دانلود گزارش کارآموزی اداره برق شرکت توزیع نیروی برق استان زنجان

تاریخچه تاسیس شرکت توزیع نیروی برق استان زنجان :

شرکت توزیع نیروی برق استان زنجان در تاریخ 1/1/1372 با101 مگاوات پیک بار و136259 مشترک عملا از شرکت برق منطقه ای زنجان منفک گردیده و در حال حاضر دارای 16شهر ، 16 بخش و46 دهستان می باشد که در سال85 با3/376 مگاوات پیک بار 253342 مشترک وتعداد 4844 پست هوایی وزمینی با قدرتی حدود 872 مگا ولت امپر وبا 6591 کیلومتر طول شبکه 20 کیلو ولت هوایی و زمینی وبا 4444 کیلومتر طول شبکه فشار ضعیف هوایی وزمینی و904روستای برقدار خود ادامه می دهد

وضعیت تامین برق شهرستان زنجان :

اولین نیروگاه زنجان درسال1320 توسط بخش خصوصی شرکت سهامی برق خمسه با یک دستگاه دیزل ژنراتور 115 اسب بخار اغاز بکار نمودو به تدریج 4 دستگاه دیگر با قدرتهای  90  ، 575  ،  630  ،  1200  اسب بخار به نیروگاه اضافه ومورد بهره برداری قرار گرفت وبالاخره در سال 1348 تاسیسات فوق تحویل برق تهران شده وبه شبکه سراسری وصل گردید . در حال حاضرشهرستان زنجان دارای 1718 پست هوایی وزمینی با قدرت حدود 374 مگاولت امپروحدود1722 کیلومتر طول شبکه KV20  هوایی وزمینی و1704 کیلومتر طول شبکه ضعیف هوایی وزمینی ، شهرستان ماهنشان دارای 404 پست هوایی وزمینی با قدرتی حدود 37 مگا ولت امپر وحدود 796 کیلومتر طول شبکه KV20 هوایی و زمینی و404 کیلومتر طول شبکه ضعیف هوایی و زمینی ، شهرستان طارم دارای 386 پست هوایی وزمینی با قدرتی حدود 37 مگاولت امپر و حدود 464کیلومتر طول شبکه KV20 هوایی وزمینی و261 کیلومتر طول شبکه ضعیف هوایی وزمینی وشهرستان ایجرود دارای 201 پست هوایی وزمینی با قدرتی حدود 24 مگا ولت امپر وحدود 458 کیلومتر طول شبکه KV20  هوایی وزمینی و225 کیلومتر طول شبکه ضعیف هوایی وزمینی می باشد .

فرایند عمل در سیستم حسابداری شرکت برق استان زنجان :

بودجه شرکت برنامه مالی شرکت است که برای یک سال مالی تهیه وحاوی پیش بینی اقلام درامد وسایرمنابع تامین اعتبار وبراورد هزینه ها برای انجامفعالیت ها ، اجرای طرح ها وعملیاتی است که منجر به حصول هدفهای شرکت می شود .

سال مالی از اول فروردین ماه هر سال شروع ودراخراسفند ماه همان سال پایان می یابد به استثنای سال اول که از تاریخ تشکیل شرکت شروع ودراخراسفندهمان سال خاتمه می یابد .

درامد شرکتها وسایر منابع تامین اعتبار شرکت عبارت است از کلیه وجوه دریافتی مشروحه زیرکه دربودجه شرکت تحت عنوان درامدهاوسایرمنابع منظورمی گردد :

الف) وجوه دریافتی بابت توزیع یا فروش برق

ب) وجوه دریافتی بابت نگهداری شبکه روشنائی معابر یا ابونمان برای نگهداری

تاسیسات برق ( از مشترکین )

ج) وجوه دریافتی از مشترکین بابت حق انشعاب برق وهزینه های نیرورسانی وهزینه مشارکت ( نسبت به سهم بخش توزیع )

د) وجوه دریافتی از سایر منابع

ه) وجوه حاصله از سرمایه گذاری یا مشارکت در سایر شرکتها

و) وجوه حاصله از انجام خدمات فنی برق  ( عیب یابی  - تعمیرات و...)

4- هزینه های شرکت عبارت است از پرداختهایی که به صورت قطعی به ذینفع درقبال کار ، خرید وتعهد ویا به عنوان کمک وهر عنوان دیگری که دربودجه شرکت منظور شده است صورت می گیرد وبه طور کلی هزینه ها را می توان به 2دسته تقسیم کرد:

الف ) هزینه های جاری

ب) هزینه های سرمایه ای

شاید بتوان مساله تشخیص وتفکیک هزینه های سرمایه ای و جاری را از مهمترین مسائل حسابداری شناخت زیرادراین زمینه قاعده وضابطه روشنی نیست.

در شرکتهای توزیع نیروی برق طبق ایین نامه مالی داخلی خود هزینه ها را به 5

بخش تقسیم نموده اند :

الف) هزینه های خرید

ب) هزینه های توزیع وفروش انرژی

ج ) هزینه های عمومی واداری

چ)هزینه های سرمایه گذاری و توسعه

ح) هزینه هایی که در اداره نیروگاه های دیزل وگازی محلی یا شبکه های توزیع

بر حسب قرارداد های منعقده انجام می شود .

عبارت است از تعیین وانتخاب کالا وخدمات وسایر پرداختها که تحصیل یا انجام انها برای نیل به هدف های شرکت ضروری است.

پارامترهای مهم در طراحی پست ها و انتخاب تجهیزات:

در طراحی پستها باید پارامترهای مختلفی را در نظر گرفت.چند پارامتر مهم در زیر آمده است.

الف:شرایط محیط:این عوامل نقش مهمی در طراحی ها دارند و عمدتاً عبارتند از:

1.درجه حرارت حداکثر محیط:بطور کلی تحت تأثیر دو درجه حرارت می باشد:

الف:محیط       

ب:گرمای حاصل از تحت ولتاژ قرار گرفتن و این دو مقدار باید ثابت باشند.

2.درجه حرارت حداقل:دستگاه باید بتواند در کمترین درجه حرارت محیط کار کند.

3.ارتفاع از سطح دریا:با افزایش ارتفاع چگالی هوا کم شده و مقدار ولتاژ شکست هوا برای یک فاصله مشخص کمتر می شود.

4.مقدار یخ:دستگاهها باید مقاومت مکانیکی در مقابل یخ های زمستان را داشته باشند.

5.سرعت باد:سرعت باد در محل یک پست باید در طراحی تجهیزات و اتصالات مورد توجه قرار گیرد.

6.زلزله:وسایل باید با توجه به اطلاعات در مورد زلزله طراحی شوند و تهیه گردند.

7.مقدار آلودگی هوا:شامل گرد و غبار و املاح موجود در هواست،که برای تعیین سطح ایزولاسیون مورد توجه قرار می گیرد.

8.تعداد صاعقه

ب:اطلاعات الکتریکی مبنا:

1.ولتاژ الکتریکی مبنا: (ولتاژ نامی) و ولتاژ حداکثر کار:

ولتاژ نامی یکی از مشخصه های فنی یک دستگاه و اصلی ترین مشخصه یک پست بوده و ولتاژ نامی عبارتست از ولتاژ دائمی کار یک پست می باشد و به عوامل فنی مختلفی بستگی دارد.

ولتاژ حداکثر کار عبارتست از : حداکثر ولتاژ نامی که امکان بوجود آمدن آن در شرایط عادی وجود داشته باشد.

جریان نامی:

عبارتست از جریانی که از یک دستگاه در حالت کار عادی آن عبور می کند.

3.جریان اتصال کوتاه:تعیین جریان اتصال کوتاه در یک پست جهت طراحی آن و انتخاب تجهیزات بسیار مهم است.باید توجه داشت که سطح اتصال کوتاه در یک پست با توجه به تغییرات و با توسعه شبکه تغییر می نماید.و دارای دو اثر حرارتی و اثرات نیروی حاصل ناشی از عبور جریان اتصال کوتاه می باشد.

4.فرکانس:مقدار استاندارد فرکانس 50 و 60 هرتز می باشد که در ایران 50 هرتز است.

5.سیستم اتصال فازها:تولید و انتقال انرژی در شبکه بصورت سه فاز انجام می گیرد و پست های فشار قوی نیز بصورت سه فاز ساخته می شوند جهت سهولت تشخیص فازها از یکدیگر آنها کد گذاری می شوند.

6.سطح ایزولاسیون یا سطح عایقی تجهیزات:

مقدار قدرت تحمل اضافه ولتاژهای دائم و موقتی و زودگذر توسط تجهیزات را سطح عایقی یا سطح ایزولاسیون می گویند.

هماهنگی عایقی:

شامل انتخاب قدرت عایقی برای تجهیزات سیستم است که بتواند در مقابل اضافه ولتاژهای شبکه مقاومت کند، که مقدار تحمل را سطح عایقی یا Bil گیوند و هرچه از نظر سطح عایقی پایین تر باشد مقرون به صرفه تر هستند.اصولاً دو روش برای تعیین سطح عایقی بکار برده می شوند.

1.روش قراردادی                                2.روش آماری

که هر کدام دارای روشهای فنی خاص خود می باشند.

دو نوع سطح عایقی موجود می باشد:1.خارجی                        2.داخلی

اضافه ولتاژهای بوجود آمده در شبکه معمولاً به سه دسته تقسیم می شوند:

1.بر اثر فرکانس:که سه حالت دارد:

1.اثر فرانتی                  2.پدیده رزونانس                     3.اتصالی فاز به زمین

2.ناشی از کلید زنی:در تمام حالات عملکرد کلید بوجود می آید و 2 تا 4 برار ولتاژ نامی می باشد.

3.ناشی از رعد و برق

در هماهنگی عایقی اضافه ولتاژهای فوق اصولاً به علت اینکه آنها تعیین کننده رنج برقگیرها و همچنین سطوح وسایل حفاظتی هستند در نظر گرفته می شوند.

جهت تأمین سطوح عایقی و انتخاب برقگیر برای هر رنج و هر اندازه ولتاژ خاص استانداردهایی وجود دارد که از آنها جهت طراحی استفاده می گردد که این استانداردها به عوامل مختلفی بستگی دارد.البته ارتفاع نیز سهم مهمی در تعیین سطح عایقی دارد.

شین و شینه بندی:

شینه بندی عبارتست از چگونگی ارتباط الکتریکی فیلدهای مختلف که دارای یک سطح ولتاژند.مثلاً تمام ترانسفورماتورها و هادی های موجود در پست تبدیل که دارای ولتاژ مساوی هستند توسط یک هادی بهم وصل می شوند که این هادی را شین گویند.در روی این شین انرژی مولدها و یا مبدلها و یا هر دو بهم می پیوندند و از روی آن بطور مستقیم و یا پس از تبدیل به مصرف کننده ها و یا نقاط دیگر هدایت می شوند در واقع شین عبارتست از وسیله جمع و پخش انرژی در واحد زمان.

لزوم شینه بندی:

هر شینه بندی ممکن است دارای چندین فیدر ورودی و خروجی متصل به آن باشد فیدرها خود دارای وسایل الکتریکی مثل C.B,PT,CT و غیره می باشند.ارتباط این فیدرها بدون وجود یک سیستم گسترده نمی تواند انجام شود.با توجه به شرایط،خواسته ها و پارامترها شینه بندی های مختلفی می تواند وجود داشته باشد.

انواع شینه بندی:

1.ساده:ساده ترین و ارزانترین نوع شینه بندی می باشد ولی تعمیرات،توسعه و گسترش در آن مشکلاتی بوجود می آورد.جهت سهولت می توان آن را بصورت V شکل نیز طراحی کرد.

2.شینه بندی ساده با باسبار انتقالی

3.شبنه بندی دوبا سبار

4.شینه بندی با سبار دوبل با باسبار کمکی

5.شینه بندی چند باسبار

6.شینه بندی چند باسبار شین کمکی

7.شینه بندی H شکل یا حلقوی

8.شینه بندی کلیدی

9.شینه بندی دو کلیدی

که هر کدام دارای معایب و مزایایی می باشند که بهترین نوع آنها 8 و 9 می باشد.

فواصل زمین کردن نقطه نوترال و سیستم زمین

فواصل اساسی در پستها:

چگونگی قرار گرفتن تجهیزات و هادی ها در پست و فواصل موجود و مناسب بین آنها و بین زمین و تجهیزات موضوع بحث فواصل اساسی است که به 5 نوع تقسیم می شوند:

1.Earth Clearance (E.C) که فاصله بین قسمت های برقدار با اسکلت زمین و یا خود زمین است.

2.Phase Clearance (P.C) فاصله بین قسمت های برقدار با یکدیگر

3.Isclating Distance (ID) فاصله بین کنتاگتهای یک سکسیونر و یا کلید قدرت در زمان باز بودن.

4.Safety Clearance(S.C) فاصله بین قسمت های برقدار و محیط کار.

5.Grand Clearance(G.C) فاصله بین پایین ترین نقطه فلزی هر ایزولاتور و سطح زمین.

که تعیین این فواصل با توجه به مشخصات پست و شرایط و استانداردها امکان پذیر است.

زمین کردن نقطه نوترال به دلایل زیر قابل توجه است:

1.برای حفاظت فاز به زمین

2.شدت جریان اتصال کوتاه فاز به زمین

3.ولتاژ فازهای سالم در زمان اتصال به زمین

انواع زمین کردن نقطه نوترال:

1.سیستم با نوترال ایزوله

2.با استفاده از سلف پرسون

3.از طریق مقاومت

4.زمین کردن مستقیم

5.از طریق راکتانس

6.از طریق ترانسفورماتور زمین.

طراحی سیستم زمین

هدف از ایجاد یک سیستم زمین:

1.در حالت نرمال تمام قسمت های غیر باردار دستگاهها از طریق هادیهایی متصل به سیستم زمین در ولتاژ مطلق زمین که صفر یا نزدیک صفر می باشد قرار گیرند.

2.کارگران در تمام مواقع در شرایط پتانسیل مطلق زمین قرار گیرند.

2.كارگران در تمام مواقع در شرايط پتانسيل مطلق زمين قرار گيرند.

براي حصول شرايط فوق مي بايستي سطح پتانسيل الكتريكي در سطح زير و اطراف يك پست حتي المقدور يكنواخت و نزديك به پتانسيل صفر و يا ولتاژ مطلق زمين باشد.

عمل زمين به دو طريق صورت مي گيرد:

1.زمين كردن نوترال دستگاهها

2.زمين كردن بدنة اجزاء هادي غير باردار.

بررسي ولتاژهاي مجازي براي ايمني در پست

1.ولتاژ گام يا قدم: Step Voltage

ولتاژهاي خطرناك بصورت زير هستند:

كه از عبور جريان در مسير بسته دو پاي شخص و زمين ناشي مي شود.

2.ولتاژ تماس:Toueh Voltage

ولتاژ تماس معمولاً در اثر تماس دست يا ناحيه فوقاني بدن به قسمت فلزي تجهيزات كه در هنگام اتصالي و يا خرابي ايزولاسيون باردار مي باشند.

3.ولتاژ انتقالي:Transfer Voltage

اين ولتاژ حالت خاصي از حد ولتاژ تماسي مجاز مي باشد و در حالتي تعريف مي شود كه دستگاه اتصالي شود در اين حالت ممكن است ولتاژ تماس حاصل تا حد ولتاژ كل ناشي از اتصال كوتاه برسد.

6.ولتاژ خانه Mesh Voltage:

به ولتاژ بين مركز يك خانه با نقطه اتصال زمين نزديكترين دستگاه اطلاق مي گردد.

مراحل طراحي:

1.مطالعة مشخصات خاك و تعيين مقدار P:

خاك خشك داراي قابليت هدايت الكتريكي خيلي كم است اما با افزايش رطوبت و املاح هدايت آن فزوني مي يابد.

2.تعيين زمان تشخيص و رفع خطا و مساحت تحت پوشش پست.

3.ماكزيمم جريان اتصال

اين كميت تعيين كننده مقطع هادي هاي شبكه،افزايش پتانسيل شبكه و غيره مي باشد.

6.گزينش هادي هاي زمين و تعيين سطح مقطع آن

با توجه به شرايط زير تعيين مي گردد.

1.تحمل تنش حرارتي بطوري كه هادي ذوب نشود.

2.داشتن مقاومت مكانيكي كافي در برابر تنش مكانيكي ناشي از جريان اتصال زمين.

3.سطح مقطع كافي براي داشتن مقاومت لازم در مدت طولاني در برابر خوردگي در مناطقي كه مشخصات خوردگي دارند.

4.داشتن هدايت كافي بطوري كه پتانسيل زمين در همه نقاط از حد مجاز تجاوز نكند.

برقگير:

يكي از روشهاي حفاظت شبكه هاي قدرت،ترانسفورماتورها و ساير تجهيزات الكتريكي،در مقابل اضافه ولتاژهاي ناشي از سويچينگ و رعد و برق و… استفاده از وسايل حفاظتي مي باشد.

وظيفه اين وسايل محدود كردن و كنترل اضافه ولتاژهاي فوق و هدايت و انحراف آن به زمين است بنابراين در اين صورت مي توان سطح عايقي تجهيزات را تا حد مناسبي پايين آورد كه از نظر اقتصادي و بهره برداري خيلي مهم است.

يك وسيلة حفاظتي بايد مشخصه هاي زير را داشته باشد:

1.در ولتاژ نامي شبكه هيچ عكس العملي از خود نشان ندهد.

2.در اضافه ولتاژهاي بوجود آمده سريعاً از خود عكس العمل نشان داده و آن را به زمين هدايت كند.

3.ظرفيت عبور موج جريان با دامنه زياد و با مدت زمان معيني را داشته باشد.

4.بعد از هر تخليه الكتريكي،عبور قدرت در فركانس معمولي ادامه نداشته باشد.

5.از نظر اقتصادي و هزينه هاي تعمير و نگهداري و نصب مقرون به صرفه باشد.

برقگير:

وسايل حفاظتي كاملي كه در شبكه هاي قدرت جهت كنترل اضافه ولتاژها مورد استفاده قرار مي گيرد برقگيرها مي باشند.يك برقگير تشكيل شده از: پوشينگ پرسلين كه در داخل آن يك سري فاصلة هوايي بطور سري با ديسكهايي از جنس Silicon قرار گرفته اند.برقگيرهاي فوق بنام Value Type موسومند و بدين گونه عمل مي كنند كه در ولتاژ نامي شبكه هيچ گونه شكست الكتريكي در فواصل هوايي بوجود نيامده و همچنين مقاومت المانهاي غير خطي خيلي بالاست.لذا برقگير هيچ عكس العملي از خود نشان نمي دهد.ولي در زمان بوقوع پيوستن اضافه ولتاژهاي معين در شبكه فواصل هوايي موجود در برقگير اتصالي شده و همچنين مقاومت المانهاي غير خطي شديداً كاهش مي يابد و موج جريان به زمين تخليه مي شود تا زماني كه اضافه ولتاژ كنترل شود.برقگير فوق داراي معايب و محدوديت هايي مي باشند مثلاً وجود فواصل هوايي در طول برقگير باعث عدم توزيع يكنواخت ولتاژ مي شود.مي توان براي رفع عيب آن مقاومت هاي غير خطي را بطور موازي با فواصل هوايي بكار برد.ظرفيت جذب انرژي اين نوع برقگيرها محدود مي باشد.

برقگير ZNO

در اين نوع برقگيرها فواصل هوايي وجود ندارد و برحسب مقدار ولتاژ نامي تعدادي از المانهائي از جنس اكسيد روي با مشخصة مقاومتي كاملاً غير خطي به يكديگر سري مي شوند.در ولتاژ نامي المانها داراي مقاومت خيلي بالا بوده ولي در اضافه ولتاژها ميزان مقاومت آنها سريعاً كاهش مي يابد و جريان به زمين تخليه مي شود تا اضافه ولتاژ بوجود آمده كنترل شود.

مشخصات الكتريكي و فني برقگيرها:

1.ولتاژ نامي:حداگثر ولتاژي كه برقگير بطور دائم مي تواند تحمل كند بدون اينكه صدمه ببيند.

2.ولتاژ باقيمانده:ولتاژي كه بين ترمينالهاي برقگير در زمان تخليه جريان و عمل برقگير بوجود مي آيد كه مي بايد با استفاده از مقاومت هاي كاملاً غير خطي مقدار آن را به حداقل رساند.

3.ولتاژ جرقه:عبارتست از اضافه ولتاژي كه باعث عمل برقگير مي شود.

4.حداكثر جريان تخليه:حداكثر جرياني كه برقگير مي تواند بدون خسارت ديدن و يا تغيير مشخصات فني از خود عبور دهد.

5.ظرفيت انرژي ورودي:ماكزيمم انرژي مجازي كه برقگير مي توند در طراحي يك زمان مشخص جذب كند.صرف نظر از ساختمان داخلي برقگيرها به سه دسته تقسيم مي شوند.

1.برقگير تيپ پست

2.برقگير تيپ خط

3.برقگير تيپ توزيع

ترانسفورماتور

انرژي الكتريكي توليد شده به وسيلة نيروگاههاي حرارتي و آبي معمولاً از مراكز صنعتي و مصرف كننده ها فاصله زيادي دارند.اين انرژي بواسطة محدوديت هاي موجود در ساخت واحدهاي توليد كننده،در ولتاژهاي پايين نظير 6 و 11 و 21 و قدرت هاي بالا توليد مي شود.انتقال اين قدرتها تحت ولتاژهاي پايين با وجود فاصله زياد بين توليد كننده ها و مصرف كننده ها باعث افت ولتاژهاي زياد و توان خواهد شد.لذا به مبدلهايي براي تبديل ولتاژهاي پايين به ولتاژ بالا براي كاهش تلفات و انتقال آن به نقاط دوردست نياز است.همچنين ولتاژهاي بالاي انتقال داده شده براي استفاده مصرف كننده ها در مراكز صنعتي و شهرها مناسب نيست،لذا در اين گونه مناطق احتياج به مبدلهاي كاهندة ولتاژ مي باشد.اين مبدلها را ترانسفورماتور قدرت مي نامند كه بصورت دو سيم يا سه سيم پيچيده مي باشند.

در مورد پستهاي دو سطح ولتاژ از يك ترانس دو سيم پيچه براي كاهش يا افزايش ولتاژ استفاده مي گردد ولي در مورد پستهايي با سه سطح ولتاژ بايد بررسي هاي مناسب نظير محاسبات اقتصادي،ميزان استقلال در تغذيه هر يك از شبكه هاي ثانويه،نوع ترانسفورماتور و رابطة برداري بين شبكه ها صورت گيرد كه آيا از يك ترانس سه سيم پيچه استفاده شود يا از ترانس دو سيم پيچه.

ترانسفورماتورهاي اندازه گيري:

در پستهاي فشار قوي جريان عبوري و ولتاژ قرار گرفته روي تجهيزات كميتهاي بالايي هستند.كنترل سيستم هاي قدرت و حفاظت قسمت هاي مختلف آن و تداوم پايداري شبكه بايد توسط اندازه گيري كميات بالا و زير نظر داشتن آنها انجام گيرد.از آنجايي كه مقادير جريان و ولتاژ در سطوح بالايي هستند نمي توان آنها را مستقيماً وارد دستگاههاي اندازه گيري و حفاظتي نمود زيرا اين دستگاهها به جهت داشتن حساسيت و قابل دسترس بودن در ابعاد كوچك ساخته مي شوند و تحمل جريان هاي بالا و ولتاژهاي قوي را ندارند.پس لازم است مبدلهايي جهت كاهش جريان و ولتاژ بكار رود كه از ترانسهاي جريان و ولتاژ استفاده مي شود.

ترانس جريان:

ترانسفورماتورهاي جريان از دو سيم پيچ اوليه و ثانويه تشكيل شده كه جريان نامي شبكه از اوليه آن عبور كرده و متناسب با اين جريان،جريان كمي نيز در مدار ثانويه جاري مي گردد.سيم پيچ اوليه يك CT بطور سري با مدار قدرت قرار مي گيرد و در مقايسه با آن داراي امپدانس ناچيزي مي باشد بنابراين جريان سيستم كلاً توسط امپدانس مدار قدرت كنترل مي شود شكل زير مدار معادل يك CT را در حالي كه مقادير اوليه آن به طرف ثانويه منتقل شده است نشان مي دهد.

ترانسفورماتور جريان تقريباً در حالت اتصال كوتاه كار مي كند زيرا ثانويه آن به مقاومت كمي وصل مي شود.ترانسفورماتور جريان براي فركانس مشخصي محاسبه و ساخته مي شود ولي تغييرات جزيي فركانس شبكه روي آن بي اثر است.

ترانسفورماتور ولتاژ

همان طور كه در بحث مربوط به CT بحث شد جهت تغذيه رله هاي حفاظتي و دستگاههاي اندازه گيري و جدا كردن قسمت فشار قوي از فشار ضعيف و پاراكل كردن دو سيستم جدا از هم احتياج به در دست داشتن ولتاژ شبكه مي باشد براي اين كار از ترانس ولتاژ استفاده مي شود.

اين ترانس مانند ترانس قدرت داراي يك هسته مغناطيسي،دو سيم پيچي كه يكي به عنوان اوليه و ديگري به عنوان ثانويه است مدار معادل يك V.T مطابق شكل زير مي باشد كه در اين مدار كميتهاي اوليه بطرف ثانويه منتقل شده اند.

حفاظت خطوط انتقال انرژي:

خطوط فشار قوي باعث انتقال انرژي از يك نقطه به نقطه ديگر مي شود. مثلاً جهت انتقال انرژي از يك نيروگاه به مناطق قابل مصرف از يك پست انتقال به پستهاي توزيع خطوط انتقال به پستهاي توزيع خطوط انتقال فشار قوي نقش بسزايي دارند.تداوم بار و پايداري در تغذية مصرف كننده ها از مواردي است كه بايد به آنها توجه خاص مبذول داشت.

خطوط انتقال انرژي هميشه در معرض عواملي ناخواسته هستند كه ممكن است بدان دچار گردند.اين عوامل عبارتند از:

رعد و برق،اتصال فاز يا فازها به زمين و به همديگر و در اثر عوامل طبيعي نظير درختان و پرندگان كه باعث ايجاد اضافه ولتاژ ناخواسته و جريان هاي خيلي بالا مي شوند.ايجاد اضافه ولتاژ و جريان هاي زياد باعث صدمات زيادي به شبكه مي شود و نتيجه اينكه قسمتي از مشتركين ممكن است مدت زمان طولاني نتوانند تغذيه گردند و ديگر اينكه به خود سيستم لطمات زيادي نظير از بين رفتن تجهيزات و غيره وارد آورد.در هر دو صورت هزينه هاي اقتصادي ناخواسته گريبانگير مؤسسات ذينفع مي گردد.جهت جلوگيري از لطمات ذكر شده مي بايد يك سيستم حفاظتي خوب طراحي نمود.كه اولاً تا سر حد امكان از وقوع خطا جلوگيري كرده و ثانياً در صورت وقوع عيب سريعاً قسمت معيوب را از مدار خارج نموده تا صدمات وارد حداقل باشد.

حفاظت خطوط فشار قوي در برابر اضافه ولتاژها توسط بكار بردن سيم هاي گارد و انتخاب صحيح زنجير و برقگيرهاي شاخكي و رله هاي اضافه ولتاژ تأمين مي شود.

براي حفاظت شبكه در مقابل جريان اتصال كوتاه و تعيين محل آن از روشهاي زير استفاده مي گردد:

1. حفاظت توسط رله جريان زياد زماني

2.حفاظت توسط فيوز كه فقط در ولتاژهاي كم و متوسط كاربرد دارد.

3.حفاظت توسط رله جريان زياد جهت دار

4.حفاظت توسط ديستانس

5.حفاظت توسط رله ديفرانسيل

از آنجايي كه حفاظت خطوط با فشار بالاتر از حد مورد نظر است و فيوز نمي تواند نقشي در اين شبكه ها داشته باشد از آن صرف نظر مي گردد و بخاطر فاصلة زياد استفاده از رله ديفرانسيل چون از آن چنان حساسيتي كه مورد نظر است برخوردار نيست نيز صرف نظر مي شود رله جريان زياد يك رله الكتريكي است كه بر اساس جريان اتصال كوتاه عمل مي نمايد.

اين رله از لحاظ ساختماني بصورت هاي چكشي،گردان،كششي و استاتيكي (الكتريكي) وجود دارد.در تأسيسات و تجهيزات مدرن ساختمان رله هاي جريان زياد از نوع استاتيكي مي باشد.

1.رله هاي جرياني با زمان معين Difinit Time Current Realy

در مدارات شعاعي و يا حلقوي كه چندين قسمت خط بصورت سري قرار دارند اختلافي بين جريان خط در انتهاي يك قسمت و ابتداي قسمت بعدي وجود ندارد.لذا لازم است كه تشخيص محل خطا توسط زمان،با افزودن تنظيمات زماني بطرف منبع قدرت انجام شود.همان طور كه در شكل زير مشاهده مي شود زمان قطع براي يك اتصال نزديك منبع قدرت ممكن است خيلي زياد شود واضح است كه اين حالت مناسب نيست زيرا جريان اتصال كوتاه در نزديكي منبع بسيار زياد ولي زمان عملكرد آن خيلي كند است.و منحني جريان / زمان اين نوع رله ها مطابق شكل 1 مي باشد.

2.رله ها با مشخصه هاي معكوس جريان/زمان يا رله ها معكوس زماني

منحني مشخصه اينگونه رله ها طوري است كه با افزايش جريان اتصال كوتاه زمان عملكرد آن كم مي شود رله هاي اندوكسيوني نوع ديسكي داراي چنين مشخصه اي مي باشد.(شكل 2)

3.رله هاي جريان زياد با قطع فوري:

روش ديگر كاهش زمان قطع خطاهاي نزديك پست استفاده از رله هاي جريان زياد با قطع فوري و تنظيم زياد مي باشد كه كل زمان قطع را به حداقل كاهش مي دهد رله هاي زمان معكوس را معمولاً پس از رسيدن به حد معيني از جريان مي توان طوري طراحي نمود كه بطور لحظه اي عمل نمايند،يعني پس از رسيدن به مقدار مشخصي از جريان اتصال كوتاه آن فرمان قطع را صادر نمايند.

رله ديستانس:

يك رله حفاظتي است كه در زمان قطع آن تابع مقاومت طول سيم مي باشد همان طور كه مي دانيم هرچه محل اتصالي از رله دورتر باشد مقاومت ظاهري قطعه سيم بين محل اتصالي تا رله بزرگتر شده و در نتيجه مقاومت اهمي و غير اهمي آن نيز بزرگتر مي گردد.

با استفاده از رله ديستانس به عنوان رله حفاظتي در سراسر خطوط انتقال انرژي عملاً مشكل حفاظت موضعي و تنظيم جهش زماني رله هاي پي در پي نيز برطرف مي شود.

رله ديستانس خود از چند عضو تشكيل شده كه با هماهنگي اين اعضا مي تواند عمل حفاظت را بطور صحيح انجام دهد مهمترين آنها عبارتند از:

1.عضور تحريك كننده،در رله ديستانس معمولاً از دو نوع محرك استفاده مي شود.

الف:محرك جرياني:كه عبارتست از يك رله جريان زياد كه براي 1 تا 9/0 برابر جريان نامي ترانسفورماتور جريان قابل تنظيم است.

ب:محرك امپدانس كم:تحريك كنندة امپدانس كم نسبت V/I را سنجيده و بلافاصله عمل مي كند.

2.عضو سنجش رله ديستانس عضوي است كه با استفاده از عضوتحريك كننده و با اندازه گيري R و X محل خطا را سنجيده و به Zone مربوطه فرمان مي دهد.

3.عضو جهت ياب:اين عضو از قطع بي موقع كليدها جلوگيري مي كند.

حفاظت جريان زياد جهت دار:

براي شبكه هايي كه از دو طرف تغذيه مي شوند به علت اينكه محل اتصالي از دو طرف تغذيه مي شود رله جريان زياد زماني به تنهايي نمي تواند حفاظت صحيح را انجام دهد.براي چنين شبكه هايي از رله جريان زياد جهت دار استفاده مي شود.بدين معني كه براي فرمان قطع كليد از عوامل جريان فرمان و جهت انتقال نيرو متفتاً استفاده مي شود.

رله هاي جهت دار براي خطاهاي زمين

با اينكه رله جهت ياب در هر دو حالت (اتصال كوتاه و يا اتصال زمين) جهت جريان يا جهت توان سنجيده و مشخص مي كند ، ولي شرايط كاري رله براي اين دو حالت بكلي با هم متفاوت است.زيرا در محل اتصال كوتاه ولتاژ حدوداً صفر و جريان بسيار زياد است.لذا نزديكترين رله به محل اتصال كوتاه داراي ولتاژ كم و جريان زياد مي باشد در صورتي كه برعكس در موقع اتصال به زمين شدن شبكه رله داراي ولتاژي بيشتر از ولتاژ نامي شبكه و جرياني معادل مجموع جريان شبكه مي باشد بطوري كه در شبكه اگر مركز ستارة شبكه بر روي اندوكتيويته زمين شده باشد اين جريان خيلي كوچك خواهد بود.در اين صورت نزديكترين رله به محل اتصال زمين داراي جريان كم و ولتاژ زياد مي باشد.

در خطاهاي تكفاز به زمين در هر فازي كه باشد يك مقدار مؤلفة صفر جريان ولتاژ ايجاد مي گردد كه اختلاف فاز يكساني نيز دارند بدين ترتيب يك رله جريان زياد جهت دار براي خطاهاي زمين كافي است كه توسط مدار باقي مانده CT ها و PT ها تغذيه شود.

رله ولتاژ كم: Under Voltage Relay

در شبكه ها و مدارات الكترونيكي اغلب افت ولتاژهائي بوجود مي آيد كه براي تجهيزات الكتريكي زيان آور است و دستگاهها در اين موارد بايد حفاظت شوند.رله افت ولتاژ شبيه رله جرياني است و تنها تفاوت آن در اين است كه رله جريان زياد داراي سيم پيچي كلفت و تعداد حلقه هاي كم است ولي رله ولتاژي داراي سيم پيچ نازك و تعداد حلقه هاي زياد مي باشد.رله افت ولتاژ به دو صورت رله افت ولتاژ تأخيري و رله افت ولتاژ زماني طراحي مي شود.

1.رله افت ولتاژ تأخيري:

اين رله ولتاژي است كه زمان قطع آن تابع اختلاف سطح الكتريكي مي باشد و هرچه افت ولتاژ بيشتر باشد زمان قطع كوتاهتر مي گردد.رله افت با يك تأخير زماني فرمان قطع مدار را مي دهد و اگر زمان تأخير سپري نشده باشد و ولتاژ به حد نرمال برسد از دادن فرمان خودداري مي كند.

2.رله افت ولتاژ زماني:

اصول كار اين رله شبيه رله افت ولتاژ تأخيري است با اين تفاوت كه اين مدار به يك عضو زماني نيز مجهز مي باشد.

رلة اضافه ولتاژ:

رله فوق به منظور آزمايش تجهيزات،مدارات حفاظتي تنظيم كننده هاي ولتاژ،آزمايش ترانسفورماتورها،يكسو كننده ها،كنترل كننده ها و غيره بكار مي رود.

طرز كار آن بدين صورت است كه:

ولتاژ 100 و 200 بوسيله ترانسفورماتور تبديل به ولتاژ كوچكتر گرديده و بوسيله يكسو كنندة پل ، يكسو مي شود.اين ولتاژ يكسو شده به دو مقايسه كنندة ولتاژ اندازه گيري K1 و K2 مي رسد.چنانچه سطح ولتاژ از ولتاژ تنظيم بيشتر باشد.مقايسه كنندة K1 عمل نموده و با در نظر گرفتن زمان T،تريگر،سيگنال S كه بيان كنندة اولين مرحله حفاظت است،روشن مي شود.

و چنانچه ولتاژ به مقدار تنظيمي نرسيده،واحد قطع كنندة I1 عمل مي كند و مرحلة دوم حفاظت با قطع كليد انجام مي گيرد.

چنانچه ولتاژ از سطح تنظيمي براي مقايسه كنندة K2 بيشتر شود واحد تريگر قطع كنندة I2 عمل كرده و فرمان قطع را صادر مي كند براي هر مرحله قطع سيگنالي روشن مي شود.مي توان عمل Reset را براي هر دو فرمان K1 و K2 انجام داد.

سيستم حفاظتي خطاي عملكرد كليد:

در مواقعي كه خطا اتفاق مي افتد و يكي از حفاظتهاي پست عمل مي كند گاهي اوقات ممكن است كليد مربوطه به هر علتي ، از قبل پايين بودن فشار روغن،گاز و يا خرابي مكانيزم قطع و وصل و غيره فرمان قطع نگيرد و باز نشود براي پيشگيري از اين موضوع سيستم حفاظتي انجام شده و كليدهاي ديگري بلافاصله باز مي شوند تا قسمت خطا از سيستم ايزوله گردد.پس هر حفاظتي كه تعبيه گردد بايد در صورت عمل نكردن يكي از كليدها،كليدهاي خاص ديگري را باز نمايد.

رله وصل مجدد خودكار Auto Reclosing Relay

اكثر اتصال كوتاههايي كه بر روي خطوط انتقال بوجود مي آيد گذرا بوده و پس از مدت كوتاهي از بين مي روند بنابراين قطع نمودن اين خطوط بطور كامل لازم نبوده و بهتر است فرصت دوباره اي به سيستم داده شود.وصل مجدد سيستمي است كه پس از وقوع خطا و باز شدن كليد مربوطه پس از طي مدت كوتاهي كليد را بسته و اگر باز هم خطا بر روي خط بود آنگاه دوباره فرمان باز شدن به كليد داده مي شود.

اين رله هم يك فاز و هم سه فاز مي تواند عمل خود را انجام دهد.رله هاي وصل مجدد داراي دو زمان مي باشند.

1.زمان مرده:زماني كه اتصالي تكفاز با زمين رخ مي دهد كليد مربوطه به آن فاز محل اتصال را از مدار خارج مي كند.در حين قطع شدن كليد مربوطه فرمان وصل به رله Reclose داده مي شود تا اگر احياناً اتصال كوتاه گذرا بوده باشد قسمت از مدار خارج شده وارد مدار گردد زماني طول خواهد كشيد تا فرمان وصل توسط رله وصل مجدد صادر شود اين زمان مربوط به زمان عملكرد كليد،مدت زمان خاموش شدن جرقه كه حدود 2 تا 3 سيكل طول مي كشد.خنك شدن روغن،زمان شارژ شدن فنرهاي مكانيزم عمل كنندة كليدها مي باشد.كل اين مدت زمان بين 1 تا 5/1 ثانيه طول مي كشد و پس از اين مدت زمان است كه وصل مجدد توسط رله Reclose داده مي شود.اين زمان را زمان مرده نامند.

2.زمان فرمان قطع مجدد:

پس از زمان مرده فرمان وصل توسط Reclose داده مي شود.حال اگر اتصالي برطرف شده باشد كليد بصورت وصل باقي مي ماند و اما اگر اتصالي برطرف نشده باشد پس از يك زمان مشخص كه اين زمان را بر زمان جابجاي روغن در كليد،خارج شدن هواي يونيزاسيون محيط اتصالي و خنك شدن محفظة آرك مي باشد رله ديستانس فرمان قطعي سه پل كليد را مي دهد.زمان فوق بين 1 إلي 3 ثانيه طول مي كشد در اين حالت رله وصل مجدد قفل مي شود.بايد توجه داشت كه اگر در اين مدت اتصالي قبلي برطرف شده باشند و يك اتصالي جديد رخ داده باشد باز هم رله ديستانس فرمان قطع سه پل كليد را مي دهد ولي اگر اتصالي جديد بعد از زمان Reclose باشد عمل وصل مجدد بار ديگر انجام مي گيرد.

حفاظت ترانسفورماتور:

براي اينكه به بررسي حفاظت ترانسفورماتور بپردازيم بد نيست كه موارد زير را در نظر بگيريم:

1.ترانسفورماتورهاي انتقال داراي دو نوع حفاظت بوده كه عبارتند از:

الف:حفاظتهاي نصب شده روي بدنه ترانسفورماتور كه اصولاً حفاظت كنندة اتصالهاي داخلي ترانس بوده كه ناشي از اضافه حرارت و يا ايجاد گاز مي باشد كه اين رله ها عبارتند از رله هاي بوخهلتس،رله درجه حرارت سيم پيچ و رله درجه حرارت روغن كه اصولاً اين نوع حفاظتها پس از مقدار مشخص عمل مي كنند.