بخشی از مقاله
چکیده
- اتصال کوتاه در تجهیزات، جزء لاینفک شبکه بوده وناگزیر از کنترل عواقب آن می باشیم. با گسترش نصب DGها در شبکه، نحوه تشخیص انواع خطا ها و رفع آن نیز پیچیده تر شده است که باید به موقع تشخیص و کنترل شوند. یکی ازمهمترین تجهیزات جهت رفع خطا و جداسازی قسمت آسیب دیده از شبکه ، کلید می باشد. لذا جریان اتصال کوتاه در هر نقطه ای از شبکه باید محاسبه شود تا ظرفیت کلیدهای مناسب در هر قسمت از شبکه بدست آید . با اضافه شدن DG ها سطح اتصال کوتاه شبکه افزایش می یابد واین موضوع در اطراف نیروگاههای بزرگ که سطح اتصال کوتاه بالاتری دارند اهمیت بیشتری می یابد. در این پژوهش به تاثیر نصب چندین DG بر روی سطح اتصال کوتاه شینههای پست فوق توزیع پرداخته شده و مقایسه نتایج با قدرت نامی قطع کلیهای منصوبه آن قسمت از شبکه صورت گرفته است.
کلید واژه - تولید پراکنده، جریان اتصال کوتاه، پست فوق توزیع، کلید، نیروگاههای بزرگ
-1 مقدمه
تکنولوژی نیروگاههای تولید پراکنده به دلیل مزایای آن در محیط زیست پاک، کاهش تلفات شبکه، بهبود پروفیل ولتاژ شبکه در حال رشد روزافزون می باشد. با توجه به کوچک بودن و اتصال مستقیم این نیروگاهها به شبکه توزیع، موارد استفاده از آنها توسعه یافته و امکان نصب آنها در اقصی نقاط مورد نیاز شبکه هم میسر شده است. این نیروگاهها سوخت کمتری نسبت به نیروگاههای بزرگ فسیلی مصرف کرده بطوریکه این مزیت، امکان توسعه آنها را در مناطقی که منابع سوخت فراوان در دسترس نمیباشد فراهم آورده است. در عین حال آلودگی کمتری نسبت به نیروگاههای بزرگ دارند . این موارد و سیاستهای تشویقی وحمایتی دولت موجب شده تا استفاده از تولید پراکنده در کشور ما هم افزایش یابد و علاوه بر نقاط دوردست، در شهرهای بزرگ و پستهای نزدیک به نیروگاههای بزرگ نیز از این نیروگاهها احداث گردد. احداث نیروگاههای تولید پراکنده علاوه بر اثرات مثبت آن موجب مشکلات حفاظتی و ایمنی شبکه، جزیره ای شدن و افزایش سطح اتصال کوتاه میشود . در این مقاله به تاثیر احداث نیروگاه تولید پراکنده بر سطح اتصال کوتاه یک پست فوق توزیع که در نزدیکی یک نیروگاه بزرگ در تبریز قرار دارد پرداخته شده است.
-2 تئوری
بر اساس استانداردهای شرکت توانیر ظرفیت نیروگاههای مولد مقیاس کوچک - DG - که میتواند به یک پست فوق توزیع متصل شود از رابطه زیر قابل محاسبه میباشد:
- 1 - بطوریکه بیانگر ظرفیت DG قابل نصب ، بیانگرظرفیت پست فوق توزیع و حداقل بار پست می باشند. همچنین بنا به تعریف مولدهای تولید پراکنده، حداکثر میزان توان تولیدی یک نیروگاه تولید پراکنده 25 مگا وات میباشد. بر همین اساس در یک پست 132/20 کیلوولت با دو دستگاه ترانس 30 مگا ولت آمپر و حداقل بار 15 مگاوات میتوان 63 مگاوات DG نصب کرد. نیروگاههایی با این ظرفیت عموما به شینه 20 کیلوولت پست فوق توزیع متصل میشوند. بنابراین سطح اتصال کوتاه شینه 20 کیلوولت پست، بیشترین میزان افزایش سطح اتصال کوتاه را خواهد داشت.
- 2 - بطوریکه VL ولتاژ خط بر حسب کیلو ولت ، IF جریان خطا بر حسب کیلو آمپر و توان اتصال کوتاه بر حسب می باشند.
موضوع مهمی که در بررسی اثرات افزایش سطح اتصال کوتاه یک پست حائز اهمیت است، قدرت قطع اتصال کوتاه فیدرهای آن پست می-باشد. یعنی کلیدها باید توان قطع جریان اتصال کوتاه افزایش-یافته را داشته باشند. در حالت عادی کلید ها برای قطع هر گونه جریان اتصال کوتاه مناسب بوده و قابلیت قطع مدار را بدون هیچ مشکلی دارند، ولی پس از وصل یک نیروگاه تولید پراکنده میزان سطح اتصال کوتاه باید مجددا محاسبه و با قدرت قطع کلید ها مقایسه گردد تا مناسب بودن کلید ها مورد تایید قرار گیرد.
-3 شبکه مورد مطالعه
شبکه مورد مطالعه یک پست 132/20 کیلوولت با دو دستگاه ترانس به ظرفیت30 مگاولت آمپر - - 2*30 با حداکثر بار 55 مگاوات وحداقل بار 12 مگا وات می باشد که در نزدیکی شهر تبریز واقع شده است.
خطای فاز به نول - d خطای فاز به زمین همانطور که ملاحظه میشود این پست در حالت پرباری قرار دارد و بایستی ظرفیت ترانسهای آن افزایش یابد. بنابراین احداث نیروگاه تولید پراکنده میتواند ضمن کاهش بارگیری ترانسها و کاهش تلفات، سرمایهگذاری برای افزایش ظرفیت پست را به تعویق انداخته و یا منتفی نماید. بر اساس فرمول - 1 - می توان 60 مگاوات نیروگاه تولید پراکنده به این پست متصل نمود. حال فرض میکنیم دو نیروگاه 25 مگاواتی بخواهد به شینه 20 کیلوولت این پست متصل شود. برای شبیهسازی نحوه اتصال DG و محاسبات اتصال کوتاه از نرم-افزار DigSilent استفاده شده است.
دیاگرام تک خطی شبکه مورد مطالعه قبل از احداث DG در شکل 2 نشان داده شده است. دیاگرام تک خطی شبکه پس از نصب یک نیروگاه تولید پراکنده با سه واحد 8/3 مگاواتی و در مجموع به ظرفیت 25 مگاوات در شکل 3 نشان داده شده است.
