل كلريد و در مواردي كه به نرمش بيشتري نياز باشد از كابلهاي با پوشش لاستيكي استفاده
مي شود.

۴- ساختمان سيمهاي داراي پوشش عايقي

براي سيمهاي با پوشش عايقي كه مناسب نصب روي ديوارها مي باشد و حداكثر
تا مقطع ۱۶ ميليمتر تك رشته براي سيمهاي با پوشش عايقي كه مناسب نصب روي
ديوارها مي باشد و حداكثر تا مقطع ۱۶ ميليمتر تك رشته بيشتر ساخته نمي شود و
براي مقاطع بالاتر از چند سيمه استفاده مي گردد با علامت مشخصه F نمايش
داده مي شوند و براي حمل انرژي به دستگاه هاي متحرك بيشتر از سيمهاي افشان
روپوش دار استفاده مي گردد.

۵- كابلها

در ساختمان كابلها معمولا تا مقطع ۱۶ ميليمتر مربع از تك مفتولي و براي مقاطع بالاتر از چند مفتول (چند سيمه) استفاده مي گردد.

در بين سيمهاي عايق دار و كابلهاي با پوشش پلاستيكي بيشتر عايقهاي آنها
بر مبناي PVC مي باشند لازم به توضيح است كه عايق PVC در حالت خالص براي
عايق بندي اصلا مناسب نبوده و در حرارتهاي معمولي در موقع هدايت انرژي خشك و
حالت نرمش خود را از دست مي دهد. و با اضافه نمودن مواد آلي به اين عايق
مانند PROTODUR پروتودور عايق مناسب و خوبي بدست مي آيد.

الف) كابلهاي پلي اتيلن POLYATHYLEN (PET)

اين نوع كابل در فشار ضعيف موارد استفده بسياردارد و از لحاظ عايقي
داراي خواص خوبي مي باشد. همچنين علاوه بر كابلهاي لاستيكي از ساير عايقها
مانند كائوچوي مصنوعي و ساير عايقهاي صنعتي ديگر استفاده مي گردد.

ب) طرز كار و ساختمان محل اتصال كابل و قطعه اتصالي

در يك شبكه توزيع يا انتقال انرژي به منظور امكان ارتباطات بين تاسيسات
توليد و تبديل و انتقال و توزيع انرژي به يكديگر از لوازمي به نام اتصالات
كه در شبكه هاي كابلي سركابل و مفصل و در هوايي كلمپها و كنكتور معروفند.

بسته به اين تاسيسات در فضاي باز يا بسته و كابلها روغني يا خشك باشند
قطعه ارتباطي متفاوت و همچنين در صورت اين كه سيم تك رشته يا چند غلافه
باشد نوع آن فرق خواهد داشت.

ساختمان قطعه رابط اتصال كابل با ترانس يا كابل با كابل تابعي است از ولتاژ الكتريكي و نوع كابلها كه مي بايست به يكديگر متصل گردند.

۶- پايه هاي خطوط برق

انتقال يا توزيع انرژي از يك پست ترانسفورماتور تا مصرف كننده ها به علت
مسائل اقتصادي و سهولت بهره برداري و رفع عيب تا جاهايي كه مسير باسد بهتر
است به طريق هوايي انجام پذيرد. براي استقرار هاديها نياز به نصب پايه
هايي با اشكال نمونه زير با مصالح متفاوت مانند چوب ساده – چوب اشباع از
مواد كروزوت – تير سيماني – برجهاي فلزي مشبك – پايه هاي فايبر گلاس پايه
هاي فلزي استوانه اي يا شش ضلعي و غيرو ساخته مي شود.

۲-۱- شرايطي كه در هر شبكه توزيع مي بايد مورد توجه قرار گيرد عبارتند از :

۱٫شرط اول جهت تامين انرژي الكتريكي مورد نياز مشتركين اين است كه
شركتهاي برق موظفند به طور دائم در طول شبانه روز آن مقدار قدرتي كه مشترك
درخواست نموده و مومرد توافق قرار گرفته در اختيارش قرار دهند بنابراين در
انتخاب ميزان قدرت و نوع شبكه و سيم كشي و اجراي عمليات آن بايستي دقت
زيادي شود.

  1. شرط دوم جهت تامين انرژي مصرف كننده ها اين است كه وضعيت شبكه ها بايد
    طوري باشد تا در مواقع خرابي يك قسمت از شبكه در تغذيه مصرف كننده ها وقفه
    اي حاصل نشود.
  2. عيب يابي سريع ناشي از عايق بندي (ايزولاسيون) شرط سومي مي باشد كه در
    توزيع انرژي الكتريكي بايستي مورد نظر باشد. شبكه ها بايد طوري باشند كه
    بتوان معايب ناشي از عايق بندي و پاره گي خطوط و ساير معايب را فوري و به
    طور مطمئن پيدا كرده و به سرعت آنها را بر طرف نمود.
  3. با برقراري شرايط بالا، چهارمين شرط انتخاب شبكه ها، شبكه ايست كه مناسبترين و ارزانترين روش توزيع انرژي را در بر داشته باشد.

عدم رعايت موارد فوق سبب مي شود كه اشكالات زيادي در شبكه هاي توزيع
بوجود آيد، از افت ولتاژهاي فوق العاده زيادتر از حد مجاز گرفته تا تلفات
زياد انرژي و از اضافه بار روي ترانسفورماتورها گرفته تا خاموشيهاي طولاني
در سطوح وسيع.

يكي از مزيتهاي انرژي الكتريكي بر ساير انرژي ها سادگي قابليت انتقال و
توزيع آن براي مسافتهاي طولاني مي باشد. تحقق بخشيدن به چنين امري نياز به
وسايلي دارد تا به كمك آنها بتوان انرژي الكتريكي را از يك محل به محل ديگر
انتقال دارد و يا در يك حوزه وسيع توزيع نمود. بدون آنكه هيچگونه خطري
شبكه و عوامل جانبي آن را تهديد نمايد. وسائلي كه مي توان جهت امر فوق از
آنها استفاده نمود دو نوع هستند:

  1. سيم هاي هوايي با متعلقات مربوطه
  2. كابلهاي زميني با متعلقات مربوطه.

انتخاب يكي از دو وسيله فوق به عوامل متعدد بستگي دارد كه پس از جمع
بندي آن عوامل يكي از دو وسيله فوق جهت انتقال و توزيع انتخاب مي شود.
تعدادي از اين عوامل عبارتند از:

۱)مسير خط انتقال(توزيع)

الف- طول مسير : اگر فاصله از پست (يا مركز توليد) تا محل مصرف كم باشد
كابلهاي زميني به سيم كشي هوايي ارجحيت دارد مخصوصا در مواردي كه اين طول
كم با پيچ و خم هاي متوالي همراه باشد. ولي اگر فاصله زياد باشد و مخصوصا
فشار الكتريكي شبكه هم قوي باشد. از سيم كشي هوايي استفاده مي شود.

ب- نوع مسير : در بعضي از نقاط اجبارا از شبكه زميني استفاده مي شود.
مانند حريم باند فرودگاه در بعضي از نقاط ديگر اجبارا از شبكه هوايي
استفاده مي شود مانند حريم عرضي راه آهن.

ج- محدوديت عرضي مسير:

در بسياري از موارد به علت كم بودن عرض مسير و در نتيجه به علت عدم
تامين حريم خوطوط هوايي كابل كشي زميني جايگزين سيم كشي هوايي خواهد شد.
مخصوصا در مورد خطوط ۴۰۰ ولت و ۲۰ كيلو ولت در داخل شهرها و در داخل مجتمع
هاي صنعتي زياد به چشم مي خورد.

۲) ولتاژ خط انتقال

هر اندازه كه ولتاژ خطوط انتقال (يا خطوط ارتباطي پستهاي برقي) قوي تر
باشد سيم كشي هوايي به كابل كشي زميني ارجعيت مي يابد، عموما شبكه هاي فشار
ضعيف را (با توجه به ساير عوامل) از كابلهاي زميتي مي سازند، در شبكه هاي
۲۰كيلو ولت نيز با توجه هب ساير عوامل كابل كشي زميني به چشم مي‌خورد ولي
براي خطوط ۶۳ كيلوولتي به بالا كابل كشي زميني اصولي نمي باشد.

۳) تراكم جمعيت

اگر در محل توزيع و مصرف تراكم جمعيت زياد باشد و بار در كيلومتر مربع
از ۱۰۰۰ كيلو وات به بالا باشد كابل كشي زميني به سيم كشي هوايي برتري
دارد. البته در مورد خيابانهايي كه ساختمانهايشان بهم چسبيده و از دو طبقه
به بالا هستند در هر صورت بايد شبكه هاي از طريق كابل كشي زميني مورد اجراء
و بهره برداري قرار گيرند.

۴) عامل اقتصادي

اگر طراحي مقبول و مناسب باشد كه هم به لحاظ فني از شرايط نسبتا خوبي
برخوردار باشد و هم به لحاظ اقتصادي به بودجه و تامين اعتبار كمتري نيازمند
است. در اين گونه مورد سيم هوايي به كابل زميني برتري دارد. مخصوصا هر
اندازه ولتاژ خط انرژي قويتر باشد اين افزايش قيمت چشمگير تر است، حدودا مي
توان گفت كه در شبكه هاي فشار ضعيف ۳۰۰ ولت هزينه شبكه زميني دو برابر
هزينه شبكه هوايي مي‌شود ولي اين نسبت افزايش در شبكه هاي ۶۳كيلو ولت و
۲۳۰كيلو ولت به ترتيب ۷ و ۱۱ برابر مي‌شود.

۵-كابلها

در ساختمان كابلها معمولا تا مقطع ۱۶ ميليمتر مربع از تك مفتولي و براي مقاطع بالاتر از چند مفتول (چند سيمه) استفاده مي گردد.

در بين سيمهاي عايق دار و كابلهاي با پوشش پلاستيكي بيشتر عايقهاي آنها
بر مبناي PVC مي باشند لازم به توضيح است كه عايق PVC در حالت خالص براي
عايق بندي اصلا مناسب نبوده و در حرارتهاي معمولي در موقع هدايت انرژي خشك و
حالت نرمش خود را از دست مي دهد. و با اضافه نمودن مواد آلي به اين عايق
مانند PROTODUR پروتودور عايق مناسب و خوبي بدست مي آيد.

الف) كابلهاي پلي اتيلن POLYATHYLEN (PET)

اين نوع كابل در فشار ضعيف موارد استفده بسياردارد و از لحاظ عايقي
داراي خواص خوبي مي باشد. همچنين علاوه بر كابلهاي لاستيكي از ساير عايقها
مانند كائوچوي مصنوعي و ساير عايقهاي صنعتي ديگر استفاده مي گردد.

ب) طرز كار و ساختمان محل اتصال كابل و قطعه اتصالي

در يك شبكه توزيع يا انتقال انرژي به منظور امكان ارتباطات بين تاسيسات
توليد و تبديل و انتقال و توزيع انرژي به يكديگر از لوازمي به نام اتصالات
كه در شبكه هاي كابلي سركابل و مفصل و در هوايي كلمپها و كنكتور معروفند.

بسته به اين تاسيسات در فضاي باز يا بسته و كابلها روغني يا خشك باشند
قطعه ارتباطي متفاوت و همچنين در صورت اين كه سيم تك رشته يا چند غلافه
باشد نوع آن فرق خواهد داشت.

ساختمان قطعه رابط اتصال كابل با ترانس يا كابل با كابل تابعي است از ولتاژ الكتريكي و نوع كابلها كه مي بايست به يكديگر متصل گردند.

۶- پايه هاي خطوط برق

انتقال يا توزيع انرژي از يك پست ترانسفورماتور تا مصرف كننده ها به علت
مسائل اقتصادي و سهولت بهره برداري و رفع عيب تا جاهايي كه مسير باسد بهتر
است به طريق هوايي انجام پذيرد. براي استقرار هاديها نياز به نصب پايه
هايي با اشكال نمونه زير با مصالح متفاوت مانند چوب ساده – چوب اشباع از
مواد كروزوت – تير سيماني – برجهاي فلزي مشبك – پايه هاي فايبر گلاس پايه
هاي فلزي استوانه اي يا شش ضلعي و غيرو ساخته مي شود.

 

۲-۱- شرايطي كه در هر شبكه توزيع مي بايد مورد توجه قرار گيرد عبارتند از :

۱٫شرط اول جهت تامين انرژي الكتريكي مورد نياز مشتركين اين است كه
شركتهاي برق موظفند به طور دائم در طول شبانه روز آن مقدار قدرتي كه مشترك
درخواست نموده و مومرد توافق قرار گرفته در اختيارش قرار دهند بنابراين در
انتخاب ميزان قدرت و نوع شبكه و سيم كشي و اجراي عمليات آن بايستي دقت
زيادي شود.

  1. شرط دوم جهت تامين انرژي مصرف كننده ها اين است كه وضعيت شبكه ها بايد
    طوري باشد تا در مواقع خرابي يك قسمت از شبكه در تغذيه مصرف كننده ها وقفه
    اي حاصل نشود.
  2. عيب يابي سريع ناشي از عايق بندي (ايزولاسيون) شرط سومي مي باشد كه در
    توزيع انرژي الكتريكي بايستي مورد نظر باشد. شبكه ها بايد طوري باشند كه
    بتوان معايب ناشي از عايق بندي و پاره گي خطوط و ساير معايب را فوري و به
    طور مطمئن پيدا كرده و به سرعت آنها را بر طرف نمود.
  3. با برقراري شرايط بالا، چهارمين شرط انتخاب شبكه ها، شبكه ايست كه مناسبترين و ارزانترين روش توزيع انرژي را در بر داشته باشد.

عدم رعايت موارد فوق سبب مي شود كه اشكالات زيادي در شبكه هاي توزيع
بوجود آيد، از افت ولتاژهاي فوق العاده زيادتر از حد مجاز گرفته تا تلفات
زياد انرژي و از اضافه بار روي ترانسفورماتورها گرفته تا خاموشيهاي طولاني
در سطوح وسيع.

يكي از مزيتهاي انرژي الكتريكي بر ساير انرژي ها سادگي قابليت انتقال و
توزيع آن براي مسافتهاي طولاني مي باشد. تحقق بخشيدن به چنين امري نياز به
وسايلي دارد تا به كمك آنها بتوان انرژي الكتريكي را از يك محل به محل ديگر
انتقال دارد و يا در يك حوزه وسيع توزيع نمود. بدون آنكه هيچگونه خطري
شبكه و عوامل جانبي آن را تهديد نمايد. وسائلي كه مي توان جهت امر فوق از
آنها استفاده نمود دو نوع هستند:

  1. سيم هاي هوايي با متعلقات مربوطه
  2. كابلهاي زميني با متعلقات مربوطه.

انتخاب يكي از دو وسيله فوق به عوامل متعدد بستگي دارد كه پس از جمع
بندي آن عوامل يكي از دو وسيله فوق جهت انتقال و توزيع انتخاب مي شود.
تعدادي از اين عوامل عبارتند از:

۱)مسير خط انتقال(توزيع)

الف- طول مسير : اگر فاصله از پست (يا مركز توليد) تا محل مصرف كم باشد
كابلهاي زميني به سيم كشي هوايي ارجحيت دارد مخصوصا در مواردي كه اين طول
كم با پيچ و خم هاي متوالي همراه باشد. ولي اگر فاصله زياد باشد و مخصوصا
فشار الكتريكي شبكه هم قوي باشد. از سيم كشي هوايي استفاده مي شود.

ب- نوع مسير : در بعضي از نقاط اجبارا از شبكه زميني استفاده مي شود.
مانند حريم باند فرودگاه در بعضي از نقاط ديگر اجبارا از شبكه هوايي
استفاده مي شود مانند حريم عرضي راه آهن.

ج- محدوديت عرضي مسير:

در بسياري از موارد به علت كم بودن عرض مسير و در نتيجه به علت عدم
تامين حريم خوطوط هوايي كابل كشي زميني جايگزين سيم كشي هوايي خواهد شد.
مخصوصا در مورد خطوط ۴۰۰ ولت و ۲۰ كيلو ولت در داخل شهرها و در داخل مجتمع
هاي صنعتي زياد به چشم مي خورد.

۲) ولتاژ خط انتقال

هر اندازه كه ولتاژ خطوط انتقال (يا خطوط ارتباطي پستهاي برقي) قوي تر
باشد سيم كشي هوايي به كابل كشي زميني ارجعيت مي يابد، عموما شبكه هاي فشار
ضعيف را (با توجه به ساير عوامل) از كابلهاي زميتي مي سازند، در شبكه هاي
۲۰كيلو ولت نيز با توجه هب ساير عوامل كابل كشي زميني به چشم مي‌خورد ولي
براي خطوط ۶۳ كيلوولتي به بالا كابل كشي زميني اصولي نمي باشد.

۳) تراكم جمعيت

اگر در محل توزيع و مصرف تراكم جمعيت زياد باشد و بار در كيلومتر مربع
از ۱۰۰۰ كيلو وات به بالا باشد كابل كشي زميني به سيم كشي هوايي برتري
دارد. البته در مورد خيابانهايي كه ساختمانهايشان بهم چسبيده و از دو طبقه
به بالا هستند در هر صورت بايد شبكه هاي از طريق كابل كشي زميني مورد اجراء
و بهره برداري قرار گيرند.

۴) عامل اقتصادي

اگر طراحي مقبول و مناسب باشد كه هم به لحاظ فني از شرايط نسبتا خوبي
برخوردار باشد و هم به لحاظ اقتصادي به بودجه و تامين اعتبار كمتري نيازمند
است. در اين گونه مورد سيم هوايي به كابل زميني برتري دارد. مخصوصا هر
اندازه ولتاژ خط انرژي قويتر باشد اين افزايش قيمت چشمگير تر است، حدودا مي
توان گفت كه در شبكه هاي فشار ضعيف ۳۰۰ ولت هزينه شبكه زميني دو برابر
هزينه شبكه هوايي مي‌شود ولي اين نسبت افزايش در شبكه هاي ۶۳كيلو ولت و
۲۳۰كيلو ولت به ترتيب ۷ و ۱۱ برابر مي‌شود.

۵) زيبايي محيط

اگر خطوط توزيع نسبت به هم زدن آرايش طبيعي محيط گردد و احيانا خواسته
باشيم ضمن حفظ زيبايي محيط، انرژي الكتريكي را نيز توزيع كرده باشيم، كابل
كشي زميني را انتخاب مي كنيم. مثلا در شهرها به منظور حفظ زيبايي خيابانها
معمولا از شبكه هاي زميني استفاده مي شود.

علاوه بر عوامل فوق، عومال متعدد ديگري نيز وجود دارد كه كابلهاي زميني
را به سيمهاي هوايي و سيمهاي زميني (كابلهاي زميني) تبديل كرده اند. مثل
عوامل جوي، عوامل اطمينان مصرف، عوامل عيب يابي سريع به هنگام اتصال و پاره
گي خطوط. البته كابل كشي زميني داراي مزاياي منحصر به فردي است. به علت
دفن بردن در زير خاك از خطراتي مانند طوفان و يخ زدگي و رعد برق در امان
است. از اين رو تسطيع جريان كمتر پيش مي آيد. اما اگر كابل صدمه ببيند
تعمير و تويض آن مستلزم دقت و هزينه زيادي است. همين اشكال در مورد
انشعابگيري وجود دارد. در صورتيكه گرفتن انشعاب از خطوط هوايي بدن زحمت و
با مخارج كم و با سرعت انجام مي پذيرد. همچنين از نظر اصلاح ظريب قدرت تا
اندازه اي استفاده از شبكه هاي زميني بهتر است.

شبكه هاي هوايي و متعلقات آن

شبكه هاي هوايي و لوازم آن بايد بر اساس خواص الكتريكي و خواص مكانيكي
مورد بررسي و مطالعه قرار گيرند. شبكه از لحاظ خواص الكتريكي مورد بررسي و
مطالعه قرار گيرند. شبكه از لحاظ خواص الكتريكي بايد از شرايطي برخوردار
باشد كه :

۱- قادر به انتقال قدرت مورد نياز باشد.

۲- جهت انتقال يك توان مشخص افت ولتاژ زيادي در آن پديد نيايد.

۳- لوازم شبكه مخصوصا مقره ها متناسب با ولتاژ آن باشد.

۴- فاصله بين هاديهاي ناز متناسب با ولتاژ شبكه از حد معيني كمتر نباشد.

بعد از خواص الكتريكي بايد شرايط مكانيكي شبكه را در نظر گرفت. به عنوان
نمونه پايه ها و سيمها بايد طوري باشند كه در مقابل نيروهاي مختلف وارده
(نيروهاي كششي و عوامل جوي) مقاوم بوده و بتواند مدت زيادي در خدمت شبكه
قرار گيرد و بدون آنكه احتياج به تعميراني داشته باشد. به بيان ديگر، نيروي
كششي وارده به سيمها نبايد از حد مجاز داده شده تجاوز نمايد كه سبب پارگي
آن گردد و احتمالا سبب خوابيدن تير و يا شكستگي آن شود. حداكثر نيروي كششي
براي چند نمونه سيم هوايي عبارتند از :

سيم مسي تك رشته اي معادل ۱۲ كيلو گرم براي هر ميليمتر مربع.

سيم مسي چند رشته اي معادل ۱۹ كيلو گرم براي هر ميليمتر مربع.

سيم آلومينيومي چند رشته اي معادل ۸ كيلو گرم براي هر ميليمتر مربع.

سيم آلومينيومي چند رشته اي معادل ۱۲ كيلو گرم براي هر ميليمتر مربع.

به طور كلي از نظر شرايط مكانيگي شبكه ها بايد طوري طراحي و اجرا شوند
كه براي بدترين حالتهاي احتمالي مقاوم باشند. علاوه بر خواص فوق شبكه هاي
هوايي بايد از لحاظ ايمني محيط و اشخاص تابع قوانين برق منطقه اي
(استاندارد) باشند.

فصل ۲

حريم و ايمني و طريقه اتصال زمين

 

۱-۲- اتصال به زمين

هدف از اتصال زمين تامين حفاظت جاني براي انسانها و حيوانها و همچنين تامين حفاظت دستگاههاي برق در برابر خراب شدن است.

نصب اتصال به زمين داراي روش هاي مختلف مي باشند كه از جمله مي توان
نسبت به حفر چاه اقدام و يا لوله هاي شبكه آب استفاده كرد ولي از آنجا كه
اين دو روش بعلل مختلف با پيشرفت تكنيك صنعت برق همگام نيست روش استفاده از
ميله هاي روكش شده مسي يا مغز فولاد روز به روز جاي خود را بيشتر در صنعت
برق باز مي نمايد.

اتصال زمين را مي توان به دو نوع اتصال زمين الكتريكي و حفاظتي تقسيم نمود .

الف: اتصال زمين الكتريكي :

مانند زمين نمودن مركز فشار در ژنراتور يا ترانس توزيع (ثانويه) كه اين
نوع اتصال زمين براي سيستم برق رساني مورد نياز است اين زمين كردن اولاً به
خاطر كار صحيح دستگاهها و جلوگيري از ازدياد فشار الكتريكي فازهاي سالم
نسبت به زمين در موقع تماس يكي از فازها با زمين مي باشد.

ثانيا اين زمين كردن (ثانويه)، فشار ضعيف، ترانس را در مقابل ولتاژهاي
اضافي كه بر اثر عوامل خارجي بوجود مي آيد حفاظت مي كند زيرا اگر ثانويه
زمين شده باشد در صورت شكست عايقي در ترانس يا قسمتهاي ديگر فشار قوي باعث
مي شود كه فيوزهاي طرف اوليه سوخته و در نتيجه قسمت معيوب مدار از منبع
تغذيه جدا گردد و آسيبي به ترانس وارد نيايد.

فصل ۳

وسایل و تجهیزات مورد نیاز در شبکه

۱-۳) پایه ها:

نظر به اینکه تیرهای مورد استفاده در شبکه تیرهای بتني و چوبی می باشند
نیروهایی بر پیکره یک پایه به اعمال می شوند لذا لازم است اطلاعاتی در مورد
پایه ها ذکر گردد.

  • نیروهای عمودی: ناشی از وزن سیم یا لایه یخ دور سیم، یراق آلات، مقره کنسول و خود پایه
    می باشد.
  • نیروهای افقی: که نزدیک سرپایه، به آن اعمال می شود و بیشتر ناشی از
    کشش سیم، فشار باد و نیروهای ناشی از وزن هادی ها در نتیجه غیر یکنواخت
    بودن فاصله پایه ها از یکدیگر و زاویه انحراف خط است.

پایه مناسب باید کلیه این بارگذاری ها را به راحتی و با اطمینان کامل
تحمل نماید از سوی دیگر، از نظر معماری شهری و زیبایی محیط باید کاربرد
انواع مختلف پایه ها در مناطق روستایی و شهری و در کنار جاده ها براساس
اصولی محکم و با در نظر گرفتن کلیه جنبه های آن انجام شود.

۱-۱-۳) طبقه بندی پایه ها:

۱- پایه های توخطی (عبوری): که همان پایه های میانی در یک خط مستقیم هستند.

۲- پایه های کششی: که بیشتر در نقاط زاویه و انحراف خط نصب می شوند.

۳- پایه های انتهایی خط: کششی یک طرفه.

بدیهی است که محاسبه میزان نیروی شکست تیر و نیز رعایت کمترین قدرت تحمل
پایه مورد نظر، تعیین کننده «کلاس» یا همان «قدرت کششی» پایه ها خواهد
بود. در خطوط توزیع «طول پایه ها» استاندارد بوده و در محدوده مشخص شده ای
قرار می گیرد ولی استحکام آن بستگی به ماده تشکیل دهنده و همچنین ابعاد سطح
مقطع آن دارد.

کلاس پایه چوبی، عددی است که مشخص کننده نیروی شکست تیر براساس کمترین محیط سینه و کمترین قطر سر تیر چوبی است.

در مورد تیرهای بتنی، تعیین قدرت، به مقدار مقاومت پایه بتنی در برابر نیروهای زیر بستگی دارد.

  • نیروی مقاومت نرمال
  • نیروی مقاومت ارتجاعی
  • نیروهای مقاومت نهایی.

پایه های سیمانی، دارای سطح مقطع های مربع، دایره های، چند ضلعی
هستند.پایه های سیمانی، در اثر آب و هوای خشک یا مرطوب، دچار پوسیدگی، آتش
سوزی، زنگ زدگی و خرابی چندانی نمی شوند و بطور معمول نسبت به پایه های
چوبی به تعمیرات کمتری نیاز داشته.

پایه های بتنی را بصورت تو خالی یا لانه زنبوری می سازند تا وزن آنها،
که عیب این نوع پایه هاست، کم شود زیرا سنگینی آنها بخصوص در محلهای
نامناسب یا سطوح شیب دار کوهپایه ها، کار نصب را با شکل مواجه می سازد.
برای تقویت پایه های بتنی مسلح از میلگردهای فولادی آجدار بطور سراسری در
تمام طول استفاده می نمایند. تعداد و قطر بین آرماتورها باید براساس
استاندارد تیرهای بتنی مسلح و پیش تنیده انتخاب و ساخته شوند. برای جلوگیری
از جابجا شدن میلگردها در حین بتن ریزی از سیم های فولادی دیگری بصورت
عمود بر آرماتورهای طولی استفاده می شود. به آنها خاموت گفته می شود.



کتاب الکترونیکی آموزش PLC

PLC

plc1

درباره ی PLC :

امروزه در بین كشورهای صنعتی ، رقابت فشرده و شدیدی در ارائه راهكارهایی
برای كنترل بهتر فرآیندهای تولید ، وجود دارد  كه مدیران و مسئولان صنایع
در این كشورها را بر آن داشته است تا تجهیزاتی مورد استفاده قرار دهند كه
سرعت و دقت عمل بالایی داشته باشند. بیشتر این تجهیزات شامل سیستم‌های
استوار بر كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (Programmable Logic Controller)
هستند. در بعضی موارد كه لازم باشد می‌توان PLCها را با هم شبكه كرده و با
یك كامپیوتر مركزی مدیریت نمود تا بتوان كار كنترل سیستم‌های بسیار پیچیده
را نیز با سرعت و دقت بسیار بالا و بدون نقص انجام داد.
قابلیت‌هایی از
قبیل توانایی خواندن انواع ورودی‌ها (دیجیتال ، آنالوگ ، فركانس بالا…) ،
توانایی انتقال فرمان به سیستم‌ها و قطعات خروجی ( نظیر مانیتورهای صنعتی ،
موتور، شیر‌برقی ، … ) و همچنین امكانات اتصال به شبكه ، ابعاد بسیار
كوچك ، سرعت پاسخگویی بسیار بالا، ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد این
سیستم‌ها باعث شده كه بتوان كنترل سیستم‌ها را در محدوده وسیعی انجام داد.

مفهوم كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی PLC :

در سیستم‌های اتوماسیون وظیفه اصلی كنترل بر عهده PLC است كه با گرفتن
اطلاعات از طریق ترمینالهای ورودی، وضعیت ماشین را حس كرده و نسبت به آن
پاسخ مناسبی برای ماشین فراهم می‌كند. امكان تعریف مدهای مختلف برای
ترمینالهای ورودی/خروجی یك PLC، این امكان را فراهم كرده تا بتوان PLC را
مستقیما به المانهای دیگر وصل كرد. علاوه بر این PLC شامل یك واحد پردازشگر
مركزی( CPU) نیز هست، كه برنامه كنترلی مورد نظر را اجرا می‌كند. این
كنترلر آنقدر قدرتمند است كه می‌تواند هزارها I/O را در مدهای مختلف آنالوگ
یا دیجیتال و همچنین هزارها تایمر/ كانتر را كنترل نماید. همین امر باعث
شده بتوان هر سیستمی، از سیستم كنترل ماشین‌هایی با چند I/O كه كار ساده‌ای
مثل تكرار یك سیكل كاری كوچك انجام می‌دهند گرفته تا سیستم‌های بسیار
پیچیده تعیین موقعیت و مكان‌یابی را كنترل نمود. این سیستم می‌تواند بدون
نیاز به سیم‌بندی و قطعات جانبی و فقط از طریق نوشتن چند خط برنامه تا صدها
تایمر را در آن واحد كنترل و استفاده نماید.

زمان پاسخ‌گویی Scan Time :

این زمان بستگی به سرعت پردازش CPU مدل انتخاب شده PLC و طول برنامه كاربر
دارد. از یك میكرو‌ثانیه تا ده میلی ثانیه می‌باشد. مثلا در مواقعی كه I/O
از سیستم اصلی دور باشد، چون مجبور به نقل و انتقال سیگنالها به سیستم
دورتری هستیم در نتیجه زمان اسكن زیاد می‌شود. همچنین مانیتور كردن برنامه
كنترلی اغلب به زمان اسكن می‌افزاید چرا كه CPU كنترلر مجبور است وضعیت
كنتاكتها، رله‌ها ، تایمر‌ها و… را روی CRT یا هر وسیله نمایشگر دیگری
بفرستد.

قطعات ورودی :

هوشمند بودن سیستم اتوماسیون
بیشتر مربوط به توانایی PLC در خواندن سیگنالهای ارسالی از انواع ورودی‌ها،
دستی، اتوماتیك و حس‌گرهای خودكار می‌باشد. قطعات ورودي نظیر شستی‌های
استارت/ استوپ ، سوییچ‌ها، میكرو‌سوییچ‌ها، سنسورهای فتوالكتریك، proximity
، level sensor ، ترموكوپل، PT100 و… PLC از این سنسورها برای انجام
عملیاتی نظیر تشخیص قطعه روی نوار نقاله حامل قطعات، تشخیص رنگ، تشخیص سطح
مایعات داخل مخزن، آگاهی داشتن از مكانیزم حركت و موقعیت جسم، تست كردن
فشار مخازن و بسیاری موارد دیگر، استفاده می‌كند.
سیگنالهای ورودی یا دیجیتال هستند و یا آنالوگ، كه در هر صورت ورودی‌های PLC را توان در مدهای مختلف تنظیم و مورد استفاده قرار داد.

قطعات خروجی :

همانطوری كه می‌دانید یك سیستم اتوماسیون شده بدون داشتن قابلیت اتصال به
قطعات خروجی از قبیل سیم‌پیچ، موتور، اینورتر، شیربرقی ، هیتر و … كامل
نخواهد بود. قطعت خروجی نحوه عملكرد سیستم را نشان می‌دهند و مستقیما تحت
تاثیر اجرای برنامه كنترلی سیستم هستند در خروجی‌های PLC نیز مدهای مختلفی
برای اعمال سیگنال به المانهای خروجی وجود دارد.

نقش كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (PLC) در اتوماسیون صنعتی :

در یك سیستم اتوماسیون، PLC بعنوان قلب سیستم كنترلی عمل می‌كند. هنگام
اجرای یك برنامه كنترلی كه در حافظه آن ذخیره شده است، PLC همواره وضعیت
سیستم را بررسی می‌كند. این كار را با گرفتن فیدبك از قطعات ورودی و
سنسورها انجام می‌دهد. سپس این اطلاعات را به برنامه كنترلی خود منتقل
می‌كند و نسبت به آن در مورد نحوه عملكرد ماشین تصمیم‌گیری می‌كند و در
نهایت فرمانهای لازم را به قطعات و دستگاههای مربوطه ارسال می‌كند.

مقایسه تابلوهای كنترل معمولی با تابلوهای كنترلی مبتنی بر PLC :

امروزه تابلوهای كنترل معمولی ( رله‌ای ) خیلی كمتر مورد استفاده قرار
می‌گیرند. چرا كه معایب زیادی دارند. از آنجا كه این نوع تابلوها با
رله‌های الكترو‌مكانیكی كنترل می‌شوند، وزن بیشتری پیدا می‌كنند، سیم‌كشی
تابلو كار بسیار زیادی می‌طلبد و سیستم را بسیار پیچیده می‌كند. در نتیجه
عیب‌یابی و رفع مشكل آن بسیار پرزحمت بوده و برای اعمال تغییرات لازم در هر
سال و یا بروز كردن سیستم بایستی ماشین را بمدت طولانی متوقف نمود كه این
امر مقرون به صرفه نخواهد بود. ضمنا توان مصرفی این تابلوها بسیار زیاد
است.
با بوجود آمدن PLC، مفهوم كنترل و طراحی سیستم‌های كنترلی بطور
بسیار چشمگیری پیشرفت كرده است و استفاده از این كنترلر‌ها مزایای بسیار
زیادی دارد. كه به برخی از این موارد در زیر اشاره كرده‌ایم. كه با مطالعه
آن می‌توان به وجه تمایز PLC با سایر سیستم‌های كنترلی پی برد:
سیم بندی سیستم‌های جدید در مقایسه با سیستم‌های كنترل رله‌ای تا ۸۰٪ كاهش می‌یابد.
از آنجاییكه PLC توان بسیار كمی مصرف می‌كند، توان مصرفی بشدت كاهش پیدا خواهد كرد.
توابع عیب یاب داخلی سیستم PLC ، تشخیص و عیب‌یابی سیستم را بسیار سریع و راحت می‌كند.
برعكس سیستم‌های قدیمی در سیستم‌های كنترلی جدید اگر نیاز به تغییر در
نحوه كنترل یا ترتیب مراحل آن داشته باشیم، بدون نیاز به تغییر سیم‌بندی و
تنها با نوشتن چند خط برنامه این كار را انجام می‌دهیم. در نتیجه وقت و
هزینه بسیار بسیار اندكی صرف انجام اینكار خواهد شد.
در مقایسه با
تابلو‌های قدیمی در سیستم‌های مبتنی بر PLC نیاز به قطعات كمكی از قبیل رله
، كانتر، تایمر، مبدل‌های A/D و D/A و… بسیار كمتر شده است. همین امر
نیز باعث شده در سیستم‌های جدید از سیم‌بندی، پیچیدگی و وزن تابلو‌ها به
نحو چشمگیری كاسته شود.
از آنجاییكه سرعت عملكرد و پاسخ‌دهی PLC در
حدود میكرو‌ثانیه و نهایتا میلی ثانیه است، لذا زمان لازم برای انجام هر
سیكل كاری ماشین بطور قابل ملاحظه‌ای كاهش یافته و این امر باعث افزایش
میزان تولید و بالا رفتن بازدهی دستگاه می‌شود.
ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستم‌ها بسیار بالا تر از ماشین‌های رله‌ای است.



    ویدیو : تحقیق درباره شبکه های توزیع
این مطلب را به اشتراک بگذارید :

a b