blog, آموزشی و علمی

مفهوم فشار در برق چیست و چگونه برق فشار متوسط یا قوی در صنعت تولید می‌شود؟

مفهوم فشار در برق چیست و چگونه برق فشار متوسط یا قوی در صنعت تولید می‌شود؟

در زبان فنی برق، واژه‌ی فشار معادل ولتاژ (Voltage) استفاده می‌شود. این اصطلاح از دوران قدیم مهندسی برق در ایران رایج شده و هنوز هم در بین برق‌کاران، مهندسین و حتی مقررات وزارت نیرو رایج است.

  • ✅ فشار ضعیف = ولتاژ پایین (مثلاً ۲۲۰ یا ۳۸۰ ولت)

  • ✅ فشار متوسط = ولتاژ بین ۱ تا ۳۳ کیلوولت

  • ✅ فشار قوی = ولتاژ بیش از ۳۳ کیلوولت

بنابراین، وقتی گفته می‌شود «برق فشار متوسط»، منظور برقی با ولتاژ بین ۱ تا ۳۳ کیلوولت است، نه فشاری مانند فشار هوا یا سیالات.


🔧 چگونه برق فشار متوسط یا قوی در صنعت تولید می‌شود؟

1. تولید برق با ژنراتور یا نیروگاه

برق معمولاً در نیروگاه‌ها با ولتاژ پایین (معمولاً 6.6 تا 11 کیلوولت) تولید می‌شود. در برخی کاربردها مثل ژنراتورهای صنعتی، خروجی ممکن است حتی 400 یا 660 ولت باشد.

2. افزایش ولتاژ با ترانسفورماتور افزاینده

برای انتقال برق به مسافت‌های طولانی، ولتاژ را با استفاده از ترانسفورماتور افزاینده (Step-Up Transformer) به فشار متوسط یا قوی افزایش می‌دهند.

  • مثال: برق تولیدی 11kV را به 132kV یا بالاتر تبدیل می‌کنند تا تلفات انتقال کاهش یابد.

3. انتقال از طریق خطوط فشار قوی

پس از افزایش ولتاژ، برق توسط کابل‌ها و خطوط انتقال هوایی یا زمینی به ایستگاه‌های توزیع منتقل می‌شود.

4. کاهش ولتاژ برای مصرف صنعتی

در محل مصرف، مانند کارخانه‌ها یا واحدهای بزرگ صنعتی، از ترانسفورماتور کاهنده (Step-Down Transformer) استفاده می‌شود تا برق فشار قوی را به فشار متوسط یا ضعیف تبدیل کند.

5. توزیع نهایی

برق بعد از کاهش به فشار قابل استفاده (مثلاً 400 ولت سه‌فاز)، وارد تابلوهای برق صنعتی و سپس تجهیزات مصرف‌کننده می‌شود.


⚙️ چگونه ولتاژ برق را کم یا زیاد می‌کنند؟

✅ با استفاده از ترانسفورماتور (Transformers)

ترانسفورماتور دستگاهیه که با استفاده از القای مغناطیسی ولتاژ برق رو کاهش یا افزایش می‌ده، بدون اینکه فرکانس یا توانش تغییر زیادی کنه.

✳️ ترانس افزاینده (Step-up Transformer)

  • ولتاژ رو زیاد می‌کنه
  • معمولاً در نیروگاه‌ها برای انتقال برق به فواصل طولانی استفاده می‌شه
  • مثلاً از ۲۰ کیلوولت به ۴۰۰ کیلوولت

✳️ ترانس کاهنده (Step-down Transformer)

  • ولتاژ رو کم می‌کنه
  • معمولاً برای رساندن برق به منازل یا تجهیزات خانگی استفاده می‌شه
  • مثلاً از ۲۰ کیلوولت به ۲۲۰ ولت

✅ روش‌های دیگر برای تنظیم ولتاژ:

1. استابلایزر (Stabilizer)

  • برای تثبیت و تنظیم ولتاژ برق در وسایل حساس استفاده می‌شه (مثلاً یخچال یا تجهیزات پزشکی)
  • هم کم می‌کنه، هم زیاد، برای اینکه همیشه ولتاژ ثابت باشه

2. منبع تغذیه (Power Supply)

  • در وسایل الکترونیکی مثل لپ‌تاپ، مودم، یا دوربین مداربسته
  • برق ۲۲۰ ولت رو تبدیل می‌کنه به ۱۲ ولت، ۵ ولت یا ۹ ولت

3. اینورتر (Inverter)

  • برق DC (مثل باتری ماشین) رو به برق AC با ولتاژ بالا تبدیل می‌کنه
  • معمولاً در سیستم‌های خورشیدی یا UPS استفاده می‌شه

4. بوستر یا رگولاتور ولتاژ

  • دستگاه‌هایی هستن که ولتاژ رو در بازه‌ای خاص تنظیم می‌کنن تا افت ولتاژ یا نوسان نداشته باشیم

💡 چرا باید ولتاژ برق را تغییر داد؟

دلیلتوضیح
کاهش تلفات برقولتاژ بالا باعث کاهش جریان و در نتیجه کاهش تلفات انرژی در مسیر انتقال می‌شه
ایمنی مصرف‌کنندهبرق ۲۰ هزار ولت برای خانه خطرناکه! باید به ۲۲۰ ولت تبدیل بشه
نیاز تجهیزاتهر وسیله برقی نیاز به ولتاژ خاصی داره (مثلاً شارژر گوشی ۵ ولته)
حفاظت تجهیزاتتثبیت ولتاژ از سوختن دستگاه‌ها جلوگیری می‌کنه

📊 دسته‌بندی فشار برق طبق استانداردها:

نوع فشار برقمحدوده ولتاژمثال‌های کاربرد
فشار ضعیف0 تا ۱۰۰۰ ولتمنازل، ادارات، مغازه‌ها
فشار متوسط۱ تا ۳۳ کیلوولتکارخانه‌ها، شهرک‌های صنعتی، مراکز توزیع برق
فشار قوی۳۳ تا ۲۳۰ کیلوولتانتقال بین شهرها، نیروگاه‌ها به پست‌های اصلی
فشار بسیار قویبالای ۲۳۰ کیلوولتخطوط فوق‌توزیع، نیروگاه به مناطق دوردست

🛠 تجهیزات مورد استفاده در فشار متوسط و قوی

تجهیزاتکاربرد
ترانسفورماتور قدرتافزایش یا کاهش ولتاژ
بریکر قدرت (CB)قطع و وصل جریان در ولتاژ بالا
سکسیونرجداسازی بخش‌های مختلف شبکه
کابل فشار قویانتقال برق با عایق مناسب
تجهیزات حفاظتی و مانیتورینگجلوگیری از اضافه‌بار، اتصال کوتاه، و خطاها

⚡ کابل مناسب برای برق فشار قوی باید چه ویژگی‌هایی داشته باشد؟

برای انتقال برق فشار قوی (بالای 33kV)، کابل‌ها باید دارای ویژگی‌های خاصی باشن:

  1. عایق‌های مخصوص فشار قوی مثل XLPE

  2. سطح مقطع زیاد (برای تحمل جریان بالا و کاهش افت ولتاژ)

  3. ساختار چند لایه (شامل شیلد، نوار نیمه‌هادی، پوشش ضد آب و زره مکانیکی)

  4. تحمل دمای بالا و تنش‌های الکتریکی و مکانیکی


📊 جدول سطح مقطع کابل‌های فشار قوی و کاربردشان

 

ولتاژ نامینوع کابلسطح مقطع پیشنهادی (mm²)کاربرد معمول
33 کیلوولتXLPE تک‌ رشته یا سه‌ رشته120، 185، 240، 300، 400پست برق، انتقال به مناطق صنعتی
63 کیلوولتXLPE تک‌رشته با شیلد مسی240، 300، 400، 500، 630نیروگاه تا ایستگاه فوق‌توزیع
132 کیلوولتکابل XLPE با زره فولادی500، 630، 800، 1000خطوط بین‌شهری، مراکز صنعتی بزرگ
230 کیلوولتکابل با عایق خاص و محافظ تقویت‌شده800، 1000، 1200شبکه‌های انتقال برق ملی و فوق توزیع

✅ هر چه فاصله انتقال، جریان مورد نیاز یا ولتاژ بالاتر باشد، باید از کابل با سطح مقطع بیشتر استفاده شود.


🎯 چند نکته تخصصی و مهم:

  • نوع هادی: در فشار قوی معمولاً از هادی مسی فشرده‌شده یا آلومینیوم تقویت‌شده با فولاد (ACSR) استفاده می‌شود.

  • نوع عایق: برای کابل‌های فشار قوی بیشتر از XLPE (پلی اتیلن کراس‌لینک‌شده) استفاده می‌شود که تحمل حرارتی و الکتریکی بالایی دارد.

  • شیلدینگ (Screening): کابل‌های فشار قوی دارای لایه نیمه‌هادی و شیلد مسی برای یکنواخت کردن میدان الکتریکی هستند.


💡 مثال واقعی:

برای انتقال برق فشار قوی 132kV به یک منطقه صنعتی که مصرف زیادی دارد، معمولاً از کابل XLPE با سطح مقطع 630 یا 800 میلی‌متر مربع استفاده می‌شود.

دیدگاهتان را بنویسید