بخشی از مقاله
متدولوژي پيشنهادي بمنظور کاهش تلفات فني با رعايت محدوديت هاي عملي
چکيده :
طي سال هاي متمادي اخير واقعيت تلخ و گزنده تلفات روبه تزايد در سيستم توزيع نيروي کشور آنچنان که بايد و شايد مورد توجه واقع نشده بود و اقداماتي که براي کاهش تلفات صورت مي پذيرفت متناسب با ابعـاد وسـيع ايـن فاجعه نبود. اخيرا نيز که طرح ملي کاهش تلفات به تصـويب رسـيده و بـراي آن اعتبـاراتي شـايان توجـه اعـم از بلاعوض يا وام کم بهره منظور شده ، تلاشي بيشتر به پروژه هاي «خريد محور» بجاي پروژه هاي «کار و فعاليت هاي مهندسي محور»معطوف گشته است . طي مقاله حاضر امر کاهش تلفات فني شبکه هاي توزيـع مطلبـي اسـت کـه محور آن کار و فعاليت هاي مهندسي است ، بيشتر شکافته شده و از آنجا که تصور بر اين اسـت کـه شـايد يکـي از دلايل مهم عدم توجه کافي به امر کاهش تلفات فني نبود يک متدولوژي و دستورالعمل مصوب براي آن باشد، لذا متدولوژي مناسبي که در آن جنبه هاي فني تؤام با جنبه هاي اقتصاد مهندسي منظور شده است پيشنهاد گرديـده است . اساس مقاله انتخاب يک منطقه نمونه ، محدوده اي به مساحت حدود ٢٠ هکتار در جنوب شرق تهـران اسـت که در حال حاضر توسط ٤ دستگاه پست زميني ١٢٥٠ کيلوولت آمپر و ٢ دستگاه پست زمينـي ١٠٠٠ کيلوولـت آمپر تغذيه مي گردد، که کليه فعاليت هاي امکان پذير براي کاهش تلفات تـا آنجـا کـه مانعـه الجمـع نباشـند مـورد بررسي و ارزشيابي واقع شده و براي يکايک آنها نسبت مهم منافع به هزينه ( ) محاسبه و تعيين گرديده و آنگاه به فرض آنکه انجام اقدامات از فعاليت هاي واحد هاي بالاتر آغاز و به فعاليـت هـاي داراي پـايين تـر پايـان گردد؛ جدولي که حاوي مبالغ انباشته هزينه و درآمد و مدت بازگشت سرمايه و ... باشد تشکيل مـي گـردد کـه بـا مراجعه به آن مي توان به روش اقتصاد مهندسي به سؤالات مهمي نظير حد يقف يا چگـونگي انتخـاب فعاليتهـا در صورت وجود محدوديت هاي بودجه اي يا سقف مدت بازگشت سرمايه و غيـره پاسـخي علمـي و مـانع کننـده داد.
موارد مزبور طي يک مثال واقعي و کاربردي تشريح و اثبات گرديده است .
کليد واژه :
حد يقف - کاهش تلفات فني - مدت بازگشت سرمايه - نسبت منفعت به هزينه
مقدمه :
خوشبختانه بـرخلاف سـالهاي متمـادي عمـر صـنعت بـرق کشور که طي آن واقعيت تلخ تلفـات رو بـه تزايـد سيسـتم توزيع نيرو چندان مورد توجه نبود، اخيرا طرح ملي کـاهش تلفات انرژي سيستم مزبور به توسط وزارت نيرو مورد توجه و اجرا واقع شده است . در اجراي امر مزبور نيز چهـار محـور مشروح زير براي کاهش تلفات انرژي تعيين و ابلاغ گرديده است :
١- کاهش تلفات فني در شبکه هاي توزيع .
٢- حذف برق هاي غيرمجاز.
٣- اصلاح و کنترل لوازم اندازه گيري .
٤- اصلاح و کاهش شدت روشنايي معابر.
پس از ابـلاغ محورهـاي چهارگانـه فـوق الـذکر، انتظـار مـا دلسوزان صنعت برق که طـي مقـالات مختلـف بـه دفعـات نگراني خـود را ابـراز کـرده بـوديم [٥-١] چنـين بـود کـه مسئولين و دست اندرکاران امر چه در وزارت نيرو و شـرکت توانير و چـه در شـرکت هـاي مسـتقل توزيـع نيـروي بـرق بنحوي متعادل و هماهنگ هر چهار (٤) محور را بـه پـيش ببرند اما در عمل مشاهده مي شود که در رديف (١) چندان مورد استقبال واقع نگرديده و اهتمام اصلي بـر سـه رديـف بعدي متمرکز شده است ، مطلب مذکور چند دليل مي تواند داشته باشد که از جمله دلايل آن يکي پرزحمـت و دردسـر بودن انجام کار و ديگري عدم وجود متدولوژي مدون بـراي آن و سرانجام هزينه بالاي انجـام کـار مـي باشـد. هـدف از نگارش مقاله حاضر، ارائه و پيشنهاد يک متدولوژي مدون و بهينه و کاملا قابل اجرا براي محور شـماره (١) فـوق يعنـي انجام «کاهش تلفات فني در شبکه هاي توزيـع » مـي باشـد.
ضمن مقاله حاضر اقدامات گوناگون امکان پذير براي کاهش تلفات سيستم توزيع نيروي برق و نحوه تعيين ارجحيت هر يک نسبت به ديگري و نيز طريقـه اولويـت بنـدي اقـدامات مزبور بمنظور تعيين حد يقـف بـا رعايـت محـدوديت هـاي مختلف از قبيل محدوديت بودجـه اي يـا محـدوديت زمـان بازگشت سرمايه تشريح خواهد گرديد تا چنانچه مورد تأييد مسئولين و دست اندرکاران امر واقع شـود، انشـاءالله بعنـوان متدولوژي مصوب انجام کار برگزيده شود.
فصل يک - اقدامات مختلف امکان پذير بـراي کاهش تلفات در سيستم توزيع نيروي برق :
براي امر کـاهش تلفـات در سيسـتم توزيـع نيـرو اقـدامات مختلفي امکان پذير است [٦] کـه اهـم آنهـا بـه شـرح زيـر مي باشد:
الف ـ ايجاد تقارن نسبي درباره فازهاي شبکه فشار ضعيف .
ب ـ ايجاد تعادل نسبي در طول فيدرهاي فشـار ضـعيف بـا جابجائي نقاط باز.
ج ـ بازآرائي شبکه فشار ضعيف و انجام کابـل کشـي هـا (يـا احداث خطوط هوائي کوتاه جديد) بخاطر آن .
د ـ اصلاح ضريب قدرت با نصب خازن ثابت در شبکه فشـار ضعيف .
هـ ـ علاوه بر بند (د) اما با نصب خازن کنترل شونده .
و ـ اصلاح مقاطع هادي هاي فاز و نول خطوط هـوائي فشـار ضعيف .
ز ـ جابجائي ترانسفورماتورهاي هوائي و انتقال آنها به مرکـز ثقل بار در صورت امکان .
ح ـ اصلاح کابـل هـاي انشـعابات (سـرويس ) مشـترکين در جهت کاهش طول و افزايش مقطع .
ط ـ اصلاح نقاط داغ (اتصالات سست و يا نامناسب ).
ي ـ احداث پست ٢٠ کيلوولت هـوائي يـا زمينـي جديـد و بازآرائي شبکه فشار ضعيف با توجه به آن .
ک ـ استفاده از ترانسفورماتورهاي کوچک و تکفاز و حـذف نسبي شبکه فشار ضعيف .
ل ـ بازآرائي شبکه فشار متوسط در جهـت يکسـان نمـودن طول و يا بار فيدرهاي فشار متوسط .
م ـ خازن گذاري (اعم از ثابت يا متغيـر کنتـرل شـونده ) بـر روي شبکه فشار متوسط .
ن ـ استفاده از ترانسفورماتورهاي کم تلفات .
ق ـ ايجاد فيدر فشار متوسط جديد.
ر ـ احداث پست فوق توزيع ٦٣.٢٠ کيلوولت جديد.
ش ـ و غيره .
اقدامات مـذکور واجـد خصوصـيات ويـژه اي بـه شـرح زيـر مي باشند:
يک - هزينـه (C) انجـام آنهـا بسـيار متفـاوت از همـديگر مي باشد.
دو - منافع (B) حاصل از آنها در جهت کاهش تلفات نيز از همديگر بسيار متفاوت هستند.
سه - اقدامات مزبور اکثـرا مانعـه الجمـع نيسـتند البتـه بـه استثناي برخي بندها نظير بند (ک ) که با اغلب رديف هـاي ديگر مانعته الجمع مي باشد.
چهار - ارحجيت و اولويت انجام آنها براي امر کاهش تلفات يکسان نيست .
از خصوصيات ياد شده مي تـوان بـه متـدولوژي پيشـنهادي رسيد که خود موضوع مقاله مي باشد.
فصل دوم - ضرورت وجـود و تصـويب يـک متدولوژي مـدون بـراي امـر کـاهش تلفـات
سيستم توزيع نيروي برق :
دو روش يــا متــدولوژي کــه در صــنعت بــرق کشــور طــي پروژه هاي مختلف تاکنون مورد عمل واقع شـده انـد چنـين
بوده اند:
١- تهيه طرح جامع بلند مدت (١٠ تا ١٥ سـاله ) و اجـراي پروژه هاي سالانه اعم از اصلاح وضـع موجـود يـا توسـعه شبکه بر اساس طرح جامع بلند مدت .
٢- اجراي طرح هاي ساماندهي کوتاه مدت (با ديديگاه يـک تا دو سال ) با هدف کاهش تلفات انرژي .
طرح هاي موضوع بند (١) فوق به دلايل متعـدد و از جملـه کوتــاه بــودن عمــر مــديريت هــا و يــا عــدم اعتقــاد واقعــي دستگاه هاي اجرائي به طـرح هـاي جـامع بلنـد مـدت و يـا مناسب نبودن و يا عـدم طراحـي مناسـب و معتبـر نبـودن طرح هاي جامع تهيه شده و يا بدلايل ديگر تا بحال چنـدان موفقيتي کسب نکرده اند اما شرح خدمات کامل آن در سال
٨٧ توسط کميته تخصصـي طـرح جـامع تهيـه و از طـرف شرکت توانير به شرکت هاي توزيع ابلاغ شده است . ضـرورتا بايد اظهار داشت که فقط تهيه طـرح جـامع يـک محـدوده جغرافيائي يک منطقه برق بر اسـاس شـرح خـدمات مزبـور امري دقيق ، تخصصي ، پرهزينه و زمان بر (نيازمند زمـاني در حدود ٢ سـال ) مـي باشـد. خـاطر نشـان مـي گـردد کـه در مجموعه اهداف طرح جامع ، بهينه کردن تلفات فقط يکي از اهداف بوده و هدف هاي ديگـري از جملـه افـزايش قابليـت اطمينان و جوابگوئي به رشد بار و قبـول مشـترکين جديـد نيز مد نظر مي باشند.
طرح هاي موضوع بنـد (٢) فـوق بـويژه طـرح هـاي منـاطق پايلوت موفقيت آميزتر بوده انـد کـه از جملـه دلايـل آن اولا ديدگاه کوتاه مدت و ثانيـا نظـارت مسـتقيم واحـد ذيـربط شرکت توانير بر امر تعيين و اجراي پـروژه هـا بـوده اسـت .[ ٧] اما علي الظاهر اينگونـه پـروژه هـا، متـدولوژي مصـوب و تثبيت شده اي نداشته انـد کـه بتواننـد بـه سـؤالات مهـم و کليدي مشروح زير پاسخ علمي بدهند:
الف - حد يقف اقدامات امکان پذير بـراي کـاهش تلفـات در کجا يا چيست ؟
ب ـ آيا چنين اطميناني وجود دارد کـه بـا هزينـه نمـودن اعتبارات تخصيصي حداکثر ممکـن کـاهش تلفـات حاصـل شده است ؟
ج ـ چنانچـه محـدوديت بودجـه اي داشـته باشـيم ، کـدام اقدامات را بايد انجام دهيم تا ميزان کاهش تلفات بـازاء هـر ميليون ريال هزينه در حداکثر ميزان ممکن باشد؟
د ـ چنانچه مدت بازگشت سرمايه معـين مـورد نظـر باشـد
(مثلا مدت ٢ يا ٣ سال براي بازگشت سرمايه ) چه اقداماتي را بايد انجام دهيم و از کدام اقدامات بايد صرفنظر نمائيم ؟ متدولوژي پيشـنهادي در مقالـه حاضـر بـه کليـه سـؤالات کليدي فوق الاشاره پاسخ مناسب خواهد داد.
فصل سوم - متدولوژي پيشنهادي براي تهيه طرح هاي بهينه کاهش تلفات فني شبکه هـاي توزيع نيروي برق :
متدولوژي پيشنهادي ما براي اينکه طرح هاي کاهش تلفات فني شبکه هاي توزيع طرح هائي بهينه بوده و قادر باشند بـه سؤالات مهم فصـل قبلـي پاسـخ مناسـب و قـانع کننـده اي بدهند مبتني بر تهيه دو (٢) جدول به شرح زير اسـت کـه اين جداول از بررسي دقيق طرح و نقشه منطقه يا محـدوده
جغرافيائي مورد نظر براي کاهش تلفات بدست خواهد آمد:
- جدول شماره (١) با عنوان «شرح فعاليت هاي امکان پـذير براي کاهش تلفات بمنظور تعيين نسبت کل منافع بـه کـل هزينه يعنـي B هـر فعاليـت » داراي سـطرها و سـتونهاي ذيربط خواهد بود:
الـف ـ در سـتون دوم شـرح مختصـر کليـه فعاليـت هـاي امکان پذير براي کاهش تلفات بـدون توجـه بـه ارجحيـت و مطلوبيت هر فعاليت در زير همديگر ذکر مي گردند.
ب ـ در ستون جمع کل مقدار تلفات انرژي کـاهش يابنـده در اثر انجام هر فعاليت مورد نظـر پـس از انجـام طراحـي و محاسبات لازم درج مي شود.
ج ـ در ستون چهارم جمع کل منافع حاصل در اثر کـاهش تلفات در مدت عمر مفيد شبکه (ارزش فعلي منافع حاصله ) نوشته مي گردد (B).
د ـ در سـتون پـنجم هزينـه (C) انجـام هـر فعاليـت ذکـر مي شود.
هـ ـ در ستون ششم خارج قسمت منافع (B) و هزينـه (C) بصورت عددي حداکثر با دو (٢) رقم اعشار نوشته مي شود.
و ـ در ستون آخر (هفتم ) با توجه به اعداد حاصل از نسـبت ستون ششم ، درجه اولـويتي نزولـي بـراي هـر فعاليـت تعيين مي شود، بدين معنـي کـه بزرگتـرين و بـالاترين درجه اولويت يک (١) را بخـود اختصـاص داده و B بـالاتر بعدي درجه اولويت دو (٢) را کسب کرده و الي آخر.
- اينک که جـدول شـماره (١) بـا اسـتفاده کامـل از طـرح مهندسي کاهش تلفات منطقه يا محدودە جغرافيـائي مـورد نظر تکميل شده است ، مي توان جدول شماره (٢) را کـه در آن فعاليت هاي امکان پذير مـذکور در جـدول قبلـي شـماره (١) بر حسب درجه اولويت مرتب شده باشـد، تشـکيل داد. در جدول شماره (٢) ستون يک درجه اولويت و سـتون دو مقدار و سـتون سـه شـرح فعاليـت هـا مسـتخرج از جدول شماره (٢) بوده و ساير ستونها به شرح زير مي باشند:
الف ـ ستون چهارم مبلغ هزينه انجام هر فعاليت مسـتخرج از ستون پنجم جدول شماره (١) است .
ب ـ ستون پنجم مبلغ درآمد سالانه حاصل از هـر فعاليـت کاهش تلفات مي باشد که خود ارزش کيلووات سـاعت هـاي کاهش يافته با نرخ ٧٧٣ ريال بر هر kwh است .
ج ـ ستون ششم مدت زمان بازگشت سرمايه مصـرف شـده در هر فعاليت (بر حسب ماه ) است که از تقسيم مبلغ ستون چهارم به مبلغ ستون پنجم مي باشد.
د ـ ستون هاي هفـتم و هشـتم مبـالغ انباشـته بـه ترتيـب درآمدها و هزينه ها تا هر رديف مورد نظر هستند.
هـ ـ ستون نهم مدت زمان بازگشت سـرمايه تـا هـر رديـف مورد نظر و در واقع خارج قسمت تقسيم مبلغ هزينه ستون هشتم به مبلغ درآمد ستون هفتم مي باشد.
و ـ در ستون دهم مبلغ انباشته ارزش فعلي کل منـافع ( )
حاصل طي عمر مفيد سيسـتم نوشـته مـي شـود کـه خـود حاصلضرب مبلغ انباشته درآمدهاي سالانه مرقوم در سـتون ٧ در عمر مفيد سيستم است .
ز - ستون يازدهم نسبت منافع انباشته بـه هزينـه انباشـته يعني خارج قسمت مبالغ ستون (١٠) و ستون (٨) مي باشد.
ح ـ ستون دوازدهم به توضيحات ضروري اختصاص دادر که زير جدول در مورد آن توضيح داده شده است .
فصل چهارم - يک مثال واقعي و کـاربردي و ارائه پاسخهاي مناسب به پرسش هاي اساسي مربوط به متدولوژي پيشنهادي :
منطقه نمونه انتخاب شده ، محدوده اي به مساحد حدود ٢٠ هکتار در جنوب شـرق تهـران (خزانـه بخـارائي ) اسـت کـه محدود است از شمال به خيابـان شـهيد محمـد يـارلو و از جنوب به خيابان سلامتبخش و از شرق بـه خيابـان شـهيد نقوي و از غرب به خيابان شهيد بخارائي . محدوده پـروژه در حــال حاضــر بــه توســط ٤ دســتگاه پســت زمينــي ١٢٥٠ کيلوولت آمپر و ٢ دستگاه پسـت زمينـي ١٠٠٠ کيلوولـت آمپر تغذيه مي شود (نقشه زير و پيوست مقاله )
