پروسه انتقال نیروی برق از تولید تا مصرف

پروسه انتقال نیروی برق از تولید تا مصرف

همانطور که می دانید دنیای امروز، عصر تکنولوژی و ارتباطات است؛ که در آن نیروی برق جزئ جدایی ناپذیر در این عرصه به شمار می رود. انرژی برق یکی از ملزومات و نیاز های هر صنعتی می باشد.به هر جا که نگاه کنیم، به نوعی از نیروی بیکران برق استفاده شده است. انرژي برق یکی از ملزومات و نیاز های هر صنعتی می باشد؛ خانه ای که در آن زندگی می کنیم و تمام محل های که در روز از آنها عبور می کنیم، نیازمند روشنایی هستند و وابسته به نیروی برق می باشد. صنایع مختلف نیز برای کار کرد ماشین آلات و تولید محصولات مختلف، نیازمند برق هستند.

فرایند تولید انرژی الکتریکی

تولید انرژی الکتریکی فرآیندی است که در طی آن شکل های گوناگونی از انرژی به انرژی دیگر و سپس در آخر به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد و برای رسیدن به این هدف راه های متعددی وجود دارد؛ فرآیند تولید انرژی اغلب از منابع فسیلی و طبیعی مانند: زغال سنگ (نیروگاه سوخت فسیلی)، نفت و گاز، اورانیوم (نیروگاه هسته ای – همجوشی هسته ای)، جریان آب و جریان باد بهره می گیرند و تمام این موارد به جز انرژی بادی، برای تبدیل به انرژی مکانیکی از ژنراتور های سنکرون که به توربین بخار، گازی یا آبی متصل هستند استفاده می شود. استفاده از این نوع ژنراتور ها داری فوایدی زیادی است که آنها را در بیشتر صنایع بزرگ، و تولید نیروی الکتریکی رایج نموده است.

هزینه های تولید انرژی الکتریکی

هزینه های تولید انرژی الکتریکی در بیشتر روش ها به طور مشخص تابعی از قیمت سوخت مصرفی و بهروری در نیروگاه است و در همین راستا برای هر نیروگاه یک تابع هزینه تعریف می شود. امروزه دانشمندان به دنبال منابع جدید برای تولید انرژی الکتریکی هستند که در آن به جای استفاده از سوخت های متداول از انرژی تجدید پذیر و نو که به صورت رایگان در اختیار ما قرار دارند استفاده شود؛ تا با جایگزینی این منابع، وابستگی انرژی الکتریکی به قیمت سوخت را کاهش دهند.

پس از تولید، مرحله انتقال نیروی برق مطرح می شود؛ درواقع هدف اصلی از تولید نیروی برق، تامین برق مصرف کنندگان مسکونی و صنعتی می باشد. از آنجایی که توان تولید محدود می باشد و همچنین با توجه به مسافت طولانی و افت ولتاژ ناشی از آن که به ناچار بین تولید کننده و مصرف کننده وجود دارد؛ ولتاژ نیروی برق توسط ترانسفورماتور ها در مراحل مختلف افزایش و کاهش می یابد.

پست های برق ایستگاه هایی می باشند که در مسیر تولید (انتقال یا توزیع انرژی الکتریکی) به وسیله ترانسفورماتور به مقادیر ولتاژ بالاتر یا پایین تر تغییر می دهند. توان الکتریکی می تواند از میان شمار زیادی پست بین نیروگاه و مصرف کننده بگذرد و ولتاژ آن در طول مسیر بارها تغییر کند. به دلیل این که در صورت افزایش ولتاژ به سطح بالا، از اتلاف و هدر رفت انرژی برق جلوگیری میکند، به خاطر همین موضوع در طول مسیر انتقال پست های افزاینده متعددی وجود دارند که به صورت پلکانی و چند مرحله ای ولتاژ را افزایش می دهند و وقتی که خط توزیع به مصرف کننده نزدیک میشود، به همان ترتیب پلکانی و چند مرحله ای سطح ولتاژ کاهش می یابد.

نحوه انتقال انرژی برق در شبکه برق رسانی

معمولا در ابتدای مسیر انتقال نیرو، از ولتاژ بالا ( فشار قوی HIGHT Voltage ) استفاده می شود چرا که با بالا بردن ولتاژ، جریان کاهش می یابد و انتقال آن با سهولت بیشتر و تلفات الکتریکی کمتری انجام می پذیرد ولی پیوسته با نزدیک شدن خط انتقال به مصرف کننده و خطرات ناشی از عبور ولتاژ بالا در مقادیر بالا برای انسان، ولتاژ خط توسط ترانسفورماتور ها کاهش می یابد تا نیروی برق، قابلیت استفاده برای تجهیزات شهری و صنعتی را داشته باشد و با ایمنی بیشتر به مصرف کننده برسد.

این بخش از پروسه انتقال نیروی برق، خطوط فشار ضعیف (LOW Voltage ) نامیده می شوند. به طور کلی، پست های برق از نظر سطح ولتاژ در حیطه فشار ضعیف، ولتاژ های پایینتر از 1000 ولت می باشد.

تقسیم بندی ولتاژ های پست های برق

• سیستم های فشار ضعیف : 1000V   —– LV( LOW Voltage)
• سیستم های فشار متوسط : 1000V—-63KV   ——MV( Medium Volatge)
• سیستم های فشار قوی : 63KV——230KV —-HG ( Hight Voltage)
• سیستم های فوق فشار قوی : مقادیر بالاتر از 230KV——-EHV (Extra Hight Voltage)

دیاگرام کلی فرآیند تولید و انتقال نیروی برق :

اصطلاحات فنی مهندسی :

• HV : این بخش معمولا انتقال و توزیع سراسری نیروی برق بین شهر ها و مسافتهای طولانی را میسر می سازد که از پست های متداول آنمی توان از خطوط، 132kV-110kV -63kV-400kV و 230kV نام برد. خطوط فشار قوی، نیروی برق را از طریق دکل های برق به شهر ها انتقال می دهد و طی گذر از چندین پست کاهنده، برق را به پست های منطقه می رساند و در نهاست، کاهش یافته تا به سطح فشار متوسط برسد.
• MV : پر کاربردترین نوع سیستم های فشار متوسط 33kV – 20kV-11Kv هستند پست های فشار متوسط اغلب به عنوان توزیع کننده اصلی، برای تغذیه فشار ضعیف مورد استفاده قرار می گیرد. خطوط فشار متوسط از طریق تیر های برق که معمولی در ارتفاع بیشتر نسبت به تیر های برق فشار ضعیف نصب می شوند و در سطح خیابان قابل رویت می باشند، برق را به ترانسفورماتور های کاهنده میرساند و در نهایت ترانسفورماتور، سطح ولتاژ را از 20kV به 400V کاهش می دهد تا مورد مصرف قرار گیرد.
• LV : در سیستم های فشار ضعیف 400 یا 380 ولت که در ایران بیشترین کاربرد را در صنعت شهرنشینی دارد؛ غالبا برای تامین برق تجهیزات داخلی صنایع و مجتمع های مسکونی استفاده می شود. برق 220 ولت نیز از انشعاب یک فاز و نول خاصل می شود که برای مصارف تکفاز و در این بخش به کار برده می شود. ترانسفورماتور ها که با توان های مختلف اراته می شوند، ولتاژ را به 400ولت کاهش میدهند و به عبارتی، تغذیه تابلو های LV را میسر می سازتد که در نهایت، تابلو های فشار ضعیف، با توجه به نوع کارایی آنها، برق را مستقیما به مصرف کننده انتقال می دهند.

برگرفته از مقدمه کتاب طراحی و اجرای تابلو های برق اثر احسان پرهیزگار