فایل ورد قابل ویرایش

توضیحی مختصر از مقاله  :

دانلود مقاله پتانسيلهاي امكان سنجي و پياده سازي اتوماسيون در شبكه توزيع شهرستان ساري

چكيده

    حفظ يكپارچگي شبكه هاي توزيع با هدف تداوم عرضه بار و انرژي و همچنين تحقق دو امررضايت مصرف كننده و تامين هزينه هاي سرمايه گذاري، نگهداري و توسعه در يك شبكه اتومايزه، عملي ترميباشد. در اين مقاله طرحي كاربردي-عملي جهت اتوماسيون شبكه توزيع شهرستان ساري ارائه ميگردد.براي اين منظور با توجه به محدوديتهاي موجود، در ابتدا يكي از فيدرهاي    20كيلو ولت (فيدر 22بهمن) كه پس از دسته بندي فيدرها با استفاده از شاخصهايي نظير بار، طول، وسعت و... در اولويت قرارگرفت بعنوان فيدر نمونه انتخاب شد. سپس با توجه به اين كه زير بناي هر طرح وتوسعه اي درشبكه توزيع، محاسبات پروفيل ولتاژ و تلفات مي باشد، محاسبات پخش بار بر روي فيدر نمونه انجام شد. در ادامه با توجه به ساختار شبكه تحت مطالعه، دو طرح اتوماسيون درسطح فيدر به روش ركلوزينگ و كليدهاي كنترل از راه دور، بر روي فيدر نمونه پياده سازي شده و قابليتهاي اين دو روش با هم مقايسه شدند و در پايان روشي جهت برآوردن ميزان كاهش انرژي توزيع نشده ناشي از اجراي اتوماسيون به روشهاي فوق ارائه گرديد. محاسبات انجام شده بر روي فيدر نمونه نشان داد كه با اجراي اتوماسيون 74 درصد از ميزان انرژي توزيع نشده (خاموشي) كاسته خواهد شد.

1- مقدمه

اتوماسيون شبكه هاي توزيع كه از سالهاي 1960ميلادي توسط شركتهاي توزيع در كشورهاي صنعتي شروع شده است، ديگر يك فن آوري تجملي محسوب نمي شود، بلكه با واقعيتهاي دنياي آينده در مورد انرژي و لزوم صرفه جويي از نظر منابع و محيط زيست يك الزام و اجبار اقتصادي و زيست محيطي است. دستگاههاي ميكروپروسسوري اندازه گيري، حفاظتهاي مجتمع ديجيتال و سيستمهاي كنترل كامپيوتري بهمراه نرم افزارهاي مديريتي و محاسباتي سريع و تكامل يافته، مي توانند اتوماسيوني را ايجاد كنند كه در برگيرنده قابليت اطمينان بالا، كنترل بهتر، تلفات كمتر، نگهداري و تعميرات بهنگام و اقتصادي همراه با كاهش نيروي انساني باشد.اهداف اساسي اجراي سيستم اتوماسيون بر روي شبكه فشار متوسط (20كيلو ولت) كه نيازهاي عمده شركتهاي برق در زمينه كار بر روي شبكه توزيع را برآورده مي سازد، عبارتند از:

الف- نمايش و نظارت بر وضيعت سوئيچهاي خطوط فشار متوسط و به روز كردن حالت شبكه با توجه به وضعيت آنها.

 ب- اعمال فرمانهاي از راه دور بر روي سوئيچهاي خطوط فشار متوسط براي جلوگيري از بروز خطا (مثلا بار اضافي) يا بمنظور تعمير و نگهداري.

ج- مجزا كردن قسمتهاي خطادار شبكه و برقراري مجدد سرويس در قسمتهايي كه از خطا متاثر نشده اند (بصورت اتوماتيك).

د- جمع آوري و نگهداري اطلاعات مربوط به شبكه جهت برنامه ريزي وطراحي مهندسي.

    اتوماسيون شبكه هاي توزيع در سه سطح اجرا ميگردد كه عبارتند از: سطح فيدر، پستهاي توزيع و سرويس مشتركين. روند اجراي اتوماسيون شبكه هاي توزيع نيروي برق در كشورهاي مختلف (ژاپن…) و سيستمهاي اتوماسيون توزيع در]1و5و6[ بتفصيل آمده است. در زمينه تشخيص سريع محل عيب مي توان از روشهاي مختلفي همچون تعيين محل عيب با استفاده از رله ديستانس]4[، نشان دهنده هاي مسير خطا، ثباتهاي جريان خطا، جايابي خطا با استفاده از اغتشاشات امواج ارسالي و جايابي خطا با استفاده از نويزهاي hf و... با توجه به ساختار شبكه استفاده كرد]2و7[. بر اساس بررسي و دسته بندي آمار حوادث    (خاموشي) و محاسبات انجام شده بر روي اين آمار، كل انرژي توزيع نشده در يك سال MWH 52/717 بوده، كه از اين مقدار MWH 54/428 بصورت دستي و     MWH 98/288 بصورت اتوماتيك ميباشد. و از نظر تعداد قطعي،  اتصالي لحظه اي 46 درصد از تعداد كل قطعي ها و MWH 52 انرژي توزيع نشده را به خود اختصاص داده است. همچنين متوسط قطعي روزانه هر مشترك در شهرستان ساري  16/2 دقيقه بوده است.   درحا ليكه در كشورهاي ژاپن، انگلستان و فرانسه در سال 1997 به ترتيب 3/7 ثانيه، 24/16 ثانيه و31/13 ثانيه     مي باشد]3[. اين امر نشان دهنده زياد بودن زمان خاموشي در شهرستان ساري مي باشد و لزوم بكارگيري روشهاي نوين كاهش خاموشي از جمله اتوماسيون را به اثبات مي رساند.در اين مقاله برخي از نتايج اساسي پروژه اي تحقيقاتي، كه در شبكه توزيع شهرستان ساري با برق منطقه اي مازندران تعريف، تصويب و انجام شد بيان مي شود.

 2- حفاظت هوشمند

حفاظت هوشمند شبكه هاي توزيع توسط تجهيزاتي مانندفيوزها، ركلوزرها و سكشن لايزرها باعث افزايش قابليت اطمينان شبكه و كاهش خاموشي و انرژي توزيع نشده مي شود كه با بهره مندي از اين تجهيزات بهمراه سوئيچ هاي قابل كنترل از راه دور (مثلا ّسكسيونر قابل قطع و وصل زير بار بهمراه عملگر) وكليدهاي قدرت با توجه به ساختار شبكه تحت مطالعه مي توان طرح هاي اتوماسيون متفاوتي را پياده سازي كرد.

ركلوزرها:

كلوزرهاي اتوماتيك خط، تجهيزاتي هستند كه براي قطع و وصل خطا استفاده مي شوند. اگر خطا دائمي باشد ركلوزر بايد بعد از تعدادي عملكرد از قبل تعيين شده (بطور معمول سه يا چهار عملكرد) باز و درحالت باز قفل شود در نتيجه قسمت خطا ديده را از سيستم جدا كند. هماهنگي ركلوزرها بايد بر اساس مشخصه هاي زمان-جريان قطع و ترتيب عملكرد آنها و حداقل جريان قطع آنها صورت گيرد. كه جهت هماهنگي بهتر مي توان از وسيله كمكي هماهنگ كننده توالي استفاده كرد. يك نمونه ركلوزر اتوماتيك كه جهت استفاده در شبكه توزيع هوائي و اتوماسيون به روش ركلوزينگ مناسب مي باشد، در]8[ آمده است.

 سكشن لايرزها:

      سكشن لايزرها وسايل محافظي هستند كه قسمتي از خط را كه دچار خطا شده است بطور خودكار از سيستم جدا مي كنند. بطور طبيعي يك سكشن لايزر مرتبط با ركلوزر يا كليد قدرت پشتيبان بكار مي رود و نمي تواند جريانهاي خطا را قطع كند. سكشن لايزر عملكرد دستگاه پشتيبان را در مدت خطا شمرده و پس از تعداد معيني قطع جريان خطا و در حاليكه وسيله پشتيبان باز است،  قسمت خطادار را از خط جدا ميكند و به اين ترتيب قسمتهاي باقيمانده كه در معرض خطا نبوده اند دو مرتبه وصل شده و در دسترس باقي خواهند ماند. اگر خطا گذرا باشد، مكانيزم سكشن لايزر بطور خودكار ريست خواهد شد تا براي يك سيكل كامل عملكرد تحت خطاي جديدي كه رخ ميدهد، آماده باشد.

تجهيزات جانبي سكشن لايزرها عبارتند از:

1- وسيله كمكي حس كننده ولتاژ 2- وسيله جانبي تشخيص دهنده جريان هجومي 3- وسيله كمكي حس كننده خطاي زمين 4- وسيله كمكي پس گرد كننده زماني.

3- محاسبات پخش بار در شرايط مختلف برروي فيدر 

براي انتخاب يك فيدر نمونه جهت اتوماسيون ابتدا كليه فيدرها بر اساس شاخصهاي: بار، وسعت، طول، اولويت (نوع مشترك)، وضعيت مانوري و حادثه، اولويت بندي شده اند. كه جهت امتيازبندي فيدرها بر اساس شاخصهاي فوق، ابتدا بايد كليه اطلاعات فيدرهاي تحت مطالعه استخراج شود و سپس فيدر و يا فيدرهايي كه در هر شاخص بيشترين امتياز (100) را كسب كرده اند مشخص كرده و به بقيه فيدرها نيز در مقايسه با اين فيدرها امتياز داده شود. سپس از آنجائيكه شش شاخص ارائه شده بمنظور امتيازبندي فيدرها همگي داراي تاثير يكسان    نمي باشد، شدت و ضعف اين شاخصها با اعمال ضرايبي تصحيح شود.  كه با توجه به نتايج آن فيدر 22 بهمن براي اين منظور انتخاب گرديد. از آنجا كه بحث اولويت بندي فيدرها خود مقوله اي مفصل بوده و بحث مستقلي را مي طلبد لذا مراحل انجام آن با جزئيات كامل در مقاله ديگري ارائه خواهد شد.در اينجا محاسبات مربوط به بدست آوردن پروفيل ولتاژ و تلفات در حالتهاي عادي و اضطراري برروي فيدر نمونه انجام مي شود. اين فيدر بصورت يك خط كاملا هوايي مي باشد كه از پست شهيد آفاقيان تغذيه مي شود.

3-1- تخصيص بار به روش KVA

    با توجه به نداشتن بار مصرفي هر پست يا شين، در اين روش از ظرفيت ترانسها براي تخمين بار مصرفي استفاده مي شود. لذا براي دستيابي به هدف فوق بايد ضريب تقاضاي كل فيدر را بدست آورد تا بوسيله اين ضريب بتوان بار مصرفي هر پست را يافت: