X
تبلیغات
الکتروتکنیک (برق صنعتی) - بانک خازنی
آموزشها و مقالات برق صنعتی


هنگام استفاده از بانك هاي خازني توزيع، دراكثراين موارد، عمل كنترل با استفاده ازكليدهايي صورت ميگيرد كه بصورت دستي و با لحاظ كردن شرايط فصلي، خازنها را وارد يا از مدارخارج ميكنند. چنين كنترلي، مؤثر وكارا نيست زيرا در شرايط پيك بار، سيستم توزيع دچار كمبود توان راكتيو و در شرايط باركم، دچار اضافه توان راكتيو مي‌شود. اگرچه بانك هاي خازني توزيع، تك تك و كوچك هستند اما اثر مجموع آنها بر سيستم قابل ملاحظه است. هدف از برنامه اي كه از سوي اداره طراحي توزيع ارائه شده بود، ابداع سيستمي در دل سيستم مديريت انرژي موجود بود كه در آن بانكهاي خازني در فيدرهاي توزيع با توجه به ميزان توان راكتيو مورد نياز درپست ها انتخاب شوند.
ايده اصلي شركت Stellar Dynamics Inc براي كنترل خازن هاي توزيع، اندازه گيري مقاديرتوان راكتيو و اكتيو در سطح پست هاي توزيع و سپس ارسال دستورات مناسب به تجهيزات كنترلي مخصوص نصب شده روي هر بانك خازني توزيع است. تجهيزات لازم براي ارتباط كنترل كننده پست با سيستم ديسپاچينگ يعني الگوريتم كنترل ديناميك بانك هاي خازني توزيع DCC (Distribution Capacitor Control) ، امكان استفاده بهينه سيستم هاي انتقال وتوزيع را فراهم مي آورد.
DCC يك دستگاه كنترل است كه با حذف يا كاهش جزء راكتيو و بهبود ضريب قدرت، ظرفيت شبكه را بالا مي برد.با بهبود ضريب قدرت، جريان سيستم كم شده و سيستم امكان مي يابد تا بار بيشتري را تغذيه كند. اين مزيت به ويژه در مورد تجهيزاتي كه ممكن است تحت تأثير اضافه بارحرارتي قرار گيرند، اهميت پيدا ميكند. همچنين، بهبود ضريب قدرت به ژنراتور امكان ميدهد تا توان اكتيو بيشتري را توليد كند. به علاوه در صورت پيش آمدن شرايط غيرعادي درمحل خازنها، دستگاهDCC هشدارهاي لازم راصادر مي كند. ترانسفورماتور توزيع، نقطه كنترل طراحي شده در اين الگوريتم است.
در سال 1996، نخستين DCC در يك پست 7/12 كيلوولت سه فيدره در غرب بويس (Boise) در آيداهو كه مشكل توان راكتيو و افت ولتاژ داشت نصب شد. به عنوان بخشي از اتوماسيون خازني، تعداد14 بانك خازني تحت كنترل قرار گرفتند. بخشي از اين بانك ها از قبل وجود داشته وتعدادي ديگر تازه نصب شده بودند تا توان راكتيو اضافي توليد كنند. بعد از نوسانات اوليه، سيستم آنچه را از آن انتظار مي رفت، عملي ساخت. جبران سازي كامل در پست توزيع دريك محدوده وسيع بار انجام گرفت.
اتوماسيون خازن در سال 1997 در 16پست و در سال 1998 در 14 پست ديگر نيز اجرا شد. پست هايي كه در سال 1997، تحت اتوماسيون قرارگرفتند، از مدول ارتباطي Harris D-10 براي ارتباط با RTU استفاده مي كردند. اين مدول بصورت يك كنترل كننده خازن عمل ميكند. درسال 1998 در آيداهو، شركت برق اين ايالت، تصميم گرفت سيستم مدول ارتباطي Harris D-20 را طوري تغيير دهد كه اين ترمينالها را قادر سازد تا توسط سيستم مديريت انرژي براي كارهايي غير ازكنترل خازن نيز مورد استفاده قرارگيرند. اين كار باعث شد تا كنترل خازن با اضافه كردن يك نرم افزار ساده در پست هايي كه داراي مدول D-20 براي كنترل، نظارت و اخذ داده هستند، انجام پذيرد.
قبل ازنصب DCC ، شكل موج بار راكتيو از تقاضاي بار اكتيو پيروي ميكرد. بعد ازنصب، الگوريتم كنترل باعث شد تا شكل بار راكتيو نسبت به منحني بار اكتيو عكس شود كه اين موضوع باعث كاهش تلفات انتقال و بهبود رگولاسيون ولتاژ سيستم شد. هرچند با نصب خازن هاي ثابت نيز ممكن است چنين نتيجه اي حاصل شود اما با كار انجام شده، امكان تنظيم و كنترل در محدوده وسيعي از بارهاي فصلي به شكل بهتري فراهم ميشود. سيستم اتوماسيون خازني بدون دخالت انسان، توان راكتيو را در هر يك از پست ها با پله هاي كوچك كنترل مي كند به نحوي كه راندمان كل سيستم بالا مي رود. با نصب كنترل كننده بانك خازني در يك پست، يك مگاوار توان راكتيو پشتيبان در آن شبكه توزيع (شامل ترانسفورماتور و فيدرهاي مربوط به آن) بدست آمد. اين كار با استفاده مؤثر از خازن هاي موجود وبدون نصب خازن هاي اضافي انجام گرفته است. در بيشتر نواحي روستايي به خصوص آنها كه با شبكه هاي شعاعي تغذيه مي شوند، بهبود پروفيل ولتاژ باعث كاهش يا به تأخير افتادن بازسازي مي شود. اتوماسيون خازني، زمان لازم براي كنترل دستي بانك هاي خازني در فيدرهاي طولاني را به نحو چشمگيري كاهش داده است.

منبع : مجله T&D – آگوست  1999


نرم افزار هماهنگي رله هاي حفاظتي (CAPE)
CAPE يك بسته نرم افزاري در زمينه حفاظت سيستم هاي قدرت است كه توسط شركت Electron طراحي شده است. اين نرم افزار از يك سري مدولهاي محاسباتي جهت تحليل و گزارشگيري تشكيل شده كه به يك بانك اطلاعاتي همه منظوره نيز متصل هستند. CAPE يكي از نرم افزارهاي مهندسي در زمينه حفاظت است كه مجهز به مدولهاي مختلف زير است :
• ويرايشگر بانك اطلاعاتي جامع
( Comprehensive Data Base Editor )
• اتصال كوتاه( Short Circuit )
• دياگرام تك خطي ( one – line Diagram )
• هماهنگي گرافيكي رله‌ها ( coordination Graphics )
• تنظيم رله ( Relay Setting )
• شبيه ساز سيستم ( System Simulator )
• وارسي رله ها و سيستم حفاظتي ( Relay checking )
• محاسبه ثابت هاي خط (Line Constants)
• كاهش سطح اتصال كوتاه
(Short Circuit Reduction)
• محاسبات پخش بار (Power Flow)

مدول وارسي رله‌ها (RC):
از آنجا كه با گذشت زمان شبكه رشد مي‌كند، همواره اين ترديد وجود دارد كه آيا هماهنگي لازم در عملكرد رله هاي شبكه وجود دارد يا خير. نمايش مشخصات عملكرد چند رله روي صفحه يك كامپيوتر كار ساده اي است، اما مدلسازي يك سيستم حفاظتي واقعي با داشتن هزاران رله و با آرايش پيچيده ترانسفورماتورهاي اندازه گيري و نيز زمانهاي مختلف عملكرد كليدهاي قدرت جهت ايجاد هماهنگي كار ساده اي نيست. راه حل اين كار انجام تجزيه تحليل مرحله اي است كه همه چيز را مدل مي كند و عملكردهاي كليدزني را به سرعت و با دقت شبيه سازي مي كند. نرم افزار CAPE  ابزار مناسبي جهت انجام اين كار است.
برخي از مشخصات خيلي مهم نرم افزار وارسي رله ها به شرح زير است :
- منطقه بررسي ( Checking area ) : اين منطقه شامل بخشي از شبكه است كه كاربر مايل به بررسي آن است. در واقع محل هاي فيزيكي كه در آن خطاها رخ مي دهند مي تواند شامل شين ها، خطوط، ترانسفورماتورها و المانهاي حفاظتي ( رله هاي ديستانس، جريان زياد و…   ) باشد . اين بخش از نرم افزار كاربر را قادر مي سازد كه منطقه بررسي را در مدت چند ثانيه و با استفاده از دكمه هاي ورودي ويك ماوس تعريف كند.


پنجره شبيه سازي ديناميكي :
مراحل انجام هماهنگي كه توسط نرم افزار RC اجراء ميشود، ممكن است شامل شبيه سازي صدها و يا حتي هزاران خطا در امتداد منطقه بررسي شود. براي هر يك از محل هاي خطا، نرم افزار RC يك سري از عناصر رله را بصورت موقت بكار ميبرد ( از آنها بصورت يك مجموعه استفاده ميكند ) و پاسخ آنها را شبيه سازي ميكند تا اينكه خطا برطرف شود. اين سري از عناصر رله را "ناحيه شبيه سازي" مينامند و ميتوان آنرا بصورت پنجره ديناميكي متحرك در اطراف منطقه بررسي (در هنگام پيشرفت اجراي برنامه) مشاهده كرد. نرم افزار RC ، زمانيكه "ناحيه شبيه سازي" را درست ميكند از دستورالعمل هاي كنترل شده توسط كاربر پيروي ميكند.

سناريوي خطا :
بعد از تعيين منطقه بررسي و تعريف دستورالعمل نحوه استفاده از ناحيه شبيه سازي متحرك، ميبايستي روشهاي محاسبه خطا در مدت اجراي برنامه هماهنگي، مشخص شوند. مطالعات خطا ميتواند براساس محوريت شينه، محوريت خط (مثلا" روش خطاي متحرك يا خطاي نزديك) و يا محوريت عنصر (مثلا" خطاهاي نزديك محل دسترسي يك رله ديستانس يا رله جريان زياد آني باشد). نرم افزار RC  داراي يك كتابخانه از مطالعات ژنريك (generic studies) است كه ميتوان مطالعات ديگر را با استفاده از زبان برنامه ريزي كاربر CAPE به آن اضافه نمود

مدل هاي شبيه سازي :
شبيه سازي وقايع بصورت پله اي و پيچيده توسط نرم افزار وارسي رله هايCAPE   مستلزم داشتن يك سري از مدل هاي پيچيده از وسائل است. برخي از مدل هاي المانها شبيه سازي شده و در بانك اطلاعاتي اين نرم افزار وجود دارد كه اين امكان را فراهم مي سازد كه به كرات از آن استفاده كنيم.

شبيه سازي پله اي وقايع :
اين قسمت يكي از اجزاء مهم اين نرم افزار را تشكيل ميدهد. اين قسمت نرم افزار را قادر ميسازد كه نقاط عدم هماهنگي را بطور موثر مشخص كند. در اين قسمت منحصر به فرد شبيه سازي وقايع (اتفاقات) بصورت پله اي يا مرحله اي از پاسخ هر يك از رله ها از لحظه اعمال يك خطا تا باز شدن آخرين كليد براي رفع كامل خطا، صورت ميگيرد. قبل از اعمال خطا، نرم افزار RC بصورت خودكار زون حفاظت اوليه را تعيين ميكند. بعد از اعمال خطا، نرم افزار RC همه رله هاي موجود در منطقه شبيه سازي را ارزيابي كرده، كليه مدارهاي منطقي تريپ (قطع) را كه تكميل شده اند تعيين كرده، زمان ارسال تريپ (فرمان قطع) را نيز تعيين كرده و اولين كليد (يا چندين كليد همزمان) را قطع ميكند. تايم آوت هاي جزئي (Partial time – outs) مربوط به صفحه هاي القائي را محاسبه كرده، جريان ها و ولتاژهاي خطا را مجددا" محاسبه كرده، نظارت المانها (رله ها) را مجددا" ارزيابي كرده و مراحل شبيه سازي را ادامه داده تا زمان باز شدن كليد بعدي ادامه ميدهد. مراحل شبيه سازي ادامه پيدا ميكند تا اينكه در نهايت خطا رفع شود و يا اينكه عملكرد بيشتر كليد متوقف شود.

گزارش هاي عدم هماهنگي :
گزارش هاي مفصل در مورد هماهنگي كه در برگيرنده يك قسمت بزرگي از شبكه است، ميتواند از نظر اندازه خيلي زياد باشد. بنابراين نرم افزار RC هشت سطح گزارش را فراهم كرده و داراي يك امكان  جستجو بر اساس عناوين مهم و كليدي است.
 

+ نوشته شده در  دوشنبه ششم مهر 1388ساعت 9:24  توسط 66  |