سیستم توزیع برق یکی از اجزای حیاتی در شبکه‌های الکتریکی است که وظیفه انتقال برق از تولیدکننده‌ها به مصرف‌کننده‌ها را بر عهده دارد. این سیستم شامل تجهیزات و فناوری‌هایی است که برق تولید شده در نیروگاه‌ها را با ولتاژ مناسب به مصرف‌کنندگان نهایی، از جمله صنایع، ساختمان‌های تجاری و مسکونی، منتقل می‌کند. توزیع برق به دو بخش عمده انتقال برق و توزیع برق تقسیم می‌شود که در ادامه به هر کدام پرداخته خواهد شد.
اجزای سیستم توزیع برق
سیستم توزیع برق شامل چندین بخش و اجزای مهم است که عملکرد آن را امکان‌پذیر می‌سازد:
-
پست‌های توزیع
پست‌های توزیع (Distribution Substations) وظیفه دارند ولتاژ برق تولیدی در نیروگاه‌ها که معمولاً در سطوح بالایی (مانند ۱۳۲ کیلوولت یا بیشتر) تولید می‌شود را به ولتاژهای پایین‌تر (مانند ۳۳ کیلوولت یا ۱۱ کیلوولت) کاهش دهند تا برای توزیع محلی مناسب شود. این کاهش ولتاژ توسط ترانسفورماتورهای توزیع انجام می‌شود.
-
ترانسفورماتورهای توزیع
ترانسفورماتورهای توزیع وسیله‌هایی هستند که ولتاژ بالای شبکه‌های انتقال را به ولتاژ پایین‌تر مناسب برای مصرف‌کنندگان نهایی تبدیل می‌کنند. این تجهیزات به عنوان رابطی بین خطوط توزیع اولیه و خطوط ثانویه عمل می‌کنند.
-
خطوط توزیع اولیه
این خطوط برق را با ولتاژ متوسط (عموماً بین ۴ تا ۳۳ کیلوولت) از پست‌های توزیع به نقاط مصرف در مناطق مختلف شهری یا صنعتی انتقال می‌دهند. این خطوط معمولاً به صورت هوایی یا زیرزمینی نصب می‌شوند.
-
خطوط توزیع ثانویه
این خطوط ولتاژ برق را به ولتاژهای نهایی مورد نیاز مصرف‌کنندگان (معمولاً ۲۳۰ ولت یا ۴۰۰ ولت) کاهش می‌دهند. این خطوط عموماً مستقیماً به مصرف‌کنندگان متصل می‌شوند و در انتهای آن‌ها ترانسفورماتورهای کوچک قرار می‌گیرد.
-
تابلوهای توزیع و تابلوهای برق
تابلوهای توزیع، برق را بین نقاط مختلف توزیع می‌کنند. این تابلوها نقش مهمی در مدیریت و حفاظت از شبکه دارند. از این تابلوها برای کنترل و مانیتورینگ برق و همچنین حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر خطاهای شبکه استفاده می‌شود.
انواع سیستم‌های توزیع برق
سیستم‌های توزیع برق بسته به شرایط جغرافیایی، نیاز مصرف و نوع مصرف‌کنندگان به سه دسته کلی تقسیم می‌شوند:
-
سیستم توزیع شعاعی (Radial Distribution System)
در این نوع سیستم، برق از یک نقطه مرکزی به نقاط مصرف‌کننده به صورت شعاعی توزیع می‌شود. این سیستم ساده و ارزان است، اما در صورت بروز خطا در یک نقطه، تمامی مصرف‌کنندگان پس از آن نقطه از دسترسی به برق محروم می‌شوند.
-
سیستم توزیع حلقه‌ای (Ring Distribution System)
در این نوع سیستم، خطوط توزیع به صورت یک حلقه متصل به هم هستند، بنابراین برق می‌تواند از دو جهت به مصرف‌کنندگان برسد. این سیستم از پایداری بالاتری برخوردار است زیرا در صورت قطع برق از یک سمت، برق از سمت دیگر تأمین می‌شود.
-
سیستم توزیع شبکه‌ای (Network Distribution System)
این سیستم از یک شبکه پیچیده از خطوط توزیع تشکیل شده که به هم متصل‌اند و برق را از چندین نقطه تأمین می‌کنند. این سیستم بسیار پایدار است و معمولاً در مناطق با تراکم جمعیت بالا مانند شهرهای بزرگ استفاده می‌شود. با این حال، هزینه پیاده‌سازی و نگهداری آن بالا است.
حفاظت در سیستم توزیع برق
یکی از مهم‌ترین بخش‌های هر سیستم توزیع، تجهیزات حفاظتی است که وظیفه محافظت از شبکه در برابر خطاها و شرایط ناگوار را برعهده دارند. این تجهیزات شامل:
رله‌های حفاظتی: رله‌ها تجهیزات هوشمندی هستند که در صورت بروز خطا، بخش معیوب را شناسایی کرده و قطع مدار را انجام می‌دهند.
فیوزها: فیوزها تجهیزات حفاظتی ارزان‌قیمتی هستند که با عبور جریان بیش از حد مجاز، مدار را قطع می‌کنند تا از آسیب به تجهیزات جلوگیری شود.
بریکرها (قطع‌کننده‌های مدار): بریکرها یا کلیدهای قطع‌کننده مدار، در صورت بروز خطاهای بزرگ مانند اتصال کوتاه یا اضافه‌بار، برق را به صورت خودکار قطع می‌کنند.
چالش‌های سیستم‌های توزیع برق
سیستم‌های توزیع برق با چالش‌های مختلفی روبه‌رو هستند:
-
تلفات انرژی
یکی از مشکلات مهم سیستم‌های توزیع برق، تلفات انرژی به‌ویژه در خطوط طولانی است. این تلفات می‌تواند به شکل‌های گرمایی، تلفات در ترانسفورماتورها و اتصالات رخ دهد.
-
پایداری و قابلیت اطمینان
سیستم‌های توزیع برق باید از پایداری و قابلیت اطمینان بالایی برخوردار باشند، زیرا قطعی برق می‌تواند خسارات سنگینی به صنایع و مصرف‌کنندگان وارد کند. افزایش بار مصرف، تغییرات اقلیمی و شرایط آب‌وهوایی می‌تواند روی عملکرد سیستم تأثیرگذار باشد.
-
هوشمندسازی شبکه
با پیشرفت تکنولوژی و ظهور شبکه‌های هوشمند، نیاز به سیستم‌های توزیع برق پیشرفته‌ای که قابلیت مانیتورینگ و کنترل از راه دور را داشته باشند، بیشتر از قبل احساس می‌شود. شبکه‌های هوشمند کمک می‌کنند تا بهره‌وری افزایش یابد و زمان قطعی‌ها کاهش یابد.
نتیجه‌گیری
سیستم توزیع برق نقش بسیار مهمی در زندگی روزمره و صنایع دارد. این سیستم از پیچیدگی‌های زیادی برخوردار است و برای کارکرد صحیح آن، نیاز به تجهیزات پیشرفته، مدیریت هوشمند و رعایت اصول ایمنی وجود دارد. ارتقاء این سیستم‌ها و استفاده از فناوری‌های نوین می‌تواند بهره‌وری و پایداری شبکه را افزایش دهد و نیازهای روزافزون جامعه را برطرف کند.
اتوماسیان پاسارگاد وارد کننده و تامین کننده انواع قطعات اتوماسیون صنعتی می باشد.
منبع :