بخشی از مقاله
چکیده
پست هاي فیوزي بدلیل هزینه تمام شده پایین و سرعت در اجرا معمولاً در بعضی از مناطق دوردست و با تراکم جمعیت پایین در ایران احداث می گردد. از جمله مشکلات این پست ها قابلیت اطمینان پایین ، عدم حفاظت مطمئن و انجام فرامین بصورت دستی و غیر اتوماتیک می باشد. در راستاي حل مشکلات فوق با طراحی و افزودن تجهیزات کنترلی و حفاظتی ، پست فیوزي به پست کلیددار با قابلیت حفاظت مطمئن تبدیل گردید. با انجام این کار تامین حفاظت کامل ترانسفورماتورهاي قدرت و کمپکت ، کنترل اتوماتیک ولتاژ ، افزایش ضریب ایمنی عوامل انسانی ، امکان تشخیص به موقع خطا ، انجام مانورهاي مطمئن ، افزایش ضریب پایداري سیستم و امکان انجام فرامین قطع و وصل از اتاق کنترل حاصل گردید.
با توجه به مزایاي فوق و نیز سهولت اجرا و مقرون به صرفه بودن ، پیشنهاد می گردد بجاي پست هاي فیوزي از پست هاي کلیددار پیشنهادي استفاده گردد طرح جایگزینی پستهاي فیوزي فوق توزیع با پستهاي کلیددار با قابلیت حفاظت مطمئن هدف از این طرح معرفی امکان استفاده از طرحهاي اقتصادي و مطمئن براي آن دسته از پستهاي فوق توزیع انرژي الکتریکی است که توسط شرکتهاي برق منطقه اي در برخی مناطق احداث می گردد. بدین معنی که در کنار طرحهاي استاندارد پستهاي فوق توزیع با زمان اجراي طولانی و هزینه بالا و نیز طرحهاي فیوزي با هزینه پایین و زمان اجراي کم ، یک طرح مطمئن و قابل قبول از نظر فنی و مقرون به صرفه از نظر هزینه تمام شده و نیز زمان اجراي کم بعنوان راه حل جایگزین تعریف گردد. پستهاي فوق توزیع مطابق تعریف شامل پستهایی است که داراي یک یا چند ترانسفورماتور کاهنده با ولتاژ فشار قوي 63KV یا 132KV هستند.
ولتاژ فشار متوسط این گونه پستها می تواند هر یک از 11KV-20KV-33KV باشد. بدلیل نصب ولتاژهاي سیستم هاي فوق توزیع در مرکز بار و نزدیکی به مصرف کنندگان ، پستهاي یاد شده از نظر اطمینان پذیري تامین برق مشترکین حائز اهمیت است. از آنجا که این طرح بعنوان جایگزین مطمئن براي پستهاي فیوزي معرفی شده است ، ابتدا به تشریح مشخصات کلی یک پست فیوزي و طرح جایگزین معرفی شده پرداخته و سپس مقایسه آنها مطرح می گردد. در پایان یک نمونه اجرا شده از طرح پیشنهادي معرفی می گردد.در این راستا جهت امکان مقایسه دو طرح فیوزي و کلیددار ، پستهاي یاد شده با یکدستگاه ترانسفورماتور به ظرفیت 15MVA و سطوح ولتاژ 63/20KV در نظر گرفته شده است.
-1 پستهاي فوق توزیع فیوزي
مهمترین هدف در اجراي پروژه پستهاي فیوزي فوق توزیع ، کاهش هزینه و سرعت در اجراي احداث پست می باشد. از محاسن این گونه پستها سادگی و امکان کاربرد آنها در مناطق دوردست می باشد. حفاظت ترانسفورماتور قدرت در این پست توسط فیوزهاي فشار قوي تامین می گردد کلیدهاي خروجی معموًلا از نوع اتورکلوزر مناسب براي نصب در فضاي آزاد انتخاب می گردد. این گونه پستها فاقد تابلوهاي کنترلی و حفاظتی بوده و تنظیم سطح ولتاژ خروجی ترانسفورماتور قدرت بصورت دستی و Local توسط اپراتور پست انجام می گیرد. با توجه به ضرورت کنترل و ثبت اطلاعات مربوط به ولتاژ ، جریان و انرژي فیدرهاي خروجی ، حضور اپراتور بصورت دائم در پستهاي فیوزي لازم بوده و بنابراین احداث ساختمان اپراتوري مجهز به وسایل رفاهی که ترجیحاً از نوع کانکس پیش ساخته می باشد ، ضرورت دارد.
-2 پستهاي فوق توزیع کلیددار با قابلیت حفاظت
مطمئن - طرح پیشنهادي - پستهاي کلیددار با قابلیت حفاظت مناسب در برگیرنده آرایشی از تجهیزات است که از نظر فنی قابل قبول بوده و در عین حال به حداقل تجهیزات گران قیمت نیاز دارد. طرح پست فوق توزیع کلیددار شامل تجهیزات بشرح زیر است :
-1 یک دستگاه سکسیونر 63KV سرخط مجهز به تیغه ارت
-2 یکدستگاه
-3 PT-63KV یکدستگاه بریکر 63KV
-4 یک ست CT 63KV 2Core
-5 یک ست برقگیر 63KV
-6 ترانسفورماتور قدرت 63/20KV-15MVA
-7 ترانسفورماتور کمپکت 20/0.4KV
-8 یک ست
-9 یک ست
-10 اتورکلوزرهاي 20KV اینکامینگ و خروجی
-11 باسبار 20KV
-12 تابلوي AVR
-13 تابلوهاي کنترل ، حفاظت و اندازه گیري
-14 باطریها و شارژر
-15 اتاق کنترل و اپراتوري
فاز S خط ورودي 63KV به یک دستگاه PT متصل شده است تا اپراتور از وجود ولتاژ در طرف فشار قوي در مواقع مانور مطلع باشد. در طرح پست کلیددار با حفاظت مناسب بجاي استفاده از فیوز فشار قوي از یکدستگاه دژنکتور 63KV و یک ست CT-63KV استفاده شده است. همچنین جهت تامین حفاظتهاي مطمئن ترانسفورماتورهاي قدرت و کمپکت ، مسیرهاي نول 63&20KV به NCT مجهز گردیده است. خروجیهاي 20KV این طرح از نوع اتورکلوزر بوده و امکان صدور فرامین قطع و وصل و نیز مشاهده آلارمها و تریپهاي مربوط به کلیدهاي خروجی بصورت Remote از طریق تابلوي فرمان در اتاق کنترل و اپراتوري فراهم گردیده است. ضمناً یک ست با کلاس دقت مورد تایید بازار برق ایران در مسیر اینکامینگ 20KV در نظر گرفته شده است تا یکدستگاه کنتور ثبت کننده انرژي خروجی پست را تغذیه نماید. تنظیم سطح ولتاژ خروجی ترانسفورماتور قدرت در این طرح بصورت اتوماتیک توسط یکدستگاه تابلوي AVR امکانپذیر شده است.با توجه به مشخصات و تعداد هستههاي ترانسهاي جریان می توان از تواناییهاي متفاوتی براي حفاظت ترانسفورماتور استفاده نمود. طرح پیشنهادي مجهز به رلههاي زیر است :
-1 رله اضافه جریان طرف اولیه - - O/C Relay
-2 رله دیفرانسیل جهت پوشش حفاظتی ترانسهاي قدرت و کمپکت - - Diff Relay
-3 رله حفاظت از اتصال زمین محدود در طرفهاي اولیه و ثانویه - - REF 63&20KV Relay
-4 بهره گیري از رلههاي الکترومکانیکی ترانسفورماتورهاي قدرت و کمپکت جهت تشخیص عیبهاي داخلی آنها - فعال نمودن کلیه رلههاي حفاظتی منصوبه بر روي این رلهها چتر حفاظتی مطمئن و قابل قبولی را براي ترانسفورماتورها بوجود آورده است و وجود یکدستگاه دژنکتور 63KV امکان پاکسازي خطا را فراهم می نماید. در این طرح بدلیل بهره گیري از سیستمهاي حفاظتی ، اندازه گیري و کنترلی الزاماً بایستی از منبع تغذیه DC مطمئن شامل باطریها و شارژر استفاده نمود. اتاق اپراتوري مورد نیاز پست را می توان به گونه اي طراحی نمود که چیدمان تابلوهاي اندازه گیري ، حفاظتی و کنترلی ، شارژرها ، باطریهاي Sealed Acid - بدلیل کاهش آلودگی محیطی - و تابلوي AVR را در آن پیش بینی نمود. . جهت کاهش زمان اجراي احداث ساختمان اپراتوري و کنترلی می توان از کانکس پیش ساخته با پیش بینی تجهیزات و تاسیسات مورد نیاز استفاده نمود.
-3 اطمینان پذیري و پایداري پست
در ارزیابی اطمینان پذیري ، مهمترین عاملی که به تصمیم گیري کمک می نماید ، متوسط خروج از مدار سالیانه پست میباشد. در مواردي ممکن است این مدت خروج براي برخی از مصرف کنندگان قابل قبول نباشد یا باعث زیان هنگفت شرکتهاي برق منطقه اي در اثر عدم فروش برق به مدت طولانی گردد. عوامل زیر اندیسهاي اطمینان پذیري یک پست را تشکیل میدهند:
-1 نرخ متوسط خرابی
-2 متوسط زمان خروج ناشی از خرابی
-3 متوسط زمان خروج سالیانه از آنجا که ترانسفورماتورها در پستهاي فوق توزیع از گرانبهاترین تجهیزات پست به شمار می آیند ، مقایسه عوامل اطمینان پذیري در پستهاي فیوزي و طرح کلیددار را به ترانسفورماتور اختصاص می دهیم. نظر به اینکه هزینه تعمیر ترانسفورماتورها معمولاً سنگین است و با معیوب شدن آن پست دچار خاموشی طولانی می گردد و از طرفی دیگر وسایل حفاظتی سریع و حساس می توانند در کاهش صدمه وارده به آن در موثر واقع گردند ، جنبههاي حفاظتی ترانسفورماتورها حائز اهمیت می باشد. جریان خطاي ناشی از اغلب خطاهاي داخلی ترانسفورماتورها کمتر از جریان نامی آنهاست. اتصال کوتاه بین حلقه اي سیم پیچهاي ترانسفورماتورها حدوداً 30٪ از خطاهاي ترانسفورماتورها را تشکیل می دهد و در صورتی که این عیبها به موقع تشخیص داده نشده و ترانسفورماتور از شبکه جدا نگردد ، منجر به گسترش عیب شده و خسارت بیشتري را به آن وارد خواهد آورد.این موضوع اهمیت سرعت عمل و حساسیت زیاد را در دستیابی به حفاظت مطلوب ترانسفورماتورها نشان می دهد.
-4 مقایسه سیستمهاي حفاظتی پستهاي فیوزي با طرح کلیددار
-4-1 حفاظت با فیوز
از مزایاي استفاده از فیوز در حفاظت از ترانسفورماتورها می توان به عوامل زیر اشاره نمود :
-1 اقتصادي بودن
-2 نیاز اندك به نگهداري
-3 عدم یاز به باطري و منبع تغذیه DC - عدم وجود سیستمهاي حفاظتی و کنترلی -
