بخشی از مقاله
خلاصه
با توجه به اهمیت موضوع تشخیص فاز مشترک فشار ضعیف که گزینه ی بسیار مهمی در بهره برداری، تعمیرات، رفع خاموشی اتفاقات در شبکه های توزیع می باشد، و مشکلاتی که سر راه تشخیص و مزایای استفاده از آن مورد بررسی قرار گرفته و دستگاهی پیشنهاد می گردد تا در جهت سهولت کار و عدم وجود خطا مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله سعی براین بوده که از روشی نوین جهت برداشت و بروز رسانی اطلاعات مشترکین و نحوه تشخیص فاز مشترک که یکی از مهمترین آیتم های بروزرسانی و در نهایت استفاده مهندسی کاربردی از سامانه GIS شرکت توزیع نیروی برق از جمله تعادل بار، پخش بار، واگذاری انشعاب بصورت کاملا مهندسی شده، پیش بینی رشد بار، ... می باشد استفاده نموده و با ساخت دستگاه موردنظر با کمترین هزینه که در این مقاله به آن اشاره شده گامی جدید در این راستا برداشته شده و وجود آن کمکی به هوشمندسازی شبکه های توزیع البته قسمت ایجاد بستر مخابراتی به کمک It با کمترین هزینه کمک شایانی نماید. [1]
.1 مقدمه
امروزه با پیشرفت روز افزون علم الکترونیک و دیجیتال استفاده از میکروکنترلر ها در ساخت تجهیزات الکترونیکی نظیر تجهیزات هوشمند شبکه های توزیع با رشد بسیار بالایی همراه بوده است. و استفاده از سنسورهای پیشرفته با کنترلرها در راستای هوشمند سازی شبکه های توزیع در زمینه طراحی و تولید میکروکنترلرها شرکت های زیادی اقدام نموده اند که با توجه به کاربردآنها 8 - بیتی، 16 بیتی، پایه های متفاوت با کارایی خاص، میزان rom,ram داخلی متغیر، حسگرهای داخلی موجود، ... - فقط در استفاده از میکروکنترلرها در شرایط صنعتی - خصوصا استفاده ای که ما نمودیم - باید روش های کاهش نویز را موردنظر داشته باشیم و در طراحی از قطعات و برد و مداراتی که باعث کاهش و یا حذف نویز می گردد استفاده نماییم. [2]
با توجه به اینکه سامانه GIS چند سالی در شرکت توزیع نیروی برق مازندران راه اندازی و در حال استفاده می باشد، و مهمترین عامل زنده بودن نرم افزار و استفاده مهندسی و کاربردی از آن بروزرسانی بانک اطلاعاتی می باشد. و مهمترین گزینه جهت بروزرسانی آیتم مربوط به مشترکین می باشد. که از این گزینه می توان در موارد پخش بار ، افزایش کیفیت توان شبکه، جابه جایی گشتاور بار و نحوه اتصال کابل سرویس مشترک به فازهای خروجی فیدرهای فشار ضعیف می باشد.
با توجه به طراحی همکاران شرکت توزیع نیروی برق مازندران درنظر گرفته شده است این دستگاه بصورتی باشد که قابل ارتقاء و استفاده به عنوان هوشمند سازی شبکه را دارا باشد. البته لازم به ذکر است که دستگاهی مشابه آنچه که گفته شده در شرکت توزیع استان اردبیل نیز ساخته شده و مورد استفاده قرار گرفته شده است و دستگاه توزیع نیروی برق مازندران که نمونه آزمایشگاهی آن ساخته شده در حجمی کوچکتر و هزینه ای پایین تر طراحی و ساخته شده است.
.2 ارائه روش
تشخیص اینکه مشترک به کدام فاز خروجی فیدر فشارضعیف متصل است با توجه به شرایط زیر بسیار دشوار می باشد:
-1-2 کابل سرویس های بلندی که دورتادور پایه فشار ضعیف پیچیده شده اند.
-2-2 کابل های خروجی تابلو فشار ضعیف به شبکه که قدیمی بوده و رنگ روی آن نامشخص می باشد.
-3-3 وجود داشتن خطای چشم در پایه هایی که تعداد کابل سرویس آنها زیاد می باشند.
-4-3 نیاز به بالابر برای تشخیص برخی از کابل سرویس ها که دسترسی و دید میدانی کم می باشد.
-5-3 در شهرهایی که خطوط توزیع زمینی بوده و از روی رنگ کابل قابل تشخیص نمی باشند.
-6-3 خطوط توزیع نیروی برقی که از کابل های زمینی متعدد و پیچیده استفاده می کنند. که این موارد بیشتر در شهرهای پرجمعیت و نقاطی مانند اماکن پر عبور و مرور مثلا مراکز خرید و ... دیده می شود. این موانعی که در برداشت اطلاعات و بروز رسانی وجود داشت و با توجه به اینکه روش کار دستگاه تشخیص فاز فشار ضعیف در بازار به این صورت می باشد که باید هر سه فاز به آن اتصال پیدا کند تا بتواند RST را مشخص نماید که این کار عملا در منازل مشترکین تک فاز قابل استفاده نمی باشد، در ادامه یکی ازمعضلات بزرگ در شبکه های نامتعادل توزیع مشخص نبودن نوع فازR ،Sو Tدر محل مصرف کننده های تکفاز برای قرار گرفتن روی فاز مشخص می باشد که عواقب زیادی از قبیل افزایش تلفات، افزایش افت ولتاژ شبکه، کاهش ایمنی وحفاظت سیستم، نامتعادل شدن ولتاژ مشترکین و تولید مولفه های صفر و منفی و به طور کلی با عث کاهش کیفیت توان شبکه می گردد.
در کنار این عوامل می توان به جابجایی نقطه خنثی و نامتعادل شدن ولتاژ سیستم در هنگام قطع شدن سیم نول اشاره کرد. عدم تعادل ولتاژ اثرات سویی روی ترانسفورماتورها، موتورها و .. نیز دارد. که همه ی موارد همگی با هم با عث گردیده این امور بر آن شود تا با ساخت دستگاهی که در ادامه به شرح آن می پردازیم این مشکل را مرتفع نماید. فناوری انتقال اطلاعات از طریق خطوط برق، به مصرف کننده نهایی، یکی از فناوری های رو به رشد درخیلی از کشورهای پیشرفته ی جهان است. بسیاری از کشورهای در حال توسعه نیز، برای استفاده و به کارگیری این فناوری در سطح شبکه ی برق مطالعاتی انجام داده و بعضی از آن ها به نصب آن پرداخته اند . در این روش اطلاعاتی را که می خواهیم ارسال کنیم ابتدا تبدیل به فرکانس کرده و سپس مدولاسیون و ارسال می کنیم.
بدین طریق به دو فرکانس یکی برای سطح منطقی صفر و دیگری برای سطح منطقی یک نیاز خواهد بود.این روش - استفاده از دو فرکانس مختلف - باعث می شود که نویز شدیدی که روی خطوط برق وجود دارد در مدار تاثیر کمی بگذارد. در این سیستم ابتدا اطلاعات بصورت فرکانس مدوله شده و سپس در هنگامی که ولتاژ برق از صفر عبور می کند - Zyro Crossing - ؛اطلاعات ارسال می گردد. پس در اینمقاله ، ابتدا به معرّفی و کلیات فنی این فناوری و سپس به معرفی دستگاهی برای تشخیص نوع فاز در منزل مشترک ، مزایا، کاربردها و مشکلات پرداخته می شود.
.3 مقایسه روش های قدیم و روش پیشنهادی
روشهای سنتی برای تشخیص نوع فازمشترک: -1-3 قطع برق از تابلوهای توزیع بصورت تکفاز: در این روش فیوزچاقوی روی فاز Rاز داخل کلید برداشته شده و مشترکین خاموش شده در طول خط مشاهده میشوند وبه همین صورت برای فاز بعدی. با توجه به عیوب زیر روش فوق مقرون به صرفه نیست: -2-3 نیاز به نیروهای فنی بیشتر در محل کار زمان زیادی برای تشخیص مشترکین خاموش شده لازم است،حتی زمان قطع برق با درب بسته منازل مشترک هم مواجه شده که نیاز به مراجعه مجدد وقطع برق مجدد می باشد.
-3-3 افزایش نارضایتی مشترکین از اعمال خاموشی -4-3 بروز عیب برای مشترکین سه فاز
-5-3 هزینه بالا ناشی از انرژی توزیع نشده بابرنامه به مشترک: در بررسی کوتاه اگر هر مشترک زمان قطع برق10 آمپربارمصرف کند وتشخیص فاز برای هر مشترک10دقیقه به طول انجامد حدودا 0,35کیلوات ساعت خاموشی سهمیه برای هر مشترک خواهد بود.
-6-3 روش مشترک شماری از بالای پایه های فشارضعیف: دراین روش نیروهای فنی با صعود از بالای تیر نسبت به جداسازی کابل سرویس مشترکین تکفاز اقدام میکنند. اما این روش هم بدلیل مشکلات فراوان زیر مقرون به صرفه نمی باشد:
-7-3 نیاز به نیرو های فنی زیاد برای صعود به پایه ها
-8-3 درصداشتباه تشخیص فاز بعلت خطای دید زیاداست.
-9-3 مشخص کردن فاز هایR ،Sو Tمربوط به برخی کابلهای خروجی تابلوهای توزیع بعلت ازبین رفتن رنگ بندی کابلها میسر نیست ونمیتوان تشخیص دادمشترکین از کدام فاز تغذیه می شوند.
-10-3 مقرون به صرفه اقتصادی نبودن با توجه به روشهای قدیم که اکثرا هم پرهزینه ودقت پایین داشتن روش انتقال اطلاعات از طریق خطوط برق برای تشخیص نوع فاز بسیار دقیقتر و کم هزینه میباشد.که در ادامه به مزایا وکاربرد ان اشاره می کنیم.
.4 مزایای روش پیشنهادی
-1-4 مورد استفاده برای همکاران مشترکین:
باطراحی وساخت دستگاه plc برای تشخیص نوع فازمصرف کننده، همکاران مشترکین زمان نصب انشعابات جدید اطلاعات بیشتری ازوضعیت شبکه موجود وهمچنین متعادل یا عدم تعادل بار داشته وراحتتر میتوانند جهت نصب انشعابات اقدام نمایند.
