1- طراحی پست فشار قوی (HV Substation)

این پست‌ها معمولاً در سطح ولتاژهای ۶۳ کیلوولت به بالا (مثل ۱۳۲kV, ۲۳۰kV, ۴۰۰kV) عمل می‌کنند و نقش اتصال نیروگاه‌ها و شبکه‌های انتقال را ایفا می‌کنند.

اهداف اصلی:
این پست ها، برق نیروگاه را که عموما 24 کیلوولت میباشد به هدف کاهش تلفات انرژی در طول خطوط انتقال به ولتاژ های بالا مثلا  400kV  افزایش میدهد و در انتها به و ولتاژهای 
یا 132kV و یا 63KV کاهش میدهد.


مولفه‌های کلیدی:
ترانسفورماتورهای قدرت: بزرگترین و حیاتی‌ترین عضو.
کلید قدرت (Circuit Breaker): برای قطع جریان در حالت عادی و خطا.
سکسیونر (Disconnector / Isolator): برای ایزوله کردن تجهیزات جهت سرویس و تعمیر.
ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری (CT & VT): برای نمونه‌برداری از جریان و ولتاژ به منظور حفاظت و اندازه‌گیری.
سیستم زمین (Earthing Grid): بسیار حیاتی برای ایمنی پرسنل و تجهیزات.
سیستم حفاظت و کنترل (Relays, SCADA): مغز متفکر پست.
سیستم باسبار (Busbar): شریان اصلی ارتباط الکتریکی بین تجهیزات.
مقره‌ها (Insulators): برای نگهداری و عایق‌بندی هادی‌ها.

روش‌های طراحی:

چیدمان (Layout):
انتخاب بین پست‌های باز (Outdoor) یا گازی (GIS - Gas Insulated Switchgear).
پست‌های باز فضای زیادی نیاز دارند اما هزینه اولیه کمتری دارند. پست‌های GIS فشرده، مناسب برای مناطق شهری و با آلودگی بالا هستند اما هزینه اولیه بسیار بالایی دارند.

مطالعات فنی:
انجام مطالعات دقیق برای تعیین مشخصات تجهیزات:
محاسبه سطح اتصال کوتاه (Short-Circuit Level)
محاسبه جریان بار (Load Current)
انتخاب تجهیزات بر اساس استانداردها (IEC, IEEE, ISIRI)
مطالعه هماهنگی عایقی (Insulation Coordination)
مطالعه سیستم زمین (Grounding Study)
مطالعه قوس الکتریکی (Arc Flash Study)


نرم‌افزارهای مورد استفاده:
ETAP: سلطان بی‌رقیب برای آنالیز سیستم قدرت (Load Flow, Short-Circuit, Protection Coordination, Arc Flash).
CDEGS (یا SES AutoGround): نرم‌افزار تخصصی و استاندارد صنعت برای طراحی و آنالیز سیستم زمین.
PLS-CADD / Tower: برای طراحی مسیر خطوط ورودی و خروجی به پست و جانمایی دکل‌ها.
AutoCAD Civil 3D: برای طراحی نقشه‌های توپوگرافی، جانمایی پست و عملیات خاکی.
AutoCAD Electrical یا MicroStation: برای ترسیم نقشه‌های تک خطی (SLD)، نقشه‌های wiring و چیدمان تجهیزات.
نرم‌افزارهای BIM (مانند Revit): برای مدلسازی اطلاعات ساختمان و ایجاد مدل ۳B بعدی هوشمند از کل پست (به ویژه در پروژه‌های بزرگ و مدرن).


۲. طراحی پست فشار متوسط (MV Substation)

پست فشار متوسط یک ایستگاه الکتریکی است که ولتاژ برق را از سطح فشار قوی (مثلاً 63 یا 132 کیلوولت) به سطح فشار متوسط (معمولاً 20 یا 33 کیلوولت) کاهش میدهد.
اهداف اصلی:
توزیع انرژی در سطح یک منطقه (محله، شهرک صنعتی)
کاهش ولتاژ به سطح مصرف نهایی


مولفه‌های کلیدی:
ترانسفورماتور توزیع (Dry-Type یا Oil-Filled)
تابلوهای فشار متوسط (Switchgear): شامل کلیدهای قدرت (VCB, SF6) یا فیوزهای قطع بار (Load Break Switch).
تابلوهای فشار ضعیف (LV Panel): شامل کلیدهای هوایی (ACB)، کلیدهای molded case (MCCB) و تجهیزات اندازه‌گیری.
سیستم حفاظت (رله‌ها)
سیستم کنتورها (برای تحویل انرژی به مشتریان بزرگ)

روش‌های طراحی:

انتخاب نوع پست:
پست هوایی (روی تیر)، پست زمینی (در محفظه بتنی یا فلزی) یا پست داخلی (Indoor).
محاسبه بار: جمع‌آوری بار مشترکین و پیش‌بینی رشد آینده برای انتخاب قدرت ترانسفورماتور.
محاسبه اتصال کوتاه: برای انتخاب تابلوهای فشار متوسط و ضعیف.
هماهنگی حفاظتی: تنظیم رله‌ها و فیوزها به گونه‌ای که فقط بخش معیوب از شبکه جدا شود.

نرم‌افزارهای مورد استفاده:
ETAP یا DigSILENT: برای آنالیز Load Flow و Short-Circuit و هماهنگی حفاظتی.
AutoCAD: برای ترسیم نقشه‌های فنی و چیدمان.
نرم‌افزارهای خاص سازندگان تابلو (مثل SIMARIS از Siemens): برای طراحی، آنالیز و انتخاب تجهیزات تابلو بر اساس کاتالوگ سازنده.

۳. طراحی پست فشار ضعیف (LV Substation )
این پست در واقع همان تابلوهای توزیع نهایی در ساختمان‌ها، کارخانه‌ها و مراکز تجاری هستند که برق را به مصرف‌کننده نهایی (پریز، روشنایی، موتور) می‌رسانند.
به زبان ساده، پست فشار ضعیف محلی است که برق با ولتاژ بالا (مثلاً 20 یا 33 کیلوولت) پس از عبور از ترانسفورماتور، به برق با ولتاژ پایین و قابل استفاده برای مصرف کنندگان نهایی (معمولاً 400/230 ولت) تبدیل میشود.

اهداف اصلی:
توزیع نهایی و حفاظت از مدارهای مصرفی
کنترل روشنایی و موتورها

مولفه‌های کلیدی:
کلید اصلی (Main Circuit Breaker)
کلیدهای فیوز (MCCB, MCB)
کنترل‌کننده‌های روشنایی (Contactors)
تایمرها و ترموستات‌ها
اینورترهای کنترل دور موتور (VFD)

روش‌های طراحی:

 باربندی (Grouping): دسته‌بندی بارها بر اساس نوع (پریز، روشنایی، موتور) و فاز (تقسیم متعادل بار بین فازها).
محاسبه سطح مقطع کابل: بر اساس جریان بار و افت ولتاژ مجاز.
انتخاب دستگاه‌های حفاظتی: بر اساس جریان بار و جریان اتصال کوتاه.
رعایت استانداردهای wiring (مانند NEC یا IEC 60364).

نرم‌افزارهای مورد استفاده:
AutoCAD Electrical: بسیار محبوب برای طراحی schematic و layout تابلوها و تولید خودکار گزارشات.
EPLAN Electric P8: نرم‌افزار حرفه‌ای و بسیار قدرتمند برای طراحی تابلوهای فشار ضعیف، با قابلیت مدیریت پروژه و یکپارچه‌سازی با نرم‌افزارهای PLC.
Dialux یا Relux: برای طراحی و محاسبات سیستم‌های روشنایی.
نرم‌افزارهای محاسباتی ساده (مانند Ecodial از Schneider Electric): برای انتخاب سریع تجهیزات حفاظتی و کابل.

جمع‌بندی نهایی و فرآیند کلی طراحی

فرآیند طراحی برای همه سطوح معمولاً این مراحل را دنبال می‌کند:
۱. مطالعه اولیه و جمع‌آوری داده‌ها: جمع‌آوری بار، منبع تغذیه، شرایط محیطی.
۲. تهیه نقشه تک‌خطی (SLD): تعیین آرایش پست (Busbar arrangement) و تجهیزات.
۳. انجام مطالعات فنی: Load Flow, Short-Circuit, Protection Coordination.
۴. انتخاب تجهیزات: بر اساس نتایج مطالعات.
۵. طراحی جزئیات: نقشه‌های چیدمان، نقشه‌های wiring، نقشه‌های زمین و فونداسیون.
۶. تهیه مدارات حفاظت و کنترل (Control & Protection Diagrams)
۷. تهیه لیست تجهیزات (Bill of Materials - BOM)
۸. نظارت بر ساخت و نصب (Construction & Erection)
۹. تست و راه‌اندازی (Commissioning)

نرم‌افزارهای همه‌کاره و پرکاربرد در تمام سطوح:
MS Excel: برای محاسبات اولیه، لیست‌ها و گزارش‌گیری!
AutoCAD: برای ترسیم تمام نقشه‌ها.
انتخاب روش و نرم‌افزار به عواملی مانند سطح ولتاژ، اندازه پروژه، بودجه، استانداردهای محلی و ترجیه کارفرما بستگی دارد.