نوع فایل: word
قابل ویرایش 150 صفحه
چکیده:
با توجه به افزایش مصرف, تولید انرژی الکتریکی بایستی در ارتباط کامل با نحوه توزیع و پخش انرژی آن باشد. در مراکز شهری چگالی انرژی موجب گشته تا با توجه به کمبود فضا و ایمنی لازم در سیستم, بکار گیری پستهای GIS در مقایسه با انواع دیگر پستها در کشور ما مورد بررسی و توجه قرار گیرد که این اهمیت چه از نظر فنی و چه از نظر اقتصادی و با توجه به روند تکنولوژی در آینده مورد توجه ما می باشد و همچنین انرژی مورد نیاز انواع مختلف مصرف کننده ها در هر موقعیت و به هر میزان, تنها از طریق شبکه هایی امکان پذیر است که کلیه مراکز مصرف و تولیدشان با یکدیگر در ارتباط کامل و به هم پیوسته باشد. با احداث شبکه های سراسری که ظرفیت مناسب و کافی دارند, می توانیم یک تبادل انرژی بین مراکز مصرف کننده ها و تولید کنندگان داشته باشیم. که جهت این تبادل انرژی نیاز به افزایش ولتاژ و سپس کاهش آن می باشد که در این خصوص ایستگاههای فشار قوی مناسب این مشکل را بر طرف کرده و گام اساسی در جهت پیش برد این مساله برداشته است. و با توجه به محدودیت های محیطی و نامناسب بودن وضعیت جوی و استراتژیکی منطقه این امکان را به ما می دهد که با احداث و توسعه پست های فشارقوی از نوع بسته GIS این تبادل انرژی را به نحو مطلوبی در مراکز مصرف و حوزه شهری داشته باشیم که در این میان مسئله اقتصادی در این مراکز از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده که پستهای سربسته GIS تا حدودی به این مسائل جواب گو می باشد.
این پایان نامه شامل ده فصل, می باشد که در فصل اول به بررسی عایق های گازی SF6 که در پستهای سربسته گازی بیشترین کاربرد را دارد می پردازیم. در فصل دوم به نقش و نوع پستهای فشار قوی در شبکه های انتقال و پخش انرژی و همچنین سطح ولتاژهای موجود در ایران بحث می شود. در فصل سوم به نقش و اساس پستهای GIS و همچنین تکنولوژی سیستمهای GIS, مزایا و معایب پستهای GIS در صنعت برق اشاره می شود. سیستمهای GIS داخلی (indoor) و بیرونی (out door) و همچنین هزینه های مربوط به احداث آنها در فصل چهارم آورده شده است. بررسی جنبه های اقتصادی سیستمهای GIS از نظر هزینه و فاکتورهای موثر در آن و ارزیابی پروژه از لحاظ اقتصادی و نیز مقایسه سیستم های GIS با AISدر فصل پنجم بحث شده است. در فصل ششم به عیب یابی و تعمیرات تجهیزات پستهای GIS پرداخته می شود. نحوه نگهداری پستهای GIS نیز در فصل نهم بحث شده است و فصل آخر به نتیجه گیری کلی و پیشنهادات اختصاص دارد. در ضمن نمونه ای از تجهیزات انواع پستهای GIS در ضمیمه های یک و دو آورده شده است.
مقدمه:
1- جذب الکترون و استقرار آن در مولکول:
الکترونها تحت تاثیر میدان الکتریکی انرژی جنبشی به خود گرفته و با برخوردهای ضربه ای که مقدار انرژی حدود 0/05ev باشد, در مولکول SF6 مستقر می گردند.
2- تجزیه مولکول:
تجزیه مولکول بصورت افزایش بار روی میدان الکتریکی انجام می گیرد.
ترکیب مجدد در عرض 10-7 ثانیه (با شرط عدم وجود فعل و انفعال ثانویه).
در صورت وجود فعل و انفعال ثانویه (انرژی بسیار زیاد) دو نوع عنصر ایجاد می شود.
الف: بصورت جامد (فلورایدهای فلزی)
ب: بصورت گاز: (فلورایدهای سولفور)
نتیجه اینکه تقلیل سطح عایقی گاز و همچنین »تولید الکترولیت« خورنده که سبب صدمه به سیستم و تجهیزات می گردد.
1-3-2- 2- غیر سمی بودن گاز SF6.
گاز SF6 کاملاً سمی نمی باشد بلکه ناخالصی هایی که در زمان روند واکنش آن ایجاد می گردد ممکن است سمی باشند. با این حال سطح ناخالص های مجاز در حدی می باشد که به آستانه سمی بودن نمی رسد. مواد سمی که در تولید گاز SF6 بوجود می آیند به طور کامل در یک سلسله اعمال تصفیه گاز, بر طرف می شوند ( بر طبق استانداردهای موجود). در موقع کار با SF6 در فضاهای سربسته بایستی نکات ایمنی را از نظر کمبود اکسیژن مراعات نمود, چرا که این گاز به علت چگالی بزرگ خود ته نشین شده و هوا را به طرف بالا سوق می دهد. این خطر را می توان با تعبیه تهویه های مناسب بر طرف نمود. با تعبیه دستگاههایی که بر اساس اندازه گیری هدایت حرارتی کار می کنند, می توان میزان گاز SF6 در هوا را اندازه گرفت (این مقدار در آسمان حداکثر برابر 6000kg/m3 = 1000cm3/m3 می باشد).
باید به این نکته توجه کرد که عناصر تجزیه ناشی از قوس الکتریکی در گاز SF6 سمی بوده و بایستی از معرض تنفس دور بشوند. اگر میزان سمی بودن بیشتری همانند دستگاههایی که در آنها قوس های الکتریکی قوی خاموش می شوند, قابل پیش بینی باشد. در این صورت بایستی قبل از باز کردن آنها نکات ایمنی خاصی مانند به کار گیری ماسک تنفسی, عینک های محافظ چشم و دستکش جهت افراد در نظر گرفته شود.
وجود مقدار کمی از عناصر تجزیه در SF6 با استنشاق آن قابل احساس خواهد بود.
رطوبت و عناصر حاصل از تجزیه SF6 می تواند به طور ساده توسط جاذب ها جذب شوند.
جاذبهایی مثل: آلومینیوم فعالو پتاسیم هیدروکسیدو غیره جاذب های قابل استفاده و خوبی در این مواد می باشند. این جاذب ها با تاثیر روی مواد و جذب آنها به طورغیر برگشت آنها را جذب می کنند. گذشته از آن این جاذب ها عمل جذب رطوبت داخل تجهیزات را نیز به خوبی انجام می دهند.
1-3-3- خواص شیمیایی گاز SF6
خواص شیمیایی گاز SF6 در شرایط عادی گاز SF6 از نظر شیمیایی کاملاً با ثبات بوده و تقریبا هیچ فعل و انفعالی روی آن انجام نمی گیرد.
1-3-3- 1- خواص گاز SF6 در درجه حرارت های بالا
گاز SF6 در یک محفظه ای از کوارتز تا 5 درجه سانتی گراد تجزیه نمی شود. این گاز در تماس با عناصر استاندارد معمولی مثل فولاد, سرامیک, شیشه, پلاستیک و ررزین در حرارت های تا 150 درجه سانتی گراد کاملاً با ثبات می باشد. گاز SF6 در دو درجه سانتی گراد به بالا در تماس با یک عده فلزات معین و غیر فعال شروع به تجزیه شدن می کند و در کنار فولاد و آلومینیوم و با بودن عوامل موثر در تجزیه فقط در حرارت های بین 400 تا 600 درجه سانتی گراد تجزیه قابل ملاحظه, پیش خواهد آمد.
از آنجایی که گاز SF6 هیچ فعل و انفعالی با فلزات در درجه حرارت های بالا انجام نمی دهد, لذا از آن به عنوان یک گاز محافظ برای ریخته گری استفاده می کنند. این گاز مخصوصاً در ریخته گری منگنز مورد استفاده قرار می گیرد. چرا که با تشکیل یک قشر نازک و غیر قابل نفوذ در سطح فلز از ترکیب اکسیژن با آن جلوگیری می کند. گذشته از آن از پودری شدن فلز نیز جلوگیری می کند. با توجه به درجه حرارت بالا در منگنز مذاب فقط یک تجزیه خیلی ساده روی گاز SF6 انجام می گیرد.
1-3-3- 2- عناصر تجزیه
تخلیه الکتریکی سبب تجزیه گاز که میزان آن تابع انرژی تجزیه می باشد, می گردد. ممکن است گاز SF6 توسط یک قوس الکتریکی به شکل رابطه ذیل تجزیه شود چون این فعل و انفعال قابل برگشت می باشد, لذا عناصر تجزیه بعد از تخلیه الکتریکی مجدداً ترکیب می شوند به شرط اینکه در این فعل و انفعال هیچ فعل و انفعال ثانویه ای با فلز الکترودها, دیوارو محفظه و یا قسمت های ساختمانی محل فعل و انفعال رخ ندهد. فعل و انفعال ثانویه دارای عناصر جامد و گازی بوده و ممکن است حاوی گوگرد نیز باشد این عناصر تجزیه که در نتیجه انرژی خیلی زیاد تجزیه به وجود می آیند دی الکتریک خوبی هستند. جمع شدن پودر فلز فلوراید در سطح عایقی در نحوه کارکرد تجهیزات تغییری نمی دهد این امر تا زمانی کهاندازه رطوبت کم باشد, صادق خواهد بود. اگر عناصر تجزیه در معرض رطوبت قرار گیرند, با جذب رطوبت تولید هیدروژن و سایر عناصر ثانویه ای می کند که رابطه فعل و انفعال آنها بطور مثال به صورت ذیل می تواند باشد:
عنصر در این فعل و انفعال موادی را که دارای سیلیسباشد تحت تاثیر قرار می دهد (از قبیل شیشه و پرتسلان)از این مواد فقط در شرایط خاصی برای طراحی تجهیزاتی جهت خاموش کردن قوس, در SF6 استفاده می کنند.
1-3-3- 3-خطر زنگ زدگی SF6 و عناصر تجزیه آن
به طوریکه قبلاً هم اشاره شد, SF6 کاملاً از نظر شیمیایی غیر فعال بوده و بنابراین نمی تواند زنگ زدگی ایجاد کند. اما عناصر اولیه و ثانویه تجزیه SF6 در صورت وجود رطوبت تولید الکترولیتی خواهد کرد که خاصیت زنگ زدگی دارد که امکان دارد سبب صدمه به دستگاه شده و از نظر کاری و مخصوصاً برای تجهیزات برق تولید اشکال نماید. اگر عدم تغییر عناصر امکان نداشته باشد, در این صورت می توان میزان زنگ زدگی را با پیش بینی های دقیق برای ممانعت از نفوذ رطوبت به حداقل رسانید. به کارگیری مواد جاذب رطوبت درداخل دستگاهها از جمله آنها است. مواد معمولی مورد استفاده از قبیل آلومینیوم, فولاد , مسعملاً زنگ نمی خورند. اما موادی از قبیل شیشه و پرتسلان و کاغذ عایق, ممکن است بسته به میزان وجود عوامل زنگ زدگی اینطور نباشد. از طرف دیگر مواد عایقی اصلاً تحت تاثیر قرار نمی گیرند و یا در حد قابل اغماض خواهد بود.
1-3-3- 4- جذب عناصر تجزیه
رطوبت و عناصر تجزیه گاز SF6 خیلی آسان و کامل با جاذب های مخصوص جذب می شوند, برای این منظور از آلومینیوم فعال, یا ترکیبی از اینها استفاده می کنند. اینها به طور موثر و به صورت غیر قابل برگشت روی موادی اسیدی و گازی عمل می کنند. این مواد یک رطوبت کمی در داخل تجهیزات به جا می گذارند مواد جاذب مذکور به طور سریع عمل می کنند که در مسیر عبور گاز در موقع پمپاژ قرار می گیرند. از این گاز در کلیدهای فشار قوی SF6 استفاده می کنند. به طور مثال اگر انتظار رود که یک مقدار قابل توجهی از عناصر تجزیه بعد از خاموشی قوس الکتریکی به وجود خواهد آمد. فیلترهای استاتیکی نیز در بسیاری از موارد استفاده می شود.
1-3-4- خواص الکتریکی گاز SF6
گاز SF6 دارای خواص بسیار بالای عایقی می باشد و در شرایط قابل مقایسه استقامت الکتریکی آن دو و نیم برابر هوا است.
خاصیت فوق ناشی از ماهیت برجسته الکترو نگاتیو بودن مولکولهای گاز SF6 می باشد, این خاصیت اساس کاربرد گاز SF6 به عنوان محیط خاموش کننده قوس الکتریکی و به قدرت حدود 10 برابر از آن هوا می باشد. شکل (1-6) منحنی های شکست گازهای SF6, Co2 و هوا را بر حسب فشار در جهت مقایسه نشان می دهد.
فهرست مطالب:
فصل اول – عایق های گازی SF6
مقدمه
آشنایی با گاز SF6
ساختمان مولکولی گاز SF6
شناخت و خواص گاز SF6
اثر هوا بر روی گاز SF6
اثر رطوبت در گاز SF6
کیفیت تجاری گاز SF6
اهمیت و فشار چگالی گاز SF6
کاربردهای مختلف گاز SF6 در صنعت فشار قوی
فصل دوّم – نقش و رفع پست های فشار قوی در شبکه های انتقال پوشش اضافی
مقدمه
ولتاژهای انتقال و ولتاژهای پخش انرژی
خصوصیات ساختمانی پست های فشار قوی و تقسیم بندی پست ها از نظر ساختمانی
فصل سوّم – سیستم های فشار قوی سر بسته گازی با عایق گازی SF6
مقدمه
سیستم GIS
عناصر مختلف پست های فشار قوی GIS
اساس کار پستهای GIS
کلیاتی درباره تکنولوژی پست های GIS
میدان های استوانه ای هم محور و کروی هم مرکز
مقایسه پست های گازی GIS و معمولی AIS
مزایای عمده یک پست GIS نسبت به AIS
فصل چهارم – بررسی سیستم های GIS در مورد بکارگیری آنها بصورت بیرون یا داخلی
مقدمه
نکاتی در جهت انتخاب بین سیستم داخلی یا خارجی GIS
انتخاب بین سیستم های داخلی و بیرونی بر اساس محاسبه هزینه های طراحی و طول عمر پست
منابع و مأخذ:
1- مهندس رضائی مطلق, پست GIS, شرکت مهندسی مشانیر تهران.
2- مهندس شیخ حقی, GIS و تجربه آن در برق تهران, معاونت تولید و انتقال نیرو, 1376.
3- دکتر قره بیگلو, پست عایق شده با گاز (SF6), از استانداردهای شرکت مهندسی مشانیر تهران.
4- مهندس رضائی مطلق, عیب یابی پست های GIS, شرکت مهندسین مشانیر تهران.
5- گاز SF6 و کاربرد آن در پست GIS, برق منطقه ای تهران.
6- بایگانی اطلاعاتی آماری حوادث پست های گازی, تعمیرات پست گازی برق تهران.
7- مسعود سلطانی, تجهیزات نیروگاه.
8- Cigre. GIS in service – Exprerience and recommendation.
9- ABB. Control system for GIS, 1997.
10- ABB. SF6 Gas insulation switchgear. 10-90. G. V.
11- BBC. 230Kv metal – enclosed SF6 Gas – insuated Switchgear.
پروژه پست های گازی (GIS). doc
