بخشی از مقاله
چکیده
با گسترش شبکه توزیع و بالا رفتن سطح توقع مصرف کننده ها برای افزایش قابلیت اطمینان برق مصرفی؛ بحث بهبود کیفیت شاخص های شبکه های برق مطرح می گردد. سیستم توزیع به دلیل اینکه نزدیک ترین حلقه به مصرف کننده و نقطه تعامل صنعت برق با مشترکین است از اهمیت زیادی برخوردار است و بایستی از عملکرد رضایت بخشی برخوردار باشد. همچنین انتظار می رود به منظور بهبود عملکرد ، فن آوری های نوین در سال های آینده مورد توجه بیشتری قرار گیرد.
شبکه های توزیع انرژی الکتریکی، پیشانی صنعت برق می باشد و اشکالات سیستم توزیع در این صنعت، از دید مصرف کنندگان، مشکل کلیه صنعت برق قلمداد می شود. رشد روزافزون بار مصرفی، عدم پیش بینی صحیح توسعه شبکه و عدم استفاده از فن آوری های جدید، همواره مشکلاتی را در سیستم توزیع انرژی الکتریکی به همراه داشته است. با استفاده از فناوریهای نوین می توان بخشی از این اشکالات را کاهش داد. سیستم اطلاعات مکانی بواسطه تحلیل داده ها می تواند در حل برخی از اشکالات موجود در شبکه توزیع موثر باشد.
در این مقاله نشان داده شده است که با استفاده از سیستم اطلاعات مکانی می توان به سرعت و دقت مکان های دارای افت ولتاژ را شناسایی کرد. در این مقاله به چهار نمونه از کاربرد GIS در شبکه های توزیع برق پرداخته شده است. تعیین فیدرهای با طول بیشتر از 250 متر، تعیین تعداد مشترکان تغذیه شده توسط هر پست توزیع برق و مشخص کردن محدوده جغرافیایی تغذیه شده توسط هر پست برق و اولویت بندی مناطق نیازمند به خازن گذاری با استفاده از این سیستم انجام شده است. همچنین خروجی اطلاعات سیستم اطلاعات مکانی را می توان به نرم افزار Digsilent جهت تحلیل شبکه انتقال داد.
مقدمه
یکی از مشکلات قابل توجه در شبکههای توزیع مسئله نامناسب بودن پروفیل ولتاژ میباشد. به اینکه ولتاژ یکی از مهمترین معیارها از نقطه نظر کیفیت توان در ارائه خدمات توسط شرکتهای برق میباشد، بنابراین در سالهای اخیر در شبکههای توزیع، توجه زیادی به بررسی پروفیل ولتاژ صورت گرفته است .
مسئله مهم دیگر در شبکههای توزیع، نامتعادلی ولتاژ میباشد. اگرچه ولتاژی که در شبکه انتقال در ترمینال ترانس ها وجود دارد،کاملاً متعادل است، ولی در سطح شبکههای توزیع، به دلیل وجود بارهای تکفاز و نیز یکسان نبودن امپدانس خطوط و توان، ولتاژ به صورت نامتعادل در میآید. چنانچه نامتعادلی از یک حد استاندارد بالا باشد، در این صورت علاوه بر افزایش تلفات سیستم، میتواند تأثیرات سوئی را در بارها داشته باشد. از جمله بارهایی که نامتعادلی ولتاژ تأثیرات جدی بر روی آنها میگذارد، بارهای موتوری میباشند.
اگرچه در طراحی این موتورها وجود کمی نامتعادلی ولتاژ پیشبینی میگردد، اما چنانچه نامتعادلی از حدی بالاتر رود، باعث ایجاد جریانهای نامتعادل خواهد شد که سطح نامتعادل آنها چند برابر نامتعادلی ولتاژ میباشد. این جریانهای نامتعادل سبب گرم شدن بیش از حد سیمپیچیهای استاتور و روتور این موتورها گشته و در نتیجه سبب عملکرد سیستمهای حفاظتی در آنها میگردد. از جمله بارهای دیگری که تحت تأثیر نامتعادلی ولتاژ قرار میگیرند، سیستمهای درایو سرعت متغیر میباشند. نامتعادلی ولتاژ در این سیستمها سبب بروز مشکلات هارمونیکی میگردد .
علاوه بر عوامل عمده دخیل در مشکلات شبکه های توزیع، افت ولتاژ در شبکه های توزیع رابطه ای مستقیم با نکات زیر دارد:
-1 فرسودگی و پیری شبکه ها
-2 طولانی بودن شبکه های توزیع
-3 نبود جبران کننده های توان راکتیو
-4 مناسب نبودن محل نصب ترانس های توزیع: این عامل را می توان از عواملی دانست که ادارات دیگر از جمله شهرداریها در آن مؤثر هستند به طوری که می دانیم ترانس باید تا حدامکان در مرکز ثقل بار - مصرف کنندگان - قرار بگیرد تا طول شبکه های توزیع را کاهش دهد که این عامل، واحد طرح و مهندسی را به جستجوی بیشتر و به دست آوردن اطلاعات کافی در نحوه گسترش شهر و در نهایت به تراکم محل برای ارایه طرح مناسب و نصب ترانس دعوت می کند - مؤثر بودن شهرداریها به این دلیل است که اطلاعات ثابتی را برای تراکم یک محل یا نحوه گسترش آن محل در اختیار ندارند و یا در صورت داشتن اطلاعات، آنها را در اختیار نمی گذارند. -
یکی از مشکلات رایج بخش توزیع ضعف ولتاژ در این شبکه ها می باشد که هیچ نشانی بهتر از وجود تعداد ترانس های تقویت کننده ولتاژ در داخل منازل و یا سایر اماکن مصرف نمی تواند معرف این مشکل بزرگ در بخش توزیع باشد. به جرأت می توان گفت که در سطح شرکتهای توزیع برق کشور هیچ شرکتی وجود ندارد که بتواند قاطعانه ادعا نماید که ولتاژ و انرژی تحویلی آنها به مشترکینکلاً، در سطح استاندارد می باشد و مصرف کننده ای ندارد که به دلیل افت ولتاژ از ترانس های تقویتی استفاده کند.
ازطرفی دیگر با توجه به اینکه کاهش زیاد ولتاژ، باعث فروپاشی در شبکه می باشد و این حالت ناپایداری بار و ولتاژ را به دنبال خواهد داشت و همچنین تغییرات ولتاژ مقدار اسمی یا مقدار ذکر شده بر روی پلاک مشخصات وسائل، مشخصه عملکرد و میزان آن وسایل را تغییر می دهد که باید برای برطرف کردن تغییرات ولتاژ تمامی سعی خود را انجام دهیم.
با وجود مشکلات شبکه های توزیع، می توانیم با به کارگیری افراد متخصص در این زمینه و تلاش و سرمایه گذاری بیشتر و توجه به پیشنهادات زیر در شبکه های توزیع - که در مدت زمان اندکی این سرمایه ها برگردانده خواهد شد - مشکلات را کاهش و یا حتی برطرف کنیم.
-1 برآورد دقیق خطوط فرسوده و خطوطی که تحمل بارهای مصرفی را ندارند و خارج کردن این خطوط و احداث شبکه های جدید با استانداردهای روز: این پیشنهاد باعث کاهش تلفات انرژی و همچنین بهبود ولتاژ خطوط شده و به تبع آن سود زیادی به شرکتهای توزیع می رساند.
-2 ایجاد تعادل بار تا حدامکان.
-3 نصب جبران کننده های توان راکتیو در طول خطوط با جایابی دقیق.
شرکت توزیع نیروی برق تبریز از نرم افزار Small World که محصول کمپانی General Electric است بهره می برد. همانند دیگر شرکت های توزیع، شرکت توزیع نیروی برق تبریز اقدام به بهبود پروفیل ولتاژ نموده است و در راستای رسیدن به این هدف GIS یکی از ابزارهایی است که می تواند بسیار گره گشا باشد. در ادامه به برخی از توانایی های سیستم اطلاعات مکانی در تعادل بار و پروفیل ولتاژ در قالب نرم افزار Small World خواهیم پرداخت. با توجه به امکان گزارش گیری گسترده ای که نرم افزار Small World در اختیار کاربران قرار می دهد این امکان وجود دارد که گزارش های مختلفی از شبکه توزیع برق فراهم آید. با هدف بهبود پروفیل ولتاژ می توان اهداف گزارش گیری را به این سمت همگرا کرد.
با توجه به اینکه اکثر روشهای معمول در دنیا با شرایط جغرافیایی و آب و هوایی ایران سازگار نبوده و نتایج آنها رضایت بخش نیست، ضرورت تحقیق در این مورد با استفاده از منابع و اطلاعات داخلی و شرایط طبیعی ایران دو چندان می شود.
- Yousefi, 2014 - روشی را برای ارائه مکان مناسب برای توسعه شبکه با استفاده از نقشه های 1:25000 و با استفاده از منطق بولین در سیستم اطلاعات مکانی ارایه کرد. در Igbokwe and - Emengini - با استفاده از سیستم اطلاعات مکانی حوادث متاثر از شبکه های انتقال نیروی برق مورد بحث قرار گرفته است. - Thomas,Helmer - به بررسی بهترین مسیرهای عبور شبکه های برق پرداخته است.
در - manish Khare and Hindustan, 2013 - روش های مورد استفاده برای ایجاد یک دیتابیس در شبکه های توزیع برق پرداخت شده است. از میان مولفه های پخش بار پروفیل ولتاژ بعلت اینکه مستقیما بر رضایت مشترکین تاثیر دارد از اهمیت بالاتری برخوردار می باشد. مفاهیم کیفیت توان نیز بطور مستقیم کیفیت برق را کیفیت ولتاژ تعریف کرده اند.
