توزیع برق و نحوه ی توزیع آن در کشور

توزیع برق و نحوه ی توزیع آن در کشور

تاریخچه توزیع برق

اولین سیستم توزیع برق که در واقع یک سیستم جریان مستقیم (DC) زیرزمینی بود، در سال ۱۸۸۲ میلادی توسط توماس ادیسون در ایالات متحده آمریکا ایجاد شد. هنگامی که ادیسون مولد نیرو را روشن کرد، ۵۲ لامپ در دفاتر نیویورک تایمز برای اولین بار درخشید. نویسندگان تایمز نورپردازی رشته های جدید را به عنوان “نرم، ملایم و چشم نواز” توصیف کردند.

طراحی ادیسون برای اولین بار انقلابی در صنعت به پا کرد. به این ترتیب مصرف کننده انرژی از منبع انرژی (و مزاحمت ها و خطرات مرتبط با آن مانند دود و شعله) خلاصی یافت و سیستم توزیع ادیسون با جایگزین کردن روش روشنایی لامپ به جای سوزاندن شمع جلوه دیگری به جهان بخشید.

تعریف و نحوه توزیع برق

فرایند جابجایی توان الکتریکی را انتقال انرژی الکتریکی می گویند. این فرایند معمولاً شامل انتقال انرژی الکتریکی از مولد یا تولیدکننده به پست های توزیع نزدیک شهرها یا مراکز تجمع صنایع است و از این پس یعنی تحویل انرژی الکتریکی به مصرف‌کننده‌ها در محدودۀ توزیع انرژی الکتریکی است. انتقال انرژی الکتریکی به ما اجازه می دهد تا به سادگی و بدون پذیرفتن هزینۀ حمل سوخت ها و هم چنین جدای از آلودگی تولید شده از سوختن سوخت ها در نیروگاه، از انرژی الکتریکی بهره بگیریم. حال آن که در بسیاری موارد انتقال منابع انرژی مانند باد یا آب سدها غیرممکن است و تنها راه ممکن انتقال انرژی الکتریکی است.

وظایف شرکت های توزیع برق

هر سیستم توزیع برق در جهان، دارای وظایف مشخص و از پیش تعیین شده ای است که
مهم ترین آن ها به شرح زیر است:

• تامین ولتاژ و فرکانس ثابت با کیفیت قابل قبول برای تمامی مصرف کننده ها
• تداوم سرویس و تامین برق
• تعیین تعرفه های مصرف  و سازگاری آن با تعرفه های بین المللی
• ایمن سازی شبکه توزیع
• افزایش و کاهش سطح ولتاژ در شبکه برق
• کلید زنی هنگام وقوع خطا در شبکه و یا تغییر در توپولوژی شبکه

در شبکۀ برق رسانی سراسری، نزدیک نبودن محل تولید انرژی با محل مصرف به عنوان یک مشکل مطرح می باشد چرا که احداث نیروگاه ها و تولید انرژی الکتریکی دارای محدودیت هایی است. در شبکۀ برق رسانی برای انتقال انرژی الکتریکی در فاصلۀ بین نیروگاه ها تا شهرها (محل مصرف) از خطوطی استفاده می شود که دارای سطح ولتاژ بالایی هستند و معمولاً از پایه های فلزی و یا تیرهای بتونی بزرگ استفاده می شود چراکه توان انتقالی زیاد بوده و به دليل بزرگ بودن سطح مقطع یا زیاد بودن تعداد رشته سیم ها و هم چنین افزایش وزن سیمی که پایه سیم ها باید تحمل کنند از پایه های محکم فلزی به نام دکل استفاده می شود.

توزیع انرژی الکتریکی با سیستم های مختلفی صورت می گیرد. سیستم های توزیع انرژی الکتریکی یا شبکه های توزیع بر اساس قوانین محلی و منطقه ای طراحی می شوند. شبکه های توزیع عمومی شامل دو بخش فشار متوسط و فشار ضعیف بوده. با افزایش توان درخواستی و یا دیماند باید از پست یا فیدر MV  ( فشار متوسط) استفاده کرد. شبکه های توزیع دارای سطوح ولتاژی مختلف بوده و این مقادیر در تمام استانداردها یکسان نخواهد بود .

در صنعت برق، توزیع انرژى برق اساساً در دو سطح فشار ضعیف و فشار متوسط صورت مى گیرد:

۱-  خط های فشار ضعیف:

برق مصرف کنندگان عادى با خط هاى فشار ضعیف تأمین مى شود. این خط ها آخرین قسمت از شبکه عظیم و گسترده برق رسانى را پیش از تحویل انرژى به مصرف کننده تشکیل مى دهند. خط هاى فشار ضعیف رایج در سراسر کشور از نوع ۳۸۰/۲۲۰ ولتى و معمولاً به صورت ۵ سیمه اند تیر برق های فشار ضعیف دارای ولتاژ ۳۸۰/۲۲۰ ولت بوده و وظیفۀ برق رسانی به منازل و مکان های داخل شهر را بر عهده دارند.

۲ – خط های فشار متوسط:

شبکه های فشار متوسط عمومی در ایران، با ولتاژهای ۳۳ ، ۲۰ و ۱۱ کیلو ولتی کار می کنند،که در این میان، ولتاژ ۲۰ کیلو ولت رایج ترین آنها است و امروزه نیز، ایجاد و توسعۀ شبکه های فشار متوسط به طور اساسی با ولتاژ ۲۰ کیلو ولت صورت می گیرد.در بعضی از شهرها نیز که از قدیم ولتاژ ۱۱ کیلو ولت معمول بوده است، رفته رفته جای خود را به ولتاژ ۲۰ کیلو ولت داده اند.

شبکه های فوق توزیع در ایران شامل خط هاى ۶۳ یا ۱۳۲ کیلو ولتى می باشد.

سطح ولتاژ در خطوط انتقال انرژی الکتریکی شبکۀ ایران عبارت اند:

۶۳KV – 132KV – 230KV – 400KV

بخشی از انرژی الکتریکی به هنگام انتقال به حرارت تبدیل مي شود که آن را تلفات انرژی در شبکه می گویند. به منظور کاهش تلفات انرژی ولتاژ شبکه های انتقال نیرو توسط پست افزاینده زیاد می شود و در انتهای شبکۀ انتقال نیرو توسط پست کاهنده کاهش مي یابد. برای کاهش یا افزایش ولتاژ از ترانسفورمر استفاده می شود که در واقع ترانسفورمر یک مبدل ولتاژ است. انرژی الکتریکی معمولاً در فواصل دراز به وسیلۀ خطوط هوایی انتقال می یابد. از خطوط زیر زمینی فقط در مناطق پرجمعیت شهری استفاده می شود و این به دلیل هزینۀ بالای راه اندازی و نگهداری و همچنین تولید توان راکتیو اضافی در این‌گونه خطوط است.

سیستم های توزیع برق بر اساس چگونگی انتقال انرژی با استفاده از کابل های زمینی و خطوط هوایی به دو نوع زمینی و هوایی  تقسیم می شوند.

شبکه های توزیع هوایی نسبت به شبکه های زمینی به دلایل زیر دارای برتری هستند:

• قیمت کمتر
• اجرای سریع تر و آسان تر
• سهولت بهره برداری و تعمیرات
• انشعاب گیری سریع تر، آسان تر و ارزان تر

دسته ای دیگر از تقسیم بندی شبکه های توزیع بر اساس نوع اتصال صورت می پذیرد که
دارای سه مدل زیر می باشد:

• سیستم شعاعی (Radial System)
• سیستم حلقوی (Ring System)
• سیستم مش (Mesh System)

پست ها

آخرین مرحلۀ تغییر سطح ولتاژ و عمل آوری انرژی برق به ولتاژ قابل استفاده برای مصرف کنندگان، در پست ها (ایستگاه های) توزیع انجام می گیرد و پس از آن، برق آمادۀ تحویل به مشترکان عادی می شود . این ایستگاه ها در شبکۀ برق کشور به دو صورت زمینی (نصب شده در ساختمان) و هوایی (نصب شده در هوای آزاد و روی پایه های برق) رایج اند.

پست های زمینی به محدودۀ داخلی شهرها و بعضی از مشترکان مصارف سنگین اختصاص دارند و ویژگی آن ها، نسبت به ایستگاه های هوایی، ظرفیت نامی بالاتر و قابلیت مانور روی شبکه از طریق تجهیزات موجود در آن ها است.