بخشی از مقاله
جايابي بهينه نصب اتوبوستر در جهت رفع افت ولتاژ با استفاده از نرم افزار CYME در شبکه هاي فشار متوسط توزيع ( فيدر نمونه ٤٠٤ ايستگاه سروستان )
چکيده
در اين مقاله ضمن اشاره به شرايط حاکم بر شبکه هاي توزيع و مشکلات بهره برداري به کارکردهاي مثبت نصب اتوبوستر به صورت خلاصه و گذرا اشاره شده و سپس با استفاده از روابط و نرم افزار CYME و مدل نمودن خط 20KV به نقطه اي بهينه و مناسب جهت نصب اين تجهيز مفيد دست مي يابيم به گونه اي که افت ولتاژ خط به کمترين ميزان ممکن برسد. همچنين با جمع آوري اطلاعات يک خط نمونه در استان فارس (فيدر ٤٠٤ ايستگاه سروستان ) که داراي بار بالا و شعاع تغذيه طولاني مي باشد سعي شده است با نصب اتوبوستر در نقاط مختلفي از آن ديدگاهي تحليلي درخصوص تغييرات افت ولتاژ و ساير پارامترهاي الکتريکي شبکه به خوانندگان ارائه گردد .
١- مقدمه :
يکي از راهکارهاي نوين جهت کاهش خاموشيها و رفع افت ولتاژ در شبکه هاي ٢٠ کيلوولت بکار بردن اتوبوستر
(voltage regulator) و نصب بانک خازني مي باشد . براي نيل به اين اهداف مطالعه اي بر روي يکي از خطوط فشارمتوسط ايستگاه سروستان (شيراز) بنام فيدر ٤٠٤ که در پيک بار داراي افت ولتاژ شديدي حدود ١٦% بود و باعث افزايش خاموشيها گرديده بود بررسي و تحقيق گرديد. اين مطالعه با استفاده ازنرم افزار CYME در دو حالت جداگانه :
١- بدون تغيير سايز سيم خط
٢- با تغيير سايز قسمتي از خط به ACSR١٢٠ انجام گرفت .
نتايج حاصل از هر دو مرحله از اين تحقيق که همراه با نصب يک دستگاه اتوبوستر و دو بانک خازني بود با کاهش چشمگيري در افت ولتاژ مواجه بود که جزئيات هر مرحله به تفکيک بررسي و آورده شده است .
٢- شرح مقاله :
تنظيم کننده ولتاژ نوع پله اي شامل يک اتوترانس و يک دستگاه تغيير تپ زير بار مي باشد که در يک واحد کامل ساخته شده است . تغيير ولتاژ از طريق تغيير تپ هاي اتوترانس به دست مي آيد . تنظيم کننده هاي گامي استاندارد داراي محدوده تنظيم ١٠% مي باشند . بعضي از واحدها شامل يک کليد معکوس کننده مي باشند که قادر است محدوده تنظيم ولتاژ ١٠%± را به وجود آورد . تنظيم کننده هاي ولتاژ گامي جديد داراي محدوده تنظيم ولتاژ ١٠% مي باشند که به گام هاي درصد تقسيم شده اند و در محدوده ١٠%± آنها به ترتيب ٣٢ يا ١٦ گام هستند .
تنظيم کننده هاي ولتاژ گامي (اتوبوستر) با اتوترانس ها تفاوت دارند يعني آن ها به جاي اين که بر حسب کيلو ولت آمپر کلي مدار درجه بندي شوند برحسب ميزان کيلوولت آمپر تونلتظايژمي گامدي جسه ه بنفادزيباشقدهر اتند ٥٠بر٧ا کييلمواولل ،ت يآمکپر توظبايمم حکندنودده تنظيمي ١٠%± در يک مدار سه فاز با قدرت نامي ٧٥٠٠ کيلوولت آمپر مورد استفاده قرار مي گيرد . ولتاژ يک فاز را به ميزان ١٠% مقدار نامي مثبت يا منفي تغيير خواهد داد . تنظيم کننده هاي ولتاژ برحسب آمپر نيز درجه بندي مي شوند در کاربرد تنظيم کننده جريان نامي آن بايستي برابر يا بيشتر از جريان خط باشد .
٣- دو نوع تنظيم کننده پله اي وجود دارد نوع پست و
تنظیم کننده های ولتاژ نوع توزيع : که اغلب مواقع ، تنظيم کننده هاي ولتاژ توزيع کننده هاي ولتاژ تغذيه کننده توزيع ناميده مي شوند به صورت يک فازه با قدرت نامي ١٢.٥ تا ١٦٧ کيلوولت آمپر و ولتاژ نامي ١٤.٤ کيلو ولت وکمتر وجود دارد . واحدهاي کوچکتر که اغلب به نوع خط موسوم هستند
، براي نصب روي تيرهاساخته مي شوند. واحدهاي بزرگتربراي نصب روي تير مناسب نيستند و در داخل پست ها و يا روي سکو قرار داده مي شوند . تمام واحدها کاملا" خودکار و شامل تمام لوازم مربوطه مي باشند .
درصورتي که از تنظيم کننده هاي نوع توزيع در يک محدوده تنظيم کاهشي استفاده شود ، ظرفيت آنها را مي توان افزايش داد . باکاهش ٥%± محدوده تنظيم ، ظرفيت تا ١٦٠% افزايش مي باشد. جدول ١ افزايش ظرفيت مجاز را براي کاهش هاي مختلف در محدوده تنظيم به طور فهرست وار بيان مي نمايد . برتري افزايش ظرفيت که در يک محدوده تنظيم کاهشي به دست مي آيد قبل از اين که رشد بار مستلزم يک تغيير وضعيت باشد عبارت از افزايش زمان کار تنظيم کننده است . يعني اين که تامين يک محدوده تنظيم کوچکتر مجاز امکان پذير است .
٤- خط ٤٠٤ ايستگاه سروستان :
خط ٤٠٤ ايستگاه سروستان داراي طول اصلي حدودا" ٤٣ کيلومتر و با فرعيها حدود ٩٠ کيلومتر مي باشد . بار اين خط در زمان پيک حدودا" ١٣٠ آمپر و در انتهاي خط افت ولتاژي در حدود ١٦% موجود بود . با توجه به افت ولتاژ شديد اين خط طي بازديد از خط مذکور و اندازه گيري جريان و ولتاژ در فواصل مختلف (نقشه پيوست ) و انتقال تمامي اطلاعات به نرم افزار CYME و انجام محاسبات مراحل مختلف مورد بررسي قرار گرفت تا نقاط بهينه نصب خازن و اتوبوستر مشخص گردد که نتايج حاصل از مراحل مختلف محاسبه توسط نرم افزار به شرح ذيل مي باشد . لازم به ذکر است بررسي مذکور در دو حالت ، يکي بدون تغيير سايز سيم خط و ديگري در حالت تغيير کل سايز سيم به 120 MM2 انجام شده است و حتي در اين بررسي ٥% رشد بار در پيک نيز لحاظ شده است . دياگرام تک خطي خط مذکور بصورت شکل زير مي باشد .
a ) انجام محاسبات بدون تغيير سايز سيم
١- وضعيت موجود خط : با بررسي بر روي وضعيت فعلي خط و شبيه سازي در نرم افزار CYME افت ولتاژ ١٦% در انتهاي خط موجود بود و پيشنهاد نرم افزار در اين حالت اضافه کردن دو بانک خازني به قدرت ١٢٠٠ کيلووار در سکشنهاي ٧ و ٩ بود .
٢- وضعيت خط با نصب دو بانک خازني به قدرت ١٢٠٠ کيلووار در سکشنهاي ٧ و ٩ : با اضافه شدن خازنهاي موصوف افت ولتاژ انتهاي خط به حدود١٣% مي رسيد .
سپس تصميم به اضافه کردن اتوبوستر ١٦٠ آمپري گرفته شد .
با قرار دادن اتوبوستر در سکشنهاي مختلف بهترين گزينه براي نصب اتوبوستر سکشن ٥ انتخاب گرديد .
٣- وضعيت خط بانصب اتوبوستر١٦٠ آمپري درسکشن ٥ : با اين بررسي افت ولتاژ انتهاي خط به حدود ٧.٥ % مي رسيد ، ولي به دليل اينکه اتوبوستر جريان زيادي مي کشيد باعث بالا رفتن جريان خط مي گرديد لذا براي حل اين مسئله مي بايست از خازن استفاده کنيم و پيشنهاد نرم افزار CYME در اين حالت نيز نصب دو بانک خازني به قدرت ١٢٠٠ کيلو وار در سکشنهاي ٧ و ٩ بود. اما در اين مرحله نقطة بهينه تر جهت نصب اتوبوستر سکشن ٦ مي شد.
٤- وضعيت خط با نصب دو بانک خازني به قدرت ١٢٠٠ کيلو وار در سکشنهاي ٧ و ٩ و نصب اتوبوستر ١٦٠ آمپري در سکشن ٦ : با اين بررسي افت ولتاژ انتهاي خط به حدود ٤% مي رسيد .
بنابراين همانطور که مشاهده مي گردد بهترين گزينه در مرحله محاسبات بدون تغيير سايز سيم نصب دو بانک خازني به قدرت ١٢٠٠ کيلو وار در سکشنهاي ٧ و ٩ و نصب يکدستگاه اتوبوستر ١٦٠ آمپري در سکشن ٦ بود و افت ولتاژ از ١٦% به ٤% تقليل پيدا مي کرد . جدول و نمودار پروفيل ولتاژ خط و تاثير هر حالت در رفع افت ولتاژ بصورت زير مي باشد .
