مقدمه
تعیین ظرفیت پست با توجه به نیازهای موجود و امکانات توسعه آینده، نخستین گام در انتخاب گزینه مورد نظر است. انتخاب پست مورد نظر از میان گزینههای استاندارد یا ترکیبهای ویژه باید با دقت فراوان و بر اساس نیازها و امکانات موجود انجام شود. در این امر سه عامل اصلی، یعنی تعیین ظرفیت مورد نظر، تشخیص شرایط اقلیمی و برآورد وسعت و موقعیت زمین قابل دسترسی از اهمیت بیشتری برخوردار میباشند.
۱-۲-۱ - ظرفیت
تعیین ظرفیت پست با توجه به نیازهای موجود و امکانات توسعه آینده نخستین گام در انتخاب گزینه مورد نظر است.
پستهای تکی (یک ترانسفورماتوره)
پستهای کوچک توزیع در نقاط شهری، عموماً با استفاده از یک ترانسفورماتور با ظرفیتهای بین نیم تا یک مگاولت آمپر احداث میگردند که این مقادیر معمولاً برای مصرف نقاط مسکونی و مصارف عمومی شهری مانند روشنائی معابر و غیره کافی میباشد.
📊 مزایای پستهای تکی:
- حداقل تعداد سلولهای فشار متوسط و تابلوهای توزیع
- فضای کوچک برای تجهیزات مربوطه
- هزینه سرمایهگذاری اولیه پایینتر
- سادگی در بهرهبرداری و نگهداری
در اکثر موارد پستهای تکی با ظرفیت حدود یک مگاولت آمپر برای مصارف یک منطقه شهری کافی میباشند و در صورت افزایش مصرف در یک منطقه شهری، معمولاً پست دیگری در فاصله متناسبی از پست اول احداث میگردد و این امر از نظر افت ولتاژ، مناسبتر از احداث یک پست بزرگ با شعاع توزیع زیاد میباشد.
ظرفیتهای استاندارد ترانسفورماتورها
| ردیف | ظرفیت (KVA) | ولتاژ اولیه (kV) | ولتاژ ثانویه (V) | کاربرد پیشنهادی |
|---|---|---|---|---|
| ۱ | ۲۵ | ۲۰ | ۴۰۰ | مصارف بسیار کوچک روستایی |
| ۲ | ۵۰ | ۲۰ | ۴۰۰ | مصارف کوچک روستایی |
| ۳ | ۱۰۰ | ۲۰ | ۴۰۰ | مصارف عمومی محدود |
| ۴ | ۲۵۰ | ۲۰ | ۴۰۰ | مصارف متوسط شهری |
| ۵ | ۴۰۰ | ۲۰ | ۴۰۰ | مصارف شهری متداول |
| ۶ | ۵۰۰ | ۲۰ | ۴۰۰ | پستهای توزیع شهری |
| ۷ | ۶۳۰ | ۲۰ | ۴۰۰ | پستهای توزیع پرتراکم |
| ۸ | ۸۰۰ | ۲۰ | ۴۰۰ | مناطق پر مصرف شهری |
| ۹ | ۱۰۰۰ | ۲۰ | ۴۰۰ | مراکز تجاری و اداری |
| ۱۰ | ۱۲۵۰ | ۲۰ | ۴۰۰ | مناطق ویژه با مصرف بالا |
پستهای دو ترانسفورماتوره (دوتایی)
با استفاده از طرح بلوکهای ترکیبپذیر پست، در صورت انتخاب پستهای دوتایی (دو ترانسفورماتوره) با استقرار دو ترانسفورماتور در هر پست، این امکان فراهم میگردد که در ازاء افزودن حدود پنجاه درصد به ابعاد ساختمان و حجم تجهیزات پست، ظرفیت آن را تا دو برابر افزایش داد.
- افزایش ظرفیت تا دو برابر با افزایش تنها ۵۰٪ در ابعاد
- قابلیت بهرهوری و اطمینان پذیری بالاتر
- امکان تأمین بار در هنگام تعمیرات یک ترانسفورماتور
- مناسب برای مناطق متراکم شهری و ساختمانهای چندین طبقه
مقایسه پست تکی و دو ترانسفورماتوره
| ویژگی | پست تکی (یک ترانس) | پست دوتایی (دو ترانس) |
|---|
عوامل مؤثر در کاهش ظرفیت ترانسفورماتور
۱. درجه حرارت محیط
دمای محیط تأثیر مستقیم بر ظرفیت نامی ترانسفورماتور دارد. با افزایش دما، ظرفیت قابل ارائه کاهش مییابد.
۲. ارتفاع از سطح دریا
در ارتفاعات بالا به دلیل کاهش چگالی هوا، سیستم خنککنندگی ضعیفتر عمل کرده و ظرفیت ترانسفورماتور کاهش مییابد.
| ارتفاع (متر) | دمای ۳۰°C | دمای ۴۰°C | دمای ۵۰°C |
|---|---|---|---|
| ۰-۱۰۰۰ | ۱۰۰٪ | ۱۰۰٪ | ۱۰۰٪ |
| ۱۰۰۰-۱۵۰۰ | ۹۷٪ | ۹۵٪ | ۹۳٪ |
| ۱۵۰۰-۲۰۰۰ | ۹۴٪ | ۹۱٪ | ۸۸٪ |
| ۲۰۰۰-۲۵۰۰ | ۹۱٪ | ۸۷٪ | ۸۳٪ |
| ۲۵۰۰-۳۰۰۰ | ۸۸٪ | ۸۳٪ | ۷۸٪ |
ظرفیت واقعی پست
ظرفیت واقعی پستها مطابق مختصات ساختمانی، درجه حرارت محیط و شرایط تهویه تعیین میگردد. برای افزایش طول عمر مفید، ترانسفورماتور بهتر است بیش از ۸۰٪ ظرفیت نامی آن مورد استفاده قرار نگیرد.
برای افزایش طول عمر مفید ترانسفورماتور، بهتر است از حداکثر ۸۰٪ ظرفیت نامی آن استفاده شود. بارگذاری بیش از حد مجاز باعث کاهش عمر عایقی و افزایش تلفات میگردد.
قابلیت جایگزینی ترانسفورماتور با ظرفیت بالاتر
ابعاد جایگاه ترانسفورماتور در بلوک مربوطه بگونهای است که تمام انواع ترانسفورماتور ۵۰۰ تا ۱۲۵۰ کیلوولت آمپری در آن قابل استقرار میباشند. لذا هر گاه که نیاز باشد میتوان ترانسفورماتورهای پست را با ظرفیتهای بالاتری جایگزین نمود.
- تغییر ظرفیت کابلهای فشار ضعیف
- تغییر ظرفیت ورودی تابلوهای فشار ضعیف
- بررسی جریان نامی و اتصال کوتاه تابلو
- بررسی و تغییر ادوات اندازهگیری
- مطابقت با جداول مندرج در نقشههای تک خطی
مراحل تعیین ظرفیت پست
- برآورد بار فعلی منطقه
- پیشبینی رشد بار (۱۰ تا ۲۰ سال)
- تعیین ضریب همزمانی
- محاسبه P_substation = (Σ P_load × K_simultaneous × K_growth) / (PF × η)
- انتخاب نزدیکترین ظرفیت استاندارد
- ضریب کاهش دمای محیط
- ضریب کاهش ارتفاع از سطح دریا
- ضریب اطمینان (۸۰٪ حداکثر بار)
- تک ترانسفورماتوره (مناطق معمولی)
- دو ترانسفورماتوره (مناطق متراکم و حساس)
- بررسی نقشه تک خطی
- انتخاب تجهیزات جانبی
- مستندسازی و تأیید
نقشههای تک خطی مرجع
| شماره نقشه | نوع پست | توضیحات |
|---|---|---|
| ۱۰۱ | پست تکی یک ترانسفورماتوره | مدار الکتریکی پست توزیع زمینی ۲۰ کیلوولت |
| ۱۰۲ | پست دو ترانسفورماتوره (دوتایی) | مدار الکتریکی همراه با تجهیزات |
🔍 در مقالات بعدی، شرایط اقلیمی و زمین پست به تفصیل بررسی خواهد شد
ادامه مطلب: مقاله «شرایط اقلیمی» | «زمین پست»
نتیجهگیری
تعیین ظرفیت پست یکی از مهمترین مراحل در طراحی پستهای فشار متوسط است. انتخاب بین پست تکی یا دو ترانسفورماتوره باید بر اساس نیاز منطقه، بودجه موجود، قابلیت اطمینان مورد نظر و امکانات توسعه آتی انجام شود. رعایت استانداردهای معاونت تحقیقات و تکنولوژی و در نظر گرفتن عوامل محیطی مانند دما و ارتفاع، از الزامات اصلی در تعیین ظرفیت نهایی پست میباشد.