چگونگی تولید،انتقال و توزیع انرژی الکتریکی

گفته می شود ارزش حیاتی انرژی الکتریکی مانند خون در رگهای جهان صنعت است. این توصیف اهمییت نقش

تولید و انتقال و توزیع نیروی برق را بیان می کند.

 

برای تولید انرژی الکتریکی نیاز به یک انرژی مکانیکی است که مولد الکتریکی ،آن را تبدیل به انرژی الکتریکی کند.

این انرژی مکانیکی می تواند نیروی آب یا بخار آب و یا یک موتور احتراقی و غیره باشد. بعد از تولید، انرژی الکتریکی

به وسیله کابلهای زمینی یا کابلهای هوائی به کمک پایه ها به محل توزیع می رسد و از آنجا به بعد در مکان های

مصرف مانند کارخانه های مختلف ، فروشگاه ها،خیابان ها،پل های عبور و بخصوص واحد های مسکونی و غیره به

مصرف می رسد.

 

۱-۱ تولید انرژی الکتریکی

 

تولید انرژی الکتریکی به روش های زیر امکان پذیر است :

۱- تولید انرژی الکتریکی با استفاده از انرژی آب – یکی از ساده ترین روشهای تولید انرژی الکتریکی استفاده از انرژی

آبها است که بصورت انباشته کردن آب در پشت سد و انرژی حرکتی آب در مسیر رودخانه ها و آبشار ها مورد

استفاده قرار می گیرد. چون در محلی که سد نصب می شود آبشار یا رودخانه وجود دارد که معمولا دور از مناطق

مسکونی است، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی تولید شده به محل مصرف، هزینه زیادی را در بر می گیرد. با وجود

این هزینه هنوز انرژی الکتریکی تولید شده بوسیله آب مقرون به صرفه است.

 

۲- تولید انرژی الکتریکی به وسیله سوخت – استفاده از سوخت های مختلف یک از موارد معمول در تولید انرژی

الکتریکی است . نحوه تولید انرژی حرکتی که باید مولد برق را به حرکت در آورد به دو طریق انجام می شود :

 

الف- انرژی حاصل از سوخت مازوت، گازوئیل ،بنزین و زغالسنگ و … در ماشین های احتراقی مستقیما تبدیل به

انرژی حرکتی می شود که این انرژی حرکتی از طریق اتصال به محور مولد برق منتقل شده و انرژی الکتریکی در

خروجی مولد ظاهر می شود.

 

ب- انرژی حرارتی حاصل از سوخت در دیگهای بخار باعث تبخیر آب شده و بوسیله دستگاهی ذرات معلق آب را می

گیرند. برای جلوگیری از زنگ زدگی قطعات داخلی توربین، بخار خشک تولید می کند . بخار خشک با فشار به پره

های توربین برخورد کرده و آن را به حرکت در می آورد. این حرکت به محور مولد منتقل شده و انرژی الکتریکی تولید

می شود.

 

 

۱-۲- انتقال انرژی الکتریکی

 

همان طور که بیان شد نیرو گاه های آبی به دلیل شرایط طبیعی از مراکز مصرف فاصله دارند. همچنین نیروگاه های

حرارتی نیز به دلیل آلوده سازی محیط، خارج از شهرها بنا می شوند. به همین خاطر انرژی الکتریکی تولید شده در

نیروگاهها باید به مراکز مصرف منتقل شود. برای انتقال این انرژی بسیار زیاد احتیاج به هادیهائی با قطر زیاد است

. علاوه بر آن به دلیل مقاومت اهمی هادی ها و عبور جریان زیاد از آنها در مسیر انتقال تلفات انرژی زیادی بوجود

خواهد آمد. از این رو متخصصان سعی کرده اند تا روشهائی برای انتقال پیدا کنند که تا حد ممکن هزینه انتقال و

تلفات انرژی کم شود. نتایج کار متخصصان به آنجا رسیده است که اگر در انتقال انرژی الکتریکی ولتاژ را افزایش دهند

می توان با جریان کم ، انرژی زیادی را منتقل کرد. کاهش جریان سبب کوچک شده سطح مقطع هادی ها و

همچنین کاهش تلفات انرژی می شود. افزایش ولتاژ تولید شده در نیروگاه بوسیله دستگاهی به نام ترانسفورماتور

انجام می گیرد . ترانسفورماتور یک مبدل ولتاژ است که می تواند در جریان متناوب ولتاژ را به اندازه مودر نظر بالا ببرد

یا آن را پائین بیاورد.

 

پس از افزایش ولتاژ شبکه بوسیله ترانسفورماتور،انرژی الکتریکی توسط هادی های هوائی یا کابلهای زمینی به

مراکز مصرف منتقل می شوند و در آنجا توسط ترانسفورماتورهای دیگری اختلاف پتانسیل کم و مناسب برای مصرف

کننده ها می شود.

 

ولتاژ خطوط انتقال در ایران معمولا ۴۰۰ ، ۲۳۰ و یا ۱۲۳ کیلو ولت است. در انتقال انرژی به دلیل بالا بودن ولتاژ لازم

است تا فاصله هادی ها از هم زیاد باشد، از این رو آنها را بر روی تیر های بلند و قوی و یا دکل های بزرگی سوار می

کنند که دارای بازوهای بلندی هستند، به این ترتیب سیم ها به اندازه کافی از هم فاصله پیدا می کنند. همچنین

بلندی دکلها سبب می شود تا هادی ها از سطح زمین دور شود و خطرات جانی و مالی نداشته باشد.

 

برای انتقال انرژی در مسافتهای کوتاه و همچنین در محدوده ه شهرها و مناطق مسکونی به جای استفاده از سیم

کشی هوائی از کابل کشی زیر زمینی استفاده می شود. بدیهی است به دلیل بالا بودن ولتاژ ، این کابلها باید

درجه عایق بودن بالائی داشته باشند و همچنین از نظر ایمنی تمام شرایط لازم مدنظر قرار گیرد . به همین دلیل

استاندارد ها و شرایط خاصی برای کابل های فشار قوی (ولتاژ بالا) تدوین شده است.

گفتیم که افزایش ولتاژ شبکه باعث می شود تا برای بیشتر کردن فاصله سیم ها از یکدیگر و از زمین از دکل های

بلند و بزرگ یا کابل های مخصوص استفاده کنیم که این امر باعث بالا رفتن هزینه احداث شبکه می شود ولی لازم

است بدانید که در عوض با کوچک شدن سطح مقطع هادی ها و کم شدن تلفات ، هزینه کلی شبکه به مراتب

کاهش می یابد.

 

 

۱-۳- توزیع انرژی الکتریکی

 

گفتیم که انرژی الکتریکی تولید شده توسط خطوط انتقال به مراکز مصرف می رسد . در مدخل مراکز مصرف که

عمدتا شهر ها و مناطق مسکونی هستند ولتاژ خیلی زیاد منتقل شده بوسیله ترانسفورماتور ، ابتدا تا حدی کاهش

می یابد . در حالی که هنوز ولتاژ شبکه زیاد است و قابل استفاده برای مصرف کننده گان نیست. مقدار این ولتاژ

معمولا ۶۳ کیلو ولت است. انرژی الکتریکی با واتاژ ۶۳ کیلو ولت به پستهای ترانسفورماتور اصلی واقع در بعضی از

نقاط داخل شهر منتقل می شود.

 

در داخل شهر ها ، معمولا این انتقال توسط کابل های فشار قوی صورت می گیرد . ولتاژ ۶۳ کیلو ولت در پست های

اصلی توسط ترانسفورماتور به ولتاژ ۲۰ کیلو ولت تبدیل می شوند و از آنجا به پستهای ترانسفورماتور داخل محلات

توزیع می شوند. همه ما پست های توزیع محلات را دیده ایم. این پپستها اطاق هائی با در زرد رنگ در کوچه ها و

خیابانها دیده می شوندولتاژ ۲۰ کیلو ولت در این پستها به ولتاژ های ۳۸۰ ولت سه فاز و ۲۲۰ ولت تکفاز قابل

استفاده مصرف کننده ها تبدیل و پخش می شود.

 

 

پخش انرژی الکتریکی نیز توسط کابل های زمینی و یا سیم های هوائی انجام می گیرد. امروزه سعی برآن است که

برای کاهش خطرات و کمک به زیبائی شهرها پخش انرژی توسط کابل و از زیر زمین انجام شود. روش های پخش

انرژی برای مصرف کننده ها بحث مفصلی دارد که در مبحثی دیگر به آن می پردازیم.

توزیع انرژی الکتریکی توزیع انرژی الکتریکی

 

**********************************************************************