در حال لود شدن آکادمی...
انواع روش‌های توزیع انرژی الکتریکی

انواع روش‌های توزیع انرژی الکتریکی

بخش‌های اصلی شبکه انرژی الکتریکی

برای انتقال برق از نیروگاه به محل مصرف، جریان الکتریسیته از سه مسیر اصلی عبور می‌کند که هر کدام وظایف مشخصی دارند:

۱. تولید: مرحله تولید برق در نیروگاه‌ها.

۲. انتقال: انتقال الکتریسیته از نقطه‌ای به نقطه دیگر.

۳. توزیع: تحویل برق به مصرف‌کننده.

در این میان، بخش بسیار مهمی به نام «فوق توزیع» وجود دارد. به دلیل حساسیت بالای سطوح ولتاژ و اهمیت پایداری شبکه، این بخش از نظر حفاظتی و ساختاری شباهت‌های بسیار زیادی به بخش «انتقال» دارد. 

در واقع، سیستم‌های فوق توزیع به دلیل نیاز به دقت بالا در پایش و حفاظت، زیرمجموعه‌ای از بخش انتقال محسوب می‌شوند.

معرفی انواع پست‌های فشار قوی

سیستم توزیع انرژی الکتریکی چیست؟

اگر شبکه انتقال برق را بزرگراه‌های اصلی کشور تصور کنیم، سیستم توزیع انرژی الکتریکی همان خیابان‌ها و کوچه‌هایی است که در نهایت انرژی را به درب منزل یا کارخانه شما می‌رساند. این سیستم که بلافاصله پس از شبکه انتقال قرار می‌گیرد، وظیفه حساس «تحویل نهایی» انرژی را به دست مصرف کننده را بر عهده دارد.

به‌طور کلی، اگر سیستمی توان الکتریکی را توزیع کند، به آن سیستم توزیع انرژی می‌گوییم.

در سیستم توزیع انرژی الکتریکی معمولاً از تجهیزاتی مانند ترانسفورماتورها، کلیدها و بریکرها و تجهیزات حفاظتی استفاده می‌شود.

ساختار سیستم توزیع انرژی الکتریکی

در ساختار توزیع، انرژی معمولاً در دو سطح مدیریت می‌شود:

  1. فشار متوسط (MV): این سطح ولتاژ، شاه‌راه اصلی انتقال توان در داخل مناطق شهری و صنعتی است.
  2. فشار ضعیف (LV): مرحله نهایی که برق را با ولتاژ استاندارد به تجهیزات خانگی و تجاری می‌رساند.
معرفی انواع پست‌های فشار قوی

ساختار فیزیکی سیستم توزیع انرژی الکتریکی

ساختار فیزیکی توزیع انرژی الکتریکی بر دو رکن اصلی استوار است:

  1. فیدر (Feeder): هادی‌ها یا رساناهایی که وظیفه اتصال پست‌های اصلی برق به نواحی مختلف شهر یا مناطق صنعتی را دارند. در واقع فیدرها تغذیه‌کننده اصلی مناطق هستند.
  2. توزیع‌کننده (Distributor): رساناهایی که مستقیماً انرژی را از فیدرها گرفته و به انشعابات مصرف‌کنندگان (مثل منازل و واحدهای تجاری) می‌رسانند.

توزیع انرژی الکتریکی در آمریکای شمالی و مرکزی

نحوه اجرای تأسیسات الکتریکی در آمریکای شمالی و مرکزی تفاوت‌های بنیادین با مدل‌های اروپایی دارد. در این مناطق، شبکه فشار ضعیف به معنای رایج آن در اروپا وجود ندارد و واگذاری اشتراک سه‌فاز به ساختمان‌های مسکونی بسیار نادر است. 

سیستم توزیع در این کشورها عمدتاً بر پایه سطح ولتاژ متوسط (MV) بنا شده است؛ به این صورت که شبکه‌های فشار متوسط به شکل سه‌فاز و چهار سیمه در طول مسیر گسترده شده و ترانسفورماتورهای تک‌فاز متعددی را تغذیه می‌کنند. این رویکرد دقیقاً برعکس شیوه توزیع فشار ضعیف در اروپا است.

در مدل توزیع آمریکایی، اولیه ترانسفورماتورهای تک‌فاز دارای دو بوشینگ هستند که یکی از آن‌ها به یکی از فازهای MV و دیگری به هادی خنثی متصل می‌شود. خروجی این ترانسفورماتورهای تک‌فاز به صورت سه سیمه بوده و توسط کابل سرویس در اختیار مشترکین قرار می‌گیرد.

توزیع انرژی الکتریکی در اروپا

در حالی که در کشورهای آمریکای شمالی هر مشترک معمولاً دارای یک ترانسفورماتور اختصاصی تک‌فاز با توان پایین است، در ایران و کشورهای اروپایی سیستم توزیع بر پایه «شبکه فشار ضعیف عمومی» استوار است. 

در این روش، برخلاف مدل آمریکایی، توزیع انرژی در هر دو سطح ولتاژ متوسط (MV) و فشار ضعیف (LV) به صورت سه‌فاز انجام می‌گیرد. شبکه‌های فشار متوسط در این مناطق به صورت سه‌فاز سه‌سیمه و شبکه‌های فشار ضعیف به صورت سه‌فاز چهارسیمه طراحی می‌شوند.

در پست‌های عمومی، معمولاً یک یا چند ترانسفورماتور سه‌فاز نصب می‌شود که خروجی آن‌ها دارای فیدرهای متعددی است. این فیدرها از طریق شبکه‌های زمینی یا هوایی در معابر عمومی توزیع شده و برق تعداد زیادی از مشترکین را تأمین می‌کنند. 

این مشترکین که اغلب شامل واحدهای مسکونی، تجاری و صنعتی با توان پایین هستند، همگی به یک شبکه فشار ضعیف عمومی متصل می‌گردند.

!توجه توجه!

مطالب زیر بر اساس رفرنس زیر تهیه شده است. برای دانلود، روی فایل زیر کلیک کنید.

انواع سیستم‌های توزیع انرژی الکتریکی

ساختار فیزیکی سیستم توزیع انرژی الکتریکی

1. سیستم‌های توزیع اولیه

در این بخش، ولتاژ سیستم انتقال توسط ترانسفورماتورهای پست توزیع به سطوح پایین‌تر کاهش می‌یابد. سیستم توزیع اولیه قسمتی از شبکه برق است که بین پست توزیع و ترانسفورماتورهای مصرف‌کننده قرار دارد. 

این سیستم شامل مداراتی است که به آن‌ها «فیدرهای اولیه» یا «فیدرهای توزیع» گفته می‌شود و از شینه (باسبار) ثانویه در پست توزیع منشأ می‌گیرند. در کاربری‌های بزرگ صنعتی یا تجاری، معمولاً پست توزیع همان نقطه تحویل برق است.

انواع ولتاژهای نامی سیستم توزیع اولیه

در سیستم‌های توزیع اولیه از ۲۴۰۰ ولت تا ۶۹۰۰۰ ولت متغیر است. برخی از ولتاژهای نامی و استاندارد سیستم عبارتند از:

  1. ۴۱۶۰/۲۴۰۰ ولت (سه فاز، چهار سیمه)
  2. ۴۱۶۰ ولت (سه فاز، سه سیمه)
  3. ۶۹۰۰ ولت (سه فاز، سه سیمه)
  4. ۱۲۴۷۰/۷۲۰۰ ولت (سه فاز، چهار سیمه)
  5. ۱۲۴۷۰ ولت (سه فاز، سه سیمه)
  6. ۱۳۲۰۰/۷۶۲۰ ولت (سه فاز، چهار سیمه)
  7. ۱۳۲۰۰ ولت (سه فاز، سه سیمه)
  8. ۱۳۸۰۰/۷۹۷۰ ولت (سه فاز، چهار سیمه)
  9. ۱۳۸۰۰ ولت (سه فاز، سه سیمه)
  10. ۲۴۹۴۰/۱۴۴۰۰ ولت (سه فاز، چهار سیمه)
  11. ۳۴۵۰۰ ولت (سه فاز، سه سیمه) 
  12. ۶۹۰۰۰ ولت (سه فاز، سه سیمه).

پرکاربردترین ولتاژهای توزیع اولیه ۱۲۴۷۰ ولت و ۱۳۲۰۰ ولت هستند که در هر دو حالت سه سیمه و چهار سیمه استفاده می‌شوند. توسعه‌های اصلی در سیستم‌های توزیع عمدتاً در سطوح ولتاژ نامی زیر ۱۵ کیلوولت (در محدوده ۱۲ تا ۱۴.۴ کیلوولت) انجام می‌گیرد.

پست‌های توزیع انرژی الکتریکی

یک پست از یک یا چند بانک ترانسفورماتور قدرت به همراه تجهیزات ضروری تنظیم ولتاژ، شینه‌ها و تجهیزات قطع و وصل (تابلو برق) تشکیل شده است.

چیدمان پست‌های توزیع

یک چیدمان ساده شامل یک خط ورودی و یک ترانسفورماتور است. چیدمان‌های پیچیده‌تر زمانی شکل می‌گیرند که دو یا چند خط ورودی، دو یا چند ترانسفورماتور قدرت یا یک شبکه شینه‌بندی پیچیده وجود داشته باشد.

برخی از چیدمان‌های رایج پست‌های توزیع انرژی الکتریکی در شکل زیر نمایش داده شده است که بخش‌های مختلف آن به این شرح شناسایی می‌شوند:

چیدمان انواع پست‌های توزیع انرژی الکتریکی
انواع چیدمان پست‌های توزیع

(الف) بخش اولیه که اتصال یک یا چند مدار فشار قوی ورودی را فراهم می‌کند؛ هر مدار مجهز به یک دستگاه کلیدزنی یا ترکیبی از دستگاه‌های کلیدزنی و قطع‌کننده (interrupting) است.

(ب) بخش ترانسفورماتور شامل یک یا چند ترانسفورماتور، با و یا بدون قابلیت تغییر تپ زیر بار اتوماتیک (تنظیم ولتاژ) است.

(ج) در بخش ثانویه، اتصال یک یا چند فیدر ثانویه را فراهم می‌کند. هر فیدر مجهز به یک دستگاه کلیدزنی و قطع‌کننده است.

چیدمان شینه‌های پست توزیع

شینه (باسبار) محل تلاقی دو یا چند مدار ورودی و خروجی است. معمول‌ترین چیدمان شینه شامل یک منبع یا مدار تغذیه و یک یا چند مدار فیدر است. چیدمان‌های متنوع دیگر عمدتاً با هدف بهبود قابلیت اطمینان سرویس‌دهی از طریق شینه به تمام یا بخشی از بار، در طول تعمیرات برنامه‌ریزی شده یا قطع برق ناگهانی طراحی شده‌اند. 

چیدمان‌های معمول شینه در شکل زیر نشان داده شده است.

چیدمان انواع شینه‌های پست توزیع انرژی الکتریکی

این چیدمان‌ها معمولاً به این نام‌ها شناخته می‌شوند:

(الف) شینه دوبل (Double bus)

(ب) شینه بخش‌بندی شده با دو منبع (Two source sectionalizing bus)

(ج) شینه بخش‌بندی شده با سه منبع (Three source sectionalizing bus)

(د) شینه ستاره یا سنکرون‌کننده (Star or synchronizing bus)

هنگامی که از دو منبع به طور هم‌زمان استفاده می‌شود اما نباید به صورت موازی کار کنند، یک کلید کوپلر (Bus tie) که در حالت عادی باز است، با کلیدهای منبع اینترلاک می‌شود. 

این کار اجازه می‌دهد در صورت در دسترس نبودن یکی از منابع، هر دو بخش شینه از منبع دیگر تغذیه شوند. برای منابعی که در حالت عادی موازی هستند، می‌توان از یک شینه مستقیم واحد استفاده کرد. 

با این حال، ترجیح داده می‌شود از یک کلید کوپلر در حالت عادی بسته استفاده شود تا سیستم را مجزا کند؛ به این ترتیب در صورت خارج شدن یک بخش از مدار، تداوم سرویس‌دهی در بخش دیگر حفظ می‌شود.

بهره‌برداری از پست‌های توزیع

پست‌ها ممکن است دارای اپراتور مستقر باشند یا برای کنترل اتوماتیک یا از راه دور تجهیزات کلیدزنی و تنظیم ولتاژ طراحی شوند. اکثر پست‌های بزرگ و جدید به صورت اتوماتیک یا از راه دور کنترل می‌شوند.

(الف) در یک پست اتوماتیک، عملیات کلیدزنی توسط یک سیستم کنترل مجزا مدیریت می‌شود. تجهیزات اصلی مانند ترانسفورماتورها و دستگاه‌های تبدیل‌کننده ممکن است به طور خودکار در مدار قرار گرفته یا از آن خارج شوند. کلیدهای فیدر نیز پس از باز شدن، توسط رله‌های حفاظتی یا سیستم کنترل مجدداً وصل (Reclose) می‌شوند.

(ب) پست‌های کنترل از راه دور اغلب در فاصله مناسبی از ایستگاه‌های دارای اپراتور قرار دارند. در این موارد، کابل‌های فرمان (Pilot wire) لینک ارتباطی را برای دریافت وضعیت کلیدها و ارسال تنظیمات کنترلی فراهم می‌کنند. 

در فاصله‌هایی که استفاده از کابل اقتصادی نیست، اغلب از رادیو مایکروویو، خطوط تلفن و سیستم‌های Carrier برای لینک‌های کنترل از راه دور استفاده می‌شود.

انواع سیستم‌های توزیع اولیه

سیستم‌های توزیع اولیه به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: شعاعی (Radial) و شبکه‌ای (Network). 

به زبان ساده، در سیستم شعاعی تنها یک مسیر برای جریان برق به سمت مصرف‌کننده وجود دارد، اما در سیستم شبکه‌ای بیش از یک مسیر همزمان فراهم است. هر یک از این دو نوع، حالت‌های مختلفی دارند. 

به طور کلی، چیدمان فیدرهای اولیه می‌تواند به صورت رابط، حلقوی، شعاعی و موازی باشد. سیستم‌های پیچیده‌تری مثل «شبکه اولیه» (پست‌های متصل به هم که یک توری تشکیل می‌دهند) و «شبکه سرویس دوگانه» (وجود فیدر جایگزین برای هر بار) نیز وجود دارند که در واقع مدل‌های پیشرفته‌تر همان دو حالت پایه هستند.

دیاگرام انواع چیدمان توزیع سیستم‌های اولیه

1. فیدر رابط

وظیفه اصلی این فیدر، متصل کردن دو منبع به یکدیگر است. این فیدر می‌تواند دو شینه (باسبار) پست را به صورت موازی به هم وصل کند تا در صورت بروز مشکل برای هر شینه، تداوم برق‌رسانی به بارها حفظ شود.

2. فیدر حلقوی

در این مدل، دو انتهای فیدر به یک منبع (معمولاً منبع اصلی) متصل است، اما وظیفه اصلی آن برق‌رسانی به دو یا چند نقطه مصرف در بین این مسیر است. از آنجا که هر نقطه مصرف می‌تواند از هر دو جهت تغذیه شود، می‌توان هر بخش از حلقه را بدون قطع شدن برق سایر نقاط، برای تعمیرات از مدار خارج کرد. 

اغلب سیستم‌های حلقوی در یک نقطه توسط یک کلید در حالت «معمولاً باز» قرار دارند و عملکرد آن‌ها بسیار شبیه به دو فیدر شعاعی است.

3. فیدر شعاعی

این فیدر مستقیماً بین منبع و نقطه مصرف متصل می‌شود و ممکن است در مسیر خود به چند نقطه مصرف دیگر هم برق بدهد. در این سیستم، هر مصرف‌کننده فقط از یک جهت تغذیه می‌شود. فیدرهای شعاعی به دلیل سادگی، حفاظت آسان و هزینه پایین، بسیار پرکاربرد هستند.

4. فیدر موازی

فیدرهای موازی منبع را به مرکز بار متصل می‌کنند و این قابلیت را دارند که برق را از طریق دو یا چند مسیر همزمان تامین کنند. این ویژگی اجازه می‌دهد بدون قطع شدن برق مصرف‌کنندگان، خطوط را تعمیر کرد و در صورت خرابی یکی از فیدرها، برق را به سرعت از مسیر دیگر وصل نمود.

2. سیستم‌های توزیع انرژی ثانویه

سیستم توزیع ثانویه بخشی از شبکه است که بین فیدرهای اولیه و تجهیزات مصرف‌کننده قرار دارد. این سیستم شامل ترانسفورماتورهای کاهنده و مدارهای ثانویه در سطوح ولتاژ مصرف است. سیستم‌های ثانویه مسکونی عمدتاً تک‌فاز هستند، اما سیستم‌های تجاری و صنعتی عموماً از برق سه‌فاز استفاده می‌کنند.

سطوح ولتاژی در سیستم توزیع ثانویه

سطوح ولتاژ در یک سیستم ثانویه بر اساس نوع بارهایی که باید تغذیه شوند، تعیین می‌گردد. ولتاژهای مصرف معمولاً در محدوده ۱۲۰ تا ۶۰۰ ولت قرار دارند. 

ولتاژهای نامی و استاندارد سیستم عبارتند از: 

  1. ۱۲۰ ولت (تک‌فاز، ۲ سیمه) 
  2. ۱۲۰/۲۴۰ ولت (تک‌فاز، ۳ سیمه)
  3. ۲۰۸Y/۱۲۰ ولت (سه‌فاز، ۴ سیمه)
  4. ۲۴۰ ولت (سه‌فاز، ۳ سیمه)
  5. ۴۸۰Y/۲۷۷ ولت (سه‌فاز، ۴ سیمه)
  6. ۴۸۰ ولت (سه‌فاز، ۳ سیمه) 
  7. ۶۰۰ ولت (سه‌فاز، ۳ سیمه).

در مناطق مسکونی و روستایی، منبع تغذیه نامی معمولاً یک سیستم ۱۲۰/۲۴۰ ولت، تک‌فاز، سه سیمه و دارای اتصال زمین است. اگر در این مناطق به برق سه‌فاز نیاز باشد، سیستم‌ها معمولاً ۲۰۸Y/۱۲۰ ولت یا در موارد کمتر رایج ۲۴۰/۱۲۰ ولت هستند. 

در مناطق تجاری یا صنعتی که بارهای موتوری در آن‌ها غالب است، ولتاژهای معمول سیستم سه‌فاز ۲۰۸Y/۱۲۰ ولت و ۴۸۰Y/۲۷۷ ولت می‌باشد. با این حال، ولتاژ مصرف ترجیحی برای واحدهای صنعتی ۴۸۰Y/۲۷۷ ولت است. 

در این حالت، بارهای سه‌فاز و سایر بارهای ۴۸۰ ولتی مستقیماً به ولتاژ ۴۸۰ ولت متصل می‌شوند و روشنایی فلورسنت به صورت فاز به نول به ولتاژ ۲۷۷ ولت وصل می‌گردد. همچنین از ترانسفورماتورهای خشک کوچک با نسبت ولتاژ ۴۸۰ به ۲۰۸Y/۱۲۰ یا ۴۸۰ به ۱۲۰/۲۴۰ ولت برای تأمین برق ۱۲۰ ولت تک‌فاز جهت پریزهای عمومی و تامین ولتاژ ۲۰۸ ولت تک‌فاز و سه‌فاز برای ابزارهای کوچک و سایر ماشین‌آلات استفاده می‌شود.

انواع سیستم‌های توزیع ثانویه

چیدمان‌های مدار مختلفی برای توزیع توان ثانویه در دسترس است. مدارهای پایه شامل این موارد هستند: سیستم شعاعی ساده، سیستم شعاعی گسترده، سیستم انتخابی اولیه، سیستم حلقوی اولیه، سیستم انتخابی ثانویه و شبکه نقطه‌ای ثانویه (Secondary spot network).

1. سیستم شعاعی ساده

در سیستم شعاعی ساده، توزیع در سطح ولتاژ مصرف انجام می‌شود. یک منبع تغذیه اولیه و یک ترانسفورماتور توزیع، تمام فیدرها را تغذیه می‌کنند. در این سیستم هیچ تجهیزات پشتیبان یا تکراری وجود ندارد، به همین دلیل کمترین میزان سرمایه‌گذاری را در بین تمام چیدمان‌ها دارد و بهره‌برداری و توسعه آن ساده است. 

اگر از قطعات باکیفیت استفاده شود، قابلیت اطمینان بالا خواهد بود؛ با این حال، خرابی یک کابل، منبع اصلی یا ترانسفورماتور باعث قطع کامل برق می‌شود. همچنین برای انجام تعمیرات و سرویس‌های دوره‌ای، برق باید قطع شود.

دیاگرام سیستم شعاعی ساده توزیع انرژی الکتریکی

2. سیستم توزیع شعاعی گسترده

مزایای سیستم شعاعی را می‌توان با استفاده از یک سیستم توزیع اولیه شعاعی برای تغذیه تعدادی پست‌های کوچک (واحد) که در نزدیکی مراکز بار قرار دارند و دارای سیستم‌های ثانویه شعاعی هستند، برای بارهای بزرگتر به کار گرفت. مزایا و معایب این مدل مشابه سیستم شعاعی ساده است.

دیاگرام سیستم شعاعی گسترده توزیع انرژی الکتریکی

3. سیستم توزیع انتخابی اولیه

برای جلوگیری از قطع برق در صورت از دست رفتن منبع اصلی، از سیستم انتخابی اولیه استفاده می‌شود. هر پست اصلی از طریق تجهیزات کلیدزنی به دو فیدر اولیه مجزا متصل است تا یک منبع عادی و یک منبع جایگزین داشته باشد. 

در صورت خرابی فیدر اصلی، ترانسفورماتور توزیع به صورت دستی یا خودکار روی منبع جایگزین سوئیچ می‌شود. تا زمان انتقال بار به منبع دوم، یک وقفه کوتاه در برق‌رسانی رخ می‌دهد. هزینه این سیستم به دلیل تکرار کابل‌های اولیه و تجهیزات کلیدزنی، از سیستم شعاعی بیشتر است.

دیاگرام سیستم انتخابی اولیه توزیع انرژی الکتریکی

4. سیستم توزیع حلقوی اولیه

سیستم حلقوی اولیه تقریباً همان مزایا و معایب سیستم انتخابی اولیه را دارد. خرابی منبع اصلی یا خطای کابل را می‌توان با بخش‌بندی ایزوله کرد و برق را مجدداً وصل نمود. با این حال، یافتن خطای کابل در یک حلقه می‌تواند دشوار و خطرناک باشد. 

سریع‌ترین راه برای یافتن خطا، بخش‌بندی حلقه و وصل مجدد کلیدها است که ممکن است باعث چندین بار وصل شدن روی خطا شود. هزینه این سیستم کمی کمتر از سیستم انتخابی اولیه است، اما با توجه به معایب ذکر شده، این صرفه‌جویی ممکن است توجیه‌پذیر نباشد.

دیاگرام سیستم حلقوی اولیه توزیع انرژی الکتریکی

5. سیستم توزیع انتخابی ثانویه

وقتی یک جفت پست واحد از طریق یک کلید کوپلر ثانویه (که در حالت عادی باز است) به هم متصل شوند، سیستم انتخابی ثانویه شکل می‌گیرد. اگر فیدر اولیه یا ترانسفورماتور خراب شود، کلید اصلی ثانویهِ آن ترانسفورماتور باز شده و کلید کوپلر بسته می‌شود. این عملیات می‌تواند دستی یا خودکار باشد. 

در حالت عادی، ایستگاه‌ها به صورت شعاعی کار می‌کنند. تعمیرات فیدرها و ترانسفورماتورها بدون قطع برق یا با وقفه‌ای بسیار کوتاه امکان‌پذیر است. در صورت از دست رفتن یک مدار اولیه یا ترانسفورماتور، تمام بار پست توسط ترانسفورماتور باقی‌مانده تغذیه می‌شود؛ بنابراین برای جلوگیری از قطع بار، ترانسفورماتورها و فیدرها باید برای تحمل کل بار طراحی شوند. این سیستم می‌تواند با سیستم انتخابی اولیه ترکیب شود تا قابلیت اطمینان بسیار بالایی ایجاد کند.

دیاگرام سیستم انتخابی ثانویه توزیع انرژی الکتریکی

6. سیستم توزیع شبکه ثانویه

در این سیستم، دو یا چند ترانسفورماتور توزیع وجود دارند که هر کدام از یک فیدر توزیع اولیه مجزا تغذیه می‌شوند. خروجی ثانویه این ترانسفورماتورها از طریق نوع خاصی از کلید قدرت به نام «محافظ شبکه» (Network Protector) به صورت موازی به یک شینه ثانویه متصل می‌شود. فیدرهای ثانویه شعاعی نیز برای تغذیه بارها از این شینه منشعب می‌شوند. در مدل‌های پیچیده‌تر، مدارهای فشار ضعیف به صورت یک توری یا مش (Grid) به هم متصل می‌گردند.

(الف) اگر یک فیدر اولیه قطع شود یا خطایی در آن یا در یکی از ترانسفورماتورها رخ دهد، سایر ترانسفورماتورها شروع به تغذیه معکوس به سمت مدار خطادار می‌کنند. 

این توان معکوس باعث می‌شود «محافظ شبکه» به سرعت عمل کرده و مدار آسیب‌دیده را از شینه ثانویه جدا کند. سرعت عملکرد این محافظ به قدری بالاست که تجهیزات ثانویه کمترین میزان افت ولتاژ را تجربه می‌کنند. 

(ب) شبکه ثانویه مطمئن‌ترین سیستم برای بارهای بزرگ است. قطع برق تنها زمانی رخ می‌دهد که تمام فیدرهای اولیه به طور همزمان قطع شوند یا خطایی در شینه ثانویه رخ دهد. 

در اینجا برخلاف سیستم‌های انتخابی یا حلقوی، هیچ وقفه لحظه‌ای (ناشی از سوئیچینگ) وجود ندارد و افت ولتاژهای ناشی از خطا یا بارهای گذرا به شدت کاهش می‌یابد. 

(ج) هزینه‌ی این شبکه‌ها به دلیل قیمت بالای «محافظ شبکه» و نیاز به ظرفیت اضافی ترانسفورماتورها بالاست. همچنین موازی کردن ترانسفورماتورها باعث افزایش جریان اتصال کوتاه می‌شود که ممکن است نیاز به تجهیزات ثانویه با قدرت قطع بالاتر را ایجاد کند.

دیاگرام سیستم شبکه ثانویه توزیع انرژی الکتریکی

7. موازی‌سازی ثانویه (Banking)

اصطلاح Banking به معنای موازی کردن تعدادی ترانسفورماتور در سمت ثانویه است، در حالی که همه‌ی آن‌ها به یک فیدر اولیه متصل هستند. این کار معمولاً برای ثانویه ترانسفورماتورهای تک‌فاز انجام می‌شود و کل مجموعه باید از یک فاز مدار اولیه تغذیه شود. ترانسفورماتورهای یک بانک معمولاً هم‌اندازه هستند و باید امپدانس نامی یکسانی داشته باشند.

(الف) مزایای این روش شامل: کاهش چشمک‌زدن لامپ‌ها هنگام استارت موتورها، نیاز به ظرفیت کمتر ترانسفورماتور به دلیل تنوع بارها و ولتاژ متوسط بهتر در طول مسیر ثانویه است.

(ب) «موازی‌سازی مستقیم» (بدون حفاظت اضافه جریان در سمت ثانویه) به دلیل خطرات واضح معمولاً انجام نمی‌شود. در هر چیدمان، ترانسفورماتورها از طریق فیوزها یا لینک‌های حفاظتی فشار قوی به فیدر اولیه متصل می‌شوند. هر روش بر اساس محل قرارگیری تجهیزات حفاظتی، درجات مختلفی از حفاظت را ارائه می‌دهد.

این روش کمترین میزان حفاظت را ارائه می‌دهد، زیرا در این چیدمان معمولاً از فیوزهای کندکار استفاده می‌شود. در این چیدمان، مدار ثانویه بخش‌بندی شده است و می‌توان بخش خطادار را با استفاده از فیوزها ایزوله (جدا) کرد.

دیاگرام موازی‌سازی ثانویه توزیع انرژی الکتریکی
یادگیری تحلیل نقشه‌های برق صنعتی
شروع آموزش

آیا این مقاله برایتان مفید بود؟

Discussion · 2 comments

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *