بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله استفاده از هاديهاي پرظرفیت به عنوان یک روش موثر جهت کاهش تلفات شبکه برق منطقهاي غرب مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور شبکه مذکور بطور دقیق با تمامی المانها و اجزا در نرم افزار DIgSILENT شبیه سازي و میزان تلفات این شبکه در پیک بار یک شب تابستانی محاسبه شده است.
با بررسی تلفات هر یک از خطوط انتقال و فوقتوزیع، پرتلفاتترین خطوط در بار پیک شناسایی شدند. در این خطوط با جایگزینی هادي هاي آن با هاديهاي پرظرفیت که ظرفیت جریاندهی و حرارتی بالاتري دارند، تلفات اهمی خطوط به میزان چشمگیري کاهش یافته که منجر به کاهش تلفات کلی شبکه فوق میشود. ارزیابی اقتصادي نشان داد که هزینه تعویض هاديهاي خطوط پرتلفات با فروش انرژي حاصل از کاهش تلفات کلی شبکه در مدت زمان قابل قبولی جبران خواهد شد.
- 1 مقدمه
خطوط انتقال و فوقتوزیع ضمن ایفاي نقش خود به عنوان ارتباط دهنده و انتقال دهنده توان بین نقاط تولید و مصرف، باعث شکلگیري تلفات در مسیر نیز میگردند. اگرچه این تلفات در طول زمان همواره وجود دارد اما از آنجا که برنامه ریزي توسعه و تولید نیروگاهها بر مبناي نیاز ساعت پیک تنظیم میگردد، اهمیت این تلفات در ساعات پیک از اهمیت بیشتري برخوردار است. در حال حاضر کاهش تلفات در کلیه سطوح شبکهي برق در بالاترین اولویت سیاستگذاريهاي وزارت نیرو و شرکتهاي تابعه رسیده است. بنابراین کاهش این تلفات با در نظر گرفتن صرفهي اقتصادي، میتواند از جمله فعالیتهاي موثر در شبکه باشد.
در شبکهي انتقال و فوق توزیع با وضعیت مداري آن، دو راهکار اساسی براي کاهش تلفات - و همچنین افزایش ظرفیت انتقالی شبکه - وجود دارد
-1 احداث خطوط جدید انتقال نیرو.
-2 جایگزینی هادي با هاديهاي با سطح مقطع بالاتر.
احداث خطوط هوایی جدید انتقال نیرو در اطراف شهرهاي بزرگ، به دلیل قیمت بالاي زمین، وجود موانع شهري و صنایع در مسیر خط مانند جادههاي اصلی، خطوط راهآهن، خطوط لوله نفت، گاز و حریمهاي اختصاصی آنها، بسیار مشکل و گاهی غیرممکن است. در موارد جایگزینی هادي موجود با هاديهاي دیگر با سطح مقطع بالاتر به دلیل افزایش محسوس وزن هادي نیاز به تغییر و تقویت برجها یا فوندانسیون آنها و دکلهاي انتقال برق بوده و از نظر اقتصادي پرهزینه است.
یکی از راههاي جدید افزایش ظرفیت انتقالی در شرایط بدون نیاز به تغییر و تقویت برجها و دکلها و بدون نیاز به احداث خط جدید، استفاده از هاديهاي پرظرفیت آلومینیومی است که به HTLS1 شهرت دارند.[4-5]
-2 هاديهاي پرظرفیت آلومینیومی - HTLS -
این نوع هاديها به شش دسته ACSS/TW، TACSR، TACIR، GTACSR، ACCR و ACCC تقسیم میشوند.[6]
در این پژوهش هدفگذاري و اصلاح میزان تلفات در شبکه ي فوقتوزیع به عنوان اولویت اول قرار گرفت و با بررسی هاي انجام شده مشخص گردید که هادي مناسب براي جایگزینی هاديهاي خطوط پرتلفات شبکه فوقتوزیع برق منطقهاي غرب، نوع ACSS/TW براي جایگزینی استخراج گردید.
این نوع هادي در سال 1971 در IEEE توصیف شده است و خصوصیات آن بررسی گردیده است و بیش از پانزده سال است که استانداردهاي ASTM براي این نوع هادي مورد استفاده قرار می گیرد.[7-8] هادي ACSS/TW در دماهاي بالاتري نسبت به ACSR به کار گرفته میشود و ظرفیت حمل جریان بالاتري دارد. با این وجود میزان sag در این نوع هادي نسبت به ACSR کمتر است و همچنین روش ساخت آن نیز مشکل نیست. کاربرد و جایگزینی هادي ACSS/TW به جاي ACSR نیازي به طراحی خطوط انتقال ندارد. مقاومت این هادي 0/14184 اهم بر کیلومتر میباشد .[
این نوع هادي از رشته سیمهاي دایرهاي شکل و ذوزنقهاي شکل به هم تابیده آلومینیوم آنیل شده که به دور یک هسته فولادي با استحکام بسیار بالا تابیده شده، تشکیل گردیده است. نماي شماتیکی هادي ACSS/TW در شکل 1 نشان داده شده است
شکل : 1 نماي شماتیکی هادي ACSS/TW
-3 شبکه برق منطقهاي غرب
شبکه برق منطقهاي غرب شامل 177 باس میباشد که مسئولیت تولید و انتقال توان را در استانهاي کرمانشاه، کردستان و ایلام بر عهده دارد. قدرت نامی تولید توان در این شبکه تا پایان سال 1388، 1276 مگاوات بوده که 3 درصد توان تولید شده در کشور را تشکیل میدهد.
شبکه برق منطقهاي غرب توسط دوازده خط با شبکههاي برق منطقهاي آذربایجان، خوزستان، باختر و شبکه برق کشور عراق ارتباط دارد. این شبکه در سطوح انتقال 230 و 400 کیلوولت و سطح فوق توزیع 132 و 63 کیلوولتی به جابجایی انرژي تولید شده در نواحی تحت پوشش میپردازد. تعداد خطوط انتقال و فوقتوزیع این شبکه مطابق جدول 1 و هم چنین تعداد ترانسفورماتورهاي به کار گرفته شده در خطوط انتقال و فوقتوزیع در جدول 2 ارائه شده است.
جدول: 1 تعداد خطوط انتقال و فوق توزیع شبکه برق منطقهاي غرب
جدول: 2 تعداد ترانسفورماتور هاي انتقال و فوقتوزیع شبکه برق منطقه اي غرب
-4 نتایج بدست آمده از پخش بار شبکه برق منطقه اي غرب با استفاده از نرمافزار DIgSILENT با پیادهسازي دقیق شبکه برق منطقهاي غرب در نرمافزار DIgSILENT و وارد کردن اطلاعات بار و واحدهاي تولیدي براي بار پیک در تاریخ 1389/05/18، نتایج پخش بار به شرح زیر در جدول شماره 3 میباشد.
جدول : 3 نتایج پخش بار شبکه برق منطقهاي غرب در بار پیک با استفاده از نرمافزار DIgSILENT پس از محاسبه پخش بار شبکه، با استخراج جریان عبوري هر یک از خطوط شبکه مذکور در بار پیک توسط نرم افزار DIgSILENT و محاسبه تلفات اهمی و تلفات بر کیلومتر هر خط، پرتلفاتترین خطوط شبکه شناسایی شدند. مشخصات
این خطوط در جدول 4 آمده است.
-5 جایگزینی هاديهاي خطوط پرتلفات شبکه برق منطقه اي غرب با هاديهاي پر ظرفیت تغییرات بار در طول شبانهروز با مدل سه حالته پیک، متوسط و سبک مدلسازي گردید. در هر رژیم با وارد کردن اطلاعات دقیق بار شبکه در نرمافزار DIgSILENT و محاسبات پخش بار میزان تلفات شبکه نتیجهگیري گردید. هم چنین با تعویض هاديهاي هر کدام از خطوط پرتلفات، میزان تلفات کاهش یافته شبکه - که ناشی از کاهش تلفات اهمی در این خطوط می باشد - در هر رژیم بار از محاسبات پخش بار حاصل گردید. نتایج این محاسبات در جداول 5 و 6 آمده است.
در مدل در نظر گرفته شده براي سه حالت بار شبکه و بر اساس اطلاعات دریافتی از دفتر مدیریت مصرف برق منطقه اي غرب، در یک شبانهروز 4 ساعت بار پیک، 8 ساعت بار متوسط و 12 ساعت بار سبک در نظر گرفته شده است. به این ترتیب کاهش تلفات انرژي شبکه در یک شبانهروز بر حسب کیلو وات ساعت مطابق جدول 7 میباشد. با اعمال قیمت 640 ریال به طور متوسط براي هر کیلو وات ساعت انرژي الکتریکی، سود حاصل از فروش انرژي الکتریکی در یک شبانهروز، با کاهش تلفات ناشی از تعویض هاديهاي خطوط مذکور در شبکه مطابق جدول 8 میباشد.
