header-logo2.png FindHouse

آشنایی با شبکه‌های توزیع (قسمت اول)

آشنایی با شبکه‌های توزیع (قسمت اول)
صنعت برق یکی از حیاتی‌ترین صنایع یک کشور به‌حساب می‌آید. در این میان، شبکه‌های توزیع انرژی الکتریکی، محل تلاقی مشترکین صنعت برق می‌باشد و اشکالات سیستم توزیع در این صنعت، از دید مصرف‌کنندگان، مشکل کلیه صنعت برق قلمداد خواهد شد.

آشنایی با شبکه‌های توزیع (قسمت اول)

توسعه روزافزون، عدم پیش‌بینی صحیح این روند و عقب‌ماندگی تکنولوژی، همواره مشکلاتی را در سیستم توزیع انرژی الکتریکی به همراه داشته است. با توجه به اینکه ۳۵ درصد سرمایه‌گذاری‌های صنعت برق، به بخش توزیع مربوط است و عدم طراحی صحیح، هدایت سیستم بدون برنامه‌ریزی و تعیین اهداف بدون کنترل پروژه‌ها، موجبات اعمال ضرر به سرمایه ملی، اتلاف انرژی وعدم رضایت و بدبینی مشترکین را به دنبال داشته است، بنابراین لزوم آموزش و انتقال دانش، نوآوری، رعایت نکات فنی و استانداردها، نظارت، کنترل و ارزیابی در سیستم‌های توزیع شدیداً احساس می‌شود.

لزوم توجه و آشنایی با توزیع انرژی الکتریکی

با هر قدمی که در زندگی برداشته می‌شود، وابستگی جوامع بشری به منابع انرژی الکتریکی بیشتر احساس می‌شود؛ در این میان، ارتباط بین منبع تغذیه و مصرف‌کنندگان، به نام سیستم توزیع انرژی نقش حیاتی را ایفا می‌کند. این سیستم نه‌تنها ازنظر کمیت توزیع انرژی الکتریکی اهمیت دارد، بلکه ازنظر ارائه و استمرار تأمین برق نیز با استانداردهای معتبر در کیفیت مطلوب موردتوجه قرارگرفته است.

انرژی الکتریکی، در نیروگاه‌های حرارتی توسط سوخت‌های فسیلی، یا پس از صرف هزینه‌های سنگین، با استفاده از پتانسیل آب سدها در توربین‌های آبی تولیدشده از طریق خطوط انتقال انرژی، به مراکز مصرف انتقال می‌یابند. در این مراکز، ایستگاه‌های تبدیل، سطح ولتاژ را کاهش می‌دهند. این ولتاژ متوسط به‌وسیله شبکه‌های توزیع به محل مصرف‌کننده خواهد رسید. در محل مصرفی نیز، به کمک ایستگاه‌های ترانسفورماتوری توزیع، ولتاژ به حد قابل‌استفاده برای مصارف خانگی، صنعتی، تجاری، عمومی، کشاورزی و... تبدیل‌شده و به مصرف می‌رسد.

سیستم‌های قدرت، وظیفه تأمین انرژی الکتریکی را از مرحله تولید تا مصرف به عهده‌دارند. این سیستم‌ها به چهار بخش عمده تولید، انتقال، توزیع و سرویس به مشترکین تقسیم می‌شود. امروزه، با توجه به گستردگی فعالیت‌های چرخه تأمین برق در انواع مراحل «تولید، انتقال، توزیع برق و خدمات بعد از فروش به مشترکین»، لزوم توجه بیشتر و اختصاصی‌تر به هرکدام از این شاخه‌های صنعت برق را جدی‌تر کرده است.

ضرورت آموزش و استفاده از تخصص نیروی انسانی در هر یک از این بخش‌ها، باعث شد تا بر اساس نوع فعالیت آن‌ها، وزارت نیرو به شرکت‌ها و سازمان‌های وابسته تقسیم گردد. که البته به دلیلی تفاوت زیاد این فعالیت‌ها معمولاً هر یک توسط تشکیلات جداگانه‌ای اداره می‌شوند.

در اوایل توسعه استفاده از انرژی برق، سیستم‌های توزیع اغلب جزو نیروگاه‌ها بودند، که با گسترش بهره‌گیری از انرژی الکتریکی، تقاضا از سیستم‌های توزیع نیرو بیشتر و بسیار پیچیده‌تر شد. این سیستم‌ها نه‌تنها مجبور بودند که تعداد زیادی از مصرف‌کنندگان را سرویس بدهند، بلکه باید بارهای انفرادی بزرگ را نیز تغذیه می‌کردند که امروزه، نیاز به نظارت دقیق‌تر و طراحی جامع‌تری را ازلحاظ رعایت افت ولتاژ و کیفیت برق باقابلیت اطمینان بالا در سرویس دهی می‌طلبد. بنابراین «مهندسی توزیع نیرو» به‌طور پیوسته، با پهنه گسترده‌ای از مسائل مواجه است که خود ازنظر اقتصادی، طراحی، مباحث علمی برای ساخت، تعمیر و بهره‌برداری بهینه، به‌صورت یک شاخه علمی درزمینه مهندسی برق تبدیل‌شده است. با گسترش بهره‌برداری از برق، تقاضاهای مصرف‌کنندگان از سیستم های توزیع نیرو نیز بیشتر و بسیار متنوع‌تر شد. این سیستم‌ها نه‌تنها مجبورند که تعداد زیادی  از مصرف‌کنندگان شهری را سرویس بدهند بلکه باید بارهای انفرادی ازجمله صنایع و کارگاه‌های تولیدی، چاه‌های آب کشاورزی، مناطق دوردست روستایی را نیز تحت پوشش نیرورسانی قرار دهند که در این حالت، نیاز به نظارت و رسیدگی دقیق‌تر به سطح تغییرات ولتاژ در انشعابات مشترکین وجود خواهد داشت. از سوی دیگر امروزه مصرف‌کنندگان، چنان قابلیت اطمینانی از سرویس دهی خواستارند که در آن، دفعات قطع برق کمتر و مدت خاموشی در زمان‌های کوتاه‌تر باشد. بنابراین، توجه به امر طراحی، احداث، تعمیر و نگهداری سیستم‌های توزیع، خود یک مبحث علمی روز شده و برای رعایت اصول فنی و اقتصادی در این شاخه از صنعت برق نیاز روزافزونی به چشم می‌خورد.

پیشرفت سیستم‌های توزیع

به‌موازات توسعه شبکه‌های توزیع برق، نوآوری در وسایل الکتریکی، اختراع مواد بسیار مناسب، تکامل تجهیزات و ابزارآلات پیشرفته، روزبه‌روز جایگزین و به‌کار گرفته شد به شکلی که تکنیک‌های جدید و بسیار کارآمدی را برای تعمیر، بهره‌برداری و احداث شبکه‌های توزیع، برای برپاداشتن یک سیستم توزیع اقتصادی، انتخاب صحیح اندازه‌های هادی‌ها، عایق‌ها، ترانسفورماتورها و دیگر اجزا، موجب شد تا برای یک سیستم باقابلیت اطمینان بالا به بهره‌برداری اضطراری ناشی از بارهای اضافه نیاز کمتری داشته و به‌طورکلی، تأسیسات برای تقاضای بیشتر آینده جوابگو باشد. در چنین سیستمی تلفات کاهش خواهد یافت. از طرف دیگر، مباحث جدیدی درزمینه سیستم‌های توزیع ازجمله مدیریت مصرف و بار، مکانیزاسیون، دیسپاچینگ توزیع و دستگاه‌های کنترل از راه دور، سیستم‌های دیجیتالی و الکترونیکی در اندازه‌گیری و کنترل معرفی و ساخته‌شده است. همه موارد گفته‌شده ارتباط مهندسی شدن شبکه‌های توزیع را با بهبود کیفیت سرویس دهی الکتریکی و همچنین کاهش تلفات و بهره‌برداری بهینه و خودکار از سیستم توزیع را نوید می‌دهد.

عوامل دیگری نیز وجود دارد که بر طراحی، احداث و بهره‌برداری از سیستم‌های توزیع تأثیر گذاشته درحالی‌که بسیاری از آن‌ها طبیعت فنی ندارند، از این جمله‌اند مسائل اقتصاد – مهندسی که مهم‌ترین نقش را در این زمینه ایفا می‌کنند، مسائلی همچون نرخ برگشت سرمایه، ارزش آتی سرمایه‌گذاری فعلی، همچنین ارزش فعلی هزینه‌ها در آینده، نرخ تورم، مسائل تأمین مالی، بودجه و مالیات هستند. از دیگر مشکلات می‌توان به حریم‌های خطوط برق‌دار، حفظ و نگهداری اراضی، قطع درختان و مسائل محیط‌زیست اشاره کرد. الگوی رشد در آینده، آیین نامه‌های تعرفه‌های برق و افزایش توقع مصرف‌کنندگان، تلاش برای جلب رضایت مشترکین، تأمین و آموزش نیروی انسانی ماهر و متخصص را طلب می‌کند.

ازآنجایی‌که مهندسین توزیع، با سیستم‌های موجود کار می‌کنند، بنابراین تحلیل وضعیت تأسیسات فعلی، عملیات اصلاح و بهینه‌سازی روی آن‌ها و همچنین تشریح بعضی از تغییرات و تحولات، امری مطلوب خواهد بود. در حال حاضر، بیشتر سیستم‌های توزیع، به‌صورت هوایی می‌باشند و صرف‌نظر از افزایش شبکه‌های کابل زمینی، سیستم‌های توزیع هوایی برای مدتی به همین گستردگی ادامه خواهد داشت .

استفاده از خطوط هوایی، امکان استفاده از انرژی برق به دورترین نقاط کشور را نیز فراهم آورده است. امروزه، علم مهندسی توزیع، به عواملی محیطی احاطه داشته و بیش از پیش، درپی ابتکار و نوآوری برای حل این مشکل می‌باشند. در طرح های جدید شبکه‌های هوایی، علاوه بر رعایت کردن استانداردهای موجود، عوامل زیست‌محیطی را نیز در طراحی آن مدنظر قرارمی دهند تا سازه‌های خطوط توزیع، کمترین مزاحمت را ایجاد نمایند. در این زمینه حتی در کشورهای پیشرفته نیز یکسان کردن پایه‌های خطوط توزیع برق، شبکه‌های مخابراتی و شبکه روشنایی معابر و اجرا آن روی پایه‌هایی با ارتفاع‌های توافق شده برای انواع هادی‌ها، به مورداجرا گذاشته‌شده است.

مهندسین توزیع برق صرف‌نظر از برخی دیدگاه‌های متداول، باید به جنبه‌های دیگر مثل معماری و شهرسازی، همخوانی سازه‌ها با محیط اطراف همچنین شهر و عوامل دیگر محیطی نیز توجه داشته باشند. البته این حقیقت رانمی توان ازنظر دور داشت که رعایت حریم خطوط فشار متوسط برق‌دار ازیک‌طرف، و منظره ردیف پایه‌های خطوط توزیع هوایی از طرف دیگر، فقط برای مهندسین توزیع زیبا به نظر می‌رسد. احداث فقط یک خط هوایی، به‌ظاهر محیط اطراف لطمه وارد کرده همه‌ساله، باعث قطع درختان و مرگ پرندگان در برخورد با جمپرها واتصالات آن‌ها می‌شود. پیشرفت‌های جدید در مورد انواع کنسول‌ها، مقره های اتکایی به‌عنوان عایق و کنسول به‌طور یک جا و حتی شکل، اندازه و رنگ پایه‌ها، طوری طراحی‌شده‌اند که تنوع و زیبایی محیط را کمتر به هم زده از ایجاد مناظر و اتفاقات بد جلوگیری کنند.

پایان قسمت اول

 

منبع: saa.ir

مقالات مرتبط

نسل جدید نیروگاه‌های هسته‌ای کوچک، ایمن، کم‌هزینه
مقالات نیروکالا

نسل جدید نیروگاه‌های هسته‌ای . . .

درحالی‌که در هر گوشه دنیا نیروگاه‌های هسته‌ای غول‌پیکر برای تولید انرژی از سال‌ها پیش فضای بسیاری از سطح زمین را تحت تصرف خود درآورده‌اند، امروز جهان به سمت ساخت نیروگاه‌های کوچک حرکت می‌کند.

مشاهده مقاله
آشنایی با شبکه‌های توزیع (قسمت آخر)
مقالات نیروکالا

آشنایی با شبکه‌های توزیع (قسم . . .

در قسمت پایانی به هادی‌ها، پایه‌ها، مقره‌ها، یراق‌آلات خطوط هوایی شبکه‌های توزیع، کنسول، کراس آرم و آرایش پایه‌ها، محاسبات الکتریکی خطوط هوایی، حریم خطوط هوایی شبکه‌های توزیع، محاسبات مکانیکی خطوط هوایی توزیع، مسیریابی و نقشه‌برداری خطوط . . .

مشاهده مقاله

به مجموعه بزرگ نیرو کالا بپیوندید

نیرو کالا بانک جامع نیروگاه ها ، شرکت ها و متخصصین حوزه برق و انرژی