چه تفاوتهایی بین زیرстанها، ایستگاههای تغییر دهنده و اتاقهای توزیع وجود دارد
ایستگاه های توزیع، ایستگاه های مسیریابی و اتاق های توزیع چه تفاوت هایی دارند؟
ایستگاه توان الکتریکی در سیستم برق یک زیرساخت است که سطوح ولتاژ را تغییر میدهد، انرژی الکتریکی را دریافت و توزیع میکند، جهت جریان توان را کنترل میکند و ولتاژ را تنظیم میکند. این ایستگاهها با استفاده از ترانسفورماتورهای خود شبکههای برق با سطوح مختلف ولتاژ را به هم متصل میکنند. در کاربردهای خاصی مانند کابلهای برق زیردریایی یا انتقال طولانی مسافت، برخی از سیستمها از انتقال مستقیم جریان مستقیم (HVDC) استفاده میکنند. HVDC ضایعات واکنشی ظرفیتی ذاتی انتقال جریان متناوب را غلبه میکند و مزایای صرفهجویی در انرژی را ارائه میدهد.
ایستگاهها عمدتاً ولتاژ بالا را به ولتاژ متوسط یا به یک سطح کمتر ولتاژ بالا کاهش میدهند. آنها مساحت نسبتاً بزرگی را اشغال میکنند و نیاز به زمین بسته به سطح ولتاژ و ظرفیت متفاوت است. بنابراین، بعضی افراد آنها را "ایستگاههای ترانسفورماتور" مینامند.
وظیفه:
ایستگاه بین نیروگاهها و کاربران نهایی به عنوان یک زیرساخت میانی عمل میکند. چون نیروگاهها غالباً دور از شهرها و کارخانهها قرار دارند و ولتاژ تولید شده توسط نیروگاهها نسبتاً پایین است، جریان بالا که ایجاد میشود موجب ضایعات گرمایی قابل توجه در خطوط انتقال بر اساس قانون جول میشود. این میتواند خطوط را خراب کند و تبدیل انرژی الکتریکی به گرما نشاندهنده یک ناکارآمدی بزرگ است. بنابراین، از ایستگاهها برای افزایش ولتاژ از نیروگاه برای انتقال کارآمد به مسافتهای طولانی به مناطق شهری و صنعتی استفاده میشود. پس از رسیدن، ایستگاههای محلی ولتاژ را به سطوح مورد نیاز کاهش میدهند که از طریق شبکههای توزیع برای ارائه ولتاژ استاندارد ۲۲۰ V برای استفاده روزمره توزیع میشود.
مکان:
از نظر اقتصادی، ایستگاهها باید نزدیک به مرکز بار قرار گیرند. از نظر عملیاتی، آنها نباید فعالیتهای تولید یا حمل و نقل داخلی در یک تسهیلات را مختل کنند و دسترسی برای تحویل تجهیزات باید راحت باشد. از نظر ایمنی، ایستگاهها باید از مناطق قابل اشتعال یا انفجاری دور باشند. به طور کلی، ایستگاهها باید در سمت بالادست سایت، دور از مناطقی که غبار و الیاف معمولاً تجمع میکنند، و نباید در مناطق پرجمعیت قرار گیرند. مکانیابی و ساخت ایستگاهها باید حساب شود برای خاموش کردن آتش، مقاومت در برابر فرسودگی، کنترل آلودگی، مقاومت در برابر آب، باران و برف، مقاومت در برابر لرزه و جلوگیری از ورود حیوانات کوچک.
ایستگاه توزیع
تعریف:
ایستگاه توزیع نیز یک زیرساخت برای تغییر سطوح ولتاژ است. این یک مکان در سیستم برق است که ولتاژ و جریان تغییر میکند، متمرکز و توزیع میشود. برای اطمینان از کیفیت برق و ایمنی تجهیزات، تنظیم ولتاژ، کنترل جریان و حفاظت از خطوط انتقال/توزیع و تجهیزات الکتریکی اصلی نیز در اینجا انجام میشود. ایستگاهها میتوانند بر اساس کاربرد به ایستگاههای توزیع توان و ایستگاههای جریان (استفاده شده برای راهآهنهای الکتریکی و تراموا) تقسیمبندی شوند. بر اساس استاندارد ملی چین GB50053-94 "کد طراحی ایستگاههای ۱۰ kV و پایینتر"، ایستگاه به عنوان "یک زیرساخت که در آن برق متناوب ۱۰ kV یا پایینتر توسط یک ترانسفورماتور توان به منظور تأمین بارهای الکتریکی کاهش مییابد" تعریف شده است. هر زیرساختی که این تعریف را برآورده کند به عنوان یک ایستگاه شناخته میشود.
وظیفه:
نقش ایستگاه دریافت برق از نیروگاهها است، معمولاً در ولتاژهایی که بالاتر از ۱–۲ kV نیستند. انتقال مستقیم به مسافتهای طولانی در چنین ولتاژهای پایینی موجب جریانهای بسیار بالا در خطوط میشود که باعث ضایعات برق بسیار زیاد و کارایی انتقال پایین میشود. بنابراین، از ترانسفورماتورها برای افزایش ولتاژ به دهها یا حتی صدها کیلوولت (بسته به مسافت و تقاضای توان) برای کاهش جریان خط استفاده میشود. برای اتصال خطوط برق با مسافتها و ظرفیتهای مختلف به یک شبکه یکپارچه و افزایش قابلیت اطمینان کلی سیستم، نیاز به چندین ایستگاه برای تطبیق و اتصال سطوح ولتاژ مختلف است. به طور مشابه، پس از رسیدن برق با ولتاژ بالا به مقصد، باید آن را به سطوحی مانند ۱۰.۵ kV، ۶.۳ kV یا ۴۰۰ V (یعنی ۳۸۰/۲۲۰ V) کاهش داد تا نیازهای متنوع کاربران را برآورده کند. بنابراین، در عمل نیاز به تعداد زیادی از ایستگاهها است. معمولاً، ایستگاه اصلی به معنای ایستگاه اولیه است، با ایستگاههای ثانویه پایینتر. ایستگاه اولیه با مسیریابی و توزیع ولتاژ بالا سروکار دارد اما خود تغییر ولتاژ را انجام نمیدهد.
اتاق توزیع (یا اتاق مسیریابی)
تعریف:
اتاق توزیع نیز به عنوان یک ایستگاه توزیع شناخته میشود. بر اساس استانداردهای ملی، اتاق توزیع به عنوان "یک زیرساخت که فقط شامل دستگاههای مسیریابی ولتاژ بالا برای باز و بستن مدار و توزیع برق است، بدون ترانسفورماتور توان اصلی روی مادربرد" تعریف شده است. اتاقهای توزیع در سطوح ولتاژ زیر ۳۵ kV کار میکنند و تجهیزاتی مانند قطعکها، ترانسفورماتورهای اندازهگیری، خازنهها و دستگاههای محافظ و اندازهگیری مربوطه را در خود جای دادهاند. به طور ساده، این یک ساختمان است که شامل کابینهای مسیریابی ولتاژ بالا، پنلهای خط ورودی/خروجی و غیره است—این تشکیلدهنده یک اتاق توزیع (یا کمره) است. تسهیلات بزرگتر ممکن است شامل چندین کابین مسیریابی ولتاژ بالا و پایین برای انجام تغییر ولتاژ و توزیع برق باشند.
اصطلاحات "ایستگاه" و "اتاق توزیع" معمولاً به اتاقهای ترانسفورماتور و توزیع در مجتمعهای مسکونی یا ساختمانهای تجاری اشاره دارند. اتاق توزیع یک مؤلفه مهم سیستم تأمین برق یک ساختمان است. برقکاران اختصاصی نظارت عملیاتی ۲۴ ساعته را انجام میدهند. افراد غیرمجاز بدون مجوز مدیر مالکیت یا رئیس بخش وارد این اتاق نمیشوند. اپراتورها باید مجوز داشته باشند، با تجهیزات، روشهای عملیاتی و پروتکلهای ایمنی آشنا باشند. آنها باید خواندنهای ولتمتر، آمپر متر و متر عامل توان را به دقت نظارت کنند و هرگز نباید قطعکهای هوایی را در شرایط بار زیاد اجرا کنند. کف و سطح تجهیزات در اتاق توزیع باید همیشه تمیز و بدون گرد باشند. عملیات مسیریابی توسط افراد حضوری با حضور یک ناظر انجام میشود؛ دو نفر همزمان نباید عملیات مسیریابی را انجام دهند تا از خطا جلوگیری شود.
ایستگاه مسیریابی (یا ایستگاه مسیریابی)
تعریف:
ایستگاه تغییر دهنده به ایستگاه توزیع زیر مجموعهای اشاره دارد که عملیات تغییر ولتاژ را انجام نمیدهد، بلکه از تجهیزات تغییر دهنده برای باز و بستن مدارهای الکتریکی استفاده میکند. این یک سازه برقی است که در سطح پایینتر از یک زیر مجموعه در سیستم برق قرار دارد و برق با ولتاژ بالا را به یک یا چند مصرفکننده برق اطراف توزیع میکند. ویژگی کلیدی آن این است که ولتاژ خطوط ورودی و خروجی یکسان است. در حالی که زیر مجموعههای منطقهای ممکن است همچنین عملیات تغییر دهنده را انجام دهند، باید به طور مشخص ذکر شود که یک ایستگاه تغییر دهنده متفاوت از یک زیر مجموعه است.
یک ایستگاه تغییر دهنده همچنین به عنوان یک سازه تأمین و توزیع برق تعریف میشود که برای دریافت و توزیع انرژی الکتریکی استفاده میشود. در شبکههای انتقال برق با ولتاژ بالا، معمولاً به آن "ایستگاه تغییر دهنده" یا "سوئیچیارد" میگویند. در شبکههای توزیع برق با ولتاژ متوسط، ایستگاههای تغییر دهنده معمولاً برای دریافت و توزیع برق با ولتاژ ۱۰ kV استفاده میشوند. چنین ایستگاههایی معمولاً دارای دو خط ورودی و چند خط خروجی (معمولاً ۴ تا ۶) هستند. بر اساس نیازها خاص، ممکن است دستگاههای قطع کننده مدار یا سوئیچهای باربر روی خطوط ورودی و خروجی نصب شوند. تجهیزات معمولاً مجموعهای از سوئیچگیری همه فلزی هستند که برای عملیات خارج از ساختمان و در سطوح ولتاژ تا ۱۰ kV طراحی شدهاند. یک ایستگاه تغییر دهنده معمولی ظرفیت انتقال حدود ۸۰۰۰ kW دارد و برق با ولتاژ متوسط را به اتاقهای ترانسفورماتور یا توزیع محلی در یک منطقه یا ناحیه تأمین میکند.
عملکرد:
تقسیمبندی خط تغذیه برق برای محدود کردن محدوده خرابیها در مواقع عیب، بنابراین افزایش قابلیت اطمینان و انعطافپذیری تأمین برق;
کاهش پیچیدگی زیر مجموعهها;
تغییر سطوح ولتاژ را انجام نمیدهد اما تعداد مدارهای خروجی را افزایش میدهد—کارکردی معادل یک زیر مجموعه توزیع.
مکان:
ایستگاههای تغییر دهنده معمولاً در نزدیکی ایستگاههای راهآهن، مراکز حمل و نقل، ایستگاههای لوکوموتیوهای الکتریکی، ایستگاههای مرکزی یا مکانهای دیگر با بارهای متمرکز زیاد قرار دارند.
