سیستمهای توزیع برق
در ادامه خواهید دید:
سیستمهای توزیع برق
تاسیسات الکتریکی، شبکهای پیچیده و حیاتی از سیمها، تجهیزات و سیستمها است که نقشی اساسی در عملکرد صحیح و آسایش ساکنین هر ساختمانی ایفا میکند. سیستمهای توزیع برق به عنوان یکی از زیرمجموعههای کلیدی تاسیسات الکتریکی، وظیفهی تامین و توزیع برق را در سراسر ساختمان بر عهده دارند.
تأمینِ برقِ مورد نیازِ تجهیزات و روشنایی، از وظایفِ اصلیِ این سامانه است. تابلوهای برق، ترانسفورماتورها، سیمکشی و کابلکشی، فیوزها و کلیدها، و سیستمهای ارتینگ و حفاظت الکتریکی، از جمله اجزایِ این سیستمِ حیاتی به شمار میروند.
وظایف سیستمهای توزیع برق
- تامین برق مورد نیاز تجهیزات روشنایی، سرمایش، گرمایش، تهویه مطبوع و سایر تجهیزات الکتریکی
- توزیع عادلانه و پایدار برق در تمام نقاط ساختمان
- حفاظت از افراد و تجهیزات در برابر خطرات الکتریکی
انواع سیستمهای توزیع برق
برق، رگ حیاتی زندگی مدرن است که در تار و پود هر ساختمانی تنیده شده و نقشی بیبدیل در آسایش و رفاه ساکنین ایفا میکند. سیستمهای توزیع برق، به عنوان شاهرگهای این دنیای پویا، وظیفهی انتقال و توزیع برق را در هر ساختمانی بر عهده دارند.
تنوع سیستمهای توزیع برق، انعکاسی از تنوع نیازها و کاربردهای مختلف برق در دنیای امروز است. از تامین برق روشنایی یک منزل مسکونی گرفته تا تامین برق تجهیزات پیچیده و حساس در صنایع بزرگ، هر کدام نیازمند سیستم توزیع برق خاص خود هستند.
انتخاب سیستم توزیع برق مناسب، به عوامل مختلفی مانند نوع کاربری ساختمان، میزان مصرف برق، بودجه و … بستگی دارد. درک صحیح از انواع سیستمهای توزیع برق، گامی کلیدی در انتخاب سیستم مناسب و تضمین عملکرد صحیح و ایمن آن در طول سالهای متمادی خواهد بود.
در ادامه، به طور خلاصه به برخی از انواع رایج سیستمهای توزیع برق اشاره میشود:
1- سیستم توزیع برق بر اساس نوع جریان:
سیستمهای توزیع برق بر اساس نوع جریان به دو دسته کلی DC (جریان مستقیم) و AC (جریان متناوب) تقسیم میشوند. هر کدام از این سیستمها مزایا و معایب خاص خود را دارند و در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار میگیرند.
سیستمهای برق AC: قلب تپنده دنیای مدرن
سیستمهای برق AC، رایجترین نوع سیستم توزیع برق در جهان هستند که از جریان متناوب (Alternating Current) برای انتقال و توزیع برق استفاده میکنند. این سیستمها، قلب تپنده دنیای مدرن محسوب میشوند و نقشی حیاتی در زندگی روزمره انسان ایفا میکنند.
سیستمهای برق DC:
برق DC یا جریان مستقیم، نوعی از جریان الکتریکی است که در آن جهت جریان الکتریسیته ثابت است، از مثبت به منفی. این نوع جریان در باتریها، سلولهای خورشیدی و برخی از لوازم الکتریکی مانند تلفنهای همراه استفاده میشود. در موارد خاص مانند سیستمهای خورشیدی و یو پی اس استفاده میشود.
2- سیستم توزیع برق بر اساس نوع ولتاژ:
سیستمهای توزیع برق بر اساس نوع ولتاژ به سه دسته کلی فشار ضعیف، فشار متوسط و فشار قوی تقسیم میشوند. هر کدام از این سیستمها در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار میگیرند و ولتاژ و جریان مناسب برای آن کاربرد را ارائه میدهند.
سیستمهای برق فشار ضعیف:
شامل تاسیساتی که با ولتاژ کمتر از 1000 ولت کار میکنند و برای مصارف خانگی و تجاری مناسب هستند.
سیستمهای فشار ضعیف، که به عنوان سیستمهای ولتاژ پایین نیز شناخته میشوند، به سیستمهای الکتریکی اطلاق میشوند که در آنها ولتاژ الکتریکی از یک مقدار مشخص (معمولاً 1000 ولت) پایینتر است. این سیستمها در مصارف خانگی، تجاری و صنعتی به طور گسترده استفاده میشوند.
سیستمهای برق فشار متوسط:
شامل تاسیساتی که با ولتاژ بین 1000 تا 33000 ولت کار میکنند و برای مصارف صنعتی و توزیع برق در مسافتهای طولانی مناسب هستند.
سیستمهای فشار متوسط، که به عنوان سیستمهای ولتاژ متوسط نیز شناخته میشوند، به سیستمهای الکتریکی اطلاق میشوند که در آنها ولتاژ الکتریکی بین یک مقدار مشخص (معمولاً 1000 ولت) تا 36000 ولت است. این سیستمها در مصارف صنعتی و توزیع برق به طور گسترده استفاده میشوند.
سیستمهای برق فشار قوی:
شامل تاسیساتی که با ولتاژ بیش از 33000 ولت کار میکنند و برای انتقال برق در مسافتهای بسیار طولانی مناسب هستند.
سیستمهای فشار قوی، که به عنوان سیستمهای ولتاژ بالا نیز شناخته میشوند، به سیستمهای الکتریکی اطلاق میشوند که در آنها ولتاژ الکتریکی از 36000 ولت بیشتر است. این سیستمها برای انتقال برق در مسافتهای طولانی و با ظرفیت بالا استفاده میشوند.
3- بر اساس نوع سیستم ارتینگ:
سیستم ارتینگ، مسیری برای اتصال تجهیزات الکتریکی به زمین است. این سیستم برای حفاظت افراد و تجهیزات در برابر برق گرفتگی و نشت جریان الکتریکی به زمین استفاده میشود.
سیستمهای ارتینگ به سه دسته کلی TN و TT و IT تقسیم میشوند.
سیستم ارتینگ TN:
رایجترین نوع سیستم ارتینگ که در آن نقطه خنثی ترانسفورماتور به زمین متصل میشود.
سیستم ارتینگ TN، که به عنوان سیستم ارتینگ حفاظتی با نقطه خنثی زمین شده نیز شناخته میشود، یکی از رایجترین سیستمهای ارتینگ در شبکههای توزیع برق است. در این سیستم، هادی نول (N) و هادی حفاظتی (PE) به یکدیگر متصل شده و به زمین وصل میشوند.
سیستم ارتینگ TT:
در این سیستم، بدنه هادی ها به طور مستقیم به زمین متصل می شوند.
سیستم ارتینگ TT، نوعی سیستم ارتینگ است که در آن، نقطه خنثی منبع تغذیه (ترانسفورماتور) به طور مستقیم به زمین متصل میشود و بدنههای هادی تاسیسات الکتریکی به طور مستقل از اتصال زمین سیستم، به زمین وصل میشوند. به عبارت دیگر، در این سیستم، دو سیستم زمین مجزا وجود دارد.
سیستم ارتینگ IT:
در این سیستم، نقطه خنثی و بدنه هادیها از زمین ایزوله هستند.
سیستم ارتینگ IT نوعی سیستم ارتینگ است که در آن، نقطه خنثی منبع تغذیه (ترانسفورماتور) به طور مستقیم به زمین متصل نمیشود و یا با امپدانس بالایی به زمین وصل میشود. در این سیستم، بدنههای هادی تاسیسات الکتریکی به طور مستقل از اتصال زمین سیستم، به زمین وصل میشوند.
اجزای اصلی سیستمهای توزیع برق
سیستمهای توزیع برق، مجموعهای پیچیده و حیاتی هستند که وظیفهی تولید، انتقال، توزیع و کنترل جریان برق را در اماکن مختلف بر عهده دارند. بدون وجود این سیستمها، زندگی در دنیای مدرن امروزی غیرممکن خواهد بود.
اجزای اصلی سیستمهای توزیع برق شامل موارد زیر میشود:
1. سیستمهای انتقال برق:
- خطوط انتقال: شبکهای از سیمها و کابلهای با ولتاژ بالا که وظیفهی انتقال برق از نیروگاهها به پستهای برق را بر عهده دارند.
- پستهای برق: مراکزی برای تغییر ولتاژ برق و همچنین اتصال خطوط انتقال به یکدیگر و به شبکههای توزیع. (اداره برق)
- ترانسفورماتورها: برای تغییر ولتاژ برق در مراحل مختلف انتقال، به کار میروند.
- تجهیزات حفاظتی: مانند فیوزها، رلهها و سیستمهای ارتینگ برای حفاظت از تجهیزات و افراد در برابر خطرات الکتریکی.
- سیستمهای کنترلی و اتوماسیون: برای پایش و کنترل از راه دور، مدیریت و ارتقای راندمان سیستم انتقال.
2. سیستمهای توزیع برق:
- شبکههای توزیع: شامل خطوط توزیع با ولتاژ پایینتر که وظیفهی انتقال برق از پستهای برق به مراکز مصرف را بر عهده دارند.
- تابلو برق: محل توزیع و کنترل جریان برق در اماکن مختلف.
- سیمکشی: شبکهای از سیمها و کابلها که وظیفهی انتقال برق از تابلو برق به نقاط مختلف مصرف را بر عهده دارند.
- تجهیزات اندازهگیری: مانند کنتورها برای اندازهگیری میزان برق مصرفی.
- تجهیزات حفاظتی: مانند فیوزها، رلهها و سیستمهای ارتینگ برای حفاظت از تجهیزات و افراد در برابر خطرات الکتریکی.
در ادامه به بررسی اجزای اصلی سیستم انتقال و توزیع میپردازیم.
سیستمهای انتقال برق
خطوط انتقال: رگهای حیاتی شبکه برق
خطوط انتقال برق، رگهای حیاتی شبکه برق هستند که وظیفهی انتقال انرژی الکتریکی از نیروگاهها به مراکز مصرف را بر عهده دارند. این خطوط، نقشی کلیدی در تامین برق مورد نیاز جامعه ایفا میکنند و بدون آنها، زندگی مدرن امروزی غیرممکن خواهد بود.
پستهای برق: قلب تپنده شبکه انتقال برق
پستهای برق، قلب تپنده شبکه انتقال برق هستند که وظایف حیاتی متعددی را در سیستمهای قدرت بر عهده دارند. این مراکز، شاهراههای انرژی الکتریکی هستند که برق را از نیروگاهها به مراکز مصرف منتقل میکنند.
ترانسفورماتور: تبدیل ولتاژ برق ورودی به ولتاژ مورد نیاز ساختمان
ترانسفورماتور یک دستگاه الکتریکی است که انرژی الکتریکی را از یک مدار به مدار دیگر از طریق القای الکترومغناطیسی منتقل میکند. به عبارت دیگر، ترانسفورماتور ولتاژ و جریان را در یک مدار الکتریکی بدون تغییر فرکانس تغییر میدهد.
تجهیزات حفاظتی: فرشتگان نجات در سیستمهای انتقال برق
همانطور که میدانید، سیستمهای انتقال برق از اجزای مختلفی تشکیل شدهاند که برای انتقال ایمن و قابل اعتماد برق از نیروگاهها به مراکز مصرف، به یکدیگر متصل میشوند. در این میان، تجهیزات حفاظتی سیستمهای انتقال برق نقشی حیاتی در حفاظت از جان انسانها، تجهیزات و محیط زیست در برابر خطرات احتمالی ایفا میکنند.
سیستمهای کنترلی و اتوماسیون: مغز متفکر شبکه انتقال برق
همانطور که میدانید، شبکههای انتقال برق از اجزای مختلفی تشکیل شدهاند که برای انتقال ایمن و قابل اعتماد برق از نیروگاهها به مراکز مصرف، به یکدیگر متصل میشوند. در این میان، سیستمهای کنترلی و اتوماسیون سیستمهای انتقال برق نقشی حیاتی در نظارت، کنترل و مدیریت این شبکهها ایفا میکنند.
سیستمهای توزیع برق
شبکههای توزیع:
همانطور که میدانید، سیستمهای توزیع برق از اجزای مختلفی تشکیل شدهاند که وظیفهی تولید، انتقال و توزیع برق را به عهده دارند. در این میان، شبکههای توزیع برق، رگهای حیاتی این سیستمها هستند که برق را از پستهای فوق توزیع به منازل، ادارات، کارخانجات و سایر مراکز مصرف میرسانند.
تابلو برق: برای توزیع برق به بخشهای مختلف ساختمان
تابلو برق، قلب تپنده تاسیسات الکتریکی، محفظه ای فلزی یا پلاستیکی است که نظم و امنیت را به دنیای سیم ها و تجهیزات الکتریکی هدیه می دهد. در پس درب های این جعبه ی قدرتمند، تجهیزاتی نظیر کلیدها، فیوزها، کنتاکتورها و رله ها، ارکستری بی صدا را رهبری می کنند تا جریان الکتریکی در مسیری امن و قابل کنترل، به وظایف خود عمل کند.
سیم کشی
سیم کشی، شبکهای از سیمها و کابلها است که وظیفهی انتقال برق از تابلو برق به نقاط مختلف مصرف را بر عهده دارد. این بخش، یکی از اجزای اصلی سیستمهای توزیع برق محسوب میشود و نقشی حیاتی در توزیع امن و قابل اعتماد برق ایفا میکند.
تجهیزات اندازه گیری
تجهیزات اندازه گیری، جزئی جدایی ناپذیر از سیستم های توزیع برق هستند که برای اندازه گیری پارامترهای مختلف الکتریکی مانند ولتاژ، جریان، توان، فرکانس و ضریب قدرت به کار می روند. این تجهیزات اطلاعات لازم برای کنترل، نظارت و مدیریت سیستم را ارائه می دهند.
انواع تجهیزات اندازه گیری:
- کنتورها: ابزاری برای اندازهگیری و مدیریت مصرف برق
- آمپرمتر: برای اندازه گیری جریان عبوری از مدار به کار می رود.
- ولتمتر: برای اندازه گیری ولتاژ در یک نقطه از مدار به کار می رود.
- وات متر: برای اندازه گیری توان مصرفی در مدار به کار می رود.
- وارمتر: برای اندازه گیری توان راکتیو در مدار به کار می رود.
- فرکانس متر: برای اندازه گیری فرکانس جریان الکتریکی به کار می رود.
- ضریب قدرت متر: برای اندازه گیری ضریب قدرت در مدار به کار می رود.
تجهیزات حفاظتی
تجهیزات حفاظتی توزیع برق بخش جداییناپذیر سیستمهای توزیع برق هستند و نقشی حیاتی در حفاظت از تجهیزات و افراد در برابر خطرات الکتریکی ایفا میکنند. این تجهیزات طیف وسیعی از ابزارها را شامل میشوند که هر کدام وظیفهای خاص در سیستم توزیع برق دارند.
انواع تجهیزات اندازه گیری:
- فیوزها
- رلهها
- سیستمهای ارتینگ
نکات قابل توجه در سیستمهای توزیع برق
- طراحی و اجرای سیستمهای توزیع برق باید توسط افراد متخصص و باتجربه انجام شود.
- انتخاب نوع سیستم توزیع برق مناسب، به عوامل مختلفی مانند نوع کاربری، متراژ و شرایط محیطی ساختمان بستگی دارد.
- سیستمهای توزیع برق باید به طور دورهای مورد بازرسی و نگهداری قرار گیرند.
نمونههایی از سیستمهای توزیع برق
- تابلوهای برق
- ترانسفورماتورها
- سیمکشی و کابلکشی
- فیوزها و کلیدها
- سیستمهای ارتینگ و حفاظت الکتریکی