تحقیق سیستم های كنترل گسترده پست های فشار قوی

مقدمه

پیشروی با تكنولوژی روز در كلیه منابع به خصوص در صنعت برق جزء لاینفك و راز بقاء در این صنعت می باشد. گسترش سریع شبكه برق و همچنین سیر صعودی تعداد پستها در سطوح مختلف ولتاژ و تقاضای بسیار در بخش های صنعتی و غیر صنعتی امری اجتناب ناپذیر می باشد. با توجه به پیوستگی شبكه برق تحویل به موقع ان با كیفیت مطلوب و با حداقل وقفه به مصرف كننده یكی از وظایف مهم در امر بهره برداری به شمار می آید.

و این جزء با توزیع بهینه برق در شبكه میسر نمی گردد. با توجه به اینكه پستها در هر سطحی از ولتاژ كه باشند جزئی از اجزای اصلی تشكیل دهنده شبكه سراسری می باشند پس كنترل و نظارت دقیق و مستمر به معنی جلوگیری از اتلاف انرژی و ارتقاء بازدهی در بهره برداری از شبكه است و این جزء اركان اساسی طراحی، توسعه و بهینه سازی پست ها می باشد. به همین منظور با بررسی از نحوه بهره برداری از پست های ایران خیلی سریع به اصول پایه ای آن یعنی نیاز به یك سیستم مدیریت قابل اطمینان در جهت كنترل پست ها می رسیم كه در بیشتر نقاط دنیا به مرحله اجرا در امده است.

با توجه به اینكه تصمیم گیرنده نهایی در پست ها اپراتور می باشد لذا دانستن اطلاعات لازم و كافی و به صورت لحظه ای و همچنین داشتن ابزارهای دقیق جهت تجزیه و تحلیل وقایع می تواند منجر به تصمیم گیری صحیح و عملا برآورد نیاز های فوق باشد.

با توجه به اینكه تكنولوژی پست ها به خصوص در قسمت تجهیزات فشار قوی (Primary equipment) در سالهای گذشته چندان تغییر نكرده است و علی رغم كمابیش یكسان ماندن وظایف حفاظت و كنترل، تكنولوژی برق در این بخش كاملا دگرگون شده است و لزوم استفاده از این پیشرفت ها در یك مدیریت انرژی صحیح جهت بالا بردن بازدهی و تقلیل در هزینه ها و به صفر رساندن ضریب خطا در سیستم كنترل امری است الزامی و این جز با مانیتورینگ و اتوماسیون پست ها به تحقق نخواهد پیوست.

امروزه واقعیتهای دنیای موجود در مورد كاهش شاخص انرژی توزیع شده و لزوم استفاده بهینه از ظرفیتهای نصب شده امر پیاده سازی اتوماسیون در نقاط كلیدی و حساس شبكه توزیع و انتقال یك الزام اجتناب ناپذیر به حساب می آید.

از طرف دیگر وجود سطوح مختلف اتوماسیون توزیع تكنولوژی كارآمد و به روزی را جهت كنترل و مانیتورینگ كل شبكه می طلبد.

با توجه به گستردگی شبكه توزیع در سیستمهای قدرت و نقش آنها در تغذیه انرژی مصرف كننده، امر دیده بانی و كنترل (اتوماسیون) بهینه این گونه شبكه ها از مراكز دیسپاچینگ توزیع، نقش بسیار مهم را در بهبود كیفیت تغذیه و كاهش هزینه های بهره وری، ایفا می كنند.

این تحقیق در مورد سیستم های مانیتورینگ و اتوماسیون پست ها می باشد. با توجه به این كه میزان تولید برق به نوبه خود مهم می باشد، ولی از آن مهم تر انتقال دادن آن و پایداری سیستم قدرت می باشد. به همین منظور باید از یك تكنولوژی كه بتواند برق را با كمترین هزینه و به كار گرفت. سیستم مانیتورینگ و اتوماسیون پست ها تمام خواسته های ما را تا حدود زیادی برآورده می كند.

پس از بررسی و گزارشات حوادثی كه به دست آمده به سه عامل:

نداشتن اطلاعات به موقع، استفاده نكردن از تمام اطلاعات و خطای انسانی می رسیم، از این رو وجود یك سیستم جدید كه بتواند این سه نقص را به خوبی بر طرف كند كاملا در سیستمهای قدرت خطی احساس می شود. سیستم های اتوماسیون و مانیتورینگ كه مورد بررسی قرار می گیرد به خوبی با كاراییهایی كه دارند نه تنها این سه نقص را بر طرف می كنند بلكه ما را از فواید جدیدی كه تا به حال از آن محروم بودیم برخوردار می كنند و قابلیت سیستم ها جای كمتری را اشغال می كنند.

یك پست فشار قوی شامل پنج قسمت است:

قسمت اول تجهیزات primary یا out door كه در محوطه خارجی پست نصب می شود و كار اصلی پست در این قسمت انجام می شود. دارای مجموعه ای از كلیدهای فشار قوی، ترانس های جریان و ولتاژ و ترانسفورماتورهای قدرت می باشند.

قسمت دوم اتاق فرمان كه كار كنترل و نظارت پست را بر عهده وارد و قسمت سوم اتاق protection (حفاظت) است و چهارم باطریخانه است و پنجم كه تمام پستها شامل آن می باشند فیدر‌kv‌20 است. (جهت مصارف داخلی)

ما می خواهیم ارتباط قسمت سوم را با سایر قسمتها در سیستم جدید بازنگری كنیم. در سیستم های مانیتورینگ و اتوماسیون به جای پانل های protection از پانل های كوچكتر با مجموعه ای از كارت های الكترونیكی هوشمند جایگزین شده است كه در نزدیك Bay در خارج اتاق فرمان به صورت كانتینرهایی كه مجهز به سیستم تهویه مطلوب می باشدبه صورت تك Bay یا چند Bay در یك جا نصب می شود. از این solution ها می توان نظارت و كنترل را بر كل تجهیزات خروجی پست داشت. یعنی ارتباط بین solutionها و اتاق كنترل و قسمت های مورد نیاز دیگر به صورت فیبر نوری می باشد. در این سیستم پانلهای حفاظتی جای خودشان را به پانلهای كوچكتر الكترونیكی می دهند.

Get way به جای پانلهای RTU و Scada استفاده می شود كه به دو صورت نرم افزار در درون كامپیوتر و یا به صورت یك قطعه سخت افزاری جداگانه (به اندازه یك رله) وجود دارد و نیز به جای تابلوهای فراوان در سیستم های اتوماسیون از كامپیوتر Work station استفاده می شود.

مزایای استفاده از این سیستم :

• داشتن اطلاعات به موقع (برای مركز كنترل)
• دادن اطلاعات به اپراتور به صورت online.
• بازدهی بالا
• كم كردن خطای انسانی به خاطر سه مرحله ای بودن فرمان
• قابلیت توسعه پست
• تمام وسایل استفاده شده در این سیستم (solutions) (از نظر سخت افزاری و نرم افزاری) تقریباً به یك صورت است و تعویض راحتی دارد.
• به علت استفاده از كابل نوری، عیب یابی كابل راحت است و ظرفیت انتقال اطلاعات را بالا برده است.

قابل توجه است كه شركت ABB رهبری تكنولوژی برق اتوماسیون پست ها و همچنین اتوماسیون شبكه را در دنیا برعهده دارد