حفاظت شبکه های توزیع
تجهیزات سیستم قدرت معمولاً از قیمت بالایی برخوردار می باشند لذا ایمن کردن آنها در مقابل خطرات از اهمیت بسیاری برخوردار است. یکی از این خطرات، خطرات ناشی از اتصال کوتاه می باشد که باعث ایجاد جریان بسیار بالایی، بالاتر از ظرفیت تجهیزات، می شود که در صورت قطع نشدن این جریان، صدمات زیادی به شبکه وارد می شود لذا برای محافظت شبکه در مقابل اتصال کوتاه نیاز به حفاظتهایی می باشد تا خطرات را حس کرده و دستور قطع را صادر کننده، و از صدمات جلوگیری شود. با قطع شدن جریان خطا می توان تا رفع شدن خطا مشترکین را از مسیری دیگر و با انجام عملیات مانور برق دار نمود. لذا انرژی توزیع نشده را نیز کاهش داد.
لذا آشنایی با تجهیزات حفاظتی و راهنمای حفاظت شبکه برای طراحان و بهره برداران شبکه اهمیت ویژه ای دارد. آشنایی با این روشها و تجهیزات حفاظتی بهره برداران را در جهت عیب یابی و کنترل عملکرد صحیح شبکه یاری می دهد در نتیجه امر شبکه بطور کامل حفاظت شده و در برابر خطااها از صدماتی چون پارگی سیم، ترانس سوختگی و سوختن کلید و .... مصون خواهد ماند
هارمونیک در شبکه های توزیع
امروزه تجهیز سیستمهای قدرت به تکنولوژی پیشرفته علی رغم توانائیها و سهولت در ارائه خدمات و .... موجبات مشکلاتی نیز خواهد شد. در این خصوص مقولات مختلفی مطرح گردیده است. که از جمله آن می توان به کیفیت توان اشاره نمود. که از جمله آن می توان به کیفیت توان اشاره نمود. یکی از مبانی مهم در این بحث مسأله هارمونیک است بطوریکه امروزه آلودگی هارمونیکی از ضمائم لاینفک شبکه های الکتریکی است. لذا شناخت هارمونیک و منابع آنها از اهمیت ویژه برخوردار است. ارزیابی هارمونیک شبکه متأثر از منابع تولید آن است. هارمونیکها از منابع مختلفی تولید میشود که از مهمترین آنها کنورترهای استاتیکی، ماشینهای چرخان و ..... می باشد. برای بهره برداران شبکه توزیع دانستن تأثیرات هارمونیک بر تجهیزات و رفتار شبکه و راههای محدود کردن و مقابله با هارمونیک اهمیت بسزایی دارد.
پیش بینی بار شبکه های توزیع
تأمین انرژی الکتریکی همواره یکی از نیازهای جوامع پیشرفته کنونی بوده است. با توجه به پیشرفتهای صورت گرفته در حال حاضر تقریباً اکثر فعالیتهای صنعتی با استفاده از این انرژی صورت می گیرد. با در نظر گرفتن رشد سریع صنعت، نیاز به تأمین این انرژی هر چه بیشتر احساس می گردد.
یکی از مسائلی که در این رابطه حتماً باید مدنظر قرار گیرد زمان بر بودن ساخت تأسیسات بزرگ تولید انرژی الکتریکی مانند سدها و نیروگاهها می باشد. همین امر لزوم پیش بینی بار در سالهای آینده و فراهم کردن مقدمات ساخت چنین نیروگاههایی را هر چه بیشتر مشخص می کند. بنابراین برای داشتن یک شبکه قابل اطمینان باید یک دید کلی از مصرف انرژی در سالهای آینده داشت و با توجه به آن برنامه ریزی ساخت و نصب تجهیزات گوناگون شبکه های تولید، انتقال و توزیع را انجام داد. در این راستا مسأله برآوردها از اهمیت بالایی برخوردار می باشد که دقیق تر بودن آن به معنی استفاده بهتر از امکانات و جلوگیری از بهدررفتن آنها می باشد
بازیابی بار در شبکه های توزیع
شبکه توزیع قطع برق می تواند بنا به دلایل بسیاری صورت گیرد که از آن جمله می توان به مواردی چون خطا، سیم پارگی، تیر شکستگی و .... اشاره نمود. در اکثر موارد می توان با قطع کلید در دو طرف خطا سایر مشترکین را برقدار نمود. در تعیین آرایش پس از بازیای بار پارامترهایی چون کاهش تلفات، افت ولتاژ مجاز و غیره اهمیت می یابد از جمله موارد بسیار مؤثر در پارامترهای تعیین کننده آرایش مذکور، تعیین نقاط مانور می باشد. نقاط مانور نقاطی هستند که از آن نقاط می توان برق رسانی به بارهای توزیع را انجام داد واضح است که هر چه این نقاط به بارها نزدیکتر باشند تلفات کمتر و یا اگر امکان برق دهی از چند جا وجود داشته باشد، قابلیت اطمینان توزیع بالاتری خواهیم داشت.عمل بازیابی بار در شبکه های توزیع با توجه به نقاط مختلف شبکه که دارای سکسیونر یا نقاط مانور می باشند انجام می شود اما اگر یک بازیابی بار بهینه از جهت تلف و قابلیت اطمینان بخواهیم، می بایست به کمک فرض خطا بطور متوالی در هر جای شبکه انجام گردد و محل قرار دادن سکسیونر در شبکه را مشخص نمود.افت ولتاژ و پخش بار در شبکه های توزیع
برق رسانی به مشترکین می بایست با کیفیت خوب و مطابق با استانداردهای توزیع باشد. از جمله محدودیتهای مطنقه برق توزیع جهت برق رسانی به مشترکین برق رسانی با ولتاژ در حد مجاز و بطور مطلوب می باشد. لذا اندازه گیری افت ولتاژ در طرحهای جدید و بدست آمدن ولتاژ مطلوب به مشترکین در بدترین حالات ممکن اهمیت ویژه ای دارد. چرا که در صورت ضعف و نوسان ولتاژ و یا اضافه ولتاژ، وسائل خانگی در معرض سوختگی قرار گرفته و امکان وارد آمدن خسارت وجود دارد. لذا در کلیه طرحها در یک شبکه توزیع و همچنین طراحی شبکه های توزیع محاسبات افت ولتاژ و پخش بار از پارامترهای کلیدی می باشد.از دیگر مزایای محاسبات افت ولتاژ و پخش بار تعیین ظرفیت تجهیزات منصوبه در شبکه توزیع می باشد. چرا که با انجام پخش بار تمامی ولتاژهای شینها و جریانهای خطوط بدست می آیند و با توجه به مقادیر آنها تجهیزات طراحی می شوند. روش بدست آوردن افت ولتاژ و پخش بار بستگی به نوع شبکه دارد و برای هر نوع، پخش بارهای خاصی وجود دارد لذا آشنایی با همگی آنها لازم می باشد. پخش بار دارای انواع متنوع می باشد که آشنایی با آنها در بررسی وضعیت شبکه و ارائه طرحهای جدید می تواند یاریگر بهره برداران و طراحان شبکه توزیع باشد.
اتوماسیون در شبکه های توزیع
اعمال سیستم اتوماسیون در شبکه های توزیع در یک دهه اخیر به یکی از چالشهای اساسی صنعت برق کشورهای پیشرفته تبدیل شده است. توسط این سیستم، امکان مدیریت بر شبکه های توزیع فراهم شده و در نتیجه برق با کیفیت مناسب به مشترکین تحویل داده می شود. طرحهای اتوماسیون، اهداف چون کاهش تلفات، فروش بیشتر انرژی توزیع نشده، کاهش هزینه کار نیروی انسانی، شناسائی استفاده کنندگان غیرمجاز برق، کشف سریع محل عیب و مانور از راه دور را دنبال می کند. ضرورت اجرای اتوماسیون در ایران با توجه به شرایط نامطلوب اکثر شبکه های توزیع، بیشتر و بیشتر احساس می گردد. البته قبل از پیاده سازی طرح اتوماسیون، عمل مکانیزاسیون و انجام اصلاح شبکه بمهراه تغییر سیاست های تعمیر و نگهداری اقدامی اساسی به شمار می رود، زیرا در راندمان عملکرد اتوماسیون نقش بسزایی ایفا می کند. علاوه بر مزایای فنی، اعمال این سیستم دارای سودآوری اقتصادی بوده که مجموعاً بستگی به انتخاب صحیح تابع عملکردی و اجزای تشکیل دهنده آن متناسب با معیارهای فنی و اقتصادی شبکه توزیع مورد آزمایش دارد. لذا در رابطه با شبکه توزیع ایران داشتن اطلاعات مرتبط با اتوماسیون و تجربیات سایر کشورها از اهمیت فراوانی برخوردار است. به عبارتی دیگر با استفاده از یک الگوی جامع در راستای محاسبات سود به هزینه، می توان توابع موجود را با در نظر گرفتن پارامترهای فنی و شرایط اقتصادی شبکه توزیع مورد نظر آزمایش و طرحی مطلوب انتخاب نمود.ارزیابی و افزایش قابلیت اطمینان شبکه های توزیع
مفهوم قابلیت اطمینان در کلیه موارد وامور مهندسی کاربرد داشته و در ارتباط مستقیم با سود و ضرر می باشد. در شبکه های توزیع نیز همچون سایر مسائل مهندسی مفهوم قابلیت اطمینان وجود داشته و افزایش آن از اهمیت ویژه های برخوردار است.
افزایش قابلیت اطمینان در شبکه های توزیع مستلزم هزینه و ارزش گذاری مالی می باشد. مخصوصاً وقتی که بخواهیم قابلیت اطمینان بالایی را به 100% (کاملاً مطمئن) نزدیک کنیم. همانطور که می دانیم از دید مهندسی قابلیت اطمینان هیچگاه 100% نمی شود لذا می بایست بین افزایش قابلیت اطمینان و صرفه اقتصادی مصالحه ای صورت گیرد. ارزيابي قابليت از اطمينان، وضعيت شبكه را از لحاظ نزدیک یا دور بودن به نقطه بحران قطعها مشخص می کند لذا زنگ هشداری در بررسی وضعیت شبکه می باشد. در نتیجه افزایش قابلیت اطمینان توجیح اقتصادی دارد.شبکه های با قابلیت پایین دارای تعداد خاموشیها و قطعیهای زیادی بوده و در نتیجه این امر انرژی توزیع نشده یا فروخته نشده بالا می رود که این امر ضرر زیادی به شرکتهای توزیعی خواهد زد. از نتایج دیگر زیاد بودن تعداد قطعیها مشغول بودن نیروهای انسانی به اولویت ها جهت رفع خاموشیها بوده و زمان کمتری جهت سرویس تجهیزات باقی خواهد ماند بطوریکه در بعضی منطقه برق ها این زمان به صفر می رسد. با به تعویق افتادن سرویس تجهیزات، تجهیزات معیوب شده و آمار خاموشی بدلیل عیب های آنها بالا خواهد رفت تا اینکه به نقطه بحران برسیم. در نتیجه افرایش قابلیت اطمینان تضمینی جهت جلوگیری از رسیدن به نقطه بحران و بالا رفتن تعداد قطعیها و افزایش انرژی توزیع نشده می باشد.اما در شبکه های توزیع مصرف کنندگانی نیز وجود دارند که پیوستگی برق دهی به آنها از اهمیت بالایی برخوردار است که از جمله آنها می توان به مراکز مهم سیاسی، تجاری و کارخانجات اشاره نمود، که برای آنها می بایست افزایش قابلیت اطمینان در شبکه توزیع قریب به 100% هر چند هزینه بر صورت گیرد. با توجه به توضیحات فوق برای همه شبکه های توزیع بالاخص شبکه های توزیع دارای مراکز سیاسی، تجاری، کارگاهها و کارخانجات و ...... هم ارزیابی و هم افزایش قابلیت اطمینان از اهمیت بالایی برخوردار است
جابجائی سکسیونر و نقاط مانور در شبکه های توزیع
شبکه های توزیع انرژی الکتریکی گسترده ترین بخش سیستم قدرت به شمار می روند. این شبکه ها واسط میان مصرف کننده و سیستم انتقال وتولید هستند و به سبب نزدیکی به مصرف کننده از حساسیت خاصی برخوردارند. بطوریکه بروز هر گونه اختلال در این شبکه می تواند مشترکین را با مخاطره روبرو کند و باعث قطع سرویس مصرف کنندگان شود. عمده ترین راه بهبود قابلیت اطمینان شبکه های توزیع نصب تجهیزات کلیدزنی همچون سکسیونرها و کلیدهای مانور است. میزان موفقیت حاصل از انجام عملیات بازیابی بار در سطح شبکه های توزیع شدیداً به تعداد و مکان سکسیونرها و نقاط مانور وابسته است. بنابراین با مکان یابی مناسب این تجهیزات در شبکه می توان کارآیی عملیات مانور بازیابی بار و در نتیجه سطح قابلیت اطمینان شبکه توزیع را بهبود بخشید. در روشهای ارائه شده برای جایابی این تجهیزات، سکسیونرها با فرض معلوم بودن تعداد و مکان کلیدهای مانور جایابی شده اند یا بالعکس، مکان نقاط مانور با معلوم فرض نمودن وضعیت سکسیونرها تعیین شده است. با توجه به این امر که مسأله تعیین مکان بهینه این دو تجهیز به هم وابسته است و پاسخ حاصل از مکان یابی یک نوع از این تجهیزات با تغییر تعداد و مکان تجهیز دیگر متفاوت می باشد لذا در طراحی شبکه توزیع جهت دستیابی به پاسخ بهینه، مسأله تعیین بهترین حالت نصب سکسیونرها و نقاط مانور از نظر تعداد و مکان، می بایست تواماً حل شود. در ضمن هزینه های احداث کلیدها و خطوط، انرژی فروخته نشده و بهره برداری و نگهداری شبکه و نیز اهمیت بارها باید در نظر گرفته شود.
بازآرایی شبکه های توزیع
مطالعات نشان می دهد که بخش قابل توجهی از تلفات کل سیستم برق رسانی مربوط به شبکه توزیع است بطوریکه حدود 12 درصد مجموع کل توان تولیدی بصورت تلفات اهمی در خطوط توزیع هدر می رود. این مسأله باعث گردیده که توجه کارشناسان به بهینه سازی و کاهش تلفات سیستم توزیع معطوف گردد. روشهای متعددی برای کاهش تلفات در سیستم توزیع وجود دارد. بسیاری از روشها نیاز دارند که وسائل جدیدی در سیستم نصب و راه اندازی گردد و این تجهیزات اضافه علاوه بر اینکه بار مالی برای شرکتها دارد (که گاهی ممکن است هزینه ها از مزایای احتماعی بیشتر شود) ممکن است خطاهای جدیدی را در شبکه باعث گردند که سرویس دهی به مشترکین را مختل گرداند. روش تجدید آرایش نیازی به نصب و راه اندازی وسائل جدید در شبکه ندارد و با همان وسائل و کلیدهای موجود به صورتی ساده و کم هزینه تلفات را کاهش میدهد.معمولاً در هر شبکه توزیع تعدادی کلید حالت عادی باز و تعدادی کلید حالت عادی بسته وجود دارد با بستن بعضی از کلیدهای حالت عادی باز و باز کردن همان تعداد کلید حالت عادی بسته، می توان مسیر پخش توان در شبکه توزیع را به گونه ای تغییر داد که تلفات سیستم کاهش یابد. شبکه های توزیع همواره بصورت شعاعی بهره برداری میشوند. تجدید آرایش باید به گونه ای باشد که ساختار شعاعی شبکه توزیع حفظ گردد.از آنجا که نحوه پخش توان در سیستم توزیع بصورت لحظه ای متغییر می کند، نمی توان انتظار داشت که یک ساختار ثابت در تمامی زمانها تلفات را کاهش دهد طبیعت متغیر بارها در سیستم قدرت، بکارگیری روشهای کاهش تلفات دینامیک را اجتناب ناپذیر می نماید و در نتیجه تجدید آرایش با نصب کلیدهای قابل کنترل از راه دور ارزش بیشتری می یابد این امر مستلزم پیش بینی بار در مطالعات علمی و مدل کردن دقیق بار با توجه به طبیعت نامنظم آنها و یا ملاحظه ای بار در کنترل دستی می باشد.
جايابی بهینه پست در شبکه های توزیع و فوق توزیع
بیشترین سهم از تلفات سیستم انتقال توان الکتریکی به تلفات شبکه های توزیع برمیگردد لذا بررسی عوامل تلفات در شبکه های توزیع و ارائه راه حل جهت کاهش تلفات ضروری به بین مکان صحیح پستها نقش بسیار مهمی در تلفات تلفات دارد. جایابی بهینه پستها نه تنها باعث کاهش چشم گیر تلفات شبکه توزیع می شود بلکه قابلیت اطمینان شبکه را نیز می تواند بالا ببرد. قابلیت اطمینان در شبکه های توزیع به عوامل زیادی بستگی دارد که با دخالت دادن این مقوله در جایابی پستها، ارزش جایابی را بالاتر برده و جایابی را بهینه تر خواهد کرد. در شبکه های توزیع بدلیل کوچک بودن پستها، پستها قابل جا به جا بوده و می توان جایابی پستها را هر چند وقت یکبار انجام داده و تلفات را در کمینه نگاه داشت در این مورد مقوله هایی چون قیمت راه اندازی، انرژی توزیع نشده ، مقدار کاهش تلفات در یک بازه معین زمانی و ..... اهمیت می یابد ولی در شبکه های فوق توزیع بدلیل حجیم بودن پستها، پستها به راحتی قابل جا به جا شدن نمی باشد. به همین دلیل با رشد یا تغییر بار در شبکه های فوق توزیع دو راه داریم که عبارتنداز توسعه پستهای موجود یا احداث پستهای جدید.