بخشی از مقاله
کاربرد هادي هاي پرظرفيت (HTLS) در کاهش تلفات شبکه برق منطقه اي غرب
چکيده
در اين مقاله استفاده از هادي هاي پرظرفيت به عنـوان يـک روش موثر جهت کاهش تلفات شـبکه بـرق منطقـه اي غـرب مورد بررسي قرار گرفته است . بدين منظور شبکه مذکور بطور دقيق با تمامي المانها و اجزا در نرم افزار DIgSILENT شـبيه سازي و ميزان تلفات اين شبکه در پيک بار يک شب تابستاني محاسبه شده است . با بررسي تلفات هر يک از خطوط انتقـال و فوق توزيع ، پرتلفـات تـرين خطـوط در بـار پيـک شناسـايي شدند. در اين خطوط با جايگزيني هادي هاي آن با هادي هاي پرظرفيت که ظرفيت جريان دهـي و حرارتـي بـالاتري دارنـد، تلفات اهمي خطوط به ميزان چشمگيري کاهش يافته که منجر به کاهش تلفات کلي شبکه فوق مي شـود. ارزيـابي اقتصـادي نشان داد که هزينه تعويض هـادي هـاي خطـوط پرتلفـات بـا فروش انرژي حاصل از کاهش تلفـات کلـي شـبکه در مـدت زمان قابل قبولي جبران خواهد شد.
١ - مقدمه
خطوط انتقال و فوق توزيع ضمن ايفاي نقش خود به عنوان ارتباط دهنده و انتقال دهنده توان بين نقاط توليـد و مصـرف ، 1 باعث شکل گيري تلفات در مسير نيز مي گردنـد. اگرچـه ايـن تلفات در طول زمان همواره وجود دارد اما از آنجا کـه برنامـه ريزي توسعه و توليد نيروگاه ها بـر مبنـاي نيـاز سـاعت پيـک تنظيم مي گردد، اهميت اين تلفات در ساعات پيک از اهميـت بيشتري برخوردار است . در حال حاضر کاهش تلفات در کليه سطوح شبکه ي برق در بالاترين اولويت سياست گـذاري هـاي وزارت نيرو و شرکت هاي تابعه رسيده است . بنابراين کـاهش اين تلفات با در نظر گرفتن صـرفه ي اقتصـادي ، مـي توانـد از جمله فعاليت هاي موثر در شبکه باشد.
در شبکه ي انتقال و فوق توزيع با وضـعيت مـداري آن ، دو راهکار اساسي براي کاهش تلفات (و همچنين افزايش ظرفيت انتقالي شبکه ) وجود دارد[٣-١]:
١- احداث خطوط جديد انتقال نيرو.
٢- جايگزيني هادي با هادي هاي با سطح مقطع بالاتر.
احــداث خطــوط هــوايي جديــد انتقــال نيــرو در اطــراف شهرهاي بزرگ ، به دليـل قيمـت بـالاي زمـين ، وجـود موانـع شهري و صنايع در مسير خط مانند جاده هاي اصـلي ، خطـوط راه آهن ، خطوط لوله نفت ، گاز و حريم هاي اختصاصـي آنهـا، بسيار مشکل و گاهي غيـرممکن اسـت . در مـوارد جـايگزيني هادي موجود با هادي هاي ديگر با سطح مقطع بالاتر بـه دليـل افزايش محسوس وزن هادي نياز به تغيير و تقويت برج هـا يـا فوندانسيون آنها و دکل هاي انتقال برق بوده و از نظر اقتصادي پرهزينه است . يکي از راه هاي جديد افـزايش ظرفيـت انتقـالي در شـرايط بدون نياز به تغيير و تقويت برج ها و دکل ها و بـدون نيـاز بـه احداث خط جديد، استفاده از هادي هاي پرظرفيت آلومينيومي است که به HTLS1 شهرت دارند[٥-٤].
٢- هادي هاي پرظرفيت آلومينيومي (HTLS)
اين نوع هادي ها بـه شـش دسـته ACSS.TW،TACSR ، TACIR،GTACSR ،ACCR و ACCC تقسيم مي شوند[٦].
در اين پژوهش هدف گذاري و اصلاح ميزان تلفات در شـبکه ي فوق توزيع به عنوان اولويت اول قرار گرفـت و بـا بررسـي هاي انجام شـده مشـخص گرديـد کـه هـادي مناسـب بـراي جايگزيني هادي هاي خطوط پرتلفات شبکه فـوق توزيـع بـرق منطقه اي غرب ، نوع ACSS.TW بـراي جـايگزيني اسـتخراج گرديد.
اين نوع هادي در سال ١٩٧١ در IEEE توصيف شده است و خصوصيات آن بررسي گرديده است و بيش از پانزده سـال است که استانداردهاي ASTM بـراي ايـن نـوع هـادي مـورد استفاده قرار مـي گيـرد[٨-٧]. هـادي ACSS.TW در دماهـاي بالاتري نسبت به ACSR به کار گرفته مي شود و ظرفيت حمل جريان بالاتري دارد. با اين وجود ميزان sag در اين نوع هادي ACSR کمتر است و همچنين روش ساخت آن نيـز نسبت به مشکل نيست . کاربرد و جايگزيني هادي ACSS.TW به جاي ACSR نيازي به طراحي خطوط انتقال ندارد. مقاومت ايـن هادي ٠.١٤١٨٤ اهم بر کيلومتر مي باشد [٩].
اين نوع هادي از رشته سيم هاي دايره اي شکل و ذوزنقه اي شکل به هم تابيده آلومينيوم آنيل شده که بـه دور يـک هسـته فولادي با استحکام بسيار بـالا تابيـده شـده ، تشـکيل گرديـده است . نماي شـماتيکي هـادي ACSS.TW در شـکل ١ نشـان داده شده است [٩].
شکل ١ : نماي شماتيکي هادي ACSS.TW
٣- شبکه برق منطقه اي غرب [١٠]
شبکه برق منطقه اي غرب شـامل ١٧٧ بـاس مـي باشـد کـه مسئوليت توليـد و انتقـال تـوان را در اسـتان هـاي کرمانشـاه ، کردستان و ايلام بر عهده دارد. قدرت نامي توليد توان در ايـن شبکه تا پايان سال ١٣٨٨، ١٢٧٦ مگاوات بـوده کـه ٣ درصـد توان توليد شده در کشور را تشکيل مي دهد.
شبکه برق منطقه اي غرب توسط دوازده خط با شـبکه هـاي برق منطقه اي آذربايجان ، خوزستان ، باختر و شبکه برق کشـور عراق ارتباط دارد. ايـن شـبکه در سـطوح انتقـال ٢٣٠ و ٤٠٠ کيلوولت و سطح فوق توزيع ١٣٢ و ٦٣ کيلوولتي به جابجايي انرژي توليد شده در نواحي تحت پوشـش مـي پـردازد. تعـداد خطوط انتقال و فوق توزيع اين شبکه مطـابق جـدول ١ و هـم چنين تعداد ترانسفورماتورهاي به کار گرفته شـده در خطـوط انتقال و فوق توزيع در جدول ٢ ارائه شده است .
٤- نتايج بدست آمده از پخش بار شبکه برق منطقـه اي غرب با استفاده از نرم افزار DIgSILENT
با پياده سازي دقيق شبکه برق منطقه اي غـرب در نـرم افـزار DIgSILENT و وارد کردن اطلاعات بار و واحدهاي توليـدي براي بار پيک در تاريخ ١٣٨٩.٠٥.١٨، نتايج پخش بار به شرح زير در جدول شماره ٣ مي باشد.
پس از محاسبه پخش بار شبکه ، با استخراج جريان عبـوري هر يک از خطوط شبکه مذکور در بار پيک توسـط نـرم افـزار
DIgSILENT و محاسبه تلفات اهمي و تلفات بر کيلومتر هـر خط ، پرتلفات ترين خطوط شبکه شناسايي شدند. مشخصـات
اين خطوط در جدول ٤ آمده است .
٥- جايگزيني هادي هاي خطوط پرتلفات شـبکه بـرق منطقه اي غرب با هادي هاي پر ظرفيت
تغييرات بار در طول شـبانه روز بـا مـدل سـه حالتـه پيـک ، متوسط و سبک مدل سازي گرديد. در هر رژيم بـا وارد کـردن اطلاعــات دقيــق بــار شــبکه در نــرم افــزار DIgSILENT و محاسبات پخش بار ميزان تلفات شبکه نتيجه گيري گرديد. هم چنين با تعويض هادي هاي هر کدام از خطوط پرتلفـات ، ميـزان تلفات کاهش يافته شبکه (که ناشي از کاهش تلفات اهمي در اين خطوط مي باشد) در هر رژيم بار از محاسبات پخش بار حاصـل گرديد. نتايج اين محاسبات در جداول ٥ و ٦ آمده است .
در مدل در نظر گرفته شده براي سه حالت بار شـبکه و بـر اساس اطلاعات دريافتي از دفتر مديريت مصرف بـرق منطقـه اي غرب ، در يک شبانه روز ٤ ساعت بار پيک ، ٨ سـاعت بـار متوسط و ١٢ ساعت بار سبک در نظر گرفته شده است . به اين ترتيب کاهش تلفات انرژي شبکه در يک شبانه روز بر حسـب کيلو وات ساعت مطابق جدول ٧ مي باشـد. بـا اعمـال قيمـت ٦٤٠ ريال به طور متوسط براي هر کيلـو وات سـاعت انـرژي الکتريکي ، سود حاصل از فـروش انـرژي الکتريکـي در يـک شبانه روز، با کاهش تلفات ناشي از تعويض هادي هاي خطوط مذکور در شبکه مطابق جدول ٨ مي باشد.
