بخشی از مقاله
گزارش کار ازمایشگاه پالایشگاه بندر عباس
1-مقدمه
قبل از آنكه به نقاط ضعف سيستم حفاظتي پالايشگاه بندرعباس بتفكيك سطوح ولتاژي و نواحي حفاظتي آنان بپردازيم، بهتر است كه لا اقل يكي از حوادث اتفاق افتاده در مجتمع را با استفاده از ابزار شبيه سازي و با توجه به تمامي اطلاعات شبكه برق رساني پياده شده بررسي و مرور نمائيم. زيرا بسياري از نقاط ضعف شبكه هاي حفاظتي با مرور حوادث قبلي مشخص تر مي گردند. ضمناً صحت نتايج شبيه سازي و اطلاعات ورودي به اثبات مي رسد. بدين منظور حادثة اتصالي در سركابل خط 20KV ورودي به پست SS04 در ساعت 02:24:03 روز 25 Jul 2004 در زير مورد بررسي قرار مي گيرد.
2-گزارش حادثه
كپي برگه هاي گزارش حادثه كه توسط مهندسي برق پالايشگاه در تاريخ 7/4/83 صادر گرديده است در ضميمة 1 آورده شده است.
3-شبيه سازي حادثه
شبيه سازي حادثه توسط مدول Frequency Dynamic كه از مدول T/S يا پايداري گذراي نرم افزار پاشا نشأت مي گيرد صورت گرفته است.
3-1-شرائط شبكه
شبكة برق رساني پالايشگاه بندرعباس با درنظرگيري معادل شبكة سرتاسري ايران در سطوح ولتاژي 230KV، 63KV، 20KV، 11KV، 1KV و 380 ولت بصورتي كه در داياگرام تك خطي شماره 0101-1 آمده است جهت انجام محاسبات مورد استفاده قرار گرفته است.
جدول شماره I تعداد عناصر پياده سازي شده را در دياگرام تك خطي مذكور و همچنين در نواحي LMC، LAP و LEP نشلان مي دهد. در سطح 380 ولت از تكنيك معادل سازي جهت درنظرگيري رفتار نواحي فوق استفاده گرديده است. بنابراين شبكة اصلي در حال شبيه سازي داراي 1390 باس بار يا گره مي باشد.
بانك اطلاعاتي مودر استفاده در گزارش 0201-1 ارائه گرديده است. شرائط تنظيم حدود 2700 عدد وسايل حفاظتي كه در شبيه سازي حاضر نقش خود را ايفا نموده اند در گزارش 0202-2 آورده شده است. مابقي وسائل حفاظتي (حدود 5460 عدد) شامل فيوزها و رله هاي حرارتي در سطح 380 ولت، به علت انجام عمليات معادل سازي در شبيه سازي موجود نقشي را ايفا نمي نمايند مگر اينكه بزرگترين فيلر خروجي هر قسمت با فيوز و رله حرارتي مربوطه در دياگرام اصلي شبكه جايگذاري شده است و اين وسايل در شبيه سازي حاضر نقش پيدا مي نمايند
.
3-2-شرايط شبكه قبل از اتصالي
شرائط بارگذاري شبكه قبل از حادثه بعلت حجم وسيع آن و نيز به علت موجود نبودن دستگاههاي اتوماتيك كه بر تمامي شبكه نظارت داشته باشند (سيستمهاي SCADA) معلوم نمي باشد.
3-2-1-تخمين شرايط بارگذاري قبل از حادثه
همانطوري كه متذكر شديم، شرائط بارگذاري قبل از حادثه موجود نيست، بنابراين جريان خروجي از پستهاي 20KV و همچنين توان توليدي ژنراتورها ملاك بارگذاري قبل از حادثه قرار گرفته است.
الف-توان توليدي ژنراتورها از روي گزارشات ركورد شده مشخص مي گردد.
ب-جريان هاي خروجي پست SS00 در قسمت 20KV قبل از حادثه در دست نبوده است و از مقادير جريان خروجي پس از حادثه و بارگيري واحدها كه توسط اين مشاور برداشت گرديد استفاده شده است. اين مقادير در فايل PALDISP1.CSV قرار داده شده اند.
ج-نرم افزار پاشا به مدولي بنام تخمين حالت شبكه برق رساني پالايشگاه مجهز گرديد. اين مدول از روي جريانهاي خروجي 20KW بارگذاري مجتمع را در هر پست تخمين مي زند.
پيشنها مشاور شماره 1: ضروريست كه جريانهاي خروجي 20KV هر نيم يا يك ساعت به يك بار برروي جداولي ثبت و منعكس گردد. بعنوان نمونه جدول شماره 2 به ضميمه مي باشد.
د-جهت انطباق توان توليدي ژنراتورهاي G28001A و G28001C كه به عنوان Slack عمل مي نمايند بارگذاري تخميني با ضريب 0.81 تصحيح گرديد و فايل PALA175 HADESEH 04 در نرم افزار پاشا مهيا گشت.
3-3-شرائط رله ها و وسايل حفاظتي
تمامي رله ها، فيوزها، MCCBها و كانتكتورهائي كه بر سااس جريان فاز عمل مي نمايند در شبيه سازي درنظر گرفته شده اند. رله هاي HIGHSET خطوط Tie Line كه مابين باس بارهاي 00HSW01A، B، C قرار گرفته اند (به علت وابستگيشان به رله هاي خروجي خطوط 20KV كه در نرم افزار پياده سازي نشده است) بصورت دستي از مدار خارج شدند.
رله هاي Under Frequency و Under Voltage كه به حدود 1700 عدد خط موجود دستور خروج با توجه به وابستگيشان و تنظيم هاي تعريف شده مي‌دهند همگي در شبيه سازي حاضر نقش خود را ايفا مي نمايند.
4-3-شرايط اتصالي
يك اتصال كوتاه تك فاز با در زمان 0+ و يك اتصال كوتاه دوفاز با در زمان 0.78 ثانيه و يكئ اتصال كوتاه سه فاز در زمان 0.84 ثانيه در جانكشن روي خط ارتباطي مابين باس بارهاي 00HSW01B به 04HSW01B در نزديكي باس بار 04HSW01B قرار داده شده است بطوري كه هر اتصالي، اتصالي قبلي را حذف مي نمايد. دليل پيادهس ازي اتصال كوتاه هاي متعدد در بخش 6-3 توضيح داده شده است.
5-3-سوئيچينگ هاي ديگر
الف- ژنراتور G28001B در زمان حادثه از مدار خارج بوده است.
ب-ژنراتور بخاري در زمان 2.1 ثانيه توسط دژنكتور 20KV واقع در طرف 20KV روي ترانس آن به خارج سوئيچ مي گردد.
ج-خطوط ارتباطي زير به علت عمل رله هاي زمين به خارج سوئيچ مي شوند.
1-ج) خط ارتباطي مابين 00HSW01A به 02HSW01A بخاطر عمل رله زمين در زمان 0.375 ثانيه به خارج سوئيچ مي شود. رله مذكور بخاطر شرايط بهره برداري شبكه كه يك ژنراتور در باس بار 00HSW01A قرار دارد و سه ژنراتور در باس بار 00HSW01B قرار گرفته است، مقدار 15 آمپر جريان اوليه را تحت زاويه 1520 (جدول شماره III) بعلت وجود جريان گردابي در خطوط 20KV منتهي به پست SS02 كه ناشي از وجود خازنهاي C0 در خطوط مذكور مي باشد ديده و دستور قطع صادر مي نمايد.
جدول شماره III با استفاده از مدول Protection نرم افزار پاشا كه رله هاي زمين را نيز در شرايط اتصالي شبيه سازي مي نمايد بدست آمده است.
ضعف رلياژ شماره 1: عملكرد رله زمين خط ارتباطي 00HSW01A به 02HSW01A در پست SS02 ناشي از ضعف رلياژ سيستم در اين حالت از بهره برداري مي باشد. گرچه مقدار جريان بسيار حدي است ولي وقوع آن در شبيه سازي اين حادثه انجام شده است. اين رله با توجه به تنظيم خود جريان بيشتر از 10A را در زمان 0.3 ثانيه قطع مي نمايد.
2-ج) خط ارتباطي مابين 04HSW01A و 04HSW01B در زمان 0.78 ثانيه بعلت عمل رله زمين موجود در اين خط به خارج سوئيچ شده است. اين رله در زمان 0.6 ثانيه عمل مي نمايد و قرار است دژنكتور آن در زمان 0.675 ثانيه عمل قطع را انجام دهد. ويل به علت وجود پديده ازدياد ولتاژ گذرا كه در شب حادثه به كرات بدان اشاره مي شود، دژنكتور در حين عمل قطع Restrike نموده است و بنابراين زمان قطع خط را به زمان 0.78 ثانيه افزايش داده است.
د-رله زمين خط مابين 00HSW01B و 04HSW01B واقع در ورودي پست SS04 به علت خارج بو
دن رنج CT آن در خحالت جهت دار، اتصالي تك فاز پشت سر خود را نمي بيند و درنتيجه اين خط در شبيه سازي به خارج سوئيچ نشده است.
4-3-شبيه سازي و شرح حادثه
از روي قرائن موجود، مشخصاً يك اتصال كوتاه تك فاز در سركابل خط 20KV ارتباط مابين باس بارهاي 00HSW01B و 04HSW01B اتفاق افتاده است. اولين رله اي كه اين اتصالي را مي بيند و دستور قطع صادر مي كند، رله زمين خط ارتباطي باس بار 04HSW01A و 04HSW01B مي باشد، كه در زمان 600 ميلي ثانيه پس از وقوع حادثه دستور قطع صادر مي نمايد. دژنكتور خط مذكور قرار است اين خط را در زمان 675 ميلي ثانيه قطع نمايد ولي به علت وقوع پديده گذراي سريع و ازدياد ولتاژ و درنتيجه خامشو نشدن قوس در زمان 0.78 ثانيه خط را قطع مي نمايد. (رجوع گردد به جدول شماره III خروجي نرم افزار پاشا). البته قبل از قطع اين خط همانظوري كه در ضعف رلياژ (شماره 1) آمده است يكي از خطور 20KV ارتباطي مابين پست SS00 و پست SS02 نيز در زمان 375 ميلي ثانيه از مدار خارج شده است.
با توجه به مطالبي كه عرض شد قطع نمودن اين خط و همچنين وجود اضافه ولتاژ ماندگار به مقدار 1.739<176.750 و 1.770<116.670 در فازهاي B و C باعث ايجاد اتصالي دو فاز مابين فازهاي B و C با جريان عبوري 15.253KA از نقطه اتصالي در مقايسه با جريان عبوري تك فاز قبلي كه 774A بوده است مي گردد كه در لحظة اول باعث خاموش شدن قوس اتصالي تك فاز مي شود (پديدة افت ولتاژ) و سپس اتصالي تبديل به اتصال كوتاه سه فاز مي شود. (به علت وجود ازدياد ولتاژ و شرايط مناسب براي اتصال كوتاه 3 فاز)
ماجرائي كه در بالا آند باعث مي گردد كه اتصالي تك فاز اوليه در زمان 0.84 ثانيه (زمان شبيه سازي) تبديل به اتصال كوتاه سه فاز گردد و در نتيجه رلة زمين موجود در پست SS00 واقع در خط ارتباطي مابين 00HSW01B و 04HSW01B كه برروي 900 ميلي ثانيه تنظيم شده است، در زمان 780 ميلي ثانيه Reset گرديده و ديگر دستور قطع صادر نمي نمايد.
در پست SS00 واقع در خط ارتباطي مابين 00HSW01B و 04HSW01B كه برروي 900ميلي ثانيه تنظيم شده است، در زمان 780 ميلي ثانيه ريست گرديده و ديگر دستور قطع صادر نمي نمايد.
از اين پس ماجراهاي زير با استفاده از شبيه سازي در نرم افزار پاشا حادث مي گردد.
1-4-3-خط مابين 00HSW01B و 07HSW01B در زمان 0.8883 ثانيه بخاطر عمل رلة جريان زياد واقع در پست SS07 خارج مي گردد.
ضعف رلياژ شماره 4: اين رله در اثر اتصال كوتاه دو فاز در باس بار 04HSW01B و عدم تنظيم صحيح زاويه MTA براي اتصال خارج از ناحيه خود عمل مي نمايد. طراحان مجتمع اتصال كوتاههاي دو فاز را مورد بررسي قرار ندادهد اند. جدول شماره IV خروجي مدول Protection نرم افزار پاشا را براي اتصال دوفاز در باس بار 04HSW01B در حاليكه خط Tie پست SS04 باز است نشان مي دهد. رلة مشابه در پست SS08 نيز اتصالي دوفاز را مي بيند ولي قبل از عمل اين رله اتصالي به اتصال كوتاه سه فاز تبديل شده است.
مقدار جريان كشيده شده 0.12P.U. الي 0.58P.U.
زمان عملكرد: از زمان 0.78 ثانيه الي 0.883 ثانيه
2-4-3-ترانس واحد HIRBOD در زمان 1.3198 ثانيه بخاطر عمل رلة جريان زياد وابسته به ولتاژ خارج مي گردد.
ضعف رلياژ شمارة 5: رله O/C موجود برروي خط HIRBOD به GH بعلت عدم تنظيم صحيح عمل مي نمايد (جدول شماره V عملكرد اين رله را دربر دارد).
اگر اين رله عمل نمي نمود، با رسم منحني توان خروجي ژنراتور HIRBOD به اين نتيجه مي رسيم كه رله حداقل توان خروجي FORWARD ژنراتور مذكور كه برروي PL<330KW براي زمان 0.5 ثانيه تنظيم مي باشد، عمل مي نمايد.
ضعف رلياژ شماره 6: تنظيم PL< در ژنراتور چهارم
ضعف بهره برداري شماره 1: در صورتيكه تقسيم توان مابين ژنراتورهاي موجود قبل از حادثه اختلاف فاحشي در زمان بهره برداري نمي داشت رلة PL< ژنراتور چهارم عمل نمي كرد. گزارش قبل از حادثه مقدار بار اتوليه ژنراتور مذكور در زمان حادثه را به مقدار حدودي 4MW و 2MVAR نشان مي دهد. بنابراين اين ژنراتور در زمان حادثه با كاهش توان خروجي به مدت 0.5 ثانيه مواجه مي گردد كه باعث عمل رلة PL< مي شود. به هر حال در حادثة در حال بررسي قبل از عمل اين رله، رلة O/C عمل نموده است.
3-4-3-در زمان 1.33 ثانيه موتورهاي زير بخاطر عمل رلة U/V موجود در پست 10
HSW01B از مدار خارج مي گردند.
ضعف رلياژ شمارة 7: رلة U/V موجود در پست 10 عملكردي برروي 0.5 ثانيه دارد و در نتيجه تقريباً در كلية اتصال كوتاه هاي سه فاز، پست SS10 توسط رله هاي U/V خارج مي گردد. همانطوريكه در بحث گزارش شمارة 0205 خواهيم ديد، طراح براي نجات مابقي موتورهاي مجتمع مجبور به خارج نمودن موتورهاي پست SS10 مي باشد و اگر فلسفة طراح دنبال گردد، اين مسئله جزء ضعف هاي رلياژ محسوب نمي گردد.
4-4-3-در زمان 1.355 ثانيه رلة U/V پست 10 كه برروي 0.9P.U. و زمان 0.5 ثانيه تنظيم است، تمامي ترانسهاي 1A، 2A، 1B، 2B، 2C و 2D اين پست را از مدار خارج مي نمايد.
ضعف رلياژ شمارة 8: در گزارش شمارة 0205 مي بينيم كه طراح مجبور به خارج نمودن اين پست از مدار بريا نجات ساير موتورها مي باشد.
5-4-3-در زمان 1.38 ثانيه رله هاي U/V پستهاي 00MSW01A و 00MSW01B عمل نموده و موتورهاي مربوطه را از مدار خارج مي نمايد. در همين زمان رله U/V روي پست 10MSW01A بعلت بي برق بودن اين پست موتورهاي زير را از مدار خارج مي نمايد.
