چارچوب پایان نامه

-۵-۱ ساختار پایان نامه

در فصل دوم، مسأله هماهنگی حفاظتی سیستمهای توزیع و هماهنگی بهینه سیستمهـای توزیـع و جنبههای مختلف آن مطرح میگردد. در فصل سوم با بررسـی تـأثیرات تولیـدات پراکنـده بـر روی حفاظت شبکههای توزیع با توجه به راهکارهای موجـود طـرح مناسـبی بـرای همـاهنگی رلـههـای حفاظتی در حضور تولیدات پراکنده مطرح میگردد. در فصل چهارم، بـا نمـایش تـأثیرات تولیـدات پراکنده بر روی هماهنگی حفاظتی یک شبکه توزیع نمونه، طرح هماهنگی بهینه در حضور تولیدات پراکنده، پیادهسازی میگردد. در نهایـت، در فـصل پـنجم، نتـایج کـار بطـور خ?صـه ارائـه شـده و پیشنهاداتی جهت ادامه کار ارائه میگردند.

۱۰

فصل دوم

هماهنگی حفاظتی سیستمهای توزیع

۱۱

فصل دوم – هماهنگی حفاظتی سیستمهای توزیع

مقدمه
امروزه با تغییر و پیشرفت روز افزون در صنعت برق، شاهد بروز تحو?ت عمدهای هستیم کـه تحـت عنوان کلی تجدید ساختار صنعت برق مطرح میگردند، انق?بی که آهسته آهسته روش ارتباط ما را با ابزار انرژی تغییر میدهد. بخشی از این تحول اجتنـاب ناپـذیر کـه در بخـش تولیـد تـوان انجـام میشود، تکنولوژی تولید پراکنده است.
تولیدات پراکنده منابع تولید انرژی الکتریکی هستند که به شبکه توزیع متصل می گردند. این منـابع در مقایسه با ژنراتورهای بزرگ و نیروگـاههـا، حجـم و ظرفیـت تولیـد کمتـری داشـته و بـا هزینـه پایینتری راهاندازی مـیشـوند. هـم چنـین، اتـصال ایـن تولیـدات بـه شـبکههـای توزیـع منـافع و سودمندیهای زیادی به دنبال دارد. از جمله مواردی که استفاده از واحدهای تولید پراکنده را مورد توجه قرار میدهد، میتوان به مسائلی نظیر مسائل اقتصادی در توسعه نیروگاههـا، کـاهش آلـودگی محیط زیست، با? بودن بازدهی این منابع در تولید برق، با? بردن کیفیت برقرسانی بـه مـشتریان، کاهش تلفات در شبکههای توزیع، بهبود پروفیل ولتاژ، آزادسازی ظرفیت شبکه و بـسیاری از مـوارد دیگر اشاره نمود. بررسیهای صورت گرفته نشان میدهد که در واقع تولید به روش پراکنـده نقـشی اساسی را در تهیه نیازهای انرژی الکتریکی آینده جهـان ایفـا خواهـد کـرد. مطالعـه EPRI نـشان میدهد که در آیندهای نه چندان دور، حدود ۲۰ درصد از تولید برق جهان به صورت تولید پراکنـده صورت بگیرد.

-۱-۲ حفاظت سیستم قدرت

-۱-۱-۲ کلیات

اصول اساسی حفاظت سیستم قدرت در کتب حفاظت بطور خ?صه اشاره شدهاند .[۲۲] هدف اصلی حفاظت سیستم قدرت، تضمین عملکرد ایمن سیستمهای قدرت و بنابراین، مراقبت از افراد، پرسنل و تجهیزات است. ع?وه بر این، وظیفه حداقل کردن تأثیرات خطاهای غیر قابل اجتناب بـر سیـستم نیز حائز اهمیت است. از نقطه نظر الکتریکی، موقعیتهای خطرناکی از موارد زیر میتواند رخ دهد:

• جریانهای زیاد (یا اضافه جریان)
• ولتاژهای زیاد (یا اضافه ولتاژ)
برای مثال، یک کوپلینگ آسنکرون از شبکهها موجب جریان هـای بـسیار زیـاد مـیشـود. خطاهـای زمین میتوانند موجب ولتاژهای تماسی زیاد شوند و بنابراین برای مردم خطرناک میباشند. همـواره مسأله کلی خارج از محدوده شدن ولتاژ و/یا جریان میباشد. بنابراین، هدف، اجتناب از جریـانهـا و ولتاژهای زیاد است تا عملکرد ایمن سیستمهای قدرت تضمین شود.

همچنین برای ایمنی اجزاء، ضروری است که به م?حظات مخصوص وسایل نیز توجـه کنـیم، بـرای مثال دمای روغن در ترانسفورماتورها، فشار گاز در اجزاء ایزوله شـونده بـا گـاز و غیـره. ایـن نکـات

۱۲

مستقیماً به مقادیر الکتریکی مرتبط نمیشوند، ولی همانطور که ذکـر شـد، ایـن اثـرات همـواره بـه ولتاژها و جریانهای زیاد باز میگردند یا منجر به آن میشوند. [۲۳]

یک مورد دیگر، تنش مکانیکی میباشد. هرگاه توان بطور الکترومکانیکی تبـدیل شـود، نـه تنهـا بـه تجهیزات الکتریکی بلکه باید بـه تجهیـزات مکـانیکی را نیـز در نظـر گرفـت. یـک مثـال، رزونـانس مکانیکی توربینها به سبب زیرفرکانس بودن میباشد.

امروزه، رلههای میکروپروسـسوری بـا تعـدادی قابلیـتهـای یکپارچـه، جـایگزین وسـایل حفـاظتی الکترومکانیکی شدهاند. جریانها و ولتاژها بـه طـور مناسـب از ولتاژهـا و جریـان هـای خـط توسـط ترانسفورماتورهای ابزاری، تبدیل شده، ایزوله گشته و به شکل دیجیتال تبدیل میگردند. این مقادیر به عنوان ورودی چندین الگوریتم بکار میرونـد کـه سـپس براسـاس آنهـا تـصمیمگیـری در مـورد تریپدهی صورت میگیرد. ع?وه بر این، اط?عات در مـورد رلـهگـذاری کـامپیوتری را مـیتـوان در مرجع [۲۴] یافت.
برای طراحی و هماهنگی رلههای حفاظتی در یک شبکه، چندین قانون کلی به طور گـسترده مـورد پذیرش واقع شدهاند که هر نوع آرایش حفاظتی در هر سیستم قدرت باید اصول اساسی زیر را مورد توجه قرار دهد:

• سرعت :(speed)

سرعت، به معنی توانایی رله برای کارکرد در دوره زمانی مورد نیاز است. سرعت نقش مهمی در خطازدایی از سیستم دارد چرا که اثر مستقیمی بر میزان خرابی ناشی از اتصال کوتاه در تجهیزات سیستم می گذارد.

• امنیت(:(security
توانایی اجتناب از عملکرد نادرست به هنگام وقوع خطا در سیستم.
• قابلیت اطمینان(:(reliability
قطعیت عملکرد درست به هنگام رخداد خطا در سیستم.
• گزینش پذیری:

یک سیستم حفاظت باید تنها بخش خطا دار (یا کوچکترین بخش ممکن دارای خطا) از سیـستم را قطع کند تا نتیجه روی دادن خطا حداقل شود.
در واقع، گزینش پذیری به معنای توانایی رله در ایجاد تمایز میان شرایطی که در آنها باید بطور آنی وارد عمل شود، با شرایطی که برای آنها یا عملی ?زم نیست و یا واکنش ?زم باید باید با تأخیر انجام گیرد تا ادامه روند تغذیه برای بخشهای آسیب ندیده شبکه دچار مشکل نشود. به عبارت دیگر رلهها باید چنان گزینشی عمل کنند که در یک شرایط خطای معین، تعداد تجهیزات حفاظتی فعال شده برای جدا کردن خطا و تعداد مصرف کننده گانی که دچار قطع بار می گردند، حداقل باشد.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه رایگان درمورد تصمیم گیری، رگرسیون، مصرف کنندگان، مرغ گوشتی

۱۳

• حساسیت :(sensitivity)

حساسیت، به معنی توانایی رله برای عملکرد اطمینان پذیر در شرایط واقعی که سختترین حا?ت ممکن را پدید می آورد. به عبارت دیگر قدرت تشخیص خطا در محدوده تعیین شده را حساسیت رله می نامند.

• درجهبندی:

به منظور شفافسازی گزینش پذیری و افزونگی، مشخصات رلهها درجهبندی میشوند. این روش به دستیابی به افزونگی با? در حین حفظ گزینش پذیری، کمک می کند.
از آنجا که تأمین تمام نکات فوق بطور همزمان، عم?ً امکان نـدارد، بایـد تعـادلی میـان نکـات فـوق برقرار و سیستم حفاظت بهینه، طراحی شود.

فلسفه عمومی استفاده از رلهها، تقسیم به نواحی مجزایی است که بتواند بطور جداگانه مورد حفاظت قرار گیرند و به هنگام رخداد خطا از شبکه جدا شوند، تا باقیمانده سیستم همچنان بتواند به کار خود ادامه دهد. به طور کل یک سیستم قدرت را میتوان از نظر حفاظت به چندین ناحیه ی مجزا تقسیم کرد. این نواحی عبارتند از ژنراتورها، ترانسفورماتورها، گروه های متشکل از ژنراتور و ترانسفورماتور، موتورها، شینها و خطوط. شکل۱-۲ سیستمی با چندین ناحیه حفاظتی گوناگون را نشان میدهد. باید این نکته را متذکر شویم که در برخی از نقاط، این نواحی با یکدیگر تداخل پیدا میکنند و این نشان دهنده آن است که اگر در این نواحی همپوشانی خطایی رخ دهد، بیش از یک مجموعه حفاظتی باید عمل کند. این همپوشانی را می توان از طریق اتصال رلههای حفاظتی به ترانسفورماتورهای جریان مناسب بدست آورد.

در یک شبکه سراسری برق، مهم آن است که هر نوع خطایی از شبکه جدا شود، حتی اگر حفاظـت اصلی مرتبط به آن از خود واکنشی نشان ندهد. بنابراین، در صورت امکان تمام عناصر یک سیـستم قدرت باید دارای هر نوع حفاظت اولیه و پشتیبان باشند. سیستم حفاظت اولیه باید به هنگـام بـروز خطا در هر یک از عناصرش، فعال شود. بنابراین هر سیستم حفاظت اولیه یک ناحیـهی حفـاظتی را که از یا چندین عنصر از سیستم قدرت مانند ماشینهای الکتریکی، خطوط و یـا شـینهـا تـشکیل یافته است، پوشش میدهد. هدف از حفاظت پشتیبان آن است که اگر به هر دلیل، حفاظـت اصـلی نسبت به بروز خطا از خود واکنش نشان ندهد، وارد عمل شود و بخش آسیب دیـده از مـدار خـارج نماید. برای رسیدن به این هدف، رلههای مربوط به حفاظت پشتیبان دارای عنصر حساسی هـستند که میتوانند با عنصر آشکارساز رلههای حفاظت اولیه مشابه یا نامشابه باشند، اما این رلهها ع?وه بر این جزء، باید دارای یک ابزار تاخیر زمانی نیز باشند تا عملکرد آنها را به تـاخیر انـدازد و زمـان ?زم برای عملکرد حفاظت اولیه را فراهم آورد. با افزایش تعداد رلههای سیستم و پیچیدهتر شدن ساختار شبکه، مفهوم هماهنگی حفاظتی مطرح میگردد.

-۲-۱-۲ ناحیه بندی حفاظتی

هدف ما این است که تنها بخش خطا دار را از بقیه شبکه جدا کنیم و بقیه شبکه بتواند به کار خـود

۱۴

ادامه دهد. در این زمینه، باید امور زیر روی دهد:

• بخش خطا دار باید یافته شود.
• بخش خطا دار توسـط عملکـرد بریکرهـای مناسـب از بقیـه شـبکه جـدا شـود (اختـصاص بریکرهای مناسب در چند نقطه شبکه)

• سایر بخشهای شبکه بتوانند به کار خود ادامه دهند (اگر بخش خطادار در میانه مسیر بـین منبع و بار باشد، باید به طریقی امکان تغذیه بار توسط منابع پراکنده پـایین دسـت بخـش خطادار فراهم گردد).

شکل -۱-۲ ناحیهبندی حفاظتی

برای مثال در شکل با?، در صورت روی دادن خطای F1 سایر محدوده میبایست قادر باشند بعد از جداسازی محدوده مربوط به خطای F1 به کار خود ادامه دهند.

-۲-۲ مفهوم هماهنگی حفاظتی

در یک شبکه برق، به هر وسیله حفاظتی یک کاربرد اصلی برای رفع خطاها در یک ناحیه مـشخص و یک کاربرد ثانویه برای رفع خطاها در نواحی مجاور یا پـائین دسـت (بـه انـدازه امکانـات وسـیله)

تخصیص داده میشود. تجربه خوب دیکته میکند که وقتی خطا روی میدهد، ناحیـه ایزولـه شـده توسط دستگاه حفاظتی باید تا حد ممکن کوچک باشد و تنها نزدیکترین وسیله حفـاظتی بـه خطـا عمل کند. ع?وه بر این، احتمال خرابی دستگاه حفاظتی باید در نظر گرفته شود. در صـورت خرابـی یک وسیله حفاظتی، وسیله یا ترکیبی از وسایل با?دست بعدی بایـد بـرای فـراهم سـازی حفاظـت پشتیبان (راه دور) عمل کند. وقتی دو وسیله بصورت مناسبی در این مود اولیـه / ثانویـه بـرای هـر خطایی در سیستم عمل کنند، آنها را هماهنگ (Coordinate) گویند. هماهنگی صـحیح بـا ایـن متمایز سازی بین وسایل متوالی حاصل میشود.

توپولوژیهای شبکه مختلف نیازمند طرحهای حفاظت مختلف میباشند. کوچکترین ساختار

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید