گزارش کارآموزی بررسی پست ۲۳۰ کیلو ولت نیروگاه

سال‌ها پیش یعنی در سال‌های آغازین استفاده از انرژی الکتریکی, انتقال توان با همان ولتاژمصرف کننده‌ها انجام می‌گرفت و این به دلیل استفاده از توان الکتریکی به صورت DC بود, چراکه در آن زمان هیچ راهی برای افزایش ولتاژ DC وجود نداشت و از آنجا که انواع مختلف مصرف کنندهها مثل لامپها یا موتورها نیازمند ولتاژهای مختلفی بودند برای هر یک باید از ژنراتوری جداگانه استفاده میشد که این خود امکان استفاده از یک شبکه بزرگ برای تغذیه کلیه مصرف کننده‌ها را از بین می‌برد.

با استفاده از ترانسفورماتور امکان اتصال مولدها به خطوط انتقال ولتاژ بالا و همچنین امکان اتصال خطوط ولتاژ بالا به شبکههای محلی توزیع فراهم شد و با انتخاب فرکانسی مناسب امکان تغذیه انواع بارها از جمله روشناییها و موتورها ایجاد شد. مبدل‌های گردان و بعدها لامپهای قوس جیوه و دیگر یکسو کنندههای جریان امکان اتصال مصرف کنندههای DC را با استفاده از یک نوع یکسو ساز به شبکه مهیا می‌ساختند. حتی مصرف کنندههای با فرکانسهای متفاوت هم میتوانستند با استفاده از مبدل‌های گردان به شبکه متصل شوند. با استفاده از نیروگاههای متمرکز برای تولید برق همچنین امکان صرفهجویی به وسیله تولید انبوه فراهم شد و ضریب بار در هر نیروگاه امکان تولید با راندمان بالاتر را نیز ایجاد کرد, به طوریکه امکان استفاده از برق با قیمت کمتری برای مصرف کنندهها فراهم شد. بدین ترتیب امکان به وجود آمدن یک شبکه بزرگ برای تغذیه انواع مختلفی از مصرف کننده‌ها پدید آمد.

با استفاده از نیروگاههای چند برابر بزرگ‌تر که به منطقه بزرگی اتصال داده شده بودند, قیمت تمام شده تولید برق کاهش یافت و امکان استفاده از نیروگاههای با راندمان بالاتر فراهم شد که میتوانستند بارهای مختلف را تغذیه کنند. همچنین بدین ترتیب ثبات تولید برق افزایش پیدا کرد و هزینه سرمایه گذاری در این بخش کاهش یافت و در نهایت امکان استفاده از منابع انرژی دور افتاده مثل نیروگاههای هیدروالکتریک و یا زغال سنگ معادن دور دست, بدون نیاز به پرداخت هزینه حمل و نقل سوختها,فراهم گردید.

شتاب بالای صنعتی شدن در قرن بیستم به سرعت انرژی الکتریکی را به یکی از زیر بناهای مهم اقتصادی در کشورهای صنعتی بدل ساخت. بدین گونه ژنراتورهای محلی و شبکه‌های کوچک توزیع به سرعت جای خود را به شبکه‌های بزرگ تولید و انتقال انرژی دادند. با آغاز جنگ جهانی اول به شتاب این تغییرات افزوده شده و دولت‌ها به سرعت شروع به ساخت نیروگاه‌های بزرگ برای تولید انرژی الکتریکی مورد نیاز در کارخانه‌های اسلحه سازی کردند. بعدها از این نیروگاه‌ها برای تغذیه مصرف کننده‌های شهری استفاده شد.

انتقال انرژی الکتریکی

فرآیند جابجایی توان الکتریکی را انتقال انرژی الکتریکی گویند. در شبکه های برق رسانی برای انتقال انرژی تولیدی نیروگاهها به مراکز مصرف ،ایجاد ارتباط بین استانها ومراکز مهم مصرف باهدف افزایش قابلیت اطمینان برق رسانی ,از خطوط انتقال نیرو استفاده می شود.

 این فرآیند معمولاً شامل انتقال انرژی الکتریکی از مولد یا تولید کننده به پستهای توزیع نزدیک شهرها یا مراکز تجمع صنایع است و از این پس یعنی تحویل انرژی الکتریکی به مصرف کننده‌ها در محدوده توزیع انرژی الکتریکی قرار می گیرد .

خطوط انتقال را می توان برای انتقال اطلاعات هم مورد استفاده قرار داد، که حامل خط برق یاPLC خوانده می شوند و به دو نوع زمینی و هوایی تقسیم می گردند. انتقال انرژی الکتریکی به ما اجازه میدهد تا به راحتی و بدون پرداخت هزینه حمل سوختها و همچنین جدای از آلودگی تولید شده از سوختن سوختها در نیروگاه, از انرژی الکتریکی استفاده کنیم. حال آنکه در بسیاری موارد  انتقال منابع انرژی مانند باد یا آب سدها غیر ممکن است و تنها راه ممکن ,انتقال انرژی الکتریکی است.

به علت زیاد بودن میزان توان مورد بحث, ترانسفورماتورها معمولاً در ولتاژهای بالایی کار میکنند(۱۱۰ کیلوولت یا بیشتر). انرژی الکتریکی معمولاً در فواصل طولانی به وسیله خطوط هوایی انتقال مییابد. از خطوط زیر زمینی فقط در مناطق پر جمعیت شهری استفاده میشود و این به دلیل هزینه بالای راهاندازی و نگهداری و همچنین تولید توان راکتیو اضافی در این گونه خطوط است.

امروزه خطوط انتقال ولتاژ, بیشتر شامل خطوطی با ولتاژ بالاتر از ۱۱۰ کیلوولت می‌شوند. ولتاژهای کمتر, نظیر ۳۳ یا ۶۶ کیلوولت به ندرت و برای تغذیه بارهای روشنایی در مسیرهای طولانی استفاده می شوند. ولتاژهای کمتر از ۳۳ کیلوولت معمولاً برای توزیع انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از ولتاژهای بیشتر از ۲۳۰ کیلوولت با نام “ولتاژهای بسیار بالا” یا extra high voltage  یاد می‌شود چراکه بیشتر تجهیزات مورد نیاز در این ولتاژها با تجهیزات ولتاژ پایین کاملاً متفاوتند.

یکی از با اهمیت ترین صنایع در جهان امروز صنعت برق است که تمامی صنایع دیگر بدون شک به آن وابسته هستند .شبکه های توزیع و خطوط انتقال برق به مانند شاهرگ های این صنعت حیاتی میباشند که به دو گروه زمینی و هوایی تقسیم می شوند ، متاسفانه در کشور ما تا کنون تحلیلی علمی ، فنی ، اقتصادی  و مقایسه همه جانبه ای درباره این دو نوع خطوط انتقال انرژی الکتریکی انجام نگرفته و همین امر موجب اعمال زیان های فراوانی به سرمایه ملی شده است. در این مقاله به بررسی خطوط انتقال هوایی،زمینی و معایب و مزایای آنها خواهیم پرداخت.

 _خطوط انتقال هوایی

این خطوط که بیش از ۹۷ درصد خطوط انتقال کشور را شامل می شوند از جنس آلومینیوم یا آلیاژی از آلومینیوم  می باشند . علت استفاده از این فلز،سبک و ارزان بودنش نسبت به هادی هایی چون مس است ، البته به علت قابلیت هدایت الکتریکی کمتر آلومینیوم ضخامت آنها را با قرار دادن رشته های موازی همجنس و گاه فولادی در مرکز آن بالا می برند تا از هدایت الکتریکی بیشتری برخوردار گردد . خطوط انتقال هوایی به سهولت قابل نصب و انشعابگیری هستند و به همین جهت دارای هزینه راه اندازی اندکی می باشند . هم چنین دسترسی به این خطوط برای تعمیر و ایجاد تغییرات در آن بسیار ساده می باشد . این نوع خطوط  به علت استفاده از سازه های سیمانی و دیگر سازه های ناخوشایند از لحاظ زیبایی برای مناطق شهری مناسب نیستند . همچنین خطراتی چون طوفان و رعدوبرق همواره برای این خطوط وجود دارند و کلا خطوط هوایی دارای خاموشی بسیار بیشتری به نسبت خطوط زمینی هستند . هم چنین این خطوط از ایمنی کمی به علت لخت بودن سیم ها در اکثر آنها برخوردارند و حفظ نکردن حریم این خطوط به علل مختلف یا برخورد پرندگان با آنها همواره مشکلاتی چون برق گرفتگی یا آتش سوزی را به دنبال داشته است .

_خطوط انتقال زمینی

اولین خطوط انتقال برق که در نیروگاه پرل استریت نیویورک به کار گرفته شدند، خطوط زمینی بودند . اما کم کم جای خود را به خطوط هوایی دادند .راه اندازی خطوط زمینی انتقال برق، به علت هزینه های فراوان حفاری و ایجاد کانال های زمینی و زیر زمینی بسیار گران تر از راه اندازی خطوط هوایی است و گرفتن انشعاب از این خطوط مستلزم وجود ایستگاه های توزیع ، جعبه های انشعاب و تابلو های برق می باشد . همچنین عیب یابی این خطوط به علت در دسترس نبودن،احتیاج به وسائل مخصوص و گران قیمتی دارد که هزینه های آن را افزایش می دهد . در عوض در خطوط زمینی به ندرت اشکالی به وجود می آید و خاموشی آن به مراتب از خطوط هوایی کمتر است . این خطوط به زیبایی محیط آسیب نمی زنند و چون در دسترس نمی باشند دارای خطرات بسیار کمتری نسبت به خطوط هوایی خواهند بود و چون حریمی برای آنها تعریف نمی شود در اماکن کم عرض و مسکونی بسیار مفید می باشند .