بخشی از مقاله
خلاصه :
هدف نهائی از اجرای این تحقیق، ارتقاء قابلیت اطمینان شبکه است، به گونهای که بتوان مصالحهای بین نیازها و خواسته شرکت توزیع و مصرفکننده ایجاد شود. ضرورت تحقیق از اهمیت و ضرورت مطالعات قابلیت اطمینان در شبکه توزیع نشات میگیرد. شبکه توزیع قدرت دارای کمترین سطح قابلیت اطمینان در شبکه قدرت به دلیل تنوع و تعدد تجهیزات و طویل بودن آن است. از این رو، در این تحقیق با اولویت قرار دادن بهبود قابلیت اطمینان، یکی از بنیادیترین چالشهای پیشروی طراحان و بهرهبرداران شبکه توزیع قدرت مورد توجه قرار گرفته است.
مقدمه
قابلیت اطمینان در سیستمهای تجدید ساختار یافته بهعنوان یکی از فاکتورهای اساسی برای خرید برق است چون کارخانه ها و مصرفکنندهها تمایل به خرید برق باکیفیت و قابلیت اطمینان بالایی هستند و از طرفی بارهای مصرفکننده حساس به قطع برق که باعث خسارت زیادی در صورت قطع برق میشوند. از ابتدای شروع کار در صنعت برق، تداوم برقرسانی و سرویسدهی به مصرفکنندگان از اهمیت بالایی برخوردار بوده و تمامی متصدیان این صنعت در تمام جهان پیوسته در جهت نیل به تأمین برق مطمئن و پایدارتر نمودن شبکه برقرسانی کوشیده و سرمایهگذاری نمودهاند.
طی سالهای اخیر توجه فزایندهای به تولیدات پراکنده مبذول شده است که بسیاری از آنها مستقیماً به سیستم توزیع متصل هستند. [7] این امر در کنار فرآیند گسترده تجدید ساختار و مقررات زدایی در صنعت برق متصدیان و متولیان این صنعت را با چالشهای جدیدی مواجه ساخته است؛ زیرا موارد یادشده آثار قابلتوجهی بر " قابلیت اطمینان " برق بهجا میگذارند و "قابلیت اطمینان " نیز در رضایتمندی طرفهای مختلف ذینفع در بازار رقابتی برق و بهخصوص مشترکین و مصرفکنندگان نقش اساسی را ایفا میکند.
بدیهی است که در یک محیط رقابتی از سویی فروشندگان و تأمینکنندگان برق باید برای جلب نظر مصرفکنندگان و حفظ مزیت رقابتی خود به این مقوله توجه کنند و از سوی دیگر با توجه به پیشرفت سیستمهای اطلاعرسانی و افزایش سطح آگاهی و حساسیت مصرفکنندگان انتظارات و مطالبات آنها در رابطه باقابلیت اطمینان تأمین برق افزایش مییابد. قابلیت اطمینان بالا و هزینه کم، از اهداف مهم طراحان شبکه به شمار میرود.
در این ساختار که برای چند دهه در ارزیابی قابلیت اطمینان سیستمهای قدرت مورداستفاده بوده است اینطور فرض شده که کل تولید برق در نیروگاهای بزرگ و عمده متمرکز است که معمولاً در فواصل دور از نقاط بار قرار دارند و ازاینرو به شبکه انتقال متصل میباشند؛ اما اکنون باید توجه داشت که این ساختار نسبتاً ساده باید دستخوش تغییراتی شود زیرا اکنون دیگر تولید بهطور متمرکز توسط یک مرجع دولتی انجام نمیگیرد بلکه بین چندین شرکت مستقل خصوصی تقسیمشده است.
یکی از راههای افزایش قابلیت اطمینان استفاده از ادوات کلید زنی است. پرکاربردترین وسیله کلید زنی در شبکه فشار متوسط ریکلوزر و سکشن لایزر است. در [11-9]به جایابی ریکلوزر در شبکههای توزیع با استفاده از روشهای تحلیلی مانند مونتکارلو پرداخته است و شاخصهای قابلیت اطمینان ازجمله کاهش زمان خاموشی را آنالیز و بررسی کرده است. جایابی ریکلوزرها در[12 ] با الگوریتم جستوجوگر تابو باهدف قابلیت اطمینان انجام شده است. الگوریتم باینری ژنتیک در[15-13 ] به حل این مسئله با شاخصهای انرژی پرداخته است و روش مورچگان برای حل مسئله جایابی در مرجع [16 ] استفاده شده است. الگوریتم پرندگان در[17]برای جایابی استفاده شده است. در [18 ] به حل مسئله جایابی با الگوریتم بهبودیافته پرندگان پرداخته شده است.
انواع شبکههای توزیع : -1 شبکههای شعاعی
شبکههایی که از یکسو تغذیه میشوند را شبکههای شعاعی میگویند. بدیهی است که این شبکهها در معرض وقفههای زیادی هستند که مهمترین اتفاقات اینگونه شبکهها ناشی از پارگی سیمهای هوایی یا اتصالات سرکابلهای زمینی و یا ترانسفورماتورها هستند که هرکدام از این اتفاقات برای اینگونه شبکهها منجر به خاموش شدن چند ساعتی - که این ساعت خاموشی بهسرعت عمل و مدیریت کارکنان شبکه وابسته است - مصرفکننده و درنهایت نارضایتی آنها میشود. از دیگر عیوب این شبکه تلفات زیاد و افت ولتاژ زیادتر نسبت به انواع شبکههای دیگر است اما در مقابل این معایب، بهرهوری سریع و آسان و عدم نیاز به تخصص بالا و پیدا کردن معایب بهراحتی و سهولت، حفاظت با وسایل ساده تا حد زیادی بر عیبهای ذکرشده، پرده انداخته است.
-2 شبکههای از دو سو تغذیه
در محلهایی که قطع اتفاقی جریان برق مجاز نیست، جهت بالا بردن ضریب اطمینان کار شبکههای الکتریکی از این شبکهها استفاده میشود که در این شبکهها با قطع شدن جریان الکتریکی ازیکطرف، قدرت موردنیاز را میتوان از طرف دیگر تأمین کرد.
-3 شبکههای حلقوی
عملکرد شبکههای حلقوی مانند شبکههای از دو سو تغذیه است با این تفاوت که در یک شبکه حلقهای ابتدا و انتها به یک منبع تغذیه وصل است. چنین شبکهایی اکثراً برای تغذیه نقاط با تراکم مصرف زیاد به کار میروند. عیوب این شبکهها نیاز به وسایل حفاظتی حساس و دقیقتر مانند رلههای زیاد جهتدار است با اجرای صحیحی سیستمهای حفاظتی شبکههای از دو سو تغذیه و حلقوی هنگام پدید آمدن اتصال کوتاه یکی از خطوط، مصرفکنندگان میتوانند بدون هیچ شکلی به کار خود ادامه دهند.[8]
معرفی ریکلوزر :
ریکلوزر ابزاری است که میتواند شرایط اضافه جریان در اتصال کوتاه فاز و فاز به زمین را آشکار و در صورت وجود جریان اضافه در مدار، پس از یکزمان از پیش مشخصشده آن را قطع و سپس بهطور خودکار وصل مجدد انجام دهد تا خط بار دیگر در مدار قرار گیرد. اگر خطایی که در آغاز، باعث عمل بازبست شده است، همچنان وجود داشته باشد، آنگاه پس از تعداد معینی وصل مجدد - معمولاً بین دو تا سه بار - رله مدار را همچنان در حالت قطع نگاه میدارد و بخش آسیبدیده را از شبکه مجزا خواهد کرد.
در یک سیستم توزیع هوایی، در حدود 80 تا 90 درصد از خطاها دارای طبیعتی گذرا هستند و نهایتاً، حداکثر پس از چند سیکل یا چند ثانیه خودبهخود از میان میروند؛ بنابراین ریکلوزرها، با مشخصه
قطع وصلی که بیان شد، از خروج خط از سرویس در اثر وقوع خطاهای گذرا پیشگیری میکند. ریکلوزرها نوعاً حداکثر دارای سه بار عملکرد باز کردن و بستن متوالی هستند و پسازآن، عملکرد باز کردن نهایی صورت میپذیرد. علاوه بر این، یکبار بستن دستی نیز معمولاً مجاز است.
ریکلوزرها را میتوان بهصورت زیر دستهبندی کرد:
.تک فاز و سه فاز؛
. مکانیزم هایی با عملکرد هیدرولیکی یا الکترونیکی؛
. روغنی، خلأ یا 6 - 6 برای حفاظت خطوط تک فاز، مانند انشعابهای یک فیدر سه فاز بکار میرود و همچنین برای شبکههای سه فازی که همه بارشان بهصورت تک فاز است مورداستفاده قرار میگیرد؛ بنابراین موقعی که یک اتصالی دائمی یکفاز با نول پیش آید، تنها همان فاز قطعشده درحالیکه 2/3 سیستم برقدار است. ریکلوزر سه فاز در جاهایی لازم است که بر اثر اتصال کوتاه هر سه فاز باهم قطع شوند بکار میرود. همچنین برای جلوگیری از یکفاز شدن بارهای سه فاز، مانند موتورهای بزرگ سه فاز بکار میرود.
کاربردهای ریکلوزر
در یک شبکه توزیع از ریکلوزرها در نقاط زیر استفاده میشود:
-1پستها
پستهای فوق توزیع یکی از مهمترین نقاط شبکه بهحساب میآید زیرا این پستها منطقه نسبتاً بزرگی را تحت پوشش خوددارند و در صورت بروز مشکلی در آن بخش عظیمی از شبکه با مشکل قطع برق روبرو خواهد شد لذا برای جلوگیری از ورود خطاهای فیدرها به داخل پست از یک ریکلوزر استفاده میشود.
-2 فیدر اصلی
برای تقسیم فیدرهای طولانی و جلوگیری از خروج تمام خط در اثر رخ داد خطایی در انتهای آن.
-3 شاخهها یا خروجیهای انتهایی خط
برای پیشگیری از باز شدن مدار اصلی در اثر خطاهای رخداده در شاخهها.
