« تجهیزات حفاظتی در شبکه‌های برق فشار متوسط »

• فهرست مطالب

1. مقدمه :

اهمیت شبکه‌های برق فشار متوسط

ضرورت حفاظت از شبکه‌های فشار متوسط

2. اهمیت حفاظت در شبکه‌های برق فشار متوسط :

حفاظت از تجهیزات

تامین پایداری شبکه

حفظ ایمنی

کاهش هزینه‌های بهره‌برداری

افزایش قابلیت اطمینان

3. انواع تجهیزات حفاظتی در شبکه‌های برق فشار متوسط :

فیوزها

بریکرها ( قطع‌کننده‌های مدار )

رله‌های حفاظتی

برقگیرها

سکسیونرها

4. استانداردهای مربوط به تجهیزات حفاظتی در شبکه‌های برق فشار متوسط :

IEC 60947

IEC 62271

IEEE C37

استانداردهای ملی ایران (ISIRI )

5. دستورالعمل‌ها و بخشنامه‌های شرکت‌های توزیع برق و توانیر :

ضوابط طراحی و انتخاب تجهیزات حفاظتی

دستورالعمل‌های نصب و راه‌اندازی

برنامه‌های بازرسی و نگهداری

روش‌های تست و ارزیابی

6. ملاحظات مربوط به کابل‌های خودنگهدار در شبکه‌های فشار متوسط :

انتخاب کابل مناسب

استفاده از یراق‌آلات مناسب

رعایت فواصل مجاز

بازرسی و نگهداری دوره‌ای

استفاده از تجهیزات حفاظتی مناسب

7. حفاظت از شبکه‌های روشنایی معابر :

استفاده از فیوزها

استفاده از بریکرها

استفاده از برقگیرها

استفاده از رله‌های حفاظتی

8. نقش یراق‌آلات و تجهیزات و متعلقات در حفاظت شبکه‌های فشار متوسط :

مقره‌ها

کلمپ‌ها و اتصالات

اسپیسرها

دمپرها

نشانه گذارها

9. اهمیت رفع حریم در شبکه‌های برق فشار متوسط :

تعریف حریم

خطرات تجاوز به حریم

روش‌های رفع حریم

10. تولیدکنندگان معتبر تجهیزات حفاظتی در شبکه‌های برق فشار متوسط :

ABB

Siemens

Schneider Electric

Eaton

مگ‌شکن

ایران ترانسفو

11. نتیجه‌گیری :
12. منابع :
13. پرسش و پاسخ :

1. مقدمه :

شبکه‌های برق فشار متوسط ( MV ) به عنوان شریان‌های حیاتی در انتقال و توزیع انرژی الکتریکی ، نقش بسزایی در تامین برق مطمئن و پایدار برای مصرف‌کنندگان ایفا می‌کنند. با توجه به ولتاژ بالا و گستردگی این شبکه‌ها ، حفاظت از آنها در برابر خطرات و حوادث مختلف از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. استفاده صحیح و بهینه از ” تجهیزات حافظتی ” نه تنها از آسیب دیدن تجهیزات و بروز خسارات مالی جلوگیری می‌کند ، بلکه ایمنی پرسنل و جامعه را نیز تضمین می‌نماید.

هدف از این مقاله ، ارائه یک دیدگاه جامع و کاربردی در مورد ” تجهیزات حافظتی در شبکه‌های برق فشار متوسط ” است. در این راستا ، ضمن بررسی انواع تجهیزات ، استانداردها ، دستورالعمل‌ها و ملاحظات فنی ، به معرفی تولیدکنندگان معتبر و پاسخگویی به سوالات رایج نیز خواهیم پرداخت.

2. اهمیت حفاظت در شبکه‌های برق فشار متوسط :

حفاظت در شبکه‌های برق فشار متوسط ، یک ضرورت اجتناب‌ناپذیر است. دلایل این اهمیت را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد :

حفاظت از تجهیزات : اتصال کوتاه ، اضافه بار ، و سایر اختلالات می‌توانند به تجهیزات گران‌قیمت شبکه مانند ترانسفورماتورها ، کابل‌ها ، کلیدها ، و رگولاتورها آسیب جدی وارد کنند. تجهیزات حفاظتی با شناسایی و قطع سریع جریان خطا ، از بروز این آسیب‌ها جلوگیری می‌کنند.

تامین پایداری شبکه : اختلالات در شبکه می‌توانند باعث ناپایداری ولتاژ و فرکانس ، و در نهایت خاموشی‌های گسترده شوند. سیستم‌های حفاظتی با جداسازی بخش معیوب ، از گسترش اختلال و حفظ پایداری کلی شبکه محافظت می‌کنند.

حفظ ایمنی : تماس با تجهیزات برق‌دار می‌تواند برای پرسنل و عموم مردم بسیار خطرناک باشد. تجهیزات حفاظتی با قطع سریع مدار در صورت بروز خطا ، از بروز حوادث ناگوار جلوگیری می‌کنند.

کاهش هزینه‌های بهره‌برداری : آسیب دیدن تجهیزات و خاموشی‌ها ، هزینه‌های تعمیر و نگهداری ، و همچنین خسارات ناشی از توقف تولید را به شدت افزایش می‌دهند. استفاده از تجهیزات حفاظتی مناسب ، با کاهش این خسارات ، به کاهش هزینه‌های کلی بهره‌برداری کمک می‌کند.

افزایش قابلیت اطمینان : حفاظت مناسب ، قابلیت اطمینان شبکه را افزایش می‌دهد و به تامین برق پایدار و بدون وقفه برای مصرف‌کنندگان کمک می‌کند.

3. انواع تجهیزات حفاظتی در شبکه‌های برق فشار متوسط :

تجهیزات حفاظتی متنوعی در شبکه‌های برق فشار متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از مهم‌ترین این تجهیزات عبارتند از :

فیوزها :

ساده‌ترین و ارزان‌ترین وسیله حفاظتی ، که با ذوب شدن المنت خود ، مدار را در برابر اضافه جریان محافظت می‌کند.

کاربرد : حفاظت از ترانسفورماتورهای توزیع کوچک ، مدارهای روشنایی ، و تجهیزات انفرادی

انواع : فیوزهای کاردی ، فیوزهای استوانه‌ای ، فیوزهای فشار قوی

بریکرها ( قطع کننده‌های مدار ) :

کلیدهای قدرت که می‌توانند جریان را به صورت اتوماتیک قطع کنند.

کاربرد : حفاظت از خطوط انتقال ، ترانسفورماتورهای قدرت ، و ژنراتورها

انواع : بریکرهای روغنی ، بریکرهای گازی (SF6 ، بریکرهای خلاء )

رله‌های حفاظتی :

دستگاه‌های هوشمند که جریان و ولتاژ شبکه را اندازه‌گیری کرده و در صورت تشخیص خطا ، فرمان قطع را به بریکر صادر می‌کنند.

کاربرد : حفاظت در برابر اضافه جریان ، اتصال کوتاه ، اضافه ولتاژ ، افت ولتاژ ، و سایر اختلالات

انواع : رله‌های اضافه جریان ، رله‌های دیفرانسیل ، رله‌های امپدانس ، رله‌های ولتاژ

برقگیرها :

وسایلی که برای حفاظت از تجهیزات در برابر ولتاژهای ناشی از صاعقه و اضافه ولتاژهای سوئیچینگ استفاده می‌شوند.

کاربرد : حفاظت از ترانسفورماتورها ، کابل‌ها ، و سایر تجهیزات حساس در برابر ولتاژهای بالا

انواع : برقگیرهای میله‌ای ، برقگیرهای اکسید روی (Metal Oxide Varistor – MOV )

سکسیونرها :

کلیدهای جداکننده که برای جدا کردن بخش‌های مختلف شبکه از یکدیگر استفاده می‌شوند.

کاربرد : ایزوله کردن تجهیزات برای تعمیر و نگهداری ، تغییر آرایش شبکه

انواع : سکسیونرهای تیغه‌ای ، سکسیونرهای دورانی

4. استانداردهای مربوط به تجهیزات حفاظتی در شبکه‌های برق فشار متوسط :

تجهیزات حفاظتی مورد استفاده در شبکه‌های برق فشار متوسط باید مطابق با استانداردهای ملی و بین‌المللی طراحی ، تولید و آزمایش شوند. برخی از مهم‌ترین این استانداردها عبارتند از :

IEC 60947 : تجهیزات کلیدزنی و کنترل فشار ضعیف (Low-voltage switchgear and controlgear )

IEC 62271 : تجهیزات کلیدزنی و کنترل فشار قوی ( High-voltage switchgear and controlgear )

IEEE C37 : استانداردهای مربوط به رله‌های حفاظتی و سیستم‌های حفاظت (Relays and Protection Systems )

استانداردهای ملی ایرانISIRI : استانداردهای ملی مرتبط با تجهیزات الکتریکی و حفاظتی

5. دستورالعمل‌ها و بخشنامه‌های شرکت‌های توزیع برق و شرکت توانیر :

شرکت‌های توزیع نیروی برق و شرکت توانیر به منظور ایجاد هماهنگی و اطمینان از عملکرد صحیح سیستم‌های حفاظتی ، دستورالعمل‌ها و بخشنامه‌های متعددی را تدوین و ابلاغ می‌کنند. این دستورالعمل‌ها شامل موارد زیر می‌شوند :

ضوابط طراحی و انتخاب تجهیزات حفاظتی : این ضوابط شامل معیارهای انتخاب نوع ، ظرفیت ، و تنظیمات تجهیزات حفاظتی بر اساس مشخصات شبکه ، بار ، و سطح اتصال کوتاه است.

دستورالعمل‌های نصب و راه‌اندازی : این دستورالعمل‌ها شامل روش‌های صحیح نصب ، سیم‌کشی ، و تنظیم تجهیزات حفاظتی است.

برنامه‌های بازرسی و نگهداری : این برنامه‌ها شامل زمان‌بندی و روش‌های بازرسی دوره‌ای ، تست عملکرد ، و تعمیر و تعویض تجهیزات حفاظتی است.

روش‌های تست و ارزیابی : این روش‌ها شامل انجام تست‌های عملکردی ، تست‌های عایقی ، و تست‌های زمان عملکرد برای اطمینان از صحت عملکرد تجهیزات حفاظتی است.

6. ملاحظات مربوط به کابل‌های خودنگهدار در شبکه‌های فشار متوسط :

کابل‌های خودنگهدار به دلیل مزایایی نظیر ایمنی بالا ، کاهش تلفات ، و مقاومت در برابر سرقت ، به طور گسترده در شبکه‌های فشار متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرند. در استفاده از این کابل‌ها ، رعایت نکات زیر ضروری است :

انتخاب کابل مناسب : انتخاب کابل با سطح ولتاژ ، جریان نامی ، و سطح مقطع مناسب با توجه به شرایط شبکه و بار.

استفاده از یراق‌آلات مناسب : استفاده از یراق‌آلات با کیفیت و مطابق با استانداردهای مربوطه برای نصب و مهار کابل.

رعایت فواصل مجاز : رعایت فواصل مجاز بین کابل و ساختمان‌ها ، درختان ، و سایر موانع.

بازرسی و نگهداری دوره‌ای : بازرسی منظم کابل و یراق‌آلات برای شناسایی و رفع خوردگی ، آسیب دیدگی ، و سایر مشکلات.

استفاده از تجهیزات حفاظتی مناسب : استفاده از فیوزها و بریکرهای مناسب برای حفاظت از کابل در برابر اضافه جریان و اتصال کوتاه.

7. حفاظت از شبکه‌های روشنایی معابر

شبکه‌های روشنایی معابر نیز به عنوان بخشی از شبکه‌های برق فشار متوسط ، نیازمند حفاظت مناسب هستند. روش‌های حفاظت از این شبکه‌ها عبارتند از :

استفاده از فیوزها : نصب فیوز در ورودی هر مدار روشنایی برای حفاظت در برابر اضافه جریان.

استفاده از بریکرها : استفاده از بریکرهای مینیاتوری (MCB ) در تابلوهای توزیع روشنایی برای حفاظت در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه.

استفاده از برقگیرها : نصب برقگیر در ورودی تابلوهای توزیع روشنایی برای حفاظت در برابر صاعقه.

استفاده از رله‌های حفاظتی : استفاده از رله‌های کنترل روشنایی برای تشخیص و قطع خودکار مدار در صورت بروز خطا.

8. نقش یراق‌آلات و تجهیزات و متعلقات در حفاظت شبکه‌های فشار متوسط :

یراق‌آلات و تجهیزات جانبی نقش مهمی در عملکرد صحیح و ایمن شبکه‌های فشار متوسط ایفا می‌کنند. برخی از مهم‌ترین این تجهیزات عبارتند از :

مقره‌ها : عایق کردن هادی‌ها از بدنه دکل یا سازه

کلمپ‌ها و اتصالات : اتصال ایمن و مطمئن هادی‌ها به یکدیگر و به تجهیزات

اسپیسرها : حفظ فاصله بین هادی‌ها برای جلوگیری از اتصال کوتاه

دمپرها : کاهش ارتعاشات هادی‌ها ناشی از باد

نشانه گذارها : علامت‌گذاری خطوط برای هشدار به پرندگان و جلوگیری از برخورد

9. اهمیت رفع حریم در شبکه‌های برق فشار متوسط :

رعایت حریم خطوط برق فشار متوسط برای ایمنی افراد و جلوگیری از حوادث ضروری است. حریم خطوط برق به فاصله‌ای گفته می‌شود که باید بین خطوط و ساختمان‌ها ، درختان ، و سایر موانع وجود داشته باشد. تجاوز به حریم خطوط برق می‌تواند منجر به برق گرفتگی ، آتش سوزی ، و آسیب دیدن تجهیزات شبکه شود.

10. تولیدکنندگان معتبر تجهیزات حفاظتی در شبکه‌های برق فشار متوسط :

در اینجا لیستی از تولیدکنندگان معتبر تجهیزات حفاظتی در شبکه‌های برق فشار متوسط با اطلاعات بیشتر ارائه شده است :

ABB ( سوئیس / سوئد ) :

https://global.abb

محصولات :

کلیدهای فشار متوسط (GIS, AIS )

رله‌های حفاظتی (Microprocessor-based, Numerical )

ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ

سیستم‌های اتوماسیون پست (Substation Automation Systems ).

توضیحات : ABB یکی از بزرگترین شرکت‌های مهندسی برق در جهان است و طیف گسترده‌ای از تجهیزات حفاظتی را ارائه می‌دهد.

Siemens ( آلمان ) :

https://www.siemens.com

محصولات :

کلیدهای فشار متوسط ( Vacuum, SF6 )

رله‌های حفاظتی ( Digital, Multifunction )

سیستم‌های حفاظت و کنترل پست ( Protection and Control Systems )

اتوماسیون شبکه (Network Automation )

توضیحات : Siemens یکی دیگر از شرکت‌های بزرگ و معتبر در زمینه تولید تجهیزات برق است و راهکارهای جامعی برای حفاظت از شبکه‌های برق ارائه می‌دهد.

Schneider Electric ( فرانسه ) :

https://www.se.com

محصولات :

کلیدهای فشار متوسط ( EvoPact, MCSet )

رله‌های حفاظتی ( Sepam, Easergy )

سیستم‌های مدیریت شبکه ( Network Management Systems )

راهکارهای انرژی هوشمند (Smart Grid Solutions )

توضیحات : Schneider Electric بر روی راهکارهای مدیریت انرژی و اتوماسیون تمرکز دارد و تجهیزات حفاظتی پیشرفته‌ای را ارائه می‌دهد.

Eaton ( ایرلند ) :

https://www.eaton.com

محصولات :

کلیدهای فشار متوسط (Cutler-Hammer, Cooper Power Systems )

رله‌های حفاظتی (SEL, Beckwith Electric )

سیستم‌های اتوماسیون پست ( Substation Automation Systems )

تجهیزات کنترل و مانیتورینگ (Control and Monitoring Equipment )

توضیحات : Eaton یک شرکت چندملیتی است که در زمینه مدیریت انرژی و ارائه راهکارهای حفاظتی فعالیت می‌کند.

شرکت مگ الکتریک ( ایران ) :

https://www.magelectric.co/

محصولات :

انواع ترانسفورماتورهای ولتاژ و جریان

تابلوهای برق فشار متوسط

رله‌های حفاظتی

توضیحات : شرکت مگ الکتریک یکی از بزرگترین تولیدکنندگان تجهیزات برق فشار متوسط در ایران است.

شرکت ایران ترانسفو ( ایران ) :

https://itc-co.com/

محصولات :

ترانسفورماتورهای قدرت

ترانسفورماتورهای توزیع

رله‌های حفاظتی ( به صورت محدود )

توضیحات : ایران ترانسفو بزرگترین تولیدکننده ترانسفورماتور در ایران است و رله‌های حفاظتی مورد نیاز خود را نیز تولید می‌کند.

نکته : در انتخاب تولیدکننده ، به کیفیت محصولات ، سابقه شرکت ، خدمات پس از فروش ، و مطابقت با استانداردهای مورد نیاز توجه کنید.

11. نتیجه‌گیری :

حفاظت از شبکه‌های برق فشار متوسط ، یک فرآیند پیچیده و چندوجهی است که نیازمند دانش فنی ، تجربه ، و استفاده از تجهیزات مناسب است. با رعایت نکات و دستورالعمل‌های ارائه شده در این مقاله ، می‌توان از بروز حوادث و خسارات جلوگیری کرد و از تامین برق پایدار و ایمن برای جامعه اطمینان حاصل نمود.

12. منابع :

• IEC 60947 : Low-voltage switchgear and controlgear
• IEC 62271 : High-voltage switchgear and controlgear
• IEEE C37 : Relays and Protection Systems
• Protection of Electricity Distribution Networks : Juan M. Gers, Edward J. Holmes, ISBN : 9780470725048
• Protective Relaying : Principles and Applications : J. Lewis Blackburn, Thomas J. Domin, ISBN : 9781439863953