پایهگذاری اساسی برای یک زیرстан
زیرستان یک تأسیسات حیاتی در سیستم برق است که مسئول تبدیل ولتاژهای انتقال به سطوح مناسب برای توزیع یا انتقال بیشتر است. نه تنها عمل تبدیل ولتاژ را انجام میدهد بلکه محافظت، کنترل و نظارت بر سیستم برق را نیز انجام میدهد. برای تضمین ایمنی، قابلیت اطمینان و عملکرد کارآمد یک زیرستان، مجموعهای از نیازهای اساسی باید برآورده شود. زیرا نیازهای اصلی برای طراحی و عملکرد یک زیرستان عبارتند از:
۱. ایمنی
ایمنی الکتریکی:
عملکرد عایق: تمام تجهیزات موجود در زیرستان باید دارای خواص عایقبندی فوقالعاده باشند تا جلوی تسربی الکتریکی و کوتاه شدن مدار گرفته شود. مواد عایقبندی باید با استانداردهای مرتبط مانند IEC و IEEE مطابقت داشته باشند.
سیستم زمینبندی: زیرستان باید دارای یک سیستم زمینبندی قابل اعتماد باشد تا جریانهای خطا بتوانند به سرعت به زمین جریان یابند و از آسیب به افراد و تجهیزات جلوگیری شود. مقاومت زمینبندی باید با استانداردهای محلی مطابقت داشته باشد که معمولاً کمتر از ۱ اهم است.
محافظت از برق: زیرستان باید با دستگاههای محافظ از برق، میخهای برق و دیگر دستگاههای محافظ از برق مجهز شود تا از آسیبهای ناشی از ضربه برق جلوگیری شود. محافظهای از برق باید نزدیک تجهیزات مهم مانند ترانسفورماتورها و شیرهای برق نصب شوند.
سوپاپبندی و نشانههای هشدار: محیط زیرستان باید با سوپاپ فیزیکی احاطه شده و نشانههای هشدار در مکانهای مشخص قرار داده شود تا افراد غیرمجاز را از نزدیک شدن به مناطق بالا ولتاژ هشدار دهد.
ایمنی شخصی:
اقدامات محافظتی: زیرستان باید تجهیزات محافظت شخصی (PPE) لازم مانند دستکشهای عایق، کفشهای عایق و کلاههای ایمنی را فراهم کند تا ایمنی کارگران در زمان عملیات و نگهداری تضمین شود.
روشنایی اضطراری و مسیرهای تخلیه: زیرستان باید دارای یک سیستم روشنایی اضطراری و مسیرهای تخلیه مشخص شده باشد تا در صورت بحرانها تخلیه سریع را تسهیل کند.
تجهیزات ایمنی در برابر آتش: زیرستان باید با اطفائیها، سیستمهای هشدار آتش و دیگر تجهیزات ایمنی در برابر آتش مجهز شود تا حوادث آتشسوزی پتانسیلی را مدیریت کند.
۲. قابلیت اطمینان
انتخاب تجهیزات:
تجهیزات با کیفیت بالا: تجهیزات کلیدی در زیرستان مانند ترانسفورماتورها، شیرهای برق، جداکنندهها و ترانسفورماتورهای اندازهگیری باید با کیفیت بالا و مجوزهای لازم مجهز شوند تا عملکرد پایدار در بلندمدت تضمین شود.
طراحی مازاد: برای زیرستانهای مهم، باید طراحیهای مازاد در نظر گرفته شود، مانند ساختارهای دو باربر و منابع برق پشتیبان، تا قابلیت اطمینان سیستم افزایش یابد. حتی اگر یک مولفه خراب شود، سیستم میتواند به کار خود ادامه دهد.
نگهداری منظم: یک برنامه نگهداری جامع باید تدوین شود تا تجهیزات به طور منظم بررسی، تمیزکاری و نگهداری شوند، و مشکلات پتانسیل به موقع شناسایی و حل شوند تا عمر مفید تجهیزات افزایش یابد.
اتوماسیون و نظارت:
سیستم SCADA: زیرستانهای مدرن معمولاً دارای سیستمهای SCADA (نظارت و کنترل از راه دور و جمعآوری دادهها) برای نظارت و کنترل زنده وضعیت عملکرد زیرستان هستند. نظارت از راه دور امکان شناسایی به موقع ناهماهنگیها و عمل به موقع را فراهم میکند.
رلههای محافظ: انواع رلههای محافظ مانند محافظ از جریان بیش از حد، محافظ دیفرانسیل و محافظ فاصله باید نصب شوند تا ناهماهنگیها را تشخیص داده و آنها را محدود کنند و از گسترش ناهماهنگیها جلوگیری شود.
سیستم ارتباطات: زیرستان باید دارای یک سیستم ارتباطات قابل اعتماد باشد تا از تبادل اطلاعات صاف بین مرکز کنترل و دیگر زیرستانها تضمین شود.
۳. کارایی اقتصادی
اقتصادی بودن:
طراحی بهینه: طراحی زیرستان باید تعادل بین ملاحظات اقتصادی و عملی را برقرار کند و از طراحی بیش از حد پرهزینه جلوگیری کند. باید تلاش شود تا سرمایهگذاریهای نامطلوب را کاهش داده و نیازهای عملکردی را برآورده کند.
تجهیزات کارآمد انرژی: ترانسفورماتورهای کمتلفات و دستگاههای کلیدزنی کارآمد باید انتخاب شوند تا تلفات انرژی در حین عملکرد کاهش یابد و هزینههای عملیاتی کاهش یابد.
عملیات و نگهداری هوشمند: با معرفی فناوریهای O&M هوشمند مانند نظارت آنلاین و نگهداری پیشبینی، نرخ استفاده از تجهیزات افزایش مییابد و زمانهای توقف و هزینههای نگهداری کاهش مییابند.
۴. حفاظت از محیط زیست
کاهش تشعشعات الکترومغناطیسی: باید اقداماتی برای کاهش تأثیر تشعشعات الکترومغناطیسی بر محیط اطراف، به ویژه در مناطق مسکونی، اتخاذ شود. این میتواند از طریق طراحی بهینه و استفاده از مواد محافظتکننده انجام شود.
کنترل صدا: ترانسفورماتورها، تجهیزات خنککننده و دیگر مولفههای زیرستان صدا تولید میکنند. باید اقدامات ضدصدا مانند نصب موانع صوتی و استفاده از تجهیزات کمصدا انجام شود تا سطح صدا با استانداردهای محیطی مطابقت داشته باشد.
مدیریت زباله: یک سیستم مدیریت زباله مناسب باید تدوین شود، به ویژه برای زبالههای خطرناک مانند باتریهای استفاده شده و روغنها. زبالهها باید طبق قوانین محیطی مدیریت شوند تا آلودگی را جلوگیری کنند.
۵. انطباق
رشد بار: طراحی زیرستان باید رشد آینده بار را در نظر بگیرد و فضای کافی برای توسعه و ظرفیت را ذخیره کند. با توسعه شهرها و افزایش تقاضای برق، زیرستان باید بتواند به تغییرات بار انعطافپذیر واکنش نشان دهد و تأمین مستمر برق را تضمین کند.
مقاومت در برابر بلایای طبیعی: زیرستان باید مقاومت قوی در برابر بلایای طبیعی مانند زلزله، طوفان و سیل داشته باشد. در مناطق پرخطر زلزله یا طوفان، ساختار ساختمان و انتخاب تجهیزات باید با استانداردهای لرزهای و مقاومت در برابر باد متناسب باشند.
۶. رعایت قوانین و مقررات
رعایت استانداردهای ملی و محلی: طراحی، ساخت و عملکرد زیرستان باید به طور دقیق با قوانین، مقررات و استانداردهای ملی و محلی مطابقت داشته باشد، مانند "مراحل ایمنی کار در برق" و "کد طراحی زیرستان."
دریافت مجوزهای لازم: قبل از ساخت، باید تمام مجوزهای لازم شامل مجوزهای برنامهریزی، ارزیابی تأثیرات زیستمحیطی و بازرسیهای ایمنی آتشسوزی به دست آید تا قانونی بودن و رعایت مقررات پروژه تضمین شود.
خلاصه
به عنوان بخشی حیاتی از سیستم برق، یک زیرستان باید در موارد مختلفی مانند ایمنی، قابلیت اطمینان، کارایی اقتصادی، حفاظت از محیط زیست، انطباق و رعایت قوانین و مقررات، نیازهای متعددی را برآورده کند. از طریق برنامهریزی صحیح، انتخاب تجهیزات با کیفیت بالا، فناوریهای اتوماسیون پیشرفته و شیوههای نگهداری جامع، زیرستان میتواند به صورت ایمن، پایدار و کارآمد عمل کند و تأمین مستمر برق را به جامعه ارائه دهد.