اجزای اصلی شبکه توزیع برق و معرفی انواع نیروگاه

همانطور که میدانید، برای اتصال تولید کنندگان به مصرف کنندگان و انتقال برق تولید شده در نیروگاه ها از شبکه ی گسترده توزیع برق استفاده میکنند. اجزاء این شبکه عبارتند از: خطوط برق، ترانسفورماتور ها و پست های برق .

هدف سیستم های توزیع برق چیست؟

این سیستم ها برای تامین نیاز صنایع کوچک، مشترکین خانگی، بخش های کشاورزی، تجاری و … با استفاده از ولتاژ توزیع اولیه 20KV  [ 33KV ]یا ولتاژ توزیع ثانویه 220V تکفاز ] 380V سه فاز [ ایجاد شده اند. در این سیستم به توزیع کننده ها دیستریبیوتر و به تغذیه کننده ها فیدر میگویند.

اجزای اصلی شبکه توزیع برق

• هادی ها (کابل یا سیم های هوایی): بسیار بدیهی است که سیم ها تنها راه توزیع برق در شبکه های انتقال نیرو اند!
• پایه ها : در حال حاضر، در توزیع برق به روش هوایی، اغلب از پایه های تو خالی و سبک، ساخته شده از موادی مانند : فولاد، فایبرگلاس و آلیاژهای آلومینیوم برای نصب سیم ها بر روی آنها استفاده می شوند. در گذشته این پایه ها بیشتر از جنس چوب، فلز یا بتن ساخته میشدند.
• مقره ها : در شبکه های توزیع برق، برای ایزوله کردن هادی ها از سازه های نگهدارنده مانند : بدنه کنسول و پایه ها از مقره ها استفاده میکنند. دلیل استفاده از این قطعات، مقاومت الکتریکی بالای آنها است.

خواص ضروری مقره برای اعمال بیشترین ولتاژ  بدون نشتی جریان کدامند؟

• مقاومت الکتریکی بالا
• مقاومت در برابر سوراخ شدن در اثر شوک حرارتی حاصل از عبور جریان الکتریکی فشار قوی
• نداشتن خاصیت خود القایی
• برقگیر: این قطعات بر روی همان پایه ای که وسیله مورد حفاظت ترانسفورماتور نصب شده است، نصب میشوند. تا در زمان اعمال ولتاژ قوی، مسیری برای انتقال ولتاژ اضافی را به سمت زمین فراهم نمایند.

روش های متفاوت تولید برق

اگر کمی به تصویر دقت کنید، خواهید دید که تولید و توزیع برق، 2 بخش اصلی برای دستیابی ما به برق هستند. در همین راستا ما نیز در ادامه هر کدام از این بخش ها را به صورت مجزا بررسی می کنیم.در تصویر بالا می بینیم که به طور کلی در ایران از 6 روش برای تولید انرژی برق به کار میرود. این روش ها عبارتند از:

نیروگاه آبی

در ایران و بیشتر کشورها معمولا از نیروگاه های هیدروالکتریک ، برای تولید برق در مقیاس بالا از آبهای ذخیره در پشت سد ها استفاده میکنند. این نیروگاه ها در حال حاضر 14.7% برق کشور  و  19% برق کل دنیا را تولید میکنند. مزیت های این روش:

• عدم استفاده از سوخت های فسیلی مانند : گاز ، نفت و زغال سنگ
• حفظ محیط زیست با حذف گازهای آلاینده

نیروگاه زغال سنگ

زغال سنگ یکی از سوخت های فسیلی ارزانی است که بطور خدادادی در کشور ما وجود دارد، اما متاسفانه برای تولید برق از این روش، باید مقدار زیادی زغال سنگ سوزانده شود، در نتیجه علاوه بر آلودگی محیط زیست، سرعت از بین رفتن این نعمت الهی نیز افزایش می یابد! بنابراین تولید برق با این روش مقرون به صرفه نیست!

علاوه بر زغال سنگ، از سایر سوختهای فسیلی مانند: گاز، گازوئیل و … نیز برق تولید میشود، اما در میان تمام این سوخت ها، گاز طبیعی بهترین انتخاب برای تولید برق است. زیرا علاوه بر داشتن بازده 60% ، آلودگی بسیار کمتری از سایر سوخت های فسیلی تولید می کند.

نیروگاه اتمی

در نیروگاه های اتمی از روش های فیسیون (شکافت هسته اورانیم) و فوزیون (ترکیب هسته ای اتم های هیدروژن برای ساخت اتم هلیوم) برای تولید برق استفاده می شود، هر دو این روش ها در ابتدا بسیار پر هزینه اند اما در مقایسه با حجم برقی که تولید میکنند، این هزینه ها مقرون به صرفه اند.

نیروگاه بادی 

استفاده از انرژی رایگان و تجدید پذیری همچون باد، یکی از پاک ترین و به صرفه ترین را ها برای تولید برق است! در حال حاضر 1% برق تولیدی کل کشور، از طریق نیروگاه های بادی تولید می شود.

نیروگاه خورشیدی

در حال حاضر این نوع مولدها در مقیاس بزرگ استفاده نمی شوند، اما در بسیاری از مناطق یا سازمان های کوچک، از آنها برای تولید برق استفاده می شود.

ربات ها و شبکه توزیع برق

امروزه با پیشرفت تکنولوژی در راستای کاهش تلفات انسانی و افزایش سرعت و کیفیت کارها، بجای سرکشی نیرو های انسانی بیشتر از ربات ها برای تعمیر و نگهداری شبکه های توزیع برق استفاده میکنند. در این روش، یک ربات پرنده در طول سیم های حامل جریان برق حرکت کرده و مشکلات آنها را به مراکز مربوط اطلاع می دهد!

مزیت های حضور ربات ها در شبکه توزیع برق 

• حفاظت از جان و سلامتی نیروی انسانی
• انجام سریعتر کارها
• جلوگیری از وارد شدن خسارت به مزارع کشاورزی و باغات
• عیب یابی شبکه توزیع برق با بالاترین کیفیت

در کنار تمام این مزیت ها، هزینه های بالای تولید، توسعه و نگهداری ربات ها سبب شده که استفاده از آنها برای عیب یابی شبکه توزیع کمی دشوار باشد.

ویژگی ربات های کنترل کننده خطوط توزیع برق  

• همانطور که میدانید به علت عبور جریان برق قوی از خطوط انتقال نیرو، همواره یک میدان مغناطیسی در اطراف آنها ایجاد میشود. در نتیجه تمامی سخت حسگرها، سخت افزار ها و افزارهای ربات باید ایزوله باشند.
• پردازش تصاویر و شناسایی و جداسازی خطوط انتقال برق از تصاویر پس زمینه، دومین ویژگی مهم در سیستم های نظارت بر خطوط توزیع برق است.

انواع ربات های کنترل کننده خطوط انتقال برق فشار قوی و توزیع برق

انجام تمیز کاری و پایش‌های شبکه توزیع برق با انواع ربات های پرنده زیر در دنیا و اخیرا در ایران انجام می گردد.

1. ربات های تعمیرکار خط گرم
2. ربات های کابل نورد
3. ربات های عمود پرواز

البته تمام این ربات ها تا زمان رسیدن خطوط برق به مصرف کنندگانی همچون صنایع کوچک، مشترکین خانگی و … برای عیب یابی خطوط برق کاربرد دارند! اما بعد از رسیدن برق به دست مصرف کنندگان، وظیفه تعمیر و نگهداری خطوط و تجهیزات برق بر عهده ی تعمیرکاران برق است. تعمیرکاران معمولا از تجهیزاتی مانند مولتی متر برای بررسی و عیب یابی تجهیزات و خطوط برق استفاده می کنند!

مولتی متر دستی (پرتابل) چیست؟

مولتی متر دستی دیجیتال یکی از پرکاربردترین تجهیزات اندازه گیری در رشته هایی مانند رباتیک، برق و الکترونیک است که توانایی اندازه گیری چندین کمیت مختلف را را در اختیار ما قرار میدهد.

کاربرد های مولتی متر دستی (پرتابل)

• اندازه گیری ولتاژ AC و D
• اندازه گیری جریان
• اندازه گیری مقاومت های الکتریکی
• اندازه گیری فرکانس
• سنجش میزان حرارت
• سنجش ظرفیت خازن
• تست اتصالات
• تست سلامت قطعات نیمه هادی ای مانند: خازن، ترانزیستور و دیود
• • علاوه بر تعمیر و نگهداری خطوط و تجهیزات برق، میتوان از مولتی متر دستی (پرتابل) در هنگام ساخت ربات های کنترل کننده خطوط توزیع برق نیز ، برای تست قطعات و المان های به کار رفته در ساختار ربات ها ، دستگاه های الکتریکی، تجهیزات پزشکی و… استفاده نمود. درنتیجه اگر شما در یکی از رشته های مهندسی رباتیک، مهندسی پزشکی، الکترونیک و هوافضا مشغول به تحصیل یا کار هستید، می توانید با تهیه یکی از مدل های مولتی متر دستی (پرتابل)، بسیاری از مشکلات خود را حل کنید. اما قبل از خرید مولتی متر باید به یک سری نکات قابلیت های آن، میزان مصرف روزانه شما و بودجه مورد نظر خود توجه نمایید.