استفاده از نتايج اجراي طرح مكانيزاسيون توزيع

رمز :sim-power.ir

استفاده از نتايج اجراي طرح مكانيزاسيون توزيع در بهينه سازي شبكه و بستر سازي براي اتوماسيون
يوسف ديواري
– امير اعتمادي

چكيده:
با توجه به گستردگي شبكه هاي توزيع و پيچيدگي محاسبات فني آن ، تا بحال امكان يافتن مشكلات و راهكارهاي عملي براي حـل
معضلات را دشوار ساخته بود . ولي اكنون با پيشرفت روز افزون دانش فني و تبديل تدريجي عمليات دستي به ماشـيني آن امكـان را
براي كارشناسان و دست اندركاران توزيع بوجود آورده كه با جمـع آوري اطلاعـات بـروز شـبكه ، اقـدام بـه بررسـي و تحليـل نتـايج
محاسبات نرم افزاري نموده و نقاط ضعف و قوت شبكه را شناسايي و در راستاي بهبـود بهـره بـرداري و سـرويس دهـي مطلـوب بـه
مشتركين و مهندسي كردن طراحي ها حركت نمايند .
در اين مقاله سعي شده است تا حـد امكـان مشـكلات و معضـلات شـبكه هـاي توزيـع ، بـا اسـتفاده از دسـتاوردهاي اجـراي طـرح
مكانيزاسيون بررسي و راه حلهاي مناسب جهت رفع مشكلات ارائه گردد . نتايج عملي روشهاي پيشنهادي در شبكه برق عجـب شـير
حاكي از مطلوب بودن اجراي طرح و استفاده از امكانات نرم افزاري در جهت رفع مشكلات مي باشد .

1
شركت توزيع نيروي برق آذربايجان شرقي
2
شركت توزيع نيروي برق آذربايجان شرقي2
استفاده از نتايج اجراي طرح مكانيزاسيون توزيع در بهينه سازي
شبكه و بستر سازي براي اتوماسيون
يوسف ديواري
– امير اعتمادي 1
2

1 – مقدمه :
گسترش روز افزون شبكه هاي توزيع و افزايش تعداد و تنوع مصرف كنندگان از يك طرف و عدم وجود اطلاعات دقيق و بروز
اين شبكه از سوي ديگر ، مهندسين توزيع را بر آن داشته تا يك مسير و روش مطمئني براي برداشت و بروز نگهداشتن اطلاعات اين
شبكه پيدا كرده و از آن اطلاعات براي حل مشكلات شبكه و محاسبات فني مورد نياز استفاده نمايند .
با توجه باينكه محاسبات مهندسي توزيع بلحاظ گستردگي شبكه ، بسيار پيچيده تر از بخش هاي ديگر نيروي برق مـي باشـد
لذا مي طلبد كه محاسبات فني از روش دستي بروش ماشيني ارتقا يابد .
مجموعه حاضر ماحصل پياده سازي و اجراي مراحل مختلف مكانيزاسيون توزيع تحت نرم افزار مدك و بهره برداري از برنامه هـاي
كاربردي آن و بررسي تاثيرات اين طرح در افزايش بهره وري ، سرويس دهي مطلوب به مشتركين و استاندارد كردن شبكه و از همـه
مهمتر مهندسي كردن و بهينه سازي فعاليتهاي طراحي ، نگهداري و كنترل شـبكه توزيـع در شـركت توزيـع بـرق آذربايجانشـرقي –
منطقه عجب شير مي باشد .
2- مشكلات و معضلات شبكه هاي توزيع و راهكارهاي عملي براي حل آنها
با گسترش تدريجي شبكه هاي توزيع و عدم وجود اطلاعات دقيق و كافي و قابـل اسـتناد از تجهيـزات و پارامترهـاي شـبكه
عموما” محاسبات فني طرحهاي جديد را تا بحال با مشكل جدي مواجه و همچنين بهره برداري از شبكه هاي موجود را نيز عمـلا” بـا
معضلات پنهاني روبرو ساخته است . عدم تعادل بار ، نبود برنامه مدون براي بارگـذاري صـحيح جهـت نگهـداري تعـادل شـبكه ، نـا
متناسب بودن سطح مقطع هاديها در تكه فيدر ها ، وجود توان راكتيو و عدم بارگذاري متناسب با ظرفيت شبكه از عوامل مهـم ايجـاد
افت ولتاژ و افزايش تلفات در شبكه هاي توزيع مي باشند .
1-2) متعادل نمودن بار در شبكه هاي فشار ضعيف يك عامل موثر در كاهش تلفات و افت ولتاژ مي باشد بطوريكه با اجراي برنامـه
تعادل بار در مكانيزاسيون و عملي نمودن آن در شبكه موجود و بررسي نتايج پخش بار قبل و بعد از تعادل به نكات قابل توجهي مـي
رســــــــيم كــــــــه قبــــــــل از اجــــــــراي پــــــــروژه از آن نكــــــــات غافــــــــل و اثــــــــرات ناشــــــــي از

1
شركت توزيع نيروي برق آذربايجان شرقي
2
شركت توزيع نيروي برق آذربايجان شرقي3
عدم تعادل و يا متعادل نمودن بصورت تجربي بي خبر بوديم . در تعادل بار بروش تجربي بدين طريق عمل مي گردد كه در زمان اوج
مصرف فيدر هاي مورد نظر را بارگيري و با توجه به نتايج آن ، تعادل بار بصورت تجمعي انجام مي گيرد در اين حالت فقـط شـينهاي
خروجي ترانسفورماتور توزيع در ساعات پيك متعادل شده و نامتعادلي بار در طول فيدر و در ساعات غير پيك شبانه روز در كل شـبكه
همچنان باقي مي ماند .
در تعادل بار بروش نرم افزار ( مكانيزاسيون ) بطريقي عمل مي گردد كه بدون در نظر گرفتن بـار در اوج مصـرف و بـا لحـاظ
نمودن نوع مصرف و آمپراژ مشترك از انتها بطرف ابتداي فيدر عمليات تعادل بار انجام ميگيرد و فيدر هاي تغذيه مشـتركين جـدا از
تغذيه روشنايي معابر متعادل مي گردند كه در اين روش معضلات روش تجربي حل گرديده و شبكه موجود و پست توزيع تا حد ممكن
متعادل مي گردد با بررسي نتايج محاسبات پخش بار قبل و بعد از تعادل بار مشاهده مي گردد كـه ايـن روش مناسـب تـرين راهكـار
براي متعادل نمودن شبكههاي توزيع مي باشد و تنها موردي كه در اين روش مشكل ساز بنظر مي رسد تعادل روشنايي معابر موجـود
فيدرها ميباشد كه اين مشكل را مي توان با متعادل نمودن خود فيدر هاي روشنايي معابر بصورت جداگانه و تقسـيم نمـودن بارهـاي
روشنايي بصورت مساوي در شينهاي پست توزيع حل نمود .
2-2 ) يكي از مشكلات اساسي پايداري تعادل بار شبكه هاي توزيع عدم وجود يك برنامه مدون بـراي بارگـذاري روي فيـدر هـاي
فشار ضعيف ( نحوه نصب انشعابات جديد ) مي باشد . بنابر اين عمليات تعادل بار زماني نتيجه بخش خواهد بـود كـه بعـد از عمليـات
تعادل ، بار گذاري فيدرهاي متعادل شده تحت يك برنامه مدون (بصورت نرمافزاري ) انجام گردد تا تعادل شبكه پايدار باقي بمانـد .
اين مهم در طرح مكانيزاسيون در يك برنامه كاربردي براي خدمات مشتركين بنام واگذاري انشعاب جديد پيش بيني شده است كه از
اين طريق ضمن بررسي شرايط فني شبكه براي واگذاري انشعاب در فيدر مورد نظر تعادل شبكه نيز حفظ مي گردد .
3-2 ) با بررسي نتايج محاسبات پخش بار بر روي فيدر هاي پستهاي مختلف توزيع ملاحظه مي گردد در فيدر هايي كـه تجهيـزات
آنها از ابتداي احداث بدليل ملاحظات رشد آتي منطقه ، با سايز بالا در نظر گرفته شده است در سالهاي اوليه بهره برداري بدليل عـدم
بار گذاري متناسب با ظرفيت شبكه ، درصد تلفات بيشتر از فيدر هايي است كه بار گذاري آنها متناسب با ظرفيتشان مـي باشـد . لـذا
منطقي بنظر مي رسد كه طراحي پستها و فيدرهاي شبكه توزيع با لحاظ نمودن نرخ رشد ، بصورت بلند مدت پيش بينـي ولـي اجـرا و
احداث تجهيزات متناسب با منحني نرخ رشد كوتاه مدت انجام گيرد .
4-2 ) يكي از عوامل تلفات ساز در شبكه هاي توزيع نا متناسب بودن طول فيدر ها با سطح مقطع هاديهـا بـدليل احـداث تـدريجي
شبكه مي باشد .
با بررسي نتايج محاسبات پخش بار روي شبكه هاي توزيع ملاحظه مي گـردد كـه پـايين بـودن سـطح مقطـع در قسـمتهاي
ابتدايي فيدرها روي افت ولتاژ و تلفات تاثير بسزايي دارد بطوريكه تعويض سطح مقطع در چند اسپن ، درصد افت ولتاژ و تلفـات را در
حد قابل ملاحظه اي كاهش مي دهد .
5-2 ) با توجه باينكه اكثر مشتركين شبكه فشار ضعيف ، تك فاز يا با قدرت قراردادي كمتر از 30 كيلـووات و غالبـا” مصـرف آنهـا
داراي ماهيت سلفي مي باشند و از طرفي براي محدود ساختن و كنترل مصرف سلفي اين مشتركين لواز م اندازه گيري مناسب تعبيـه
نمي شود طبيعتا” وجود بارهاي راكتيو حاصل از اين نوع مصارف عامل مهمي در محدود سازي ظرفيت تجهيزات و ايجاد تلفات و افت
ولتاژ در شبكه هاي توزيع فشار ضعيف مي باشد
براي حل معضل فوق بايد اطلاعات دقيقي از پارامترهاي الكتريكي و تجهيزات موجود در دسترس باشد و بعد از آن به نصـب خـازن
جهت جبران توان راكتيو شبكه اقدام گردد .
در برق عجب شير بجهت اجراي طرح مكانيزاسيون توزيع اطلاعات شبكه در دسترس بوده و با استفاده از نصب ديتالاگرها در
پستهاي توزيع در مدت زمان طولاني اطلاعات پارامترهاي الكتريكي شبكه جمع آوري و از نتايج بدست آمده ، بـا توجـه بـه مينـيمم
توان راكتيو فيدرها خازن هاي ثابت نصب گرديده است . و همچنين جهت جبران توان راكتيو مازاد بر ظرفيت خازنهـاي ثابـت نصـب
شده ، بصورت آزمايشي اقدام به نصب خازن اتوماتيك در يك پست نمونه توزيع شده است .
3- نقـش مكانيزاسـيون در جهـات فنـي ، اقتصـادي ، اجتمـاعي و تـاثير آن در
بهرهبرداري و مسير سازي براي اتوماسيون شبكه هاي توزيع
با پياده سازي طرح مكانيزاسيون توزيع و بهره برداري از برنامه هاي محاسباتي آن اولا” يك بانك اطلاعاتي مطمئن و كامـل
از شبكه در دسترس خواهد بود ثانيا” با عملي كردن برنامه هاي كاربردي آن تاثير بسـزايي در جهـات فنـي ، اقتصـادي ، اجتمـاعي و
زمينه سازي براي اجراي طرحهاي آتي از جمله اتوماسيون خواهد داشت . 4
1-3)افزايش قابليت اطمينان شبكه
با اجرا و آناليز نتايج برنامه هاي محاسباتي و همچنين با در اختيار داشتن اطلاعات فني تجهيزات شبكه مـي تـوان بـه نقـاط
ضعف شبكه و تجهيزات پي برد و در جهت رفع عيوب و ارائه طرحهاي بهينه در راستاي تداوم سرويس دهي مطلـوب و كيفيـت بـرق
مشتركين اقدام نمود . در اين مورد در قسمت برق عجب شير با بررسي پارامترهاي شبكه در خطوط فشار متوسط و فشـار ضـعيف بـا
استفاده از برنامه هاي محاسباتي نرم افزار مدك براي بالا بـردن قابليـت اطمينـان شـبكه طرحهـاي اساسـي در سـالهاي 1380 و
1381 ارائه گرديده است .
3-2)كاهش زمان كار يا خاموشي مشتركين
پياده سازي طرح مكانيزاسيون باعث جمع شدن اطلاعات شبكه و پستهاي توزيع و تجهيـزات حفـاظتي در يـك محـيط نـرم
افزاري مي گردد كه با استفاده از آن اطلاعات مي توان نقاط ضعف شبكه را شناسايي و در رفع آنها اقدام نمود و در مواقع بـروز خطـا
مي توانيم در حداقل زمان ممكن محلهاي بي برق را با استفاده از برنامه عمليات شبكه محـل خطـا را از قسـمت ديگـر جـدا و بقيـه
قسمتهاي شبكه را برق دار نمود .
3-3)كاهش هزينه ها
اجراي برنامه هاي مكانيزاسيون موجب كاهش هزينه ها بصورت ذيل مي گردد :
– با اجراي برنامه هاي تعادل بار و پخش بار تلفات شبكه به حداقل ممكن رسيده و انرژي واگذارشده به مشـتركين مطلـوب و در
نتيجه از به هدر رفتن انرژي جلو گيري بعمل مي آيد .
– با كمك گرفتن از برنامه عملياتي شبكه در مواقع تعميرات و نيز بروز خطا ، عمليات بازيابي شبكه در حداقل زمان ممكن انجـام
گرفته و به اين ترتيب مقدار انرژي توزيع نشده كاهش مي يابد .
3-4)كاهش ميزان سرمايه گذاري
– با توجه به اينكه طرحهاي اصلاح و توسعه شبكه به كمك برنامه هاي محاسباتي نرم افزار مدك و با در نظـر گـرفتن موقعيـت
منطقه و توسعه آن در سالهاي آتي ارائه مي گردد فلذا تجهيزات منصوبه متناسب با نياز انتخاب شده و تا حد ممكن از بالا بودن
سايز تجهيزات و در نتيجه از سرمايه گذاري اضافي جلو گيري مي گردد .
– با در دست داشتن كليه پارامترهاي الكتريكي و وضعيت موجود شبكه ، فيدرهاي هوايي فشار ضعيف طولاني و پستهاي توزيـع
با بار راكتيو زياد را شناسايي نموده و با نصب خازن هاي ثابت به مقدار و تعداد مورد نياز در شبكه موجـب آزاد سـازي ظرفيـت
پستهاي توزيع مي گردد .
3-5)بهينه نمودن و استفاده از فن آوري جديد
– نظر به اينكه بعد از اتمام ورود اطلاعات شبكه ، واگذاري انشعاب جديد با استفاده از برنامه نرم افزاري صورت مـي گيـرد بنـابر
اين فاز تغذيه مشتركين تك فاز در موقع نصب مشخص گرديده و تعادل بار شبكه بصورت پايدار باقي مي ماند .
– با نصب ديتالاگر در پستهاي توزيع ، بررسي فني پارامترهاي الكتريكي شبكه در 24 ساعت شبانه روز امكان پذير بوده و نتـايج
نصب خازن و تعادل بار در منحني هاي خروجي قابل بررسي است . بدين ترتيب عمليات بهينه سازي و اصلاح شبكه بـه نحـو
احسن انجام مي پذيرد .

دانلود رایگان فایلهای متلب

3-6) افزايش حفاظت و ايمني
نرم افزار مدك قابليت نمايش مسير تغذيه گره مورد نظر و درخت فيدر را دارا مي باشد بنابر اين در مواقع عمليات شـبكه مـي
توان تجهيزات برقدار و بي برق را بصورت دقيق با آدرس و كد شناسايي مشخص نمود و اين كار نقش بسزايي در حفاظـت و ايمنـي
نيروهاي اجرايي شبكه دارد .

3-7)افزايش كيفيت تجهيزات مورد استفاده
به جهت اينكه مشخصات فني و اطلاعات كليه تجهيزات مورد استفاده در شبكه در بانـك اطلاعـات تشـريحي جمـع آوري و
ثبت گرديده لذا با مطالعه سوابق كاركرد تجهيزات مي توان در انتخاب تجهيزات با كيفيت مطلوب دقت كرد .
3-8)استفاده از امكانات نرم افزار و سخت افزاري بمنظور دسترسي سريع به اطلاعات
اطلاعات الكتريكي و جغرافيايي شبكه در بسته نرم افزاري مدك بصورت گرافيكي و اطلاعاتي جمع آوري و ثبت مي شوند لذا
در كليه مراحل بهره برداري و طراحي مي توان به تمامي اطلاعات مورد نياز دسترسي پيدا كرد .
3-9)بهبود بهره وري نيروي انساني5
با توجه باينكه قبل از عمليات بر روي شبكه با استفاده از برنامه هاي مدك از جمله تعادل بار و عمليات شـبكه و …. برنامـه
ريزي شده و دستور كار صادر مي گردد بنابراين از انجام عمليات تكراري و بيهوده جلـوگيري بعمـل آمـده و از افـراد اكيـپ عمليـاتي
بصورت مطلوب استفاده مي گردد .
3-10) افزايش رضايت نسبي مشتركين نيروي برق
همانگونه كه در بند هاي فوق ذكر گرديده بدليل اينكه با استفاده از برنامه محاسباتي نرم افزار مدك نقاط ضعف شبكه اصـلاح
مي گردد و مواقع عمليات و بروز خطا از برنامه ها در جهت بازيابي شبكه در كوتاهترين زمان ممكن استفاده مـي گـردد بنـابراين بـا
داشتن برق مطمئن و كمترين خاموشي در شبكه رضايت مشتركين افزايش مي يابد .
3-11) نقش مكانيزاسيون در اجراي طرح اتوماسيون توزيع
براي بازيابي سريع شبكه در زمانهاي وقوع خطا و يا قطعي هاي برنامه ريزي شده و كاهش مقدار انرژي توزيع نشده و همچنين
افزايش قابليت اطمينان شبكه جهت سرويس دهي مطلوب و مطمئن به مشتركين اجراي طرح اتوماسيون توزيع را لازم و ضروري مي
سازد .
بررسي و آناليز ظرفيت تكه فيدرها و بار آنها در 24 ساعت شبانه روز در فصول مختلف سال با استفاده از نتايج محاسبات نرم
افزاري مدلسازي بار و پخش بار و همچنين اجراي برنامه كاربردي عمليات شبكه فشار متوسط بعد از پياده سازي طـرح مكانيزاسـيون
كمك موثري در مطالعه اجراي اتوماسيون توزيع خواهد داشت .
همچنين ثبت اطلاعات مربوط به وقوع خطا ، حادثه و معيوب شدن تجهيزات و همچنين محاسبه انرژي توزيـع نشـده در اثـر عوامـل
فوق در سالهاي سابقه و استفاده ازاطلاعات آنها براي محاسبه قابليت اطمينان شبكه نقش بسزايي در مطالعه اتوماسيون توزيع خواهـد
داشت .
علاوه بر موارد فوق ، مكانيزاسيون توزيع فرهنگ بروزنگهداري اطلاعات شبكه و تبديل عمليات دستي بـه ماشـيني را احيـا و
منابع نيروي انساني را براي پذيرش تكنولوژي هاي نوين از جمله اتوماسيون توزيع آماده ميسازد.
4- بررسي نتايج محاسبات نرم افزاري و اعمال آنها در يك شبكه واقعي
** همانطوريكه در بخش ( 2 – الف ) مشكلات و راهكارهاي حل مسئله تعادل بار بررسي گرديد براي حصول نتايج عملـي و
آناليز بيشتر موضوع خروجي هاي محاسبات تعادل بار در يك فيدر فشار ضعيف هوايي با 112 مشترك تك فاز اعمـال گرديـده كـه
توان تزريقي و تلفات ( برحسب كيلووات) قبل و بعد از تعادل بار با استفاده از برنامه پخش بار مكانيزاسيون در جـدول شـماره 1 آورده
شده است :
(جدول شماره 1 )
بعد از تعادل بار قبل از تعادل بار ساعت
تلفات توان تزريقي تلفات توان تزريقي
– قبل از تعادل بار در يك شبانه روز با متوسط توان تزريقي 29/8 كيلووات به اول فيدر ، متوسط تلفات در همان مـدت زمـان
2/64 كيلووات بوده در حاليكه بعد از تعادل بار با متوسط توان تزريقي 29/67 كيلـووات بـه اول فيـدر ، متوسـط تلفـات در
همان مدت زمان 1/52 كيلووات شده است . كه بطور متوسط 1/12 كيلووات معـادل 3/76 درصـد كـاهش تلفـات در پـي
داشته است .
– قبل از تعادل بار در زمان اوج مصرف با توان تزريقي 65/72 كيلووات تلفات 9/8 كيلووات بوده در حاليكه بعد از تعادل بار در
همان زمان با توان تزريقي 65/14 كيلووات تلفات 5/69 كيلووات شده است . كـه تلفـات بـه مقـدار 6/18 درصـد در اوج
مصرف كاهش يافته است .
با توجه به ملاحظات فوق و با در نظر گرفتن ارزش انرژي ، در صورت برنامه ريـزي صـحيح بـراي عمليـات تعـادل بـار و بـا
كمترين هزينه در كل شبكه از به هدر رفتن مقدار زيادي انرژي جلو گيري بعمل خواهد آمد .
نمودار شكل شماره 1 درصد تلفات قبل و بعد از تعادل بار فيدر مذكور در24 ساعت شبانه روز آورده شده است
نمودار شماره 1 نشان دهنده كاهش چشمگير درصد تلفات در 24 ساعت شبانه روز بعد از تعادل بار مي باشد .
با توجه باينكه اين بررسي در يك فيدر فشار ضعيف نسبتا” كم بار انجام گرفته ، با لحاظ گستردگي شبكه توزيـع و پراكنـدگي
مشتركين اين شبكه اهميت تعادل بار را در تمامي فيدرهاي فشارضعيف در جهت كاهش تلفات با كمترين هزينه آشكار مي سازد .
** نصب خازن در شبكه هايي كه بار سلفي دارند سبب كاهش دامنه جريان خطوط و اصلاح ضريب قدرت شبكه مي شود كه
اين امر موجب كاهش تلفات شبكه و بهبود پروفيل ولتاژ در طول شبكه گرديده كـه نتيجـه نهـايي آن آزاد سـازي ظرفيـت خطـوط و
پستها و افزايش راندمان سيستم مي شود .
نتايج بدست آمده از پارامترهاي ثبت شده توسط ديتالاگرها در سه مرحله ( قبل و بعد از نصـب خـازن ثابـت و اتوماتيـك ) در
نمودار شكلهاي شماره 2 و 3 (صفحه بعد) آورده شده است .
تاثير نصب خازن ثابت و اتوماتيك در جهت حذف توان راكتيو و بهبود ضريب قدرت شبكه در منحنيهـاي نمودارهـاي مـذكور
مشهود مي باشد .
5– نتيجه گيري
با توجه به مطالب ارائه شده در مقاله حاضر در مي يابيم كه :
– براي داشتن اطلاعات بروز از شبكه و استفاده از آنها در جهت بررسي و آناليز نقاط ضعف و قوت شبكه و اجراي طرحهاي نوين
، پياده سازي طرح مكانيزاسيون توزيع در قدم اول ضروري مي باشد .7
– در صورت اجراي طرح مكانيزاسيون مي توان گامهاي اساسـي بـا كمتـرين هزينـه درجهـت كـاهش تلفـات و حـل پـاره اي از
مشكلات شبكه هاي توزيع برداشت .