طراحی ومدل سازی سیستم های توزیع

0
3659


فصل اوّل :معرفی سیستمهای توزیع


از اجزای اصلی یک سیستم قدرت الکتریکی ، سیستم توزیع به طور سنتی ، به صورت یک سیستم نه چندان جذاب توصیف شده است . در نیمه پایانی قرن بیستم ، طراحی ، بهره برداری در تولید و همچنین در بخش ادوات انتقال انرژی ، باعث به وجود آمدن رقابت تنگاتنگی بین مهندسان و محققان در این عرصه گشت . نیروگاهها بزرگ و بزرگتر شدند . خطوط انتقال متقاطع ، مناطق را مانند شبکه های به هم متصل در آورند . این اتصالات به هم پیوسته شبکه ها باعث شد که به تحلیل و تکنیکهای کاربردی پیشرفته تری نیاز پیدا کنیم . هم زمان سیستم های توزیع کار انتقال توان را با تحلیل یا حتی بدون تحلیل ، به آخرین مصرف کننده ادامه دادند . در نتیجه ، سیستم های توزیع بدین صورت طراحی شدند . حال زمان عوض شده ، لذا بسیار مهم و لازم است که سیستمهای توزیع باحداکثر ظرفیت و به صورت بهینه کار کنند . بعضی از سوالاتی که نیاز به پاسخ دارند ، عبارتند از :

۱- حداکثر ظرفیت چیست ؟


۲- چطور باید این ظرفیت را بدست آورد ؟


۳- محدودیت های کاری که باید رعایت شوند ، کدامند ؟


۴- چه کاری می توان انجام داد تا سیستمهای توزیع در محدوده کاری خودی عمل کنند ؟


۵- برای بهینه کردن سیستم توزیع چه باید کرد ؟






شبکه سراسری انتقال


Interconnected Transmission System






پست توزیع


Distribution


Substation


Primary


Feeders نیروگاه (Generation )






شبکه توزیع


Subtransmission


network






پست فوق توزیع


Bulk Power Substaion


اگر یک سیستم توزیع درست و دقیق مدل شود ، تمام سوالات بالا را می توان پاسخ داد . هدف این بخش ، به دست آوردن مدلهای دقیق برای تمام اجزای اصلی یک سیستم توزیع است . هر گاه مدلها ایجاد شوند ، تکنیکهای آنالیز حالت پایدار و اتصال کوتاه نیز به دست می آیند .


۱-۱ سیستم توزیع


یک سیستم توزیع بطور معمول ، از یک پست توزیع آغاز می شود که بوسیله یک یا چند خط انتقال فرعی تغذیه می شود . در بعضی موارد ، یک پست توزیع بوسیله خط انتقال ولتاژ بالا ، بطور مستقیم تغذیه می شود که در آن حالت ، سیستم انتقال فرعی وجود نخواهد داشت . ساخت و طراطی هر پست ، به کمپانی سازنده آن بستگی دارد که می تواند یک یا چند فیدر ( تفذیه گر ) اصلی را سرویس دهی نماید . به جز چند مورد استثنایی ، فیدرها همگی شعاعی هستند . این بدین معنا است که تنها یک راه برای پخش توان از پست توزیع به مصرف کننده وجود دارد .


۱- ۲ پستهای توزیع


دیاگرام بسیار ساده یک خط پست در شکل (۱-۲ ) آمده است . همچنین شکل ( ۱-۲ ) یک پست توزیع ساده را نشان می دهد که شامل تمام اجزای اصلی است که در هر پستی یافت می شود .


۱- قسمت سوئیچ ولتاژ بالا و پایین : در شکل ( ۱-۲ ) قطع و وصل ولتاژبالا به وسیله یک سوئیچ ساده انجام می شود . پست گسترده تر ممکن است از بریکر های ولتاژ بالا در طراحی های مختلف شینه بالا استفاده کنند . قطع و وصل ولتاژ پایین در این شکل ، بریکر های کنترل شده به وسیله رله ها انجام می شود و در بسیاری از حالات به جای ترکیب بریکر و رله از یک ریکلوزر ( Recloser ) استفاده می شود . در بعضی از طراحی های پست علاوه بر یک بریکر برای شینه ولتاژ پایین ، بریکر هایی نیز برای هر فیدر وجود دارد . همانند حالت شینه ولتاژ بالا ، برای شینه ولتاژ پایین نیز طراحی های گوناگونی می تواند وجود داشته باشد .


شبکه توزیع ( Subtransmissn Line )


کلید جدار ساز ( Disconnect Switch )


فیوز ( Fuse )


ترانس ( Tranformer )


تنظیم کننده ولتاژ ( Voltage Regulator )






لوازم اندازه گیری


Meters


کلید های بریکر ( Circuit Breakers )


فیدرهای اولیه ( Primary Feeders )


شکل (۱-۲ ) : یک پست توزیع ساده


۲- انتقال ولتاژ : مهمترین کار یک پست توزیع ، کاهش ولتاژ به سطح ولتاژ توزیع است . در شکل ( ۱-۲ ) تنها یک ترانسفورماتور نمایش داده شده است . در سایر طراحی های پستها ممکن است که از دو یا چند ترانسفورماتور سه فاز استفاده شود . ترانسفورماتور پست به صورت یک ترانس سه فاز و یا سه ترانسفورماتور تک فاز متصل به هم به صورت اتصالهای استاندارد طراحی شود . سطوح استاندارد مختلفی برای ولتاژ وجود دارد که بعضی از آنها عبارتند از : ۱۲٫۴۷ KV , 13.2 KV , 14.4 KV , 23.9 KV KV , 34.5 KV KV که در سیستم های قدیمی ، KV 4.16 بوده است .


۳- رگولاسیون ولتاژ : از آنجایی که بار روی فیدرها تغییر می کند ، افت ولتاژ بین پست و مصرف کننده نیز تغییر می نماید . برای این که ولتاژ مصرف کننده در محدوده قابل قبول باقی بماند ، باید ولتاژ پست با تغییرات بار تغییر کند . در شکل (۱-۲ ) ولتاژ ، با رگولاتور نوع پله ای تنظیم ( رگوله ) شده است که به ولتاژ اجازه می دهد تا حول ۱۰% ± در سمت شینه ولتاژ پایین نوسان کند . گاهی اوقات این عمل توسط ترانسفورماتور با سر متغییر ( LTC ) انجام گیرد . LTC سر سیم پیچ ترانسفورماتور ولتاژ کم را طبق تغییرات بار عوض می کند . بسیاری از ترانسفورماتورهای پست ، یک سر ثابت روی سیم پیچ ولتاژ بالا دارند . وقتی که ولتاژ منبع بالاتر یا پایین تر از ولتاژ نامی باشد ، از این سر استفاده می شود . در تنظیمات ، سر ثابت می تواند بین ۵%± ولتاژ تغییر کند . خیلی از اوقات به جای رگولاتور شینه یا شینیه هر فیدر دارای رگولاتوری از آن خود است . این رگولاتور می تواند بفرم رگولاتور سه فاز یا رگولاتورهایی به صورت فازهای مستقل از هم عمل نمایند .


۴- حفاظت : پست توزیع باید در مقابل اتصال کوتاه محفاظت شود . در شکل ساده ( ۱-۲ ) ، تنها حفاظت اتوماتیک در مقابل اتصال کوتاه داخل پست بوسیله فیوزهای موجود در سمت ولتاژ بالای ترانسفورماتور صورت می گیرد . همان طور که طراحی پست ها پیچیده می شود ، شماهای حفاظتی گسترده تری باید برای حفاظت ترانسفورماتور ، شینه های ولتاژ کم ، شینه های ولتاژ بالا و بسیاری تجهیزات دیگر در نظر گرفته شود .


۵- اندازه گیری : هر پست توزیع ، چند شیوه برای اندازه گیری دارد. این اندازه گیری می تواند به صورت یک اندازه گیری آنالوگ ساده ، از مقدار جریان جاری در پست نمایش جریانهای حداقل و حداکثر که در زمانهای خاص ( یک دوره تناوب ) باشد . ثبت دیجیتالی این اندازه گیری ها متداول است . این اندازه گیری حداقل ، متوسط و حداکثر مقدار جریان ، ولتاژ ، توان ، ضریب توان و … را در یک محدوده زمان مشخص ثبت کی کند . زمانهای معمول برای اندازه گیری ۱۵ دقیقه ، ۳۰ دقیقه و یک ساعت است . این اندازه گیری های دیجیتالی ، خروجی هر ترانسفورماتور پست و خروجی هر فیدر ( تغذیه گر ) را نمایش می دهند . در شکل (۱-۳ ) طرح جامع از یک پست نمایش داده شده است . این پست دارای دو ترانسفورماتور با سر متغیر است که چهار خط توزیع را در بر می گیرد و با دو خط انتقال فرعی تغذیه می گردد . در شرایط عادی بریکر ها ( Circuit Breaker ) در حالات زیر قرار دارند :


بریکر بسته : X , Y , 1 , 3 , 4 , 6


بریکر باز : Z , 2 , 5


با قرار بریکرها در حالت نرمال خود ، هر ترانسفورماتور از یک خط انتقال فرعی جداگانه تغذیه و به دو خط دیگر سرویس می دهد . چنان یک خط انتقال فرعی از سرویس خارج شود ، بریکر X یا Y باز شده و بریکر Z بسته می شود . حال هر دو ترانسفورماتور از یک خط انتقال فرعی تغذیه می شوند . ترانسفورماتورها با توجه به اینکه تحت شرایط کار اضطراری باید هر چهار خط را سرویس دهند ، سایز بندی می شوند . برای مثال اگر که ترانسفورماتور ۱-T خارج از سرویس دهند ، بریکر ۴, ۱ , X باز و بریکرهای ۵ و۲ بسته می شوند . با این ترکیب بریکر ها ، تمام چهار خط به وسیله ترانسفورماتور T-2 سرویس داده می شوند




mamalbargh.persianblog.com

دیدگاه خود را بیان کنید

لطفا پیام خود را وارد نمایید
لطفا نام خود را در این قسمت وارد نمایید