آشنایی با شبکه های توزیع
صنعت برق یکی از حیاتی ترین صنایع یک کشور به حساب می آید . در این میان ، شبکه های توزیع انرژی الکتریکی ، محل تلاقی مشترکین صنعت برق می باشد و اشکالات سیستم توزیع در این صنعت ، از دید مصرف کنندگان ، مشکل کلیه صنعت برق قلمداد خواهد شد . توسعه روز افزون ، عدم پیش بینی صحیح این روند و عقب ماندگی تکنولوژی ، همواره مشکلاتی را در سیستم توزیع انرژی الکتریکی به همراه داشته است . با توجه به اینکه 35 درصد از سرمایه گذاری های صنعت برق ، به بخش توزیع مربوط است و عدم طراحی صحیح ، هدایت سیستم بدون برنامه ریزی و تعیین اهداف بدون کنترل پروژه ها ، موجبات اعمال ضرر به سرمایه ملی ، اتلاف انرژی وعدم رضایت و بدبینی مشترکین را به دنبال داشته است ، بنابراین لزوم آموزش و انتقال دانش ، نوآوری ، رعایت نکات فنی و استانداردها، نظارت ، کنترل و ارزیابی در سیستم های توزیع شدیداً احساس می شود.
لزوم توجه و آشنایی با توزیع انرژی الکتریکی
با هر قدمی که در زندگی برداشته می شود ، وابستگی جوامع بشری به منابع انرژی الکتریکی بیشتر احساس می شود ؛ در این میان ، ارتباط بین منبع تغذیه و مصرف کنندگان ، به نام سیستم توزیع انرژی نقش حیاتی را ایفا می کند . این سیستم نه تنها از نظر کمیت توزیع انرژی الکتریکی اهمیت دارد ، بلکه از نظر ارائه و استمرار تامین برق نیز با استانداردهای معتبر در کیفیت مطلوب مورد توجه قرار گرفته است .
انرژی الکتریکی ، در نیروگاهها ی حرارتی توسط سوخت های فسیلی ، یا پس از صرف هزینه های سنگین ، با استفاده از پتانسیل آب سدها در توربین های آبی تولید شده از طریق خطوط انتقال انرژی ، به مراکز مصرف انتقال می یابند . در این مراکز ، ایستگاه های تبدیل ، سطح ولتاژ را کاهش می دهند . این ولتاژ متوسط به وسیله شبکه های توزیع به محل مصرف کننده خواهد رسید . در محل مصرفی نیز، به کمک ایستگاههای ترانسفورماتوری توزیع ، ولتاژ به حد قابل استفاده برای مصارف خانگی ، صنعتی ، تجاری ، عمومی، کشاورزی و … تبدیل شده و به مصرف می رسد . سیستم های قدرت ، وظیفه تامین انرژی الکتریکی رااز مرحله تولید تا مصرف به عهده دارند . این سیستم ها به چهار بخش عمده تولید ، انتقال ، توزیع و سرویس به مشترکین تقسیم می شود . امروزه ، باتوجه به گستردگی فعالیت های چرخه تامین برق در انواع مراحل «تولید ، انتقال ، توزیع برق و خدمات بعداز فروش به مشترکین »، لزوم توجه بیشتر و اختصاصی تر به هر کدام از این شاخه های صنعت برق را جدی تر کرده است .
ضرورت آموزش و استفاده از تخصص نیروی انسانی در هر یک از این بخش ها ، باعث شد تا براساس نوع فعالیت آن ها وزارت نیرو به شرکت ها و سازمانها ی وابسته تقسیم گردد . که البته به دلیلی تفاوت زیاد این فعالیت ها معمولاً هر یک توسط تشکیلات جداگانه ای اداره می شوند .
در اوایل توسعه استفاده از انرژی برق ، سیستم های توزیع اغلب جزو نیروگاه ها بودند ، که با گسترش بهره گیری از انرژی الکتریکی ، تقاضا از سیستم های توزیع نیرو بیشتر و بسیار پیچیده تر شد . این سیستم ها نه تنها مجبور بودند که تعداد زیادی از مصرف کنندگان را سرویس بدهند ، بلکه باید بارهای انفرادی بزرگ را نیز تغذیه می کردند که امروزه ، نیاز به نظارت دقیق تر وطراحی جامع تری را از لحاظ رعایت افت ولتاژ و کیفیت برق با قابلیت اطمینان بالا در سرویس دهی می طلبد . بنابراین «مهدسی توزیع نیرو » به طور پیوسته ، با پهنه گسترده ای از مسایل مواجه است که خود از نظر اقتصادی ، طراحی ، مباحث علمی برای ساخت ، تعمیر وبهره برداری بهینه ، به صورت یک شاخه علمی در زمینه مهندسی برق تبدیل شده است . با گسترش بهره برداری از برق ،تقاضاهای مصرف کنندگان ازسیستم های توزیع نیرو نیز بیشتر و بسیار متنوع تر شد . این سیستم ها نه تنها مجبورند که تعداد زیادی ا زمصرف کنندگان شهری را سرویس بدهند بلکه باید بارهای انفرادی از جمله صنایع و کارگاه های تولیدی ، چاه های آب کشاورزی ، مناطق دوردست روستایی را نیز تحت پوشش نیرورسانی قرار دهند که در این حالت ، نیاز به نظارت و رسیدگی دقیق تر به سطح تغییرات ولتاژ در اشعابات مشترکین وجود خواهد داشت . از سوی دیگر امروزه مصرف کنندگان ، چنان قابلیت اطمینانی از سرویس دهی خواستارند که در آن ، دفعات قطع برق کمتر و مدت خاموشی در زمان های کوتاه تر باشد . بنابراین ، توجه به امر طراحی ، احداث ، تعمیرونگهداری سیستم های توزیع ، خود یک مبحث علمی روز شده و برای رعایت اصول فنی و اقتصادی در این شاخه از صنعت برق نیاز روزافزونی به چشم می خورد .
پیشرفت سیستم های توزیع
به موازات توسعه شبکه های توزیع برق، نوآوری در وسایل الکتریکی ، اختراع مواد بسیار مناسب ، تکامل تجهیزات و ابزارآلات پیشرفته ، روز به روز جایگزین وبه کار گرفته شد به شکلی که تکنیک های جدید و بسیار کارآمدی را برای تعمیر ، بهره برداری و احداث شبکه های توزیع ، برای برپاداشتن یک سیستم توزیع اقتصادی ، انتخاب صحیح اندازه های هادی ها ، عایق ها ، ترانسفورماتورها و دیگر اجزا، موجب شد تا برای یک سیستم با قابلیت اطمینان بالا به بهره برداری های اضطراری ناشی از بارهای اضافه نیاز کمتری داشته و به طور کلی ، تاسیسات برای تقاضای بیشتر آینده جوابگو باشد . در چنین سیستمی تلفات کاهش خواهد یافت . از طرف دیگر ، مباحث جدیدی در زمینه سیستم های توزیع از جمله مدیریت مصرف و بار ، مکانیزاسیون ، دیسپاچینگ توزیع و دستگاههای کنترل از راه دور ، سیستم های دیجیتالی و الکترونیکی در اندازه گیری و کنترل معرفی و ساخته شه است . همه موارد گفته شده ارتباط مهندسی شدن شبکه های توزیع را با بهبود کیفیت سرویس دهی الکتریکی و همچنین کاهش تلفات و بهره برداری بهینه و خودکار از سیستم توزیع را نوید می دهد .
عوامل دیگری نیز وجود دارد که بر طراحی ، احداث و بهره برداری از سیستم های توزیع تاثیر گذاشته در حالی که بسیاری از آنها طبیعت فنی ندارند ، از این جمله اند مسایل اقتصاد – مهندسی که مهمترین نقش را در این زمینه ایفا می کنند ، مسایلی همچون نرخ برگشت سرمایه ، ارزش آتی سرمایه گذاری های فعلی ، همچنین ارزش فعلی هزینه ها در آینده ، نرخ تورم ، مسایل تامین مالی ، بودجه و مالیات هستند . ازدیگر مشکلات می توان به حریم های خطوط برقدار ، حفظ و نگهداری اراضی ، قطع درختان و مسایل محیط زیست اشاره کرد. الگوی رشد درآینده ،آیین نامه های تعرفه های برق وافزایش توقع مصرف کنندگان، تلاش برای جلب رضایت مشترکین ، تامین و آموزش نیروی انسانی ماهر و متخصص را طلب می کند .
از آنجایی که مهندسین توزیع ، با سیستم های موجود کار می کنند ، بنابراین تحلیل وضعیت تاسیسات فعلی ، عملیات اصلاح و بهینه سازی روی آنها و همچنین تشریح بعضی از تغییرات و تحولات ، امری مطلوب خواهد بود . درحال حاضر ، بیشتر سیستم های توزیع ، به صورت هوایی می باشند و صرفنظر از افزایش شبکه های کابل زمینی ، سیستم های توزیع هوایی برای مدتی به همین گستردگی ادامه خواهد داشت .
استفاده از خطوط هوایی ، امکان استفاده از انرژی برق به دورترین نقاط کشور را نیز فراهم آورده است . امروزه ،علم مهندسی توزیع ، به عواملی محیطی احاطه داشته وبیش از پیش ، درپی ابتکارونوآوری برای حل این مشکل می باشند . درطرح های جدید شبکه های هوایی ، علاوه بر رعایت کردن استانداردهای موجود ، عوامل زیست محیطی را نیز در طراحی آن مد نظر قرارمی دهند تا سازه های خطوط توزیع ، کمترین مزاحمت راایجاد نمایند . در این زمینه حتی در کشورهای پیشرفته نیز یکسان کردن پایه های خطوط توزیع برق، شبکه های مخابراتی و شبکه روشنایی معابرو اجرا یآن روی پایه هایی با ارتفاع های توافق شده برای انواع هادی ها ، به مورداجرا گذاشته شده است .
مهندسین توزیع برق صرف نظر از برخی دیدگاه های متداول ، باید به جنبه های دیگر مثل معماری و شهرسازی ، همخوانی سازه ها با محیط اطراف همچنین شهر وعوامل دیگر محیطی نیز توجه داشته باشند . البته این حقیقت رانمی توان از نظر دور داشت که رعایت حریم خطوط فشار متوسط برقدار از یک طرف ، و منظره ردیف پایه های خطوط توزیع هوایی از طرف دیگر ، فقط برای مهندسین توزیع زیبا به نظر می رسد . احداث فقط یک خط هوایی ، به ظاهر محیط اطراف لطمه وارد کرده همه ساله ، باعث قطع درختان ومرگ پرندگان دربرخورد باجمپرها واتصالات آنها می شود . پیشرفت های جدید دمورد انواع کنسول ها ، مقره های اتکایی به عنوان عایق و کنسول به طور یک جا و حتی شکل ، اندازه ورنگ پایه ها ، طوری طراحی شده اند که تنوع و زیبایی محیط را کمتر به هم زده از ایجاد مناظر و اتفاقات بد جلوگیری کنند .
بررسی شبکه های توزیع
با توجه به مزیت های مهم انرژی الکتریکی بر سایر انرژی ها به صورت سادگی و راحتی توزیع و قابلیت انتقال برای مسافت های طولانی امروزه پیش بینی می گردد که بیشترین مصرف انرژی در قرن آینده کماکان به صورت انرژی الکتریکی باشد و شبکه توزیع که عهده دار ارائه انرژی به مصرف کنندگان میباشد ، به عنوان یکی از اجزای اصلی سیستم قدرت از اهمیت و ارزش قابل ملاحظه ای برخوردار می گردد . در یک سیستم قدرت ، به طور معمول نیمی از تلفات متعلق به شبکه توزیع است و با افزایش تقاضای مصرف برق ، شبکه های توزیع روبه گسترش نهاده است ؛سرمایه گذاری های سالیانه دراین زمینه،به میلیاردها دلارمیرسد .
عدم تامین منابع مالی در این بخش ، استراتژی نامناسب طراحی و بهره برداری و همچنین رواج فرهنگ استادکاری باعث شده تاشبکه های توزیع کشور ، از وضعیت مطلوبی برخوردار نباشد . بنابراین وقتی هر دو عامل یعنی سرمایه گذاری کلان و تلفات در کنار یکدیگر قرار بگیرند، مشخص خواهد شد که اصلاح حتی قسمت کوچکی از روش های طراحی این سیستم ، به تغییر اساسی در شرکت های توزیع برق خواهد انجامید . هدف از اصول طراحی شبکه های توزیع ، ارائه طرحی است که تضمین کننده نیاز رو به رشدانرژی الکتریکی بوده به شکلی که از نظر تکنیکی و اقتصادی مورد قبول و عملی باشد . به این ترتیب ، طراحی سیستم توزیع از یک سو به پارامترهای مربوط به رشد بار ، توزیع مکانی نقاط مصرف واز سوی دیگر ، به عوامل فنی مانند مقادیر خطوط و فیدرها ، ظرفیت و محل پست های فوق توزیع ، سطوح ولتاژ وقابلیت اطمینان مورد نظر و … را در نظر می گیرد . علاوه براین ، برای آن که طرح به صورت عملی قابل اجرا باشد ، باید به جنبه های اقتصادی مانند هزینه های خرید و نصب تجهیزات ، هزینه های تلفات سالیانه انرژی ، نرخ بهره و مانند این ها توجه نمود . برای بررسی همه جانبه شبکه های توزیع که سرانجام به ارائه اصول وروش های مناسب در طراحی آن ها منجر می شود لازم است که ساختار این شبکه درکل سیستم قدرت مشخص گردد .
مدارها و پست های فوق توزیع
قدرت متوسط خطوط فوق توزیع ( انتقال ) از منابع تولید به پست های فوق توزیع منتقل می شود . مدارهای فوق توزیع ،ممکن است به صورت مدارهای ساده شعاعی ،حلقوی یا یک شبکه به هم پیوسته (رینگ) باشند که در نهایت ، به پست فوق توزیع ختم می شود . به طور معمول ، هر پست فوق توزیع (HV/MV) ناحیه بار خود را که بخشی از ناحیه سرویس دهی سیستم توزیع است ، تغذیه می کندو درآن ، ولتاژ فوق توزیع به منظور توزیع در سراسر ناحیه به ولتاژ فشار متوسط کاهش می یابد . نقاط ورود ی در سیستم های توزیع تزریق انرژی ، به صورت شاخه های تغذیه می باشد ، که درشبکه های توزیع به اصطلاح «فیدر» نامیده می شوند . این فیدرها بر اساس توپولوژی شبکه تعریف می شوند و مورد نظر هر شبکه طراحی بوده ، ساختار سیستم توزیع را تشکیل می دهند . فیدرها می توانندبه صورت خطوط هوایی یاشبکه کابل زمینی بوده به شکل ولتاژ فشار متوسط یا درسطح ولتاژ فشار ضعیف به کار بروند . درطراحی سیستم های توزیع ، باید سه گزینه زیر از قبل تعیین و مورد توجه قرار گیرند :
1- ساختار سیستم توزیع : شعاعی ، حلقوی ( رینگی ) ،تغئیه از دو سو ( تبدیلی ) و شبکه های غرابلی
2- سطح ولتاژ توزیع برق : به صورت فشار متوسط ( طرف اولیه ) و یا فشارضعیف (طرف ثانویه ) .
3- نوع ساختمان شبکه : شبکه های هوایی ، سیستم زیرزمینی .
ساختار فیدرهای سیستم توزیع
به طور اساسی فیدرهای شعاعی یک سیستم توزیع ، به دلیل عدم تداوم سرویس دهی سوال برانگیز بوده و بروز یک خطا روی هر یک از این فیدرها ، به خاموشی تعدادی ازمصرف کنندگان می انجامد . هنگام استفاده از این آرایش ، توقف در سرویس ده یبه صورت اجتناب ناپذیری وجود دارد . بنابراین استفاده از شبکه های حلقوی و یارینگی مورد توجه قرار می گیرد . به عنوان تعریف : شبکه رینگی به مداری گفته می شود که ا زیک شینه آغازشده پس از متصل کردن چند شینه به یکدیگر ، به همان نقطه شروع باز گردد. به عبارت دیگر ، رینگ ، حلقه ای است که می تواند بیش از یک پست را تغذیه کرده و بیشتر از یک نقطه ، قابل تغذیه باشد . مزیت اصلی شبکه رینگ قابلیت اطمینان مناسب و امکان گسترش آسان آن است ، اما تعداد دیژنگتورها وکلیدهای مورد نیاز زیاد و رله گذاری مشکل وپر خرج می شود . پس در شبکه های فعلی توزیع برق ، برای استفاده از قسمتی از قابلیت های شبکه های حلقوی وبه دلیل مشکلات جایگزینی و تجهیزات ذکر شده از سیستم حلقه باز یا شبکه با قابلیت تغذیه از دو سو در بین دو شینه یا پست توزیع استفاده می نمایند .
بر طراحی فیدرهای اولیه ، عوامل مهم بسیاری اثر می گذارند که مهمترین آن ها عبارتند از :چگالی ورشد بار ، نیاز به ایجاد ظرفیت خالی برای بهره برداری در حالت اضطراری ، ساختار مدار مورد استفاده طرح ، ظرفیت پست فوق توزیع مربوط به آن ، تلفات ، سطح ولتاژ و نیز سایر استانداردهای سرویس دهی . در برخی از موارد ، افت ولتاژ نقش مهمی در طراحی فیدرهای اولیه به عهده دارند . افت ولتاژ کل باید در طول فیدر اولیه ، پست های توزیع ، مدارهای ثانویه واتصالات سرویس مصرف کننده ، به گونه ای مناسب تقسیم شود ؛ البته این تقسیم بندی به نوع ساختار مدار اولیه و ثانویه ، و ترانسفورماتور به کار رفته نیز بستگی دارد .
سطوح ولتاژ شبکه های توزیع
شبکه های فشار متوسط عمومی در ایران ، با ولتاژ 33 ، 20و11 کیلو واتی کار می کنند که در این میان ، ولتاژ 20کیلو ولت رایج ترین آنها است و امروزه نیز ، ایجاد و توسعه شبکه های فشار متوسط به طور اساسی با ولتاژ 20 کیلو ولت صورت می گیرد . در برخی از شهرها نیز که از قدیم ولتاژ 11 کیلوولتی معمول بوده است ، رفته رفته جای خود را به 20کیلوولت داده اند . ولتاژ 33 کیلوولتی فقط در خوزستان رایج است و در ابتدا به عنوان ولتاژ فوق توزیع به کار رفته می رفت . بدین معنی که از طریق خطوط 33 کیلوولتی و ایستگاههای تبدیل11/33 کیلوولتی ولتاژ توزیع 11 کیلوولتی تامین و برق به مراکز مصرف رسانده می شد و سپس با تبدیل 11 کیلوولت به 400 ولت به مصرف می رسید . اما امروزه گرایش به تبدیل مستقیم ولتاژ از 33 کیلوولت به 400 ولت بیشتر است و ایستگاه های مبدل 400/33000 ولتی به یکباره کار توزیع انرژی در سطح فشار متوسط را انجام می دهند . در حال حاضر ، هر دو حالت یاد شده در شبکه خوزستان وجود دارد . ازطرفی در آینده در شهرهای بزرگی همچون تهران ، ولتاژ فوق توزیع 63 کیلوولتی نیز جز سطوح ولتاژ فشار متوسط در طرف ولتاژ اولیه شبکه های توزیع قرار خواهد گرفت .
لازم به توضیح است که براساس تعریف جدید استانداربین المللی ،سطح ولتارفشارمتوسط (M.V.)، طیف ولتاژ در بازده 3 الی 75 کیلوولت را شامل می شود . به عنوان مثال ، در بیشتر پالایشگاه ها و صنایع پتروشیمی و همچنین صنایع سیمان و خودروسازی ، پست هایی با سطح ولتاژ 3/3 و 6 کیلوولت ، به عنوان شبکه اولیه وجود دارد که مقدار این ولتاژها د رشبکه های توزیع مجاز نمی باشد .جدول (1) سری ولتاژهای استانداردهای شده طبق IEC را نشان می دهد .
جدول (1): ولتاژهای نامی سیستم های سه فاز A.C از 1 تا 35 کیلوولت
| ولتاژ نامی سیستمKV | بیشترین ولتاژ تجهیزاتKV |
| 3* 3/3* | 3.6 |
| 6* 6/6* | 7.20 |
| 10 11 | 12 |
| 15 _ | 17.5 |
| 20 22 | 24 |
| _ 33 | 36 |
| 35* _ | 40.5 |
* این مقادیر نباید برای سیستم های توزیع برق عمومی به کار برده شوند .
** این سیستم ها به طور معمول سه سیمه هستند و مقادیر ولتاژهای مابین فازها را نشان می دهند .
*** در یک سیستم طبیعی تغییرات حداکثر و حداقل نباید بیشتراز محدوده 10%± باشد .
شبکه های فشار ضعیف و به دنبال آن اتصالات مربوط به سرویس مصرف کننده ، آخرین بخش از شبکه های توزیع راتشکیل می دهند یعنی به طور مستقیم با مصرف کنندگان در ارتباط هستند . این مدارها ، از نظر چگونگی سرویس دهی با فیدرهای اولیه یکسانند . شبکه فشار ضعیف به طور کلی ، به همراه ترانسفورماتورهای توزیع در یکحوزه قرار می گیرد که میان آنها ، ارتباط تنگاتنگی برقرار است .درمناطق شهری با چگالی بار سنگین ، به طور معمول شبکه فشار ضعیف فقط از طریق کابل های زمینی عبور داده می شوند ، بنابراین امکان به هم پیوستگی شبکه فشار ضعیف ،با هزینه مناسبی فراهم می آیند . از این رو در گذشته ، در این مناطق ، از شبکه شعاعی استفاده می شد ، اما اکنون شبکه های به هم پیوسته مناسب تر به نظر می رسد.
اگرچه شبکه شبکه فشارمتوسط ( طرف اولیه ) وفشار ضعیف ( طرف ثانویه ) با یکدیگر تفاوت های آشکاری دارند ، با این حال ، مبانی مشترکی به ویژه در طراحی آنها حاکم است و این مطلب درباره پست ها نیز صدق می کند .
مقایسه سیستم های زمینی و هوایی
در بررسی محاسن و معایب بین شبکه های زمینی و هوایی ، باید توسعه همه جانبه سیستم های الکتریکی ونیز مقرون به صرفه بودن آن را مد نظر قرار داد . طبیعت ساختمانی ، چگونگی احداث ، بهره برداری و تجربه های نگهداری از این دو گونه سیستم توزیع ، برای مقایسه همه جانبه شبکه های هوایی باسیستم زمینی به شرح آورده شده است .
صرفه اقتصادی
به طور کلی سیستم های هوایی برخلاف سیستم های زمینی ، بسیار کم هزینه تر و ارزان ترند زیرا به کندن کانال ، هزینه های اخذ مجوزهای حفاری ، لوله های مخصوص و … نیازی نداشته و در مورد خود کابل ها نیز حفاظ و عایق گران قیمت ، اتصالات و غلاف های آب بندی گران جهت امکانات ویژه ضد آب کردن تجهیزات زیرزمینی وجود ندارد. درست همین هزینه های گزاف سرمایه گذاری است که سیستم های زمینی را چندین برابر گران تر از سیستم های هوایی کرده است .
امروزه باپیشرفت های تکنولوژی،ازپلاستیک به عنوان عایق وپوسته کابلهای زمینی استفاده می شود. توانایی این مواد برای دفن مستقیم سیستم در زیر خاک ، صرفه اقتصادی آن را نسبت به سیستم های هوایی کاهش داده، بااین حال ،هنوزهم افزایش هزینه های شبکه زمینی در ولتاژهای زیاد به مراتب بیشتر می باشد به طوری که به عنوان مثال ، هزینه های شبکه های فشارضعیف 400 ولت زمینی ، در حدود دو برابر شبکه های هوایی خواهد بود و این نسبت در شبکه های با ولتاژ 63 و 132 کیلوولت به ترتیب 10 و 18 برابرمی گردد .
مشکلات اجرایی
احداث شبکه های هوایی آسان تر بوده و در هر نقطه و محل می توان به وسیله شبکه هوایی ، به سرعت جریان برق را برقرار نمود . در این شبکه ها ، سادگی ساخت و احداث ، سهولت بهره برداری وتعمیراتی که به دنبال دارند به عنوان اصولی مهم در نظر گرفته می شود . یک طرح ساده ، همیشه بر طرح های پیچیده برتری دارد مگر عواملی مهم ، استفاده از طرح های پیچیده شبکه های زیرزمینی را توجیه نماید . امروزه سیاست های کلان بخش برق ، در چگونگی طراحی و نیرو رسانی به شبکه های توزیع هوایی تاکید دارند . مشکل عدم وجود منابع مالی سازمان در انجام پروژه ، می تواند به انتخاب این سیاست منجر شودکه شبکه های توزیع هوایی ، با حداکثرسرعت ممکن و به راحتی توسعه می یابند . گرفتن انشعاب از شبکه های هوایی ، بدون مشکل ، با مخارج کم و با سرعت بیشتر انجام می شود ، در حالی که اشعاب گیری از کابل ها ، مستلزم ایجاد نقاط برداشت و پخش مانند ایستگاه های توزیع ، تابلوهای برق و پیلارها (شالترها ) ، جعبه های انشعاب و … خواهد بود .
بنابراین سیستم های هوایی ، به صورت خیلی وسیع برای مدتی غالب خواهد بود و در سطوح برق رسانی روستاها کاربردی به تقریب انحصاری خواهند داشت . در آینده ، برای شبکه های شهری دارای چگالی بار زیاد ، با استفاده از درآمدهای حاصله ، بهبود کیفیت ، رعایت دیگر مسایل و تبدیل به شبکه های زمینی مد نظر خواهند بود . به طور کلی در مکان هایی که چگالی بارهای مصرفی آن قدر زیاد باشد که نصب خطوط هوایی با سیم ها و هادی های انبوه واقع روی پایه های خطوط هوایی از نظر شکل ظاهری ، ایمنی و بهره برداری غیر عملی به نظر رسد ، انتخابی جز سیستم زمینی وجود نخواهد داشت .
تعمیر و عیب یابی
عیب یابی و رفع آن در شبکه های هوایی ،آسان تر انجام می گیرد ، زیرا بیشتر عیبهای شبکه های هوایی با چشم دیده می شوند در صورتی که برای پیدا کردن عیب در شبکه زیرزمینی ، به دستگاه های خاص نیاز خواهد بود . در ضمن هنگامی که درسیستم های زمینی مشکلی پیش می آید ، از نظر تعمیر بسیار وقت گیر و سخت خواهد بود با این حال ، سیستم زمینی با خطر قطعی برق ناشی از طوفان ، رفت و آمد و برخورد وسایل نقلیه ، سقوط درختان و غیره مواجه نیست . به همین دلیل ، صرف مخارج اضافی برای شبکه های زمینی ، جهت احداث شبکه های قابل تغذیه از دو سو( مدار دوم ) ، چندین مدار موازی ، طرح های تبدیلی و حتی شبکه های غربالی برای ایجاد قابلیت اطمینان برقرسانی ، توجیه پذیر خواهد بود .
لازم به توضیح است که شرایط متعدد دیگری نیز وجود داردکه کابل های زمینی را به سیستم های هوایی ترجیح می دهند . در واقع چون شبکه های زمینی در زیر خاک دفن می باشند ، از عوامل جوی ، مانند طوفان ، یخ زدگی ، برخورد شاخه های درختان و رعد وبرق درامان بوده امکان خرابی آنها کمترمی باشد ، از این رو ، قطع جریان کمتری نیز پیش می آید .
یکی دیگر از مشکلات فعلی خطوط هوایی ، رفت وآمد وسایل نقلیه و برخورد آنها با تیرها است . از طرفی مقررات راهنمایی و رانندگی چنان سخت است که ساخت و مرمت سیستم های هوایی را رفته رفته با مشکل مواجه کرده است . علاوه بر آن ، رفت و آمد ( ترافیک ) سنگین ووسایل با ارتفاع زیاد مانند بالابرها و جرثقیل ها ، خطرات دیگری از نظر برخورد وسایل نقلیه سنگین به تیرها و سیم ها ایجاد می کنند .
حفظ زیبایی محیط وحریم ها
به طور کلی سازه های خطوط هوایی ، با زیبایی و معماری امروزی محیط همخوانی ندارند بنابراین مهندسین توزیع برق ، در طراحی سیستم توزیع انرژی الکتریکی ، به حفظ زیبایی نیز توجه می کنند تا جایی که پایه های سیمانی ر در رنگ ها و اشکال متعددی می سازند .
در شهرها و مناطق پر جمعیت و حساس ، برای حفظ زیبایی شهر ، به طور معمول از شبکه های زمینی استفاده می شود ، با این حال در بعضی از نقاط به اجبار از شبکه های هوایی استفاده می شود تا حریم سیم های برق داررعایت شوداین موضوع مانند باند فرودگاه ها، داخل محوطه نیروگاه ها و پادگان ها و غیره … می باشد . به علت بدون روپوش بودن هادی های خطوط هوایی رعایت فاصله مجاز از تاسیسات و ساختمانها به عنوان رعایت حریم خطوط انتقال مورد نیاز می باشد . در بسیاری از موارد ، به علت کم بودن عرض مسیر و معابر و در نتیجه به علت عدم امکان تامین حریم خطوط هوایی ،کابل کشی زمینی یا شبکه کابل های هوایی روکش دار ( کابل های خودنگهدار ) توصیه می شود . این موضوع به خصوص درباره خطوط فشار متوسط در داخل شهرها و مجتمع های آپارتمانی ، مجتمع های صنعتی و تجاری به طور کامل محسوس است . رعایت حریم شبکه های هوایی ، ازعواملی است که باید مورد توجه قرار گیرد . به طور معمول شهرداری ها یا سازمان پارکها درمسیراحداث شبکه های هوایی شهرها درختکاری می کنند که پس از رشد درختان شاخه های آن ها با هادی های خطوط تماس پیدا کرده و در هوای بارانی یا رطوبت موجب اتصالی و سوانحی مانند پارگی سیم ها خواهند شد البته عبور خطوط هوایی از مناطق جنگل کاری شده و درختان میوه نیز باعث قطع درختان و صدمه به محیط زیست می شود .
حادثه آفرینی و ایمنی
به علت درد سترسی بودن و لخت بودن قسمت های زنده خطوط هوای وهمچنین آسیب پذیربودند پایه وهادی آنها، شبکه ها اغلب درمعرضی بروز حوادث بودند که شرح مختصری ازآنها بدین قرار است :
الف ) آسیب پذیری دربرابرطوفان ها واختلالات جوی درشبکه های هوایی بسیارقابل توجه می باشد. دراین موارد، ایجاد آتش سوزی و برق گرفتگی ، به دلیل درهم پیچیده شدن هادی ها یا افتادن اشیا و اجسام روی شبکه دورازانتظار نیست .
ب ) خطرهایی که همه ساله در اثر برخورد جرثقیل ها ، کمپرسی ها و خودرو های با ارتفاع زیاد با شبکه برق دار هوایی اتفاق می افتد ، رانندگان ، اپراتورها و دیگر عوامل کاری را تهدید می نماید و هر ساله ، آمار قابل ملاحظه ای را به خود اختصاص می دهد .
ج ) پرتاب فلاخن کودکان ، شکستن مقره های بشقابی و برخورد بادبادک های نوجوانان که فاقد سرگرمی و محیط ورزشی هستند ، از عواملی هستند که در شهرها و روستاهای کشور به شبکه های فشار ضعیف هوایی آسیب می رسانند و گاه با قطع سیم نول و افتادن روی فازهای دیگر و دوفاز شدن ، باعث خرابی تجهیزات مصرف کنندگان تکفاز شده به مشترکان برق زیان های مالی وارد می کنند .
د ) تصادف وسایل نقلیه با تیرهای بتنی یا چوبی در کنار جاده و اتوبان ها ، یکی دیگر از عوامل حادثه ساز در شبکه های توزیع هوایی است که گاهی موجب افتادن تیر روی خودروها و بروز خسارت جانی و مالی سنگین می شود .
ه ) شبکه های هوایی برای کارگران ساختمانی نیزخطرآفرین است . به دلیل کم عرض بودن بسیاری از معابر شهری ، برپا کردن داربست ها برای نماسازی یا نصب وسایل ، سبب نزدیکی شبکه های برق و گاهی برق گرفتگی یا خسارت های جانی می شود .
و ) سقوط برقکاران از روی پایه یا پلکان های تیرها ، خواه با استفاده از وسایل ایمنی و خواه بدون آنها ، به دلیل انجام فعالیت های برقی ، هنوز در برخی از مناطق تحت پوشش برق کشور اتفاق می افتد . در ضمن افتادن اشیاء و برخورد آنها با افراد در حال تعمیر یا نصب یراق آلات و یا کنده و پاره شدن سیم و اصابت آنها به عابرین ، از معایب دیگر شبکه های هوایی است . در حالی که در شبکه های زیرزمینی ، فقط حفاری است که موجب آسیب دیدن کابل های زمینی خواهد شد ، که این امرنیزاگر با توجه به نقشه های دقیق شبکه زیر زمینی کابل ها صورت پذیرد ، می تواند از بروز اینگونه حوادث جلوگیری کرد .
با توجه به تمامی این موارد ، باید به سه مورد از عیب های شبکه های هوایی نیز اشاره کرد :
الف ) ایجاد پارازیت در خطوط مخابراتی ورادیویی از مضرات شبکه هوایی است که باید تدابیر خاصی برای به حداقل رساندن آنها انجام داد .
ب ) برداشت های غیر مجاز برق از شبکه های توزیع هوایی به آسانی انجام پذیراست .
ج ) برخورد رعد وبرق به خطوط هوایی ، موجب بروز اختلالات و خسارات متعددی خواهد شد . این مشکل در مورد خطوطی که کیفیت اصلی خود را به مرور زمان از دست می دهند شایع تر است .
هر دو نوع توزیع هوایی یا زمینی ، دارای مزایا و معایب مربوط به خود می باشند که برای مقایسه این دو حالت ، باید کلیه جنبه های فنی و اقتصادی مساله را مورد توجه قرار داد همچنین مسایل مربوط به زیبایی ، تاثیرات روانی و قیمت تمام شده شبکه برای کارفرما نیز حائز اهمیت است . در این مقایسه ها ، ابتدا دیدگاه های فنی سپس مسایل اقتصادی هر دو شبکه مورد تجزیه وتحلیل قرار می گیرد .
با این حال با توجه به بررسی شبکه فشار متوسط هوایی در مقایسه با 10253 کیلومتر شبکه فشار متوسط زیرزمینی تعیین شده است یعنی بیش از96 درصد ازشبکه فعلی ایران ،به صورت هوایی می باشد .
توسعه شبکه های توزیع
توجه شرکت های برق منطقه ای ، با توجه به پاسخ گویی به تقاضاها و برآوردن نیازهای روزافزون مشترکان برق ، توسعه شبکه های توزیع نیرورا به صورت یک فعالیت مستمردرصنعت برق درآورده است. این فعالیت همه ساله به طور مستمر ادامه دارد .
خصوصیت گستردگی و فراوانی شبکه های توزیع نیرو و تاثیرپذیری بیشتر آنها از عوامل بیرونی ، درمقایسه با شبکه های انتقال نیرو ، توجه ویژه برای حفظ و ارتقای استانداردهای کیفی در شبکه های توزیع راهرروزملموس تر می سازد که پرداختن به آن ، کاری بزرگ و زمانبراست . البته چون بیشتر نتایج آن به صورت کیفی ظاهرمی شود ،آمارهای کمی متداول به خوبی ازعهده بیان اهمیت آن درهمه ابعاد برنمی آیند.
خطوط فشار متوسط ( ولتاژ اولیه )
شرکت های برق ، همزمان با ادامه برق رسانی به مشترکان جدید و قدیم ، کار احداث ، تقویت و توسعه خطوط فشارمتوسط را نیزادامه می دهند که میزان آن درکل کشورتا سال 1383به 278253کیلومتر مدار رسیده است. روند تغییرات طول خطوط فشارمتوسط درجدول 2 برای سال 1357 و سال های 1373 به بعد درج شده است . همچنین آمار تفکیکی خطوط فشار متوسط بر حسب شرکت های برق منطقه ای را می توان از جدول 5 استخراج کرد .
جدول ( 2) : طول خطوط فشار متوسط در سال های گذشته
| سال | خطوط هوایی
( کیلومتر مدار ) |
خطوط زمینی
( کیلومتر مدار ) |
جمع
( کیلومتر مدار ) |
| 1357
… 1373 1374 1375 1376 1377 |
28209
… 150162 159481 169930 184009 199045 |
3868
… 7043 7242 7383 7712 7702 |
32077
… 157205 166723 177313 191721 206747 |
| رشد سال 1377% | 17/8 | – | 84/7 |
| میانگین رشد سالانه(%)
(ازسال 1357تا1377) |
26/10 | 50/3 | 76/9 |
| 1383 | 26000 | 10253 | 278253 |
در ترکیب خطوط زمینی و هوایی ، خطوط هوایی همیشه غالب بوده اند . این گرایش به خصوص در بیست سال اخیر ، به دلیل توسعه شبکه به روستاها و نواحی برون شهری ، بیشتر شده است .
خطوط فشار ضعیف ( ولتاژثانویه )
طول شبکه فشارضعیف کشور، تا سال1383 به 231042 کیلومتررسید که ازاین میزان ،205510 کیلومتر آن از نوع هوایی و 25532 کیلومتر از نوع کابل های زیرزمینی بود . افزایش طول خطوط فشار ضعیف در طی هر سال ، به طور متوسط به مقدار 8 هزار کیلومتر می باشد که نسبت به سال پیش از آن ، معادل 4 درصد نشان می دهد .
در جدول 3خلاصه ای از مجموع طول خطوط فشار ضعیف ، همراه با روند گسترش آنها از سال 1357 به بعد آمده است . شبکه خطوط فشار ضعیف نیز ، مانند فشار متوسط بیشتر به صورت هوایی برقرار است . البته توزیع نسبی این دو نوع خط در مناطق مختلف ، تفاوت های آشکاری دارد ، به عنوان مثال در حالی که در استان های خوزستان و سیستانو بلوچستان ، سهم نسبی خطوط زیرزمینی ناچیز و در حدود صفر است ، این سهم در حوزه برق منطقه ای تهران به حدود 29 درصد می رسد که البته سهم نسبی شهر تهران و به ویژه نواحی مرکزی آن از رقم میانگین یاد شده بیار فراتر می رود . آمارهای تفکیکی خطوط فشار ضعیف برحسب شرکت های برق منطقه ای را می توان درجدول 5 یافت .
جدول (2) : طول خطوط فشار ضعیف در سال های گذشته
| سال | خطوط هوایی
( کیلومتر مدار ) |
خطوط زمینی
( کیلومتر مدار ) |
جمع
( کیلومتر مدار ) |
| 1357
… 1373 1374 1375 1376 1377 |
31083
… 136476 147376 153273 164943 172856 |
5054
… 13530 14705 15469 16307 16973 |
36137
… 150006 162081 168742 181250 189829
|
| رشد سال 1377 % | 80/4 | 08/4 | 73/4 |
| میانگین رشد سالانه(%)
( از1357 تا 1377) |
96/8 | 24/6 | 65/8 |
| 1383 | 205510 | 25532 | 231042 |
پست ها (ایستگاه های ) توزیع
آخرین مرحله تغییرسطح ولتاژ وعمل آوری انرژی برق به ولتاژقابل استفاده برای مصرف کنندگان،
در پست ها ( ایستگاه های) توزیع انجام می گیرد و پس از آن ، برق آماده تحویل به مشترکان عادی می شود .این ایستگاه ها درشبکه برق کشوربه دوصورت زمینی ( نصب شده درساختمان ) و هوایی (نصب
شده در هوای آزاد و روی پایه های برق ) رایج اند . پست های زمینی به محدوده داخلی شهرها و بعضی از مشترکان مصارف سنگین اختصاص دارند و ویژگی آنها ، نسبت به ایستگاه های هوایی ، ظرفیت نامی بالاترو قابلیت مانور روی شبکه از طریق تجهیزات موجود در آنها است . در بیرون از محدوده های شهری
نوع رایج ، پست های هوایی است ( مگر به دلیل شرایط استثنایی ) .
همراه با افزایش مصرف برق و با پیوستن شمار تازه ای از تعداد 90 درصد مشترکان شهری ، برون شهری ، صنعتی ، کشاورزی و روستایی به شبکه برق کشور ، همه ساله تعداد ایستگاه های توزیع نیز افزایش می یایند به طوری که در سال 1377 به 205687 دستگاه رسید که نسبت به رقم مشابه سال پیش از آن ، یعنی 196238 دستگاه ، به میزان 9449 دستگاه افزایش نشان می دهد و این حاکی از 8/4 درصد رشد سالانه است . با توجه به گسترش و فراوانی تجهیزات توزیع نیرو درکشور و بازنگری مکرر، آماری در حوزه های زیر پوشش برخی از شرکت های برق منطقه ای در جدول 4 مربوط به پایان سال 1377 آورده شده است .
تعداد کل پست های توزیع بیش از 291 می باشد . از میزان تعداد کل پست های توزیع نصب شده ایران ، بیش از 92 درصد به صورت پست های توزیع هوایی می باشد که این میزان ، بیش از 71 درصد ظرفیت نصب شده ترانس های بخش توزیع را به خود اختصاص داده است .
جدول ( 4 ) : آمار پست های توزیع در سال 1382
| نوع پست | تعداد
( دستگاه ) |
جمع ظرفیت
( مگاولت آمپر ) |
متوسط ظرفیت |
| زمینی | 21191 | 15536 | 733 |
| هوایی | 270133 | 39425 | 145 |
| جمع | 291324 | 54957 | 188 |
شبکه های توزیع برق که در مقیاس های بسیار وسیع در تمامی نقاط کشور برای عرضه انرژی برق به مشترکان گسترده شده اند ، زیر تاثیر عواملی فراوان ، ازمشخصات فنی وکیفی تجهیزات گرفته تا شرایط جوی و اقلیمی و مسایل فرهنگی و اجتماعی قرار می گیرند . برای حفظ و یکپارچگی شبکه های توزیع با هدف تداوم عرضه بار و انرژی به صورت مطمئن و با کیفیت قابل قبول ، یکایک عوامل یاد شده باید مورد توجه مستمر باشند . بر این پایه ، از سال های گذشته ذو به ویژه از زمان تشکیل شرکت های توزیع نیرو ، برنامه ها و طرح های متعددی در دستورکار مسئولان بخش توزیع نیرو قرار داشته است که در این جا بع برخی از مهمترین آنها اشاره می شود :
1- افزایش قابلیت اطمینان شبکه ،
2- بهبود بخشیدن به امور بهره برداری و حرکت به سوی بهره برداری اقتصادی از شبکه ،
3- کاهش تلفات توان و انرژی ،
4- کاهش میزان انرژی های توزیع نشده و زمان خاموشی مشترکان ،
5- تهیه بسته های نرم افزاری برای رایانه ای کردن محاسبات مهندسی توزیع برق ،
6- رایانه ای کردن نظام خدمات مشترکان ،
7- تهیه دستورالعمل ها و گردش کاری همگن ،
8- الزام شرکت های توزیع نیرو به رعایت استانداردها و اصول فنی ،
9- توجه شدید به رعایت اصول ایمنی و افزایش ضریب اطمینان در حفظ جان افراد ،
10- آموزش کارکنان و ارتقا سطح علمی و تخصصی آنان و
11- توجه به عوامل موثر در نگهداری کارکنان با تجربه موجود و کوشش برای جذب نیروهای متخصص جدید .
هادی ها
بدون تردید ، هادی ها مهمترین اجزای یک شبکه انتقال انرژی محسوب شده و مسیر جریان از طریق آنها برقرار می گردد ، بنابراین تمام مقدمات در طراحی یک خط انتقال هوایی ، فقط به منظور برق رسانی مناسب و مطمئن ازطریق این هادی ها صورت می گیرد . به عنوان مثال نقش پایه های خط انتقال نگهداری فاصله هادی ها از زمین ، نقش کنسول ها رعایت فاصله مناسی هادی ها از یکدیگر و نقش مقره به عنوان ایزوله کننده و نگهدارنده هادی ها تحت ولتاژ از بدنه می باشد ، که در این بین ، هادی ها نقش اساسی را به عهده دارند .
به دلیل افزایش روز افزون مصرف انرژی الکتریکی ، خطوط انتقال نیرو همواره در حال گسترش و توسعه هستند و به طور دائم خرید ، حمل و نصب سیم هادی ها در خط انتقال نیرو سهم قابل توجهی از هزینه های اجرایی خط را به خود اختصاص داده است . علاوه بر سرمایه گذاری اولیه انجام شده هزینه سالیانه افت انرژی در مراحل بهره برداری و نیز میزان تلفات توان ، جنبه های اقتصادی انتخاب بهترین و مطلوب ترین هادی در یک خط هوایی دو چندان نموده است .
لازم به توضیح است که بیشترین کاربرد سیم ازنوع آلومینیوم فولاد در« شبکه هوایی فشارمتوسط » و همچنین سیم های لخت مسی مورد استفاده در « شبکه های فشار ضعیف هوایی »ایران می باشند . در این زمینه ، پارامترهای مهمی از جمله سطح مقطع ، حد گسیختگی ، مقاومت الکتریکی و نیز ویژگی های مکانیکی و هم ویژگی های الکتریکی را باید شناخت و درانتخاب سیم ، مد نظر قرار داد .
معایب عمده شبکه های هوایی
معایب عمده شبکه های هوایی با هادی های لخت شامل موارد زیر است:
1- قطعی های برق بیشتر ناشی از عوامل جوی، اجتماعی و سوانح.
2- آسیب بیشتر به محیط زیست ناشی از شاخه زنی و قطع درختان، مرگ ومیر پرندگان، ایجاد آتش سوزی در مراتع و جنگها.
3- افزایش نشتی برق و برق دزدی.
4- صدمه به زیبایی محیط و شهرها.
5- خاصیت خازنی کمتر و اندوکتانس سلفی بیشتر.
6- نیازبه رعایت حریم های قانونی.
7- آسیب پذیری در مقابل شرایط جوی.
8- خطرات برق گرفتگی ناشی از تماس مستقیم و غیر مستقیم افراد.
باوجود موارد بالا اکثر طول شبکه های توزیع فشار متوسط و فشار ضعیف را در کشورهای مختلف شبکه های هوایی به خود اختصاص می دهند. به عنوان مثال طول شبکه فشار متوسط ایران ( بر اساس آمار سال 1384 ) معادل 303800 کیلومتر است که 11500 کیلو متراز آن را شبکه زمینی 292 هزار و 300 کیلو متر را ( بیش از 26 برابر) شبکه هوایی تشکیل می دهد. آمار مزبور در مورد شبکه های فشار ضعیف کشور که 249 هزار و 200 کیلو مترهستند شامل 29 هزار و 400 کیلو متر شبکه زمینی و 219800 کیلومتر( بیش از 8 برابر ) شبکه های هوایی است. مقایسه اعداد مذکور نشان می دهد که سهم شبکه های زمینی در شبکه های فشار ضعیف نسبت به شبکه های هوایی کمتر از سهم آنها در شبکه های فشارمتوسط است. به نظرمی رسد دلایل عمده این موضوع عبارت است ازقیمت مناسب تر شبکه های زمینی درولتاژ های کمتر و کاهش قطعیهای ناخواسته بوده و درنهایت افزایش ایمنی در مقابل برق گرفتگی شبکه های فشار ضعیف را شامل باشد که درنزدیکی مصرف کننده ها است.
مشکلات هادیهای هوایی بدون روکش شبکه های توزیع
مشکلاتی که در شبکه های فشار ضعیف وجود دارد به علت گستردگی این شبکه ها و در دسترس همگان بودن آنها، شاید خطرآفرین و با احتمال بروز حادثه بوده، از نظرآمار نیز خسارت بیشتری را به خود اختصاص می دهند. نزدیک بودن سیمهای لخت شبکه های عمومی به پنجره های منازل با پشت بامها و بطور کلی عدم رعایت فاصله استاندارد، کج شدن پایه ها، پارگی سیمهای برقداردربرابرعوامل مختلف و عبور سیمهای شبکه های هوایی از میان شاخه های درختان واحتمال نزدیکی کارگران درهنگام کاردرمجاورت آنها، بستن داربست در زیر یا کنار خطوط و برداشتهای غیر مجاز از سیمهای لخت از جمله رایج ترین حوادث مربوط به شبکه های فشار ضعیف است که با روکش دار کردن آنها به دلیل ولتاژکم سیستم کاملا قابل رفع هستند. لذا از جمله روشهای اولیه و ابتدایی که برای حفاظت در تماس مستقیم مورد استفاده است، می توان به عایق بندی قسمتهای برقدار اشاره کرد. استفاده از پوششهایی نظیر وارنیش، لاک، کاورهای لاستیکی، شیلنگ اندازیی، روکشهای حرارتی MVLC است. لایه روکش XLPE با ترکیبات کربن سیاه رنگ، استقامت کافی در برابر اشعه فرابنفش خورشید و عوامل جوی را در مدت عمر مفید بهره برداری (30 ساله ) دارا بوده و نوع ضخیم آنها (CCT ) حتی در شبکه های فشار متوسط دارای پایداری و دوام بیشتری هستند. هاد یهای بکار رفته نیز از نوع آلومینیوم آلیاژی یا آلومینیم فولاد است. گر چه بیش ازچند دهه ازنصب هادیهای هوایی کشورهای پیشرفته جهان نمی گذرد اما مزایای فنی، اقتصادی و کاهش حوادث این نوع خطوط موجب استفاده های روز افزون ازآنها در شبکه های برق اکثر کشورها شده است.
مزایای هادیهای هوایی روکش دار
استفاده از خطوط هوایی روکش داردارای مزایای متعددی است که اهم موارد آن عبارتند از: کاهش قطعیهای ناخواسته انرژی الکتریکی و کاهش میزان انرژی های توزیع نشده است، کاهش باند حریم خط و هزینه های آزاد سازی آن، کاهش ابعاد کراس آرم خطوط و کمپکت سازی خطوط و کاهش نشتی برق و برق دزدی از دیگر امتیازات آن است. جلوگیری ازخوردگی وفرسایش سیم ها در مناطق خاص، افزایش قابلیت اطمینان شبکه، افزایش ظرفیت جریان دهی هادی های روکش شده، کاهش هزینه های تعمیرات ونگهداری خط، افزایش ایمنی شبکه برای مصرف کنندگان وکارگران صنعت برق وافراد جامعه، استفاده از تجهیزات از دیگر مزایای آن به شمار می رود.
یراق آلات وپایه های خطوط فعلی دراین طرح، استفاده ازهادی های روکش دارهوایی ضمن افزایش ایمنی برای مناطق پردرخت و جنگلی از نظر جلوگیری ازآتش سوزی می تواند ایمنی لازم را نیز برای مناطق پرنده خیز افزایش دهد. از طرف دیگر کاهش باند آزاد سازی خطوط فشار ضعیف و فشار متوسط ناشی از بکار گیری هادی های هوایی روکش دار به دلیل کاهش ابعاد کراس آرمها و کمپکت سازی خطوط و برخورداری از تخفیف 60 سانتی متری آن است از دیگر مزایای آن است.
با بکار گیری هادی های روکش شده شبکه های برق فشار متوسط، فشار ضعیف و روشنایی معابر عملا می توان دیگر تاسیسات خدمات شهری از جمله تلویزیون کابلی، شبکه های مخابراتی فیبر نوری و … را بر روی پایه های مشترک احداث کرد. این موضوع عملا در دیگر کشورها به صورت فراگیر درحال اجرا است.
بررسی های اقتصادی هادیهای هوایی روکش دار
میزان سرمایه گذاری اولیه هرکیلومتر خطوط هوایی توزیع سه فاز فشارمتوسط به سطح مقطع (70 x 3 ) میلیمتر مربع با هادی آلومینیومی درجدول آمده است. باید توجه داشت که قیمت های مندرج درجدول مذکور صرفا سرمایه گذاری اولیه مورد نیاز نبوده ومواردی همچون آزاد سازی حریم، هزینه های تعمیرات ونگهداری، خسارت خاموشیها، هزینه های پرسنلی و غیره را شامل می شود، بدیهی است لحاظ کردن عوامل مذکوراعداد این جدول را تحت تاثیر قرار می دهد. به عنوان نمونه با در نظر گرفتن موارد فوق هزینه تمام شده خطوط هوایی با هادیهای روکش دار درایران و با قیمت های سال 84 حدود 85 در صد خطوط هوایی رایج با هادیهای لخت خواهد بود.
بررسی ها نشان می دهد که هزینه سالیانه خسارات خاموشی درخطوط روکش دار 10 درصد هادی لخت می گردد. همچنین نسبت ارزش حال هزینه های بهره برداری وتعمیرات سالانه خط هوایی فشارمتوسط با هادی روکش دار به ازای هر کیلومتر تقریبا معادل نصف هزینه های خط با هادی لخت است.
به منظور مقایسه اقتصادی ارزش حال احداث یک کیلومتر خطوط با هادیهای لخت و خطوط با هادیهای روکش دار، مجموع ارزش حال ” سرمایه گذاری احداث”، ” آزاد سازی حریم”، ” خسارت خاموشی” و ” بهره برداری و نگهداری” را به عنوان ملاک مقایسه اقتصادی دو طرح مذکور معرفی کرده است. مجموع این چهار هزینه به صورت ارزش فعلی آنها برای 30 سال دوره بهره برداری تبدیل شده است. مشاهده می شود صرفه جوئی ناشی از خسارت خاموشیها بیشترین نقش را دراقتصادی بودن خطوط با هادیهای روکش دار نسبت به خطوط با هادیهای لخت دارد. با این وجود صرفه جوئی های دیگر مانند هزینه های آزاد سازی حریم و همچنین هزینه های تعمیرات و نگهداری نیز در این مورد مهم می باشند.
بررسیهای اقتصادی صورت گرفته حاکی از آن است که نسبت مجموع ارزش کنونی احداث یک کیلومتر خطوط با هادیهای روکش دار به خطوط با هادیهای لخت 87 درصد است. این موضوع نشان می دهد که به رغم سرمایه گذاری اولیه بیشتر در مورد احداث خطوط با هادیهای روکش دار نسبت به خطوط رایج، خطوط روکش دار در طی مدت بهره برداری از نظر اقتصادی شرایط بسیار بهتری را نسبت به خطوط رایج دارند.
پایه ها
خطوط توزیع هوایی ، به طور کلی در همه جا روی پایه ها نصب می شوند . این پایه ها بیشتر از نوع بتنی ، چوبی و یافلزی بوده و مورد استفاده قرار می گیرند. البته به موازات پیشرفت در شبکه های توریع هوایی ، مواد مناسب و کارآمدتر و همچنین روش های جدیدی در ساخت تجهیزات ، از جمله پایه ای خطوط انتقال پدید آمده که کار محافظت بهتر پایه ها و ساخت پایه های توخالی و سبک ، پیش تنیده ، فایبرگلاس ، فولادی و حتی آلیاژهای آلومینیومی را هموار کرده است .
نیروهایی که بر پیکره یک پایه اعمال می شوند ، عبارتند از : نیروهای عمودی ناشی از وزن سیم یا لایه یخ دور سیم ، یراق آلات ، مقره ، کنسول و خود پایه و نیروی افقی که نزدیک به سر پایه به آن اعمال می شود و بیشتر ناشی ازکشش سیم ، فشار باد ونیروهای ناشی از وزن هادی ها در نتیجه غیر یکنواخت بودن فاصله پایه ها از یکدیگر و زاویه انحراف خط است . پایه مناسب باید کلیه این بارگذاری ها را به راحتی و با اطمینان کامل تحمل نماید . از سوی دیگر ، از نظر معماری شهری و زیبایی محیط ، باید کاربرد انواع مختلف پایه ها در مناطق روستایی و شهری و در کنار جاده ها براساس اصولی محکم و با در نظر گرفتن کلیه جنبه های آن انجام شود . به عنوان مثال ، برخورد خودروها با سرعت زیاد به پایه های خطوط انتقال ، علاوه بر ایجاد خسارت وقطعی برق ، باعث بروز حوادث جانی و مالی جبران ناپذیری خواهد شد ، پس کاربرد بهتر پایه ها همواره ذهن مهندسین برق را در طراحی شبکه های توزیع هوایی به خود جلب کرده است .
مقره ها
در شبکه های توزیع برق مانند خطوط انتقال ، به تجهیزاتی نیاز است که بتوانند نقش عایقی و جداسازی قسمت های تحت ولتاژ را از دیگر قسمت ها داشته باشد . طبق تعریف « مقره » به وسیله با آلتی گفته می شود که دارای مقاومت الکتریکی بالایی بوده ، بین هادی های برق دار و سازه های نگهدارنده قرار می گیرد . مقره ، علاوه بر عایق نمودن هادی نسبت به پایه ( و همچنین نسبت به زمین ) ارتباط مکانیکی هادی و پایه را نیز تشکیل می دهد . مقره ها چهار ویژگی و وظیفه عمده دارند :
الف ) وظیفه اصلی مقره ها ، ایزوله کردن هادی از بدنه کنسول و پایه می باشد . این مقره ها ، باید بتوانند بدون داشتن جریان نشتی ،مشخصات الکتریکی لازم برای تحمل بیشترین ولتاژعادی وسایرولتاژهای اضافی تحت شرایط مختلف راداشته باشند .این ویژگی ها به عنوان« خواص الکترکی مقره ها» عبارتند از:
1- مقاومت الکترکی حجمی و سطحی بالا .
2- مقاومت در برابر سوراخ شدن توسط شوک حرارتی در اثر عبور جریان الکتریکی فشارقوی .
3- مقاومت زیاد در مسیر .
4- عدم تشکیل خود القایی .
ب ) وظیفه دیگر مقره ها ،تحمل نیروهای مکانیکی حاصل از وزن هادی ها و نیروهای اعمالی ناشی از باد و یخ می باشد که درهر شرایطی ، فاصله هادی از بدنه و بازوی پایه ، نباید از مقادیر مجاز کمتر باشد . این ویژگی ها ، به عنوان « خواص مکانیکی مقره » نامیده شده و به شرح زیر هستند :
1- خاصیت الاستیسیته به نسبت خوب که باعث می شود مقره ، تنش های خمشی و کششی را تا حدودی تحمل کرده و در برابر تغییر شکل مقاومت نماید .
2- در برابر نیروی فشاری مقاومت بالایی از خود نشان می دهد .
3- چون مقره های چینی در برابر ضربه مقاومت کمی دارند باید سعی شود تا لبه و گوشه های تیز نداشته باشند .
4- مقاومت لازم را در برابر شوک های حرارتی حاصل از تغییرات اختلاف پتانسیل الکتریکی ، صاعقه و … به طور ناگهانی داشته باشند .
ج) مقره ها باید در برابر تغییرات جوی و درجه حرارت مقاوم بوده ، خواص خود را در اثر گذشت زمان و کهنه شدن ، تا حد قابل قبول حفظ نماید . این ویژگی ها ، که به عنوان « خواص فیزیکی » نامیده شده عبارتند از :
1- مقاومت در برابر عوامل جوی و تابش آفتاب .
2- زنگ نزدن و اکسید نشدن .
3- دارا بودنضریب انبساط کم .
4- حفظ خواص در برابر سرما و گرما .
5- عدم میل ترکیبی با بیشتر مواد موجود در محیط اطراف .
د ) هر مقره باید « خواص ساختمانی » را رعایت نموده و قابل اعمال روی آن باشد . به عنوان نمونه ، می توان موارد زیر را در مورد مقره های چینی با ساختمان پرسلان نام برد :
1- مقره چینی باید دارای ساختمان به هم فشرده بوده ، به طوری که هیچ خلل و فرجی در داخل آن وجود نداشته باشد .
2- الکترون ها و یون ها به یکدیگر مرتبط و متصل باشد تا اختلاف پتانسیل الکتریکی بسیار زیاد به آن وارد نشود .
امروزه درشبکه های توزیع، برای اتکای اجسام هادی وجداسازی آن ها ازیکدیگر بیشترازمقره های چینی استفاده می نمایند . این مقره ها ، علاوه بر اینکه در خطوط انتقال فشار متوسط به عنوان نقاط اتکایی سیم در محل پایه ها استفاده می شوند ، به عنوان عایق در سیستم های توزیع ، از جمله بوشینگ های ترانسفورماتورها ، کلیدها و سایر ادوات برقی از جمله بدنه برقگیرها ، مهارها ، کات اوت ها و بدنه سرکابل فشار قوی و اتکایی برای عایق سازی در محل ورود برق به کار می روند . مواد اولیه به کار رفته برای ساخت مقره ها «سرامیک الکتریکی » مانند چینی و شیشه می باشد . در آینده برای ساخت مقره ها از مواد جدیدتری همچون فایبرگلاس ، اپکسی ، پلاستیک و مواد پلیمری بیشتر استفاده خواهد شد .
برای رعایت نکته های مختلف مکانیکی و الکتریکی ، سازندگان مختلف مقره سعی می کنند تا مناسبترین ، مرغوبترین و در عین حال اقتصادی ترین نوع مقره را برای استفاده در شبکه و کاربردهای هوایی فشار متوسط ( 20 کیلوولت ) و فشار ضعیف ( 230 تا 400 ولت ) مورد بررسی قرار گرفته و بیشتر مشخصات فنی آنها ارایه شده است .جنس مواد مورد مصرف در ساختمان مقره هابه شرایط استفاده و کاربرد آنها بستگی دارد که به دودسته مواد سرامیکی وغیرسرامیکی تقسیم می شوند.ماده اصلی درساختمان عایق های سرامیکی که کاربرد انبوه آنها به صورت مقره های هوایی به کار رفته «چینی » یا «شیشه ای » می باشد . امروزه مقره های غیرسرامیکی نیز ساخته شده که مراحل تحقیقات و توسعه را طی می نمایند .
یراق آلات خطوط هوایی شبکه های توزیع
یراق آلات مورد نیاز برای مونتاژ مقره ها و نیز برپایی سازه های خطوط هوایی شبکه های توزیع ، دارای تنوع و گونه های فراوانی است . بیشتر این اتصالات ، از فولاد گالوانیزه یا آلیاژ آلومینیوم و بعضی نیز از چدن نرم ( آهن مالیبل) ساخته شده اند که کلیه قطعات آهنی برای جلوگیری اززنگ زدگی باید به صورت گرم گالوانیزه شوند . همچنین به دلیل اهمیت کیفیت این قطعات ، علاوه برکنترل ضخامت گالوانیزه آنها باید از نظر کمترین مقاومت (کشش) مکانیکی مورد آزمایش قرار گیرند. بدیهی است در یک زنجیره مقره کششی که متشکل ازچندین قطعه اتصالات فلزی و نیزمقره های بشقابی می باشد ، ضعیف ترین حلقه ، نقطه پارگی آن سازه ها خواهدبود . بنابراین درطراحی مکانیکی و نکات استقامت مقره زنجیره ، باید انتخاب قدرت یکنواخت این یراق آلات رامد نظرقرارداد . با توجه به این که مقره بشقابی مورد کاربرد درشبکه های توزیع ایران ، اکثراً از نوع نر ومادگی ( Boll & Socket) یا نوع کلاهکی 15 هزار پوندی می باشد ، بدیهی است سیستم قفل کننده مقره دارای محل مادگی و اشپیل در همگی باید با این مقره ها هم خانواده بوده ، سیستم قفل کنندگی آنها به تناسب مقره انتخاب شوند . برای راحتی شناخت اتصالات ، درجدول 6، نام هریک از آنها آورده شده است . استاندارد سیستم های قفل کننده ( کوپلینگ ) مقره های بشقابی ایران ، از نوع بال و سوکت در ردیف 16 میلی متری نوع A براساس استاندارد IEC آورده شده است ، که معادل نوع B استاندارد ANSI و BS می باشد . لازم به توضیح است که در تدوین ابعاد و مشخصات فنی ، از کاتالوگ کارخانهNGK ، استاندارد شبکه های توزیع و استاندارد مقره های به کار رفته در شبکه توزیع استفاده شده است .
کنسول ، کراس آرم و آرایش پایه ها
برای نگهداری هادی ها و مقره ها روی تیر ، از کنسول استفاده می شود . کراس آرم نوعی کنسول به شکل بازوی متقاطع با پایه ( به شکل صلیب ) است که درشبکه های توزیع برق به طور انبوه استفاده شده است . ساخت انواع کنسول و کراس آرم با شکل های گوناگون ، امکان پذیر است اما معیارهای الکتریکی و مکانیکی طراحی کنسول خطوط توزیع و کراس آرم های مناسب برای شرایط آب و هوایی و همچنین هادی های مختلف با در نظر گرفتن مسایل اقتصادی در ساخت و بهره برداری ، می تواند موجب تجدید نظر در طرح آنان شود . با توجه به حجم بالای خطوط هوایی در شبکه های توزیع وانواع شرایط بارگذاری کشور ، مواردی چند در انتخاب کنسول قابل ملاحظه خواهند بود که به شرح زیر است . با رعایت این نکات ضمن تنوع زدایی ، می توان استاندارد مدون شده ای برای انواع کراس آرم های شبکه توزیع محاسبه و تدوین نمود :
1- استفاده از کمترین مواد ،
2- سادگی در ساخت ،
3- استفاده کمتر از پیچ و اتصالات ،
4- کم بودن هزینه های نگهداری ، تعمیر و کنترل ،
5- راحتی کار توسط سیمبانان عملیاتی ،
6- ایجاد تقارن در ممان وارده به تیر نصب شده ،
7- رعایت فاصله مجاز بین هادی ها ،
8- رعایت فاصله افقی سیم از پایه ،
9- بهینه کردن باند حریم خطوط انتقال ( درجه 1 ) و
10- جاگیری کم و سادگی در نگهداری ، انبار و حمل ونقل .
بنابراین تعداد محدودی از کنسول ها به صورت آرایش نگه دارنده هادی ها با شرایط گفته شده در شبکه های توزیع برق ایران طراحی و به کار برده شده اند ، که هر کدام نیز باتوجه به میزان فلش و اسپن مجاز ، شرایط آب و هوایی ، عوارض طبیعی موجود درمسیر خط ، تعداد مدار، وزن هادی هاو نوع آرایش سیم ها نسبت به یکدیگر کاربد خواهند داشت . برای بررسی و تجزیه و تحلیل وهمچنین کنترل کراس آرم جدید طراحی شده و یا انتخاب آرایش مناسب برای خط انتقال 20کیلوولت باید معیارهای الکتریکی و مکانیکی آن محاسبه و کنترل شود . در معیارهای الکتریکی رعایت دو فاصله به این شرح لازم می باشد :پویاترانس
الف ) فاصله هادی ها از پایه ( فاز به زمین ) و
ب ) فاصله فازها از یکدیگر ( فاز به فاز ) .
همچنین معیارهای مکانیکی شامل محدودیت نیروهایی است که باید توسط کراس آرم تحمل شود ، این نیروها ، به طور کلی به دو دسته زیر تقسیم می شوند :
الف ) نیروهای افقی ( فشار باد و زاویه درخط ) و
ب ) نیروهای قائم ( وزن سیم ، یخ و برف ) .
محاسبات الکتریکی خطوط هوایی
برای برقراری ارتباط الکتریکی بین دو نقطه از طریق احداث خطوط هوایی ، ابتدا مسیر مناسب ( براساس اصول مسیر یابی ) توسط نقشه بردار ( در شبکه های توزیع پیکتاژچی ) انتخاب می گردد ، سپس نسبت به تهیه پلان و پیکتاژ و در موارد تکمیلی تر تهیه پلان و پروفیل مسیر ( با رعایت موازین مشخص ) اقدام می شود . فعالیت اصلی طراحی خطوط در شبکه توزیع از مبحث محاسبات الکتریکی آغاز می گردد که این مرحله ، خود شامل تعیین پارامترهای الکتریکی خط مورد نظر ، انتخاب مقاطع مناسب برای هادی ازجمله تعداد مدارها ،آرایش آنها وکنترل افت ولتاژ و تلفات توان ، جریان اتصال کوتاه و … خواهد بود . در نهایت ، هر خط پایدار دارای محاسبات مکانیکی و چگونگی رعایت فاصله های مجاز و حریم ها خواهد بود .
هنگامی که خطی مورد طراحی قرار می گیرد باید افت ولتاژ و تلفات قدرت را به طور دقیق مورد بررسی قرار داد . این مطالعه ، پس از تعیین و پیش بینی میزان بار کشیده شده از خط و رشد آن در سال های آینده سرویس دهی خط و انجام محاسبات مربوط به پخش بار ممکن می گردد. به طور کلی ، با توجه به این محاسبات ، مقطع هادی باید چنان باشد که تلفات قدرت درهر حالت ، از میزان حداکثر 5درصد توان انتقالی آن خط تجاوز نکند .همچنین بررسی اختلالات شدید و ناگهانی در زمان ایجاد انواع اتصال کوتاه ها و یا پاره شدن خطوط که با عنوان خطا در سیستم های قدرت می باشد ، باید مورد مطالعه قرار گیرند.در صورتی که برای شدید ترین نوع خطا ( اتصال کوتاه سه فاز متقارن ) طراحی صورت گیرد ، خط برای حالت های دیگر اتصالی نیز ، قابلیت تحمل و پاسخگویی را خواهد داشت .
حریم خطوط هوایی شبکه های توزیع
در احداث یا اصلاح خط هوایی و یا تاسیسات الکتریکی با هادی های لخت و بدون روپوش عایق ، فواصل هوایی مجاز بین این خطوط برق دار و زنده با عناصر و طبیعت اطراف آن طبق قوانین ارایه شده در کلیه کشورهای جهان وتحت عنوان «حریم خطوط انتقال و توزیع نیروی برق » رعایت می شوند .ازجمله این استانداردها ،می توان به مواردمنتشرشده درNESC-1990 اشاره نمود. در ایران نیز قانون و تصویب نامه هایی در این رابطه صادر و حاکم می باشند . این محدودیت ها و ضوابط ، باید توسط کلیه طراحان ، مهندسین و ناظرین مورد توجه قرار گرفته و به نحو مقتضی رعایت شوند و حتی در صورت احتیاج به خرید یا تصرف اراضی ، ابنیه و مستحدثات ، موارد را در پروژه ها مشخص نمایند . حریم خطوط انتقال و توزیع نیروی برق هوایی ، باید با توجه به ولتاژ برق و براساس استانداردهای وزارت نیرو و تصویب نامه مربوطه رعایت شود .
محاسبات مکانیکی خطوط هوایی توزیع
به طورکلی ، طراحی مکانیکی خطوط هوایی توزیع ،برای هرخط انتقال انرژی هوایی ، از اساسی ترین مباحث در فرآیند تهیه طرح و نقشه های اجرایی می باشد . قوانین و دستورالعمل هایی حاکم بر منحنی سیم و پارامترهای طراحی ( ازجمله کشش وفلش هادی وحل معادلات تغییر وضعیت سیم ) است . این روابط براساس وزن سیم ، شرایط مختلف آب و هوایی ، بازه های مجاز فلش و کشش سیم و فاصله بین پایه ها در خطوط توزیع ، قابل تغییر خواهند بود ، که با استفاده از نمایش نتایج در جدول های کاربردی و منحنی های سیم کشی ، مقایسه و انتخاب می شوند .
برای انجام مراحل طراحی مکانیکی ، از نتایج محاسبات کامپیوتری و نمایش نتایج در جدول ها ، یک الگوریتم و روش مدون شده به شرح زیر استفاده می شود :
1- محاسبات مکانیکی نیروهای وارد بر سیم ،
در انواع رژیم های آب و هوایی ← جدول کشش وفلش
2- محاسبات مکانیکی نیرو های وارد بر تیر و
انتخاب قدرت پایه های میانی و کششی ← جدول بارگذاری و انتخاب پایه ها
3- محاسبات و کنترل مجدد طرح پایه گذاری
شده و ارایه منحنی فلش برای سیم کشی ← جدول سیم کشی ومنحنی های فلش « تمپلت»
مسیریابی و نقشه برداری خطوط هوایی توزیع
از مدت قبل ، « پیکتاژ » یا تعیین مرکز پایه ها توسط میخ کوبی ( به نام پیکه ) برای حفر چاله و نصب پایه ها ، همزمان با شروع اجرای خط هوایی ( با استفاده از دوربین نقشه برداری توسط شخصی به نام پیکتاژچی ) متداول بود . امروزه ، پیاده کردن مسیر عبور خطوط هوایی توزیع و همچنین تعیین محل و نوع پایه ها برای تیرهای بتونی ، چوبی و یا فلزی از روی نقشه طرح به عنوان یک فعالیت مهم قبل از اجرای خطوط توسط شرکت های توزیع مد نظر قرار می گیرد . با مهندسی شدن روش های اجرایی در شرکت های توزیع ، ضرورت تهیه طرح ، انجام مسیریابی و نقشه برداری برای پروژه های توسعه و احداث خطوط هوایی توزیع براساس استانداردهای مورد قبول وزارت نیرو ، مورد توجه قرار گرفته است ، به شکلی که انتخاب مسیر بهینه و ارایه نقشه « پلان و پیکتاژ » از مسیر خط هوایی و یا در صورت اهمیت تهیه « پلان و پروفیل » ازطرح خط پیشنهادی ، مورد توجه کلیه وفاتر طراحی قرار گرفته است . دراین راستا ، مسیریابی، از جمله اقدامات اولیه عملیات طراحی یک خط هوایی توزیع به شمار می رود و به علت نقش مهمی که در چگونگی قرارگیری خط هوایی در ارتباط با سایر تاسیسات و محیط و عوارض مجاور خود از یک طرف و تاثیر قابل توجهی که در هزینه اجرای آزادسازی و تحصیل مسیر و بهره برداری خط از طرف دیگر دارد ، مورد بررسی دقیق قرار خواهد گرفت .
برداشت مسیر تعیین شده توسط عملیات نقشه برداری و سپس تعیین محل ،آرایش پایه ها واسپاتینگ خط براساس نتیجه های طراحی مکانیکی ، جزء فعالیت های تکمیلی هرپروژه طرح خطوط هوایی20کیلوولت بوده و یکی دیگر از ملزومات طراحی و اجرای صحیح پروژه هاست : نقشه بردار ، مجموعه اطلاعات لازم برای طراحی و ارایه نقشه اجرایی خطوط هوایی توزیع را در اختیار مسئول و طراح پروژه قرار می دهد .
در این جا لازم به توضیح است که مسیریابی و نقشه برداری خطوط هوایی توزیع ، در خطوط انتقال فشار قوی و فوق توزیع دارای تفاوت ویژه ای خواهد بود ، زیرا خطوط هوایی توزیع ، علاوه بر در دسترس بودن جهت تعمیر ، بهره برداری و بازدید محلی از خطوط ، باید به راحتی شرایط برقراری و فروش انشعاب جدید برق را نیز فراهم نماید و ضمن در نظر گرفتن کلیه مسایل حریم تا حد امکان به نزدیک ترین محل تحویل و توزیع انرژی برق به مصرف کنندگان قرار گیرد .
