بخشی از مقاله
-1 مقدمه
با توجه به عوامل ذکر شده انتخابصحیح ادوات می تواند در کاهش هزینه و افزایش راندمان یک پالایشگاه موثر باشد. بهعلاوه، به کمک تحلیل انجام شده میتوان بیشینه و کمینه جریان اتصال کوتاه، افت ولتاژ روی هر باس در هنگام راهاندازی موتور را محاسبه نمود. در این مقاله، بخش 2 به پیادهسازی یک شبکه برق یک پالایشگاه واقعی در محیط نرمافزار [14] ETAP میپردازد و در بخش 3 به کمک تحلیل دینامیکی و استاتیکی، مطالعه دقیق بر روی استارت و راهاندازی موتورها انجام میشود.
-2 پیادهسازی شبکه برق یک پالایشگاه واقعی
در این مقاله، بهمنظور عدم وجود وقفه و قطعی حین تغذیه بارها، یک پالایشگاه واقعی مطابق شکل 1 طراحی میگردد. طراحی به گونهای صورت میگیرد که بارها از دو مسیر جداگانه - دو عدد ترانسفورماتور - تغذیه شوند که به آن منطق دو از سه گفته میشود. بدین صورت که از سه کلید نشان داده شده درشکل 1 تنها دو عدد از آنها در یک زمان بسته هستند. در حالت نرمال کلیدهای 1 و 3 بسته و کلید شماره 2 باز است.
حال چنانچه برای یکی از ترانسها - مثلا - T2 مشکلی پیش بیاید کلید پایین دست آن - کلید - 3 باز میشود و کلید 2 مابین باسها باسها - باس کوپلر - وصل میگردد. در این حالت تمام بارها از طریق ترانس T1 و باس A تغذیه میشوند و با توجه به وقفهای که در ولتاژ باس B ایجاد میشود و شتابی که موتورها دارند فورا متوقف نمیشوند. همچنین، برای یک سری از موتورهای خاص لازم است که بدون رسیدن به توقف کامل شتاب بگیرند که به آن Reacceleration گفته میشود.[6]
-1-2 اجزای تشکیل دهنده شبکه برق پالایشگاه
شبکه برق پالایشگاه مذکور از دو مدار مجزا 133 کیلوولت که از یک نیروگاه میآید تغذیه میشود. چهار سطح ولتاژ موجود در پالایشگاه 33 کیلو ولت، 11کیلو ولت، 6 کیلو ولت و 400 ولت میباشند. همچنین در هنگام قطعی برق اصلی شبکه، چهار عدد دیزل ژنراتور با با ظرفیت 3/3 مگا ولت آمپر و سطح ولتاژ 6 کیلو ولت، برق اضطراری پالایشگاه را تغذیه میکنند. به علاوه خط انتقال 132 کیلو ولت از پست بالا دست توسط دو عدد ترانس 133 - کیلو ولت33 / کیلو ولت - به سطح 33 کیلو ولت در پست اصلی - substation 1 - تبدیل میشود و از آنجا به نه عدد پست که در جاهای مختلف سایت قرار دارند انتقال داده میشود. و پس از آن با ترانسهای مناسب به 6 ، 11 کیلو ولت و 400 ولت تقلیل پیدا میکنند.
-2-2 اطلاعات و مشخصات تجهیزات به کار رفته در شبکه
در این تحقیق، امکان پرداختن به کلیه اطلاعات و مشخصات تجهیزات به کار رفته در شبکه برق پالایشگاه امکانپذیر نمیباشد، با اینحال اطلاعات کلی تجهیزات مورد استفاده مختصرا شرح داده میشود: خط انتقال 132 کیلو ولت مورد استفاده در شبکه برق پالایشگاه دارای مشخصات به شرح ذیل میباشد: دو ترانسفورماتور اصلی سایت دارای ظرفیت 155 مگا ولت آمپر با نوع سیم پیچی YNd11 هستند، که نقطه خنثی آنها مستقیما به زمین وصل میشود. ترانسها مجهز به تپ چنجر 3OLTC هستند، که دارای ده پله مثبت و ده پله منفی هرکدام به میزان %1 میباشند. جهت محدود کردن جریان خطا طرف ثانویه ترانسهای اصلی از طریق یک ترانس زیگزاگ 200 آمپری زمین شدهاند. کلیه ترانسهای دیگر پروژه ازنوع Dyn11 هستند که دارای تپ جنچر به میزان 2×2.5% میباشند.
همچنین کلیه کابلهای پروژه با سطوح ولتاژ 6، 11، 33 و 132 کیلو ولت و تابلوهای برق و کلیدهای قابل قطع زیر بار نیز مطابق دیاگرام کلی پالایشگاه در نرم افزار مدل شدهاند. کلیه موتورهای 6 و 11 کیلو ولت نیز بهصورت انفرادی مدل شدهاند و مشخصات آنها از قبیل توان نامی، توان مکانیکی، تعداد قطبها، دیماند فاکتور، ضریب قدرت، بازده و پروفایل باری که به آنها وصل است بطور کامل در مدل آورده شدهاند. علاوه بر اینها، چهار عدد دیزل ژنراتور با توان 3300 کیلو ولت آمپر و ضریب توان 0/8 جهت تامین بارهای اضطراری مدل میشوند. همچنین بارهای استاتیکی از جمله تابلوهای روشنایی، هیترها و ... در نرم افزار مدل شدهاند.
در تحلیل و بررسی عملکرد راهاندازی موتورها چنانچه بدترین شرایط راهاندازی درنظر گرفته شود، دیگر حالتهای راهاندازی نیز مورد پوشش قرار خواهند گرفت، بدترین حالت راهاندازی به این شرح است: مطابق شکل 1 چنانچه یکی از ترانسها از مدار خارج شود و به تبع آن کلید پایین دست مربوطه باز شود و کلید کوپلاژ - T2 - بسته شود، بدترین شرایط برای راهاندازی موتور اتفاق میافتد. لذا در تحلیلها و نتایج بهدست آمده این شرایط در نظر گرفته خواهد شد.
-3-2 مشخصات الکتریکی موتورهای مورد مطالعه
باتوجه به وجود تعداد زیاد موتورهای القائی در پالایشگاه، دو نمونه از بزرگترین موتورها طبق جدول 1 مورد مطالعه قرار میگیرد و نتایج آنها بیان و مقایسه میشود. بر اساس استاندارد IEC60364-5-52 ، Annex G ماکزیم افت ولتاژ در طول راهاندازی برابر 15 درصد در نظر گرفته میشود. با توجه به اینکه کلیه موتورها در نرم افزار شبیه سازی شدهاند، این قابلیت وجود دارد که مطالعه راهاندازی برای کلیه موتورها انجام گیرد.
-2-3-2 راهاندازی موتور دوم - کمپرسور - 132KM 101A
مطابق شکل 3 موتور این کمپرسور توسط یک ترانس اختصاصی با توان 10 مگا ولت آمپر و نسبت تبدیل 33/5 به 6 کیلو ولت به شبکه بالا دست وصل شده است. مطابق شکل 3 پمپ مذکور از یک باس 6 کیلو ولتی تغذیه میشود. که باس 6 کیلو ولت مذکور چندین موتور دیگر را هم تغذیه میکند. چندین سناریو مختلف برای کارکرد موتور اشاره شده میتوان در نظر گرفت، از جمله اینکه بارهای دیگر متصل به باس خاموش و موتور 132 KM 101 A راهاندازی گردد. که این حالت بهترین شرایط راهاندازی برای موتور میباشد.
بدترین حالت شرایط راهاندازی موتور این است که کلیه بارها در سرویس باشند و این موتور راهاندازی شود. لازم به ذکر است که موتور فوق بهصورت یدکی میباشند بدین صورت که از دو موتور 132 KM 101 A و 132 KM 101B فقط یکی از آنها در مدار میباشد و دیگری رزرو محسوب میشود. به همین منوال فقط یکی از موتورهای 132 KM 101 C و 132 KM 101 D در مدار هستند. در اینجا بدترین شرایط راهاندازی تحلیل میشود که در این صورت کلیه سناریوهای دیگر پوشش داده خواهد شد. در ابتدا تپ ترانسفورماتورها روی عدد صفر قرار داده میشود و ترانسفورماتور 6TR1314 از مدار خارج وکلیه بارها از طریق ترانسفورماتور 6TR1313 تغذیه میشوند. - کلید شماره 2 باز و کلید کوپلاژ شماره 3 بسته است - . همچنین کابل تغذیه کننده موتور 3X120mm به طول 400 متر میباشد.
