گروه بندی تاسیسات بر اساس ولتاژ
گروه بندی تاسیسات الکتریکی بر اساس سطح ولتاژ
تاسیسات الکتریکی از نظر سطح ولتاژ و میزان توان در گروه های مختلفی قرار می گیرند. حتما تا کنون عبارت هایی مانند فشار ضعیف، فشار متوسط، فوق توزیع، فشار قوی و غیره را شنیده اید. این عبارت ها مشخص کننده ی سطوح ولتاژ هستند. تاسیسات الکتریکی در استانداردهای IEC و ANSI از نظر سطح ولتاژ به 5 گروه زیر تقسیم شده اند:
- فشار ضعیف یا LV
- فشار متوسط یا MV
- فشار قوی یا HV
- فوق فشار قوی یا EHV
- فوق العاده فشار قوی یا UHV
گروه های ولتاژی
هر یک از سطوح ولتاژی بالا دارای یک بازه یا محدوده هستند. در این بازه ممکن است چندین رنج ولتاژی استاندارد وجود داشته باشد. دسته بندی ها سطوح ولتاژی به همراه محدوده ی هر یک را در جدول زیر مشاهده می کنید. این جدول بر اساس استانداردهای IEC و ANSI طراحی شده است.
استاندارد | فشار ضعیف LV | فشار متوسط MV | فشارقوی HV | فوق فشارقوی EHV | فوقالعاده فشارقوی UHV |
IEC | تا 1KV | 1-35KV | 35-230KV | 230KV به بالا | — |
ANSI | تا 1KV | 1-100KV | 100-230KV | 230-1000KV | 1000KV به بالا |
در این ویدئو رنج ولتاژهای استاندارد فشار ضعیف و فشار متوسط را مشاهده می کنید. این ویدئو برگرفته از دوره تخصصی تاسیسات فشار متوسط است.
فشار ضعیف
این گروه حداقل میزان ولتاژ در شبکههای توزیع است. در واقع سطح ولتاژ فشار ضعیف همان ولتاژ تحویلی به ساختمانها، کارگاهها و کارخانههای کوچک می باشد. از شبکههای فشار ضعیف برای توزیع نهایی استفاده شده و نمیتوان از آن برای انتقال توانهای بزرگ در فواصل طولانی استفاده کرد. سطح ولتاژ فشار ضعیف در ایران 230/400 ولت است. به عبارت دیگر در ایران ولتاژ بین فاز و نول 230 و ولتاژ بین فازها 400 ولت می باشد.
سطح ولتاژ فشار ضعیف در ایران با عنوان های مختلفی مانند ولتاژ برق سه فاز در ایران یا ولتاژ برق شهری در ایران نیز شناخته می شود. طبق جدول زیر و توضیحات بخش (a) آن می توان دریافت که ولتاژ 230 و 400 نتیجه ی تکامل سیستم 220 و 380 بوده و در حال جایگزین شدن با سیستم های قدیمی است. این گروه ولتاژی بین دو سیستم 220/380 و 240/415 قرار دارد.
در جدول زیر ولتاژهای استاندارد فشار ضعیف در بازه ی 100 تا 1000 ولت طبق IEC 60038 Edition 7.0 2009-06 را مشاهده می کنید. ولتاژ کمتر در ستونهای اول و دوم به صورت فاز به نول و ولتاژ بیشتر به صورت فاز با فاز است. درج یک ولتاژ در ستونهای اول و دوم معرف ولتاژ فاز با فاز در شبکه سه فاز سه سیمه است. ولتاژ کمتر در ستون سوم به صورت فاز به نول و ولتاژ بیشتر به صورت فاز با فاز است. ولتاژهای بیشتر از 230/400 در تاسیسات سنگین و ساختمانهای بزرگ استفاده میشود. قابل ذکر است که در حالت بهره برداری نرمال ولتاژ نباید بیشتر از %10± با ولتاژ نامی منبع تفاوت داشته باشد.
ولتاژ نامی سه فاز چهار سیمه یا سه سیمه | ولتاژ نامی تکفاز سه سیمه | |
50 هرتز |
60 هرتز |
60 هرتز |
– |
120/208 |
(d) 120/240 |
(c) 230 |
(c) 240 |
– |
(a) 230/400 |
(a) 230/400 |
– |
– |
277/480 |
– |
– |
480 |
– |
– |
347/600 |
– |
– |
600 |
– |
(b) 400/690 |
– |
– |
1000 |
600 |
– |
در جدول بالا علاوه بر اعداد از حروف لاتین نیز استفاده شده است. هریک از این حروف معنی خاصی داشته که در ادامه بررسی شده اند:
(a) ولتاژ 230/400 نتیجهی تکامل سیستمهای 220/380 و 240/415 در کشورهای اروپایی و غیره است. با این حال سیستمهای 220/380 و 240/415 هنوز در حال استفادههستند.
(b) ولتاژ 400/690 نتیجهی تکامل سیستم 380/660 در کشورهای اروپایی و غیره است. با این حال سیستم 380/660 هنوز در حال استفاده است.
(c) ولتاژهای 200 و 220 هنوز در برخی از کشورها در حال استفاده هستند.
(d) ولتاژهای 100/200 با فرکانسهای 50 و 60 هرتز در برخی از کشورها در حال استفاده هستند.
مصرف کنندههای بزرگ اغلب به صورت فشار متوسط تغذیه می شوند. در تاسیسات 120/208 ولت شاید بارهای بزرگتر از 50 KVA بزرگ در نظر گرفته شوند ولی در 230/400 ولت این مقدار 100 KVA است. شبکههای 120/208 و 230/400 دو مدل فشار ضعیف بسیار پرکاربرد در سراسر دنیا هستند. استاندارد IEC مدل 230/400V را به منظور توزیع سه فاز چهار سیمه فشار ضعیف پیشنهاد می کند. رنج کاری 230/400 ولت بین مدل های 220/380 و 240/415 بوده و به سادگی با تنظیم تنپ چنجر ترانس ها قابل تبدیل است.
فشار متوسط
این گروه یک پله بالاتر از سطح فشار ضعیف بوده و برای انتقال توان در فواصل کم و تغذیهی بارهای متوسط تا بزرگ استفاده میشود. سطح ولتاژ فشار متوسط تغذیهکنندهی ترانسفورماتورهای توزیع در ایستگاههایی تحت عنوان پستهای توزیع می باشد. این پست ها در خیابانها و نزدیک کارخانهها به شکل های زمینی، هوایی، دفنی، کیوسک و غیره قابل مشاهده هستند. سطح ولتاژی فشار متوسط در ایران دارای مقادیر 3KV و 6.6KV و 11KV و 20KV و 33KV می باشد. در جدول زیر سطح ولتاژ فشار متوسط به شکل AC سه فاز بالای 1 تا 35 کیلو ولت طبق IEC 60038 Edition 7.0 2009 را مشاهده می کنید.
سری 1 | سری 2 | ||
بیشترین ولتاژ تجهیزات | ولتاژ نامی سیستم | بیشترین ولتاژ تجهیزات | ولتاژ نامی سیستم |
(b) 3.6 | (b) 3.3 (b) 3 | (b) 4.40 | (b) 4.16 |
(b) 7.2 | (b) 6.6 (b) 6 | – | – |
12 | 11 10 | – | – |
– | – – | (c) 13.2 | (c) 12.47 |
– | – – | (c) 13.97 | (c) 13.2 |
– | – – | (b) 14.52 | (b) 13.8 |
(17.5) | – (15) | – | – |
24 | 22 20 | – | – |
– | – – | (c,e) 26.4 | (c,e) 24.94 |
(d) 36 | (d) 33 (d) 30 | – | (c) 34.5 |
– | – – | (c) 36.5 | – |
(d) 40.5 | (d) 35 – | – |
در جدول بالا علاوه بر اعداد از حروف لاتین نیز استفاده شده است. هریک از این حروف معنی خاصی داشته که در ادامه بررسی شده اند:
(a) این سیستم ها معمولا سه سیمه هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. مقدار درج شده ولتاژ فاز با فاز است.
(b) این مقادیر نباید برای سیستمهای توزیع جدید استفاده شوند.
(c) این سیستمها معمولا چهار سیمه بوده و مقدار درج شده ولتاژ فاز با فاز است. ولتاژ فاز با نول از تقسیم ولتاژ فاز بر 1.73 به دست می آید.
(d) یکسان سازی این مقادیر در حال بررسی است.
(e) مقادیر 22.9 برای ولتاژ نامی و 24.2 یا 25.8 برای بیشترین ولتاژ تجهیزات در برخی کشورها استفاده میشود.
توصیه میشود در هر کشوری نسبت بین دو رنج ولتاژ نامی کمتر از 2 نباشد. در ضمن حداکثر و حداقل ولتاژ در سیستم نرمال سری 1بیشتر از %10± ولتاژ نامی سیستم نخواهد بود. در سیستم نرمال سری 2 حداکثر ولتاژ بیشتر از %5+ و حداقل ولتاژ بیشتر از %10- ولتاژ نامی سیستم نخواهد بود.
استانداردهای ولتاژی LV و MV در دورهی تاسیسات الکتریکی فشار متوسط شرح داده شده است. در این دورهی آموزشی با استانداردهای ولتاژی، آرایش پستهای فشارمتوسط، تجهیزات اصلی MV، حفاظت ترانسفورماتور و غیره آشنا میشویم. از تجهیزات بررسی شده در این دوره میتوان به کلیدهای قطع بار یا L.B.S، بریکر، ریکلوزر، رلهی پرایمری، رلهی ثانویه، رلهی بوخهلتس، ترمومتر، ترانسهای اندازهگیری و غیره اشاره کرد. در این دوره دستورالعمل توانیر جهت حفاظت ترانس فشار متوسط بررسی شده و فانکشنهای لازم و روش به دست آوردن اعداد شرح داده شده است. بخش حفاظت ترانسفورماتور شامل سیم بندی ترمومتر، بوخهلتس و آموزش تنظیم رلههای MK2200 نیز می گردد. گام نهایی این دوره بازدید از تاسیسات اصلی فشار متوسط شرکتها و ساختمانها به همراه بررسی نقشههای تک خطی و حفاظتی است. لطفا جهت مشاهدهی سرفصلها و لیست ویدئوهای این دوره روی عبارت تاسیسات الکتریکی فشار متوسط کلیک کنید.
فوق توزیع
در استاندارها گروهی با این نام وجود ندارد اما میتوان بین ولتاژ فشار متوسط تا فشارقوی یک گروه دیگر در نظر گرفت. در ایران اصطلاح فوق توزیع به ولتاژ 63 و 66 و 132 کیلو ولت اشاره می کند. این گروه ولتاژی برای انتقال توان در فواصل متوسط و تغذیهی پستهای فوق توزیع استفاده میشود. معمولا در پستهای فوق توزیع ولتاژ 63 کیلو ولت به ولتاژ فشار متوسط تبدیل شده و در اختیار شرکت های توزیع قرار می گیرد. پستهای فوق توزیع در شهرها و نزدیکی بارهای بزرگ وجود دارند. لازم به ذکر است که سطح ولتاژ فوق توزیع در استانداردهای ANSI و IEC تعریف نشده است.
فشارقوی و بالاتر
در استانداردها بعد از گروه فشار متوسط، چند گروه مختلف فشارقوی وجود دارد. این گروه از ولتاژها برای انتقال توان در حجم زیاد و در فواصل طولانی استفاده میشوند. ولتاژ فشارقوی در نزدیکی شهرها و در پستهایی تحت عنوان پست انتقال به گروههای فوق توزیع و فشار متوسط تبدیل میشود. قابل ذکر است که شبکههای منتقل کننده ی توان با ولتاژ فشار قوی عموما خطوط انتقال نامیده می شوند.
کاهش تلفات و سایز تجهیزات از عوامل اصلی استفاده از ولتاژ بالا در انتقال نیرو است. همانطور که می دانید با افزایش ولتاژ میزان جریان کاهش پیدا کرده و نیاز به سطح مقطع کوچک تر در سیم ها و کابل ها می باشد. به همین علت در فواصل طولانی از ولتاژهای بسیار بالا به منظور انتقال نیرو استفاده می شود.
جهت مطالعه ده ها مقاله ی تخصصی دیگر، بخش مقالات طراحی تاسیسات فشار متوسط را مشاهده کنید.
گروه بندی بر اساس توان درخواستی
قبل از شروع این موضوع باید عبارت درگاه ورودی توان الکتریکی را تعریف کنیم. در گاه ورودی نام نقطهای است که تاسیسات الکتریکی متقاضی به تاسیسات الکتریکی شرکتهای توزیع نیروی برق متصل می شود. در این نقطه از سیستمهای حفاظتی به همراه لوازم اندازهگیری انرژی استفاده خواهد شد. به عنوان مثال به تصویر زیر توجه کنید. در این تصویر نحوهی اتصال اشتراک یک ساختمان به شبکهی فشار ضعیف عمومی نمایش داده شده است.
ولتاژ تحویلی به مشترکین با توجه به توان مورد نیاز آن ها مشخص می شود. در این خصوص مقررات خاصی وجود دارد. به عبارت دیگر قوانین خاصی مشخص میکند که ولتاژ تحویلی و ایستگاه تحویل انرژی الکتریکی به متقاضی چه شرایطی داشته باشد. منظور از این قوانین همان دستورالعمل های محلی و منطقهای در شرکتهای توزیع نیروی برق است. از نظر میزان توان درخواستی و بسترهای موجود، تاسیسات الکتریکی میتوانند به صورتهای زیر به شبکه متصل شوند:
- نزدیکترین شبکهی عمومی فشار ضعیف
- نزدیکتری تابلوهای توزیع فرعی فشار ضعیف: این تابلوها تحت عنوان شالتر نیز شناخته میشوند.
- نزدیک ترین پستهای عمومی توزیع یا تبدیل فشار متوسط به فشار ضعیف
- پستهای هوایی و زمینی توزیع اختصاصی یا تبدیل فشار متوسط به فشار ضعیف
- توسط فیدر اختصاصی فشار متوسط
- توسط پست های اختصاصی فوق توزیع و بالاتر
لازم به ذکر است که درصورت عدم وجود شبکه در نزدیکی متقاضی ممکن است علاوه بر هزینهی اشتراک، هزینههای احداث شبکه در سطوح ولتاژی مختلف نیز از وی اخذ شود.
همانگونه که اشاره شد قوانین منطقهای و محلی مربوط به شرکتهای توزیع نیروی برق مشخص کننده ی محل اتصال، ملزومات و محل قرارگیری لوازم اندازهگیری و حفاظتی است. به عنوان مثال متقاضیهای تک فاز مسکونی معمولا به صورت مستقیم به شبکههای عمومی فشار ضعیف موجود متصل میشوند. در طرف مقابل شرکتهای بزرگ با توان درخواستی چند صد کیلو وات یا چند مگاوات، باید هزینههای احداث پست و شبکههای اختصاصی را پرداخت کنند. اطلاعات بیشتر را در جدول زیر مطالعه کنید. این جدول به عنوان مثال بوده و ممکن است مقادیر آن در تمام شرکت های توزیع پذیرفته نباشد.
محل تامین انرژی متقاضی |
ولتاژ |
توان درخواستی |
اشتراک 32 آمپر تکفاز از شبکه های فشار ضعیف عمومی | LV | 6.4 کیلو وات تکفاز |
اشتراک 32 آمپر سه فاز از شبکه های فشار ضعیف عمومی | LV | 19.2 کیلو وات |
کابل مستقل از نزدیک ترین پست عمومی | LV | 30 کیلو وات |
پست هوایی اختصاصی | LV | 30 تا 240 کیلو وات |
ولتاژ اولیه با لوازم اندازه گیری هوایی | MV | 240 تا 600 کیلو وات |
ولتاژ اولیه با لوازم اندازه گیری زمینی(پست اختصاصی) | MV | 240 کیلو وات تا 2 مگا وات |
ولتاژ اولیه با فیدر اختصاصی از پست فوق توزیع | MV | 2 تا 7 مگاوات |
پست یا فیدر اختصاصی فوق توزیع و بالاتر | HV | بیش از 7 مگاوات |
همانطور که مشاهده کردید میزان توان مورد نیاز مشخص کننده ی روش اتصال و سطح ولتاژ است. اولین گام در طراحی تاسیسات به دست آوردن میزان توان درخواستی یا همان دیماند است. برای اطلاعات بیشتر مقاله ی نحوه محاسبه دیماند برق را مطالعه کنید.
با عرض سلام و خسته نباشید خدمت اهالی مثلث زرد
انشاء الله همواره با صحت و تندرستی پیشرفت شما در تولید محصولات آموزشی در زمینه ی برق و ارائه ی این محصولات به علاقه مندان صنعت برق روز افزون باشد.
دو سئوال دارم
کتاب دیاگرام های الکتریکی کی آماده میشود ؟
و آیا دوره ی تصویری هم همراه این کتاب خواهد بود ؟
با تشکر فراوان . یا علی….
سلام ممنون از آموزش خوبتون استاد یعنی استاندارد۲۲۰ولت هم در ایران عوض شده و ولتاژ۲۳۰یا همان۴۰۰ولت جایگزین شده با توجه به نوسانی که ما در شبکه برق داریم آسیبی به مصرف کننده ها وارد نمی شود مخصوصا روشنایی ها
سلام وقت بخیر. ممنون از نظر لطف شما. بله تقریبا داریم به سمت ۴۰۰ ولت حرکت می کنیم. اختلاف ۲۲۰ با ۲۳۰ یا ۳۸۰ و ۴۰۰ درحدی نیست که به تجهیزات آسیب بزنه.
ضمن عرض سلام وخسته نباشید به اساتیدی که برای ارتقا دانش جوانان این مرز وبوم تلاش میکنند
اگر امکان دارد بفرمایید درصد مجاز افت یا افزایش ولتاژ برای مصرف کننده چقدر است
سلام وقت بخیر. ممنون از نظر لطف شما. دامنه ی مجاز ولتاژ رو می تونید در این مقاله مطالعه کنید: https://mosalasezard.com/transformer-voltage-regulation/
عالی بودی
ممنون از نظر لطف شما
درود بر شما.واقعا عالی هستید.عالی
سلام. وقت بخیر. سپاس از نظر لطف و همراهی شما.