حفاظت در پست های فشار قوی چگونه نمایش داده می شود؟

در پست‌های فشار قوی بخش‌های حفاظتی بسیار متنوع و پیچیده‌ای شامل حفاظت خطوط یا فیدر‌های ورودی، حفاظت ترانسفورماتورها، باسبارها، فیدر‌های خروجی، سیستم‌های جبران سازی مانند خازن، راکتور و … وجود دارد. از آنجایی که پلن‌های حفاظتی با توجه به المان‌های مختلفی مانند وظیفه، عملکرد، نوع و تعداد ورودی‌ها، سطح ولتاژ، اهمیت تجهیزات تحت حفاظت، نوع تجهیزات تحت حفاظت، اهمیت تاسیسات در پایداری شبکه،  اهمیت بار و … طراحی می‌شوند، نمی‌توان برای هر پست تنها یک طرح کلی و ثابت ارائه کرد. به همین منظور دیاگرام‌های مربوط به هر بخش به صورت جداگانه طراحی و در انتها ارتباط‌های مورد نیاز با بخش‌های دیگر و حفاظت‌های پشتیبان به آن‌ها اضافه می‌شود.

حفاظت خطوط فشار قوی

این ارتباط‌ها می‌تواند به صورت الکتریکی و یا به صورت شبکه‌های انتقال اطلاعات باشد. ارتباط بین سیستم‌های حفاظتی و کنترلی تنها به یک پست محدوده نشده و در تاسیسات بسیار مهم، بین دو یا چند پست نیز برقرار می‌شوند. طراحی این قسمت نیز همانند سیستم‌های حفاظتی شرح داده شده در نیروگاه‌ها، با اضافه کردن جزئیات بیشتر از جمله ترانسفورماتورهای ولتاژ، جریان و فانکشن‌ها به دیاگرام‌های تک‌خطی آغاز می‌شود. به عنوان مثال در تصویر زیر، حفاظت یکی از فیدرهای خروجی از پست فشارقوی با فانکشن‌های مختلف از جمله اتو ریکلوزر را مشاهده می‌کنید.

حفاظت فیدر 20 کیلو ولت

برای آشنایی بیشتر با پلن‌های حفاظتی مختلف در پست فشار قوی، تعدادی از دیاگرام‌ها به صورت خلاصه شده در ادامه آورده شده است. بارها یا مصرف کننده‌ها در یک شبکه‌ی حقیقی از نظر میزان توان درخواستی و محل قرارگیری بسیار متنوع و پراکنده هستند. به همین علت نمی‌توان تمام بارهای موجود در شبکه را به صورت متمرکز درآورده و توان مورد نیاز آن‌ها را توسط یک نیروگاه تامین کرد. از طرفی تامین برق مصرف کننده‌ها توسط یک نیروگاه ضریب اطمینان بالایی ندارد. فرض کنید هر استان از طریق نیروگاه محلی خود تغذیه شود، در این شرایط هرگونه خروج نیروگاه به صورت بابرنامه و بدون برنامه باعث بروز خاموشی‌های طولانی مدت خواهد شد.

برای رفع مشکلات فوق معمولا تمام نیروگاه‌ها و مصرف کننده‌ها از طریق خطوط انتقال به یکدیگر متصل شده و یک شبکه‌ی سراسری را به وجود می‌آورند. در این روش تفاوتی نمی‌کند که کدام نیروگاه و یا چه فاصله‌ای در حال تامین توان مورد نیاز شبکه است. نکته‌ی مهم در کار شبکه‌ی سراسری این است که خطوط فشار قوی می‌توانند از چند نقطه‌ی متفاوت تغذیه شده و حالت‌های مختلفی از نظر جهت جریان داشته باشند. به همین علت حفاظت خطوط ورودی در پست‌های فشار قوی بسیار پیچیده بوده و شامل فانکشن‌های خاصی مانند جهت یابی، فاصله یابی، مشخص کردن نوع خطا و … هستند.

در تصویر زیر، سیستم حفاظتی یک بی خط ورودی به پست فشار قوی را مشاهده می‌کنید. فانکشن‌های این خط شامل کد ۷۹ مربوط به رله‌ی وصل مجدد، کد L87 مربوط به رله‌ی دیفرانسیل خط، کد BF مربوط به سیستم تشخیص اشکال در بریکر، کد ۲۵ مربوط به کنترل سنکرون، کد ۵۹ مربوط به اضافه ولتاژ، کد N21/21 مربوط به رله دیستانس، کد N67 مربوط به اضافه جریان جهت دار، کد ۸۵ مربوط به اتصال به تجهیزات حفاظتی انتهای خط و … هستند.

با توجه به اینکه خطوط فشار قوی از چند سو تغذیه، وضعیت کاملا مشخصی از نظر جهت جریان ندارند، سیستم‌های حفاظتی مجهز به المان‌ها تشخیص جهت خطا و جدا سازی هم‌زمان از دو پست مختلف نیز هستند. تله پروتکشن Teleprotectionارتباط بین سیستم‌های حفاظتی خطوط در پست‌های مختلف می‌تواند سیم‌های مستقل، فیبر نوری مستقل، استفاده از سیم گارد و … باشد. این ارتباط تنها جهت صدور فرمان قطع از یک سمت نبوده و در برخی موارد جهت تشخیص خطا نیز استفاده می‌شود. در تصویر زیر، استفاده از فانکشن دیفرانسیل خط با کد L87 و راتباط بین آن‌ها در دو پست مختلف را مشاهده می‌کنید.

فانکشن های حفاظت خطوط

علاوه بر فانکشن‌های اصلی مانند دیفرانسیل و دیستانس در حفاظت خطوط فشارقوی، موارد دیگری مانند حفاظت اضافه جریان جهت دار، حفاظت خطای زمین جهت دار و … نیز وجود دارند. این فانکشن‌ها گاها به عنوان حفاظت پشتیبان شناخته می‌شوند.

در صورتی که پست فشارقوی شامل ترانسفورماتور نیز باشد، برای حفاظت آن از بریکرها و فانکشن‌های بیشتری استفاده خواهد شد. در نظر داشته باشید سیستم حفاظت ترانسفورماتور با توجه به ظرفیت و نوع آن می‌توان بسیار متنوع باشد. به عنوان مثال در حفاظت ترانسفورماتورهای معمولی از دو بریکر اولیه و ثانویه استفاده می‌شود در صورتی که برای حفاظت اتوترانسفورماتور یا ترانسفورماتورهای سه سیم پیچه به سه بریکر نیاز است. در تصویر زیر سیستم حفاظت ترنسفورماتور معمولی به همراه فانکنشن‌های آن از جمله حفاظت‌های جریانی و دیفرانسیل را مشاهده می‌کنید. در پست فشار قوی حفاظت‌های دیگری جهت باسبار و فیدرهای خروجی نیز وجود دارد که شبیه به موارد شرح داده شده ترسیم می‌شوند.

ترانس انتقال

مقالات فوق برگرفته از کتاب پلن های الکتریکی، تالیف مثلث زرد است.