در ۲۴ آوریل سال ۱۹۹۶ كمیسیون تنظیم انرژی فدرال (FERC) مربوط به كشورهای آمریكا، كانادا، شمال كالیفرنیا و مكزیك در پاسخ به مفاد قانون سیاست انرژی (EPACT) سال ۱۹۹۲ یك قانون نهایی بنام امریه شماره ۸۸۸ صادر كرد. امریه شماره ۸۸۸ راه را برای رقابت عمده فروشی برق هموار می كند. در اجرای این امریه شركت های خدماتی برق و گاز كه مالكیت، كنترل یا بهره برداری از خطوط انتقال را بعهده دارند می توانند بدون تبعیض به تعرفه ها دسترسی آزاد داشته باشند. دومین قانون بنام دستور شماره ۸۸۹ است كه در همان تاریخ صادر شد. طبق این امریه لازم است مالكیت سیستم های خطوط انتقال برق و شركت های وابسته به آنها به اطلاعات روز دسترسی كامل داشته باشند و برای فروش برق از طریق سیستم انتقال از مزیت رقابت غیرعادلانه استفاده نكنند. انتظار می رود دستورهای ۸۸۸ و ۸۸۹ و سایر اقدامات كمیسیون خدمات عمومی ایالتی به منظور ایجاد رقابت بیشتر در صنعت نیروی برق باعث تقاضای زیاد برای خدمت انتقال برق شود.

قانون سیاست انرژی اعلام می دارد چون ظرفیت انتقال محدود است شركت خدمات برق بایستی ظرفیت خطوط انتقال خود را افزایش دهد ودر صورت نیاز خدمات انتقال را توسعه دهد. بهرحال به دلایل مسائل زیست محیطی، اثرات بهداشتی احتمالی میدان های مغناطیسی و الكتریكی (EMF)، نگرانی در مورد منافع ویژه گروهها و نگرانی برای كاهش ارزش املاكی كه در مسیر خطوط انتقال قرار می گیرند دریافت مجوز برای محل و ساخت سیستم خطوط انتقال جدید مشكل تر می شود. توسعه ۸/۱۰۱۲۶ مایل خطوط انتقال در كشورهای آمریكا، كانادا، شمال كالیفرنیا، مكزیك هم اكنون در حال برنامه ریزی و یا در دست ساخت است. ساخت بسیاری از این خطوط ممكن است با تاخیر مواجه شود و یا اصلاً اجرا نشود.

بدلیل مشكلات مربوط به ساخت و نصب خطوط انتقال جدید، بررسی روش های ممكن برای افزایش ظرفیت و توان انتقال برق در خطوط انتقال موجود و حداكثر استفاده از سیستم های انتقال موجود بسیار حایز اهمیت است و باید مورد توجه قرار گیرد. بدلیل هزینه و زمان زیاد ساخت خطوط انتقال جدید توسعه و افزایش ظرفیت خطوط انتقال (در صورت امكان) روش جالب توجهی است. این مقاله سیستم برق را برای سیاست گزاران و قانون گزاران توصیف می كند و موانع حرارتی، ولتاژ و بهره برداری از توانایی انتقال از یك نقطه به نقطه دیگر را برای آنها مشخص می كند. در اینجا بعضی از اصلاحات احتمالی این موانع از طریق توسعه ظرفیت همراه با مقایسه هزینه توسعه ظرفیت خطوط انتقال با هزینه های ساخت و نصب خطوط انتقال جدید ارایه می شود.

توصیف تاسیسات بزرگ نیروی برق

خطوط انتقال و خطوط توزیع بوسیله میزان ولتاژ آنها طبقه بندی می شوند. خطوط انتقال بطور كلی از ۱۱۵ كیلوولت و بیشتر یعنی ۷۶۵ كیلوولت تعیین می شوند.

خطوط فوق توزیع بین ۶۹ كیلوولت و ۱۳۸ كیلوولت و خطوط توزیع كه برق مشتركان را تامین می كنند كمتر از ۶۹ كیلوولت هستند.

تاسیسات انتقال معمولاً مشخص كننده بالاترین ولتاژ یا ولتاژهایی است كه در سیستم معینی استفاده می شود و انرژی الكتریكی را از نیروگاهها به خطوط توزیع انتقال می دهند. در اغلب تاسیسات انتقال از خطوط جریان متناوب هوایی استفاده می شود. بهرحال بعضی از تاسیسات خطوط انتقال هوایی با جریان مستقیم و كابل های زیرزمینی و زیردریایی نیز وجود دارند. ترانسفورماتورهای قدرت در نیروگاهها برای بالابردن ولتاژ برق از ولتاژ تولید به ولتاژ انتقال و در پست های توزیع برای كاهش ولتاژ برق انتقالی به ولتاژ سیستم توزیع استفاده می شوند و در سایر مكان ها برای اتصال سیستم های انتقال طراحی شده در ولتاژهای مختلف بكار می روند. پست های بزرگ قدرت برق را به سیستم فوق توزیع كه مابین سیستم های انتقال و توزیع است انتقال می دهد. سیستم توزیع برق را به مشتركان مسكونی و تجاری و برخی از صنایع كوچكتر انتقال می دهد.

پست های برق برای تغییرو تبدیل انرژی الكتریكی به ولتاژهای مختلف، انتقال انرژی الكتریكی از یك خط به خط دیگر و هدایت جریان برق در مواردی كه مشكلی در خط انتقال یا سایر تجهیزات پیشامد می كند مورد استفاده قرار می گیرند و بنابراین از تاسیسات برق و بهره برداری از آنها محافظت بعمل می آید. سیستم های قطع مدار (جریان) باعث قطع جریان برق از تجهیزات آسیب دیده می شود و بنابراین بیشترآسیب زدن به آنها جلوگیری بعمل می آورد.

برای اینكه از تاسیسات عظیم برق بطور اطمینان بخش بهره برداری بعمل آید این تاسیسات باید بر اساس اصول زیر طراحی و بهره برداری شوند:

مجموع تولید برق در هر لحظه باید با مجموع برق مصرفی و تلفات آن در سیستم انتقال و توزیع مساوی باشد.

برق می تواند از طریق سیستم انتقال طبق قوانین فیزیكی جریان داشته باشد و نمی تواند از طریق خطوط معینی جریان یابد.

برای سرویس دهی بدون وقفه، ظرفیت ذخیره در تولید و انتقال در هنگام طراحی سیستم باید در نظر گرفته شود.

عوامل محدود كننده در تاسیسات (سیستم) انتقال

مقدار نیروی برق در خط انتقال حاصل ولتاژ و جریان است و عاملی است كه كنترل آن مشكل بوده و «عامل قدرت» نامیده می شود. در صورتی كه در خطوط، ظرفیت انتقال به اندازه كافی باشد نیروی برق اضافی می تواند با اطمینان كامل منتقل شود. در سیستم انتقال سه نوع عامل محدود كننده ظرفیت انتقال برق را محدود می كنند: عامل حرارت و جریان، عامل ولتاژ و عامل بهره برداری از سیستم.

عامل حرارتی و جریان

محدودیت های حرارتی معمولی ترین عوامل محدود كننده ای هستند كه توانایی و ظرفیت انتقال برق را در خط انتقال، كابل و ترانسفورماتور محدود می كنند. خط انتقال در برابر جریان الكترون ها مقاومت می كند و باعث تولید گرما می شود. میزان گرمای ایجاد شده در تجهیزات خط انتقال به جریان یعنی میزان جریان الكترون ها و همچنین به شرایط آب و هوایی محیط ارتباط دارد مانند درجه حرارت، سرعت باد، مسیر باد به دلیل تاثیرات آب و هوا و پراكندگی حرارت در هوا. حدود گرما برای خطوط انتقال معمولاً برحسب جریان های برق بیان می شود.

بدلیل اینكه گرمای بیش از حد به دو مساله احتمالی منتهی می شود محدودیت های گرمایی تحمیل می شود. این دو مساله عبارتند از:

۱) خط انتقال به دلیل گرمای زیاد، قدرت خود را از دست می دهد و این گرمای زیاد عمر خط را كاهش می دهد.

۲) خط انتقال منبسط شده و در مركز فاصله بین دكل های نگاهدارنده آن دچار خمیدگی می شود. در صورتی كه درجه حرارت بكرات بسیار زیاد باشد خط هوایی دایماً كشیده می شود و ممكن است فاصله آن از زمین كمتر از اندازه ای باشد كه به دلایل ایمنی لازم است. چون این گرم شدن بیش از حد بطور تدریجی انجام می شود و برای مدت زمان های محدود جریان های بیشتری انتقال می یابد. گرمای عادی برای خط انتقال در اثر میزان جریان برق ایجاد می شود كه این خط بتواند آنرا دایماً انتقال دهد.

مقادیر اضطراری اندازه هایی هستند كه خط می تواند برای مدت معینی مثلاً چند ساعت از عهده آنها برآید.

كابل های زیرزمینی و ترانسفورماتورهای برق نیز بوسیله عوامل گرمایی محدود می شوند. كابل های زیرزمینی در هنگام بهره برداری در درجه گرمای بیش از حد به دلیل خسارت وارد شدن به عایق از عمر سرویس دهی آنها كاسته می شود. ترانسفورماتورهای قدرت نیز طوری طراحی شده اند كه در حداكثر افزایش درجه گرما در هنگام بهره برداری از عایق آنها محافظت به عمل آید.

محدودیت های ولتاژ

ولتاژ عبارت است از مقدار فشاری كه واحد نیروی الكتروموتیو برای جریان الكتریسیته در خط انتقال لازم دارد. به دلیل وجود اختلاف در تقاضای برق و وجود نواقصی در خط انتقال و توزیع ولتاژ دچار نوساناتی می شود. در هنگام طراحی خط انتقال در مورد میزان حداكثر ولتاژ محدودیت هایی تعیین می شود. در صورتی كه از این میزان حداكثر تجاوز شود، اتصال كوتاه، تداخل امواج رادیویی و نویز اتفاق می افتد. به ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات پست ها و یا تسهیلات مشتریان برق نیز ممكن است خسارت وارد شود. محدودیت حداقل ولتاژ بر اساس نیاز مشتریان برق نیز وجود دارد. ولتاژهای پایین باعث بدكار كردن لوازم برقی مشتریان خواهد شد و ممكن است موتور آنها خسارت وارد كند.

از انتهای ارسال برق به انتهای دریافت آن در انتهای خط انتقال اتفاق می افتد. افت ولتاژ در طول خط انتقال جریان متناوب تقریباً متناسب با جریان راكتور (واكنش) و واكنش خط است. واكنش خط با افزایش طول خط افزایش می یابد. خازن ها و راكتورها (فعال كننده ها) بر اساس نیاز روی خطوط انتقال برق نصب می شوند تا مقدار افت ولتاژ را تا حدی كنترل كنند. بدلیل اینكه میزان ولتاژ و سطح جریان تعیین كننده جریان برقی است كه می توان به مشتریان تحویل داد این موضوع بسیار حائز اهمیت است.

منبع : www.eia.doe.gov

John.Makens

John.Makens/eia.doe.gov

مترجم: محمود احمدی


شما در حال مطالعه صفحه 1 از یک مقاله 3 صفحه ای هستید. لطفا صفحات دیگر این مقاله را نیز مطالعه فرمایید.