بخشی از مقاله
چکیده
بررسی اطلاعات خاموشیهاي شبکه قدرت تغذیهکننده واحدهاي صنعتی نشان میدهد قسمت عمدهاي از خاموشیهایی که در شبکه صنایع رخ میدهد، ناشی از اتفاقات شبکه توزیع بوده و کسر عمدهاي از این حوادث مربوط به تجهیزات فرسوده با طول عمر زیاد است. مدیریت این تجهیزات بعنوان سرمایههاي شبکه قدرت، راهکاري براي کاهش خسارت در واحدهاي تولید مس و جایگزینی به موقع آنها همواره یکی از خواستههاي متصدیان بخش صنعت بوده است.
در این مقاله ضمن تاکید بر اهمیت جایگزینی به موقع تجهیزات در برنامههاي نوسازي و مدیریت سرمایه، با استفاده از روشهاي تحلیل قابلیت اطمینان سیستم به تحلیل دینامیکی هزینههاي جایگزینی تجهیزات و تحلیل خسارتهاي ناشی از خاموشی در شبکههاي توزیع نیرو پرداخته و ضمن ارائه یک مدل دینامیکی براي تخمین بهترین زمان جایگزینی تجهیزات، نتایج اعمال این مدل به یک شبکه ي بزرگ با تحلیل اطلاعات خاموشیها و تعیین زمان جایگزینی ترانسفورماتورهاي توزیع ارائه میشود.
-1 مقدمه
بررسی آمار خاموشیهاي شبکههاي توزیع در سال 87 نشان میدهد که کمبود تولید بیشترین سهم را در انرژي توزیع نشده شبکههاي توزیع داشته است، اما در سال 88 با تمهیدات صورت گرفته در برنامهریزي تولید و اصلاح نسبی الگوهاي مصرف، رزرو شبکه در تابستان تامین و سهم کمبود تولید به شدت کاهش داشته و عمده دلیل خاموشیها بسته به شرایط شبکه، خاموشیهاي با برنامه براي اجراي برنامههاي نگهداري و تعمیر - نت - و یا خاموشیهاي ناشی از حوادث میباشد.
همچنین تحلیل اطلاعات جمعآوري شده از دیسپاچینگهاي توزیع نشان میدهد که از میان خاموشیهاي ناشی از حوادث، بیشترین سهم مربوط به شبکههاي توزیع نیرو اختصاص دارد. از دیگر سو با توجه به آزادسازي قیمت حاملهاي انرژي در قالب طرح هدفمند کردن یارانهها و رسیدن تعرفه فروش انرژي به قیمت تمام شده و متعاقب آن تحقق استقلال کامل شرکتهاي توزیع، شاخص انرژي توزیع نشده - ENS - اهمیتی به مراتب بیشتر از گذشته پیدا کرده و راهکارهاي افزایش درآمد از طریق افزایش فروش انرژي، بیش از گذشته مورد توجه قرار میگیرد. همچنین تحلیل جزئیات گزارشات دیسپاچینگهاي توزیع براي تعیین تجهیزات آسیب دیده نشان میدهد، کسر مهمی از اتفاقات شبکه مربوط به ترانسفورماتورهاي توزیع فرسوده است. با افزایش عمر تجهیزات، نرخ خرابی آنها مطابق نمودار شکل 1 افزایش یافته و باعث افزایش تعداد و طول خاموشیها در شبکه میشود.
با افزایش خاموشیها و افزایش خسارت ناشی از خاموشی در شبکه، بهرهبرداران نسبت به جایگزینی تجهیزات فرسوده اقدام میکنند، اما این تجهیزات به عنوان سرمایههاي شبکه به حساب آمده و بهرهگیري از یک الگوریتم بهینهسازي براي برنامهریزي این تجهیزات ضروري است. جایگزینی زودهنگام میتواند موجب عدم استفاده کامل از سرمایه صنایع شود، از طرف دیگر به تعویق انداختن زمان جایگزینی موجب افزایش خسارت وارد آمده به صنایع و کلیه مشترکین میشود.
از این رو براي تعیین زمان جایگزینی تجهیزات، باید هزینههاي جایگزینی و تعمیر و نگهداري تجهیز فرسوده ضمن در نظر گرفتن بهره و تورم برآورد و همچنین خسارتی که به جامعه با قطع برق وارد میشود محاسبه شود. با مقایسه هزینههاي جایگزینی با خساراتی که با خاموشی به جامعه وارد میشود، تصمیمگیري براي تعیین زمان جایگزینی تجهیز انجام میشود. در وقع با این کار ارزشی که بالا رفتن قابلیت اطمینان براي جامعه دارد برآورد شده و با هزینههاي آن مقایسه میشود. به وضوح روشن است که براي بارهاي با اهمیت استراتژیک که قابلیت اطمینان ارزش بالایی دارد، جایگزینی تجهیزات زودتر از سایر نقاط انتظار میرود.
ادامهي مقاله به ترتیب زیر سازماندهی شده است، در قسمت 2، با تحلیل اطلاعات ثبت شده از خاموشیهاي یک منطقه نمونه و تمرکز روي نرخ خرابی ترانسفورماتورهاي قدرت، نرخ خرابی این تجهیز براي دو شرایط آب و هوایی و چهار بازه عمري برآورد میشود. در قسمت 3 خسارت مورد انتظار از خرابی ترانسفورماتورهاي قدرت در منطقه نمونه برآورد شده و درصد مشارکت ترانسفورماتورهاي فرسوده در این خسارت تعیین میشود. با ارائه یک مدل دینامیکی از زمان جایگزینی ترانسفورماتورها در قسمت 4، زمان جایگزینی این تجهیز منطبق با کمترین هزینه براي شبکه نمونه تعیین میشود. مقاله در قسمت 5 با جمعبندي مطالب و ارائه خلاصه نتایج پژوهش به پایان میرسد.
-2 تحلیل اطلاعات خرابی تجهیزات
نرخ خرابی تجهیزات در طول عمر آنها مطابق نمودار شکل 1 تغییر میکند. در نظر گرفتن تغییر نرخ خرابی تجهیزات در مطالعات قابلیت اطمینان سیستم این محاسبات را با صعوبت خاصی مواجه میکند و اغلب مهندسین نرخ خرابی تجهیزات را در طول یک دوره مورد مطالعه ثابت در نظر میگیرند. اما در مورد مطالعات جایگزینی تجهیزات از آنجا که ثابت در نظر گرفتن تجهیزات در طول دوره عمر مفید آنها نتایج درستی در بر نخواهد داشت، با تکیه بر تحلیل آماري اطلاعات ثبت شده از خرابی تجهیزات در طول سالها، میتوان نرخ خرابی تجهیزات در طول عمرآنها را بررسی کرد.
در این مطالعه، گزارشات خاموشی از دیسپاچینگ توزیع براي یک شهرستان در سالهاي 84 تا 88 بررسی شده و با توجه به اطلاعات موجود از سال ساخت ترانسفورماتورها، نرخ خرابی این تجهیزات در چهار دوره زمانی به شرح مندرج در جدول 1 تخمین زده شده است. همچنین با توجه به این که نرخ خرابی تجهیزات منطقه مورد مطالعه در فصول مختلف سال به شدت متفاوت است، نرخ خرابی این تجهیزات در دو بخش مختلف شامل هواي مساعد و نامساعد طبقهبندي شده اند. لذا متوسط نرخ خرابی تجهیزات در 8 حالت مختلف از جمعآوري اطلاعات 5 ساله خاموشی در منطقه نمونه بدست آمده و مطابق جدول 1 تخمین شده میشود.
-3 مطالعات اقتصادي
در این قسمت، هزینهها و منافع اقتصادي حاصل از جایگزینی ترانسفورماتورهاي توزیع با یکدیگر قابل قیاس شده و از نتایج آن در قسمت 4 براي تعیین بهترین زمان جایگزینی استفاده خواهد شد. مطالعات اقتصادي این بخش بر اساس فرمولاسیون ارائه شده در مراجع ب16-11م انجام میشود.
-1-3 هزینههاي جایگزینی
هزینههاي اولیه جایگزینی ترانسفورماتورهاي توزیع شامل هزینههاي خرید و نصب این تجهیز در نظر گرفته میشوند. اما با توجه به نرخ بهره، هر چه جایگزینی به تعویق بیافتد، هزینههاي آن کاهش خواهد داشت. براي مقایسه هزینههاي جایگزینی در سالهاي مختلف، از روابط اقتصاد مهندسی استفاده میشود. ارزش سرمایه در زمان حال، بازاي جایگزینی در سالهاي مختلف با در نظر گرفتن نرخ بهره %10 براي یک ترانسفورماتور Aبف 200 مطابق جدول 3 خواهد بود.
