در این مقاله سعی داریم در مورد شبکه توزیع برق صحبت کنیم، سیستم توزیع الکتریکی در ادامه توضیح داده می شود، چند مدل شبکه توزیع برق را خواهیم شناخت. وظیفه اصلی سیستم توزیع نیروی برق در یک ساختمان یا تأسیسات دریافت برق در یک یا چند نقطه تغذیه و رساندن آن به روشنایی، آسانسورها، چیلرها، موتورها و سایر بارهای الکتریکی است. بهترین سیستم توزیع، سیستمی است که به طور مقرون به صرفه و ایمن، خدمات الکتریکی کافی را هم برای بارهای احتمالی فعلی و هم در آینده تامین کند. انتخاب یک چیدمان سیستم تاثیر عمیقی بر قابلیت اطمینان و قابلیت نگهداری سیستم الکتریکی دارد. چهار آرایش مدار اصلی برای توزیع نیروی الکتریکی استفاده می شود. آنها ترتیبات مدار شبکه شعاعی، انتخابی اولیه، انتخابی ثانویه و ثانویه هستند. چندین سیستم توزیع برق رایج در زیر مورد بحث قرار گرفته است. برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم معمولاً لازم است دو یا چند مورد از این ترتیبات را ترکیب کرد.
سیستم شعاعی
در شبکه توزیع برق به اولین مورد می پردازیم، سیستم شعاعی ساده ترین آرایش توزیع الکتریکی و کم هزینه ترین از نظر هزینه اولیه تجهیزات است. همچنین کماعتمادترین ترتیبی است که فقط از یک منبع کاربردی استفاده میکند. سیستم شعاعی ساده معمولی برق را در ولتاژ منبع تغذیه برق در یک پست واحد دریافت می کند و ولتاژ را تا سطح بهره برداری پایین می آورد. از دست دادن منبع برق، ترانسفورماتور یا تجهیزات سرویس یا توزیع منجر به از دست دادن سرویس می شود. علاوه بر این، بارها باید به منظور انجام تعمیر و نگهداری در سیستم خاموش شوند. این چیدمان بیشتر در مواردی استفاده می شود که نیاز به هزینه اولیه کم، سادگی و صرفه جویی در فضا بر نیاز به قابلیت اطمینان افزایش یافته باشد. تجهیزات معمولی در شبکه توزیع برق برای این چیدمان سیستم، یک پست تک واحدی متشکل از یک کلید اولیه ذوب شده، یک ترانسفورماتور با اندازه کافی برای تامین بارها و یک تابلو برق فشار ضعیف است.
سیستم شعاعی گسترش یافته
مورد بعدی در شبکه توزیع برق، یکی از مزایای اصلی سیستم شعاعی ساده این است که به راحتی می توان آن را با گنجاندن ترانسفورماتورهای اضافی گسترش داد. قابلیت اطمینان با تعداد بیشتر پستها افزایش مییابد زیرا از دست دادن یک ترانسفورماتور منجر به از دست دادن سرویس برای همه بارها نمیشود. برای به حداقل رساندن افت ولتاژ، ترانسفورماتورهای اضافی را می توان نزدیک به مرکز هر گروه از بارها قرار داد. اگر از دست دادن یک ترانسفورماتور یا فیدر نتواند منجر به از دست رفتن سرویس بخشی از تأسیسات شود، به ترتیب سیستم قابل اطمینان تری نیاز است.
سیستم شعاعی با انتخاب اولیه
هنگامی که در شبکه توزیع برق، دو منبع ابزار در دسترس هستند، سیستم های شعاعی با انتخاب اولیه تقریباً همان مزیت های اقتصادی سیستم شعاعی ساده را با قابلیت اطمینان بیشتر فراهم می کنند زیرا خرابی یک منبع ابزار منجر به از دست دادن کل خدمات نمی شود.
یک قطع کوتاه بین از دست دادن منبع اصلی و جابجایی به منبع جایگزین رخ می دهد، مگر اینکه منابع برق موازی باشند. از دست دادن ترانسفورماتور یا تجهیزات توزیع همچنان منجر به از دست دادن خدمات می شود. یک طرح انتقال خودکار در شبکه توزیع برق ممکن است بین دو منبع اصلی برای جابجایی خودکار از یک منبع ابزار ناموفق به یک منبع موجود استفاده شود. تعمیر و نگهداری در سیستم اولیه مستلزم خاموش شدن همه بارها است.
سیستم شعاعی ساده اولیه و ثانویه
در شبکه توزیع برق، یک شکل بهبود یافته از سیستم شعاعی ساده معمولی توان را در یک ولتاژ اولیه توزیع می کند. ولتاژ به سطح استفاده در چندین ناحیه بار، معمولاً از طریق ترانسفورماتورهای پست واحد ثانویه کاهش می یابد. هر پست واحد ثانویه یک واحد مونتاژ شده متشکل از یک ترانسفورماتور، یک کلید فیوز شده اولیه متصل به هم و تابلو برق یا تابلو برق فشار ضعیف است. مدارهایی که از کلیدهای مدار یا کلیدهای فیوز شده به هر بار تغذیه می شوند. یک خطا در مدار تغذیه اولیه یا یک ترانسفورماتور باعث قطع شدن تنها آن دسته از بارهای ثانویه می شود که توسط آن فیدر یا ترانسفورماتور ارائه می شود. در مورد خطای اصلی اتوبوس اصلی یا قطعی سرویس برق، سرویس به همه بارها قطع می شود تا زمانی که مشکل برطرف شود. از آنجایی که برق در نواحی بار با ولتاژ اولیه در شبکه توزیع برق، توزیع میشود، تلفات کاهش مییابد، تنظیم ولتاژ بهبود مییابد و در بسیاری از موارد وظیفه وقفه تحمیلشده بر مدار شکنهای بار کاهش مییابد.
سیستم حلقه اولیه
این آرایش توزیع شامل یک یا چند حلقه اولیه با دو یا چند ترانسفورماتور متصل به حلقه است. این سیستم در شبکه توزیع برق، معمولاً زمانی مؤثرتر است که دو سرویس از ابزار در دسترس باشد.
این آرایش توزیع شامل یک یا چند حلقه اولیه با دو یا چند ترانسفورماتور متصل به حلقه است. این سیستم در شبکه توزیع برق، معمولاً زمانی مؤثرتر است که دو سرویس از ابزار در دسترس باشد.
مزیت اصلی سیستم حلقه نسبت به آرایش شعاعی این است که خرابی یک ترانسفورماتور یا کابل فیدر باعث از دست رفتن سرویس یک قسمت از تاسیسات نمی شود و می توان یک کابل فیدر را بدون از دست دادن سرویس نگهداری کرد. هر حلقه اولیه به گونه ای عمل می کند که یکی از کلیدهای بخش بندی حلقه باز نگه داشته می شود تا از عملکرد موازی منابع جلوگیری شود. قطع شدن قسمتی از سیستم پس از خرابی کابل فیدر تا زمانی که حلقه برای جبران از دست دادن کابل تغییر داده شود، تجربه خواهد شد. با استفاده از کلیدهای مقطعی مناسب، می توان هر بخش از هادی های حلقه را از بقیه سیستم شبکه توزیع برق جدا کرد. معمولاً برای جلوگیری از بسته شدن همه دستگاههای قطعهسازی در حلقه، از یک طرح قفلکننده کلید استفاده میشود.
سیستم انتخابی ثانویه
روش دیگری که به یک شبکه توزیع برق اجازه می دهد پس از خرابی یک جزء در خدمت بماند، سیستم انتخابی ثانویه است. در این سیستم، هر ترانسفورماتور ثانویه در یک آرایش پست واحد دو سر معمولی متصل می شود. دو قطع کننده مدار اصلی ثانویه و قطع کننده اتصال ثانویه هر پست واحد به صورت مکانیکی یا الکتریکی به هم متصل می شوند تا از عملکرد موازی جلوگیری کنند. در صورتی که ولتاژ منبع ثانویه از یک طرف از بین برود، ممکن است از انتقال دستی یا خودکار برای انتقال بارها به طرف دیگر استفاده شود، بنابراین برق به تمام بارهای ثانویه باز می گردد.
سیستم انتخابی اولیه
اگر در سیستم انتخابی ثانویه از یک منبع اولیه استفاده شود، از دست دادن ولتاژ در آن منبع منجر به از بین رفتن کامل سیستم می شود. برای اطمینان بیشتر، منابع تکراری از نقطه منبع تغذیه با استفاده از دو قطع کننده مدار اصلی و یک قطع کننده اتصال اولیه توصیه می شود.
در یک سیستم انتخابی اولیه، دو شکن اصلی و قطع کننده اتصال اولیه مجدداً به صورت مکانیکی یا الکتریکی به هم متصل می شوند تا از عملکرد موازی جلوگیری کنند. در صورت از دست دادن منبع ولتاژ اولیه از یک طرف، انتقال دستی یا خودکار ممکن است برای بازگرداندن برق به تمام بارهای اولیه استفاده شود. تابلو برق با روکش فلزی به دلیل محدودیت های کلیدهای قطع کننده بار محصور شده با فلز، بیشتر با این نوع آرایش استفاده می شود. سیستم های شعاعی یا انتخابی ثانویه در شبکه توزیع برق را می توان با آرایش انتخابی اولیه برای ایجاد یک سیستم ترکیبی ترکیب کرد.
سیستم های ترکیبی
ترتیبات سیستمی که در بالا مورد بحث قرار گرفت، بلوک های ساختمانی اصلی توپولوژی های شبکه توزیع برق هستند، اما به ندرت به تنهایی برای یک سیستم معین استفاده می شوند. برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم معمولاً ترکیب دو یا چند ترتیب ضروری است. با افزایش قابلیت اطمینان، پیچیدگی و هزینه نیز افزایش می یابد. ملاحظات اقتصادی معمولاً تعیین میکنند که چگونه میتوان از یک آرایش سیستم استفاده کرد، که تأثیر زیادی بر میزان قابل اعتماد بودن سیستم خواهد داشت.
منبع