برق به همه نقاط از جمله شهرهای بزرگ و کوچک تا کوه‌ها و بیابان‌ها رسیده است و همه این دسترسی‌ها به لطف شبکه توزیع، خطوط برق و پست‌های برق امکان‌پذیر شده است. خطوط فشار قوی، برق را از یک نیروگاه به شبکه‌ای که برق را به صورت منطقه‌ای توزیع می‌کند، منتقل کرده و در این بخش است که پست برق وارد بازی می‌شود. در جواب به این که پست برق چیست باید گفت به تاسیساتی گفته می‌شود که برای ایجاد سطوح مختلف ولتاژ مناسب برای تولید، تبدیل، تنظیم و توزیع برق طراحی شده است. با ما همراه باشید تا در این مطلب اطلاعات جامع و مفیدی درباره پست برق به شما ارائه کنیم.
پست برق چیست؟
پست برق (Electrical Substation) یک واسطه انتقال نیرو از واحد تولیدکننده برق به مصرف‌کننده است. در تعریف پست‌ها می‌توان آن را واحد اصلی سیستم‌های تولید، انتقال و توزیع دانست که در صورت نیاز، ولتاژ را به سطح بالاتر یا پایین‌تر تغییر می‌دهد. برای درک هر چه بیشتر این که پست برق چیست آشنایی با اجزای تشکیل دهنده آن بسیار مهم است که شامل ترانسفورماتورهای ابزار، ترانسفورماتورهای برق، رله‌ها، بانک‌های خازنی، گیرنده‌های روشنایی، هادی‌ها، عایق‌ها و قطع‌کننده مدار می‌شود.
انواع پست برق و شبکه برق رسانی
آگاهی از انواع پست برق و شبکه برق رسانی یکی از مهم‌ترین قدم‌های شناخت این که پست برق چیست است. در واقع انواع پست برق را می‌توان از جنبه‌های مختلفی چون مقدار ولتاژ، عملکرد و کاربرد، نوع سرویس، مکان قرارگیری و طراحی تقسیم‌بندی کرد که در مورد هر یک در ادامه به اختصار توضیح می‌دهیم.
انواع پست بر اساس کاربرد
پست برق بر اساس کاربرد به سه دسته پست کاهنده، پست افزاینده و پست توزیع تقسیم می‌شود که در ادامه توضیح کوتاهی در مورد هر یک از آن‌ها می‌دهیم.
- پست افزاینده (Step-up Substation): پست افزاینده ولتاژ ژنراتورها (معمولا در نیروگاه‌ها) را افزایش می‌دهد تا الکتریسیته به طور موثری انتقال پیدا کند. به طور کلی پست برق‌های افزاینده به مراکز تولیدی وصل می‌شوند؛ چرا که تولید برق با ولتاژهای پایین صورت می‌گیرد. در نتیجه جهت انتقال برق در مسافت بیشتر باید افزایش پیدا کنند.
پست کاهنده (Step-down Substation) : این تاسیسات ولتاژ خطوط انتقال را به ولتاژی که به عنوان ولتاژ انتقال فرعی شناخته می‌شود، کاهش می‌دهد که گاهی اوقات برای اهداف صنعتی استفاده می‌شود. در غیر این صورت، خروجی به یک پست توزیع هدایت می‌شود. اصولا برای بارهای مختلف نیاز به سطح‌های مختلف انرژی الکتریکی است که به همین دلیل پست‌های کاهنده با مراکز بار در ارتباط هستند. - پست توزیع (Distribution Substation) : پست توزیع به کمک یک ترانسفورماتور می‌تواند ولتاژ انتقال فرعی را به ولتاژی کاهش دهد که نیازهای صنعتی، تجاری و مسکونی را تامین کند. این تاسیسات گاهی در زیر زمین قرار می‌گیرند.
انواع پست بر اساس سرویس
تقسیم بندی پست برق بر اساس سرویس شامل پست مبدل، پست سوییچینگ و پست جمع‌کننده است که خلاصه‌ای از هر یک را در ادامه شرح می‌دهیم. - پست برق مبدل : به پست برق‌هایی که می‌توانند جریان AC را به DC و بالعکس تبدیل کنند و به دلیل تجهیزاتشان، توانایی تغییر فرکانس جریان را دارند؛ پست برق مبدل می‌گویند.
- پست برق سوییچینگ : وظیفه این پست این است که بدون این که تغییر ولتاژی در بین خطوط برق صورت بگیرد خط برق را تغییر دهد. علاوه بر این اگر در بخشی خطایی رخ دهد، آن بخش را جدا می‌کند تا به پایداری شبکه کمک کند.
- پست برق جمع‌کننده : نوع جمع‌کننده تقریبا در بیشتر پروژه‌هایی مانند مناطقی که از انرژی بادی برای تولید الکتریسیته استفاده می‌شود به کار برده می‌شود. در پست برق جمع‌کننده انرژی الکتریسیته از منابع مختلف جمع‌آوری می‌شود و سپس با افزایش ولتاژ به شبکه توزیع انتقال پیدا می‌کند.
بیشتر بخوانید: مدار راه انداز ستاره مثلث چیست؟
انواع پست بر اساس سطوح ولتاژ عملیاتی
دسته‌بندی پست برق بر اساس ولتاژ ممکن است در بعضی مناطق کمی متفاوت باشد که ما یک نوع متداول آن را در ادامه نام می‌بریم.
- فشار قوی (High Voltage): نوع فشار قوی یا HV شامل ولتاژهای ۱۱ تا ۶۶ کیلو ولت می‌شود.
- فشار بالا (Extra-High Voltage): نوع فشار بالا یا EHV شامل ولتاژهای ۱۳۲ تا ۴۰۰ کیلو ولت می‌شود.
- فوق‌العاده بالا (Ultra-High voltage): نوع فوق‌العاده بالا یا UHV شامل ولتاژهای بالاتر از ۴۰۰ کیلو ولت می‌شود.
- جریان مستقیم ولتاژ بالا (DC HV): نوع جریان مستقیم شامل ولتاژهای ۲۵۰ کیلو ولت، ۴۰۰ کیلو ولت و ۵۰۰ کیلو ولت می‌شود.
انواع پست بر اساس مکان و طراحی
پست برق بر اساس محل طراحی می‌تواند در مکان باز، مکان بسته، قطبی و زیرزمینی باشد که به توضیح مختصری در باب هر یک می‌پردازیم.
- در فضای باز (Indoor): پست‌های بیرونی یا پست‌های برقی که در فضای باز هستند و اغلب دارای ولتاژهای 66kV, 132kV, 220kV, 400kV و… هستند.
- در فضای بسته (Outdoor): پست‌های داخلی یا پست‌های برقی که در فضای بسته هستند، دارای ولتاژهای کمتری مانند 11kV, 33kV و… هستند و در زیر یک سقف یا منطقه بسته قرار گرفته‌اند.
تجهیزات پست برق چیست؟
آگاهی از تجهیزات پست برق به شناخت این که پست برق چیست کمک زیادی می‌کند که در ادامه به توضیح کوتاهی از آن‌ها می‌پردازیم.
ترانسفورماتورها
عنصر کلیدی یک پست برق را ترانسفورماتورها تشکیل داده‌اند. آن‌ها عملکرد خود را بر مبنای القا الکترومغناطیس متقابل انجام می‌دهند. بر عکس ماشین‌های الکتریکی که عمل تغییر انرژی را از مکانیکی به الکتریکی و بالعکس انجام می‌دهند، ترانسفورماتورها نوع انرژی را تغییر نمی‌دهند؛ بلکه ولتاز و جریان را با همان فرکانس منتقل می‌کنند. در واقع کار ترانسفورماتور این است که ولتاژ و جریان را از سطحی به سطح دیگر تغییر می‌دهد. در پست سه نوع ترانسفورماتور قدرت، زمین و تغذیه داخلی وجود دارد.
سوییچگیر
سوییچگیر (Switchgear) به به مجموعه‌ای از تجهیزات گفته می‌شود که هدف آن ارتباط بین اجزای فشار قوی و حفاظت از آن‌ها و همچنین کنترل مانیتوریگ است. اجزای سوییچگیر عبارت است از:
- فیدر (Feeder)
- باس بار یا شینه (Bus Bar)
- کلید قدرت یا بریکر (Circuit Breaker)
- کلید جداکننده یا سکسیونر (Disconnect Switch)
- ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری ولتاژ و جریان (Instrument Transformer)
- تله موج (Line Trap)
- برقگیر (Lighting Arrester)
- جبران کننده بار اکتیو
- فونداسیون
نحوه طراحی پست برق چگونه است؟
در جهت هر چه بهتر پاسخ دادن به این که پست برق چیست نحوه طراحی پست برق اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. طراحی پست برق در هشت مرحله انجام می‌شود که به طور خلاصه هر یک را توضیح می‌دهیم.
کارهای ساختمانی
عملیات ساختمانی برای ساخت پست برق در سه قسمت ساخت فوندانسیون تجهیزات محوطه، ساخت فوندانسیون ترانسفورماتور قدرت و دیوار آتش و ساخت فوندانسیون کانال‌های کابلی انجام می‌شود.
نصب سازه‌ها
پس از این که فوندانسیون‌ها اجرا شد، جهت مستقر کردن تجهیزات باید سازه‌ها را نصب کرد. معمولا این سازه‌ها به شکل نبشی یا لتیس‌های گالوانیزه هستند و در همان محل وصل می‌شوند.
نصب جهیزات محوطه
در این مرحله تجهیزات روی سازه‌ها نصب می‌شود.
نصب ترانسفورماتورها
پس از نصب سازه، نوبت ترانسفورماتورهای قدرت است که باید در جای درست نصب شوند.
اجرای زمینی
در این بخش سیم‌های بدون روکش هر سازه و تجهیزات را در دل خاک به شکل یک شبکه توری در فاصله نیم متری زمین قرار می‌دهند و سپس روی آن را باشن‌های بادامی می‌پوشانند.
کابل‌کشی
در این مرحله کابل‌هایی که از کانال‌های کابلی عبور داده شده‌اند به تجهیزات وصل می‌شوند و ارتباط آنان با تابلوهای برق برقرار می‌شود. علاوه بر این اتصال، یک اتصال دیگر به نام ارتباط مداری نیز برقرار می‌شود که در آن تجهیزات با لوله‌ها و سیم‌های آلومینیومی از طریق هوا به یکدیگر وصل می‌شوند.
نصب تابلوهای برق
در این مرحله تابلوهای برق نصب می‌شوند و ارتباط تجهیزات با تابلوها برقرار می‌شود.
تست و راه‌اندازی
به دو دلیل پست‌های برق قبل از راه‌اندازی تست می‌شوند. اول این که تجهیزات برقی گران‌قیمت هستند. دلیل دوم هم برای سلامتی انسان است که مشکلاتی چون برق‌گرفتگی پیش نیاید. به همین دلیل باید از کارکرد درست و دقیق پست برق قبل از شروع کار مطمئن شد.
بیشتر بخوانید: بررسی تفاوت های تابلو برق صنعتی و خانگی
سخن آخر
شاید بتوان گفت پیشرفت تکنولوژی و فناوری‌های مدرن بدون الکتریسیته میسر نبود و می‌دانیم بخش بزرگی از تغییرات دنیای جدید را مدیون آن هستیم. هر چند از ابتدای تولید برق تا به امروز مراحل انتقال برق به مصرف کننده تغییرات زیادی داشته است؛ اما امروزه چند قسمت عنصر حیاتی آن به شمار می‌آیند که یکی از آنان پست برق است. پست برق‌ها با کاهش و افزایش برقی که از نیروگاه رسیده، توزیع متناسب را انجام می‌دهند تا برق در دسترس تمام مصرف‌کنندگان باشد. در این مطلب سعی شد تا اطلاعات کاربردی و مفیدی در راستای شناخت بیشتر پست برق، انواع، اجزاء و طراحی آن ارائه شود.
