دانلود رایگان بهبود عملكرد پست انتقال با سنسور

دانلود رایگان پاورپوینت  بهبود عملكرد پست انتقال با سنسور

یک سنسور دستگاھی است کھ بھ طور عادی یک پدیده فیزیکی (مانند حرارت، فشار،لرزش و…) را بھ یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند دلیل اینکھ سنسورھا در ایستگاه فرعی مستقر می‌شوند این است کھ بھ اپراتورھای تجھیزات مختلف از بروز مشکلات در سیستم خبر دھند، ھر گونھ تخلف امنیتی را تشخیص دھند و یا شرایط تجھیزات را رصد کنند. در واقع سیستم تغذیھ توسط چند استراتژی تقدم بندی شده می باشد کھ خود شامل اندازه ھایی مرتبط با مشاھده پذیری سیستم ،مصرف برق، بھبود توانایی ھای ارتباطی و اندازه داده ھا برای عملیات و بھبود تصمیم گیری عملیاتی می باشند تا ورود غیر مجاز و خرابکارھای بالقوه را تشخیص دھد و برای مطالعات

مربوط بھ پس از رخ دادن خرابی ھا بھ کار گرفتھ می‌شود. ادغام و قرار دادن اطلاعات فعلی حاصل از حسگرھا

 بازرسی حسگرھا و اطلاعات حسی غیر مرسوم

 توسعھ تکنیک ھا و الگوریتم فرآیند اعلام خطر

 استفاده از تعداد زیادی سیگنال برای عملیات سیستم تغذیھ

 یک وظیفھ اختصاصی برای نسل بعدی سیستم ھای SCADA

عناصر اصلی این پروژهبود دادن شبکه برق از طريق نصب و پياده سازی تعداد

زيادی حسگرها

 مواردی کھ می‌تواند بھ صورت ھای زیرشبکھ برق بھبود

دھند:

 جمع آوری اطلاعاتی بیشتر جھت استفاده در آنالیزھای بعد از رفع مشکل

 ممکن ساختن تشخیص مؤثر مشکلات ابتدایی

 تشخیص صدمھ یا خرابکاری

 افزایش کارایی شبکھ

 فراھم کردن خدمات جدید برای مشتریان انرژی الکتریکی منابع اصلی استفاده شده در این توسعھ :

 اندازه گیری در مقیاس بزرگ نرخ دھی پویای خط

 مدیریت بار

 تشخیص قطعی و محل آن بھ طور خود کار

 وصل شدن ودرباره وصل شدن خود کار

 خواندن خودکار سنجش گر

 نگھداری پیش بینی شده بخش ھای شبکھ

 رصد کردن استحکام ساختاری خطوط توزیع و انتقال

 پیش گیری از صدمھ براساس یخ زدگی کاربردھای بالقوه سنسورھا در مھندسی ایستگاه فرعی

سنسورھا بھ طور کلی در مھندسی ایستگاه فرعی دارای کاربردھای

محدودی بوده‌اند . با ظھور سیستم ھای مدرن ارتباطی، سیستم

SCADAدارای پتانسیل ارسال داده ھای بیشتری می‌باشند. پتانسیل بسیار

زیادی برای تحویل دادن اطلاعات و داده ھای بلا درنگ وجود دارد کھ

می‌تواند امنیت ایستگاه فرعی بزرگ، ایستگاه سوئیچ کردن و خطوط

انتقال نیرو را افزایش دھد و می‌تواند وجود مشکلات و ایرادھا در

تجھیزات ایستگاه را در ھمان ابتدا و پیش از رشد و پیشرفت کردنشان

اخطار دھد. ھمچنین سنسورھای بھ طور گسترده مستقر یافتھ ممکن است

چندین فایده داشتھ باشند کھ می‌تواند شامل موارد زیر باشد : اخطار زود و پیش از موعد در مورد مشکلات در حال پیشرفت و رشد

 فعالیت کردن مؤثر تجھیزات و کلیت سیستم

 عکس العمل سریع و اورژانسی بھینھ یافتھ در مقابل مشکلات

 امنیت بھتر در خطوط نیرو و در نتیجھ افزایش امنیت محیط سنسورھایی کھ در صورت رخ دادن خرابی در تجھیزات

اخطار می دھند تا فعالیت سیستم را بھبود بخشند :

 رصد کننده ھای دمای ترانسفورماتور

 خرابی ھای سیستم نیتروژن ترانسفورماتور

 سطح پایین روغن

 تقویت کننده افزایش فشار مداوم، یا دستگاه تعدیل کننده فشار

 قطع کننده مدار نیرو، روغن پایین یا سوخت پایین (SF6)

 اخطار ھای خرابی تقویت کنندھای محافظ

 تقویت کننده دیجیتال محافظ چندکاره

 باید سنسورھای را نصب کرد کھ قطع کننده ھای مدار، سوئیچ ھا، یا

وضعیت مکان آنھا را بھ یک سنجش رصد کردن مرکزی یا اتاق کنترل

بفرستد. از سنسورھای دما (حرارتی) برای فعال کردن پنکھ ھای خنک کننده یا

پمپ ھا برای ترانسفورماتورھا بھ کار می‌روند و می‌توانند بھ عنوان

نشان دھنده یک مشکل در ترانسفورماتور یا وضعیت بار اضافھ کھ باعث

ایجاد حرارت اضافی می‌شوند در نظر گرفتھ شوند. بالا بودن بیش از حد

دمای یک ترانسفورماتور می‌تواند یک اخطار بفرستد و یا با فعال کردن

قطع کننده، ترانسفورماتور را قطع کند . این اخطار از طریق

SCADAفرستاده می‌شوند و یک عملیت در ایستگاه فرعی رخ داده و

پرسنل نگھداری بھ منطقھ فرستاده می‌شود.

سنسورهای حرارتی معمولی‌ترین و رایج‌ترین نوع سنسور حرارتی یک دستگاه فعال شده دو

فلزی است کھ در آن دما بھ حرکت مکانیکی تبدیل می‌شود. از این

حرکت برای بستن چندین اتصال مکانیکی استفاده می‌شود کھ یک

سیگنال اخطار بھ مانیتور دستگاه می‌فرستد و نشان می دھد کھ دما

بیرون ازمحدوده مجاز است.

 دو نوع سنسور حرارت وجود دارد :

1 . سنسورھای اتصالی

2 . سنسورھای غیر اتصالی ارزان‌ترند و می‌توانند شامل

ً

سنسورھای اتصالی رایج‌ترین ھستند. نسبتاً

موارد زیر باشند :

 لامپ و ترموستاتھای ظریف

 سنسورھای سیلیکونی

 ترموکوپل

 ترمیتور

 دستگاه ھای مقاوم بھ حرارت (RTD) شکلي از سنسورھای اتصال مستقیم كھ از نوع ترمومتر ظریف می‌باشد

کھ برای اندازه گیری دمای روغن یا سیم پیچ در یک ترانسفورماتور بھ

کار می‌رود. شکلي از سنسورھای غیراتصالی كھ شامل دستگاه ھای گرماسنج ماورای

قرمز ھستند. از حرارت سنجی در ایستگاه ھای فرعی برای تشخیص ارتباط ھای

ضعیف گذرگاھھا ( کھ باعث ایجاد حرارت بیش از حد می‌شوند) استفاده

می‌شود و گاھی اوقات بھ صورت سالانھ بھ عنوان یکی از فعالیت ھای

نگھداری و تعمیرات انجام می‌پذیرد. اگر یک اتصال در حال خراب شدن

باشد، مقاومت اتصالی را افزایش می دھد و جریان در حال عبور از

اتصال باعث افزایش حرارت می شودکھ دما اتصالی را افزایش می دھد.

 سنسورھای حرارتی اگر بھ طور صحیح عایق شوند براحتی می‌توان در

ھر اتصال گذرگاه قرار داد.

 این نوع از حسگرھای حرارتی بھ اپراتورھا اجازه می دھد تا کارھای

گذرگاه ایستگاه فرعی را بسیار نزدیک بھ سرعت انجام دھند چون اندازه

گیری مستقیم انجام شده است. نوع دیگر حسگرھای گذرگاه غیر اتصالی است :

 دوربین ھای حرارتی را می‌توان بھ طور خود کار ساخت تا بھ صورت

دوره ای تمام گذرگاھھا را در ایستگاه فرعی توسط دوربین ھای حرارتی

کنترل شده بھ شکل روباتیک بھ طور اتوماتیک بررسی کنند وقتی کھ این

سنسورھا ھرگونھ نقطھ دارای حرارت بالایی را تشخیص دھند، اخطار از

طریق سیستم SCADA فرستاده می‌شود.

 یک مشکل بزرگ کھ دغدغھ اپراتورھای سیستم ھای برقی می‌باشد،

میزان بار واقع بر خطوط انتقال و توزیع است پیشنھادھایی داده شده،

مبنی براینکھ از حسگرھای از راه دور می‌توان استفاده کرد تا بھ طور

مستقیم ضعف در خطوط نیرو را وقتی کھ در حد نھایی شان فعالیت می

کنند، تشخیص داد.با دو پارامتر دمایی ممکن طراحی شده‌اند :

ً

 خطوط قدرت سر بار معمولاً

1 .دمای نرمال

2 .دمای بارگذاری اضطراری (زمان کوتاه) می‌باشد.

 عوامل محدود کننده کھ مشخص می‌کند خط تا سر بار تا چھ میزان می

تواند جریان را تحمل کند :

1.دمای تابکاری کنداکتور می‌باشد

2.خم شدن کنداکتور می باشدسنسورهای شيميايي

سنسورھای شیمیایی برای تشخیص عناصر یا اجزای خاص استفاده می

شود. از این سنسورھا می‌توان برای تشخیص تراکم یک عنصر یا جزء

خاص استفاده کرد. رایج‌ترین نوع سنسورھای شیمیایی، سنسورھای

اکسیژن می‌باشد ( کھ در اتومبیل ھا استفاده می‌شود) کھ در شکل زیر

نشان داه شده است.  سنسورھای شیمیایی می‌توانند اشکال زیر را بگیرند :

1.طیف بینی مادن قرمز

2.طیف سنجھای چگالی

3.طیف سنجھای چگالی آھنربایی

4.رنگ نگاری

5.چمفت ھا از یک ترانزیستور نیمھ رسانای اکسید آھن مؤثر بر میدان (MOSFET)

استفاده شده تا یک یون در محلول نشان داده شد.

 در شکل زیرکھ دارای پوستھ یون می‌باشد را تشخیص می دھد و یک

ISFETتشکیل می‌شود (ترانزیستور با یون منتخب مؤثر بر میدان) .وقتی کھ در محلول وارد شد، یون با پوستھ ارتباط برقرار می‌کند، وقتی

کھ تراکم یون ھا بالا رفت آنھا در ورودی تجمع می‌کنند و مسیر بین منبع

و زھکش را بازتر کرده، جریان فعلی دستگاه ھا را عوض می‌کنند.

 بدیھی ترین کاربرد سنسورھای شیمیایی در یک ایستگاه فرعی :

1.آنالیز گاز

2.ترانسفورماتورھا

3.تعویض کننده ھای شیر آب

4.متوقف کننده ھای پر شده از روغن می باشدوجود برخی اجزای خاص مانند استیلن یا رطوبت در روغن

ترانسفورماتور می‌تواند نشان دھنده برخی مشکلات خاص داخلی در حال

رشد در درون ترانسفورماتور باشد.

برای مثال نوعی قوس الکتریکی کھ در داخل ترانسفورماتور رخ می

دھد. سنسورھای خود کار گاز در ترانسفورماتورھای بزرگ بیشتر و

بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سنسورھای شیمی‌ای را می‌توان برای تشخیص تراکم مواد شکل زا در

روغن ترانسفورماتور استفاده کرد. مقدار این را می‌توان بھ طور

خودکار توسط سیستم ھای کامپیوتری ضبط کرد و می‌توان از این

اطلاعات استفاده کرد و تا اتفاق ھای تکراری را تعیین کرد.این اطلاعات می‌تواند بطور خودکار توسط سیستم ھای کامپیوتری آنالیز

شود و استفاده گردد تا در صورت تشخیص بھ اپراتور اخطار فرستاده

شود. این کار بھ اپراتور اجازه داده می‌شود تا ترانسفورماتور را از

سرویس خارج کرده و مشکل را پیش از آنکھ باعث از کار افتادن کامل

ترانسفورماتور شود حل کند و از زیان از دست دادن برق برای مدت

طولانی جلوگیری کند. از سنسورھای شیمیایی می‌توان در داخل

تجھیزات سوئیچ استفاده کرد. تا تراکم ازون تشخیص دھد.سنسورهای نوری

سنسورھای نوری، تابش ھای نوری و نزدیک بھ مادون قرمز را

تشخیص می دھند و آن را بھ یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند.

 سنسورھای نوری بھ طور کلی دو نوع می‌باشند :

1.تشخیص دھنده ھای کوانتوم

2.تشخیص دھنده ھای حرارتی

ً در یک دستگاه نیمھ رسانا

 تشخیص دھنده ھای کوانتوم تابش را مستقیماً

بھ الکترون تبدیل می‌کنند. مقاومت ھای نوری، ترانزیستورھای نوری یا

دیودھای نوری از این نوع سنسور می‌باشند.تشخیص دھنده ھای حرارتی انرژی را جذب می‌کنند و تغییر بدست آمده

در دما را اندازه می‌گیرند، ھمچنین این مزیت را دارند کھ در برابر

انرژی دریافت شده با ھر طول موجی بھ طور مساوی و یکسان

عکس العمل نشان می دھند سنسورھای نوری می‌توانند برای تشخیص

مشکلات ایجاد قوس در تجھیزات سوئیچ نیز بکار روند.

 در ھنگام یک خطای قوس، ممکن است کھ جریان کافی برای فعال کردن

سریع یک دستگاه خراب وجود نداشتھ باشد.

اما از تابش نوری می‌توان برای تشخیص

این نوع از مشکلات استفاده کرد و یک

قطع کننده را برای پیشگیری از رخ دادن

صدمات بیشتر فعال کرد.سنسورهای تکان (ضربه) ناگهانی شوک

شوک بھ صورت یک تغییر شدید و ناگھانی در وضعیت حرکت اجزاء یا

قسمت ھای یک بدنھ بر اثر استفاده ناگھانی از یک نیروی نسبت

آ بزرگ ً

تعریف می‌شود .

از شتاب سنج ھا می‌توان بھ عنوان سنسورھای شوک برای شرایط

مختلف استفاده کرد و می‌توان تعداد دفعات تکرار و شدت شوک را با

آنھا تعیین نمود.

 از این طیف فرکانسی می‌توان برای تعیین

دلیل یک شوک استفاده کرد شکل روبرو یک

سنسور شوک معمولی را کھ می‌توان بر

کاربردھای متعددی مستقر ساخت، نشان می دھد. استفاده از سنسور شوک در سیستم امنیتی :

از ضبط کننده ھای شوک می‌توان بر روی ترانسفورماتورھای بزرگ و

متوقف کننده ھا استفاده کرد تا شرایط غیر عادی متفاوتی را تشخیص

دھد. مانند تقویت کننده ھای رشد مداوم فشار، از آنھا می‌توان برای

تشخیص دادن حرکت سیم پیچ ھا برای خطا ھای داخلی یا خارجی استفاده

کرد.سنسورھای شوک و ضبط کننده ھا ھمچنین می‌توانند بر روی ساختار

فلزی ایستگاه فرعی در مناطق مرتعش قرار داده شوند تا از راه دور

تأثیر لرزش زمین بر روی استحکام ساختار فلزی ایستگاه را رصد کرد.

از این نوع سنسورھا گاھی اوقات برای رصد کردن حرکت پل و

ساختمان ھا استفاده می‌شود. پس از یک زمین لرزه شدید از این

اطلاعات می‌توان برای تعیین از راه دور میزان صدمھ ھا استفاده کرد.

خرابکاری یکی دیگر از شرایطی است کھ از طریق سنسورھای شوک

قابل تشخیص است.

در برخی از مناطق ، ترانسفورماتورھا و ساختارھای فلزی بر اثر شلیک

گلولھ توسط افراد صدمھ دیده‌اند و بر ترانسفورماتورھا، قطع کننده ھا،

ساختمانھای کنترل و ساختارھای فلزی شلیک شده است.سيستم امنيتی

افزایش امنیت در ایستگاه ھای فرعی و ایستگاه ھای سوئیچ حیاتی تر شده

است.

ایجاد صدمھ بھ ایستگاه ھای سوئیچ می‌تواند مناطق وسیعی از کشور را

برای مدتی طولانی تاریک و سیاه سازد. تکنولوژی ھای سنسور بھ شکل

ھای مختلف مانند سنسورھای ورود بدون اجازه، تشخیص دھنده ھای

حرکت و دوربین ھا در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند تا امنیت

ایستگاه ھای فرعی را رصد کنند و این پدیده ادامھ خواھد داشت . ارتباط

بین اطلاعات ویدئویی و دیگر داده ھای رصد کردن سیستم امنیتی از

طریق SCADA نیز بیشتر و بیشتر رایج می‌شود. شکلي از حسگرھای پیشرفتھ توسط سیستم SCADA کھ از نرم افزار

شده گرفتھ This image cannot currently be displayed.عکس ھایی از سیستمھای اسکادانتيجه گيری :

بھ طور معمول انواع مختلفی از سنسورھا در حال حاضر مستقر ھستند تا

شرایط را رصد کننده تجھیزات مھم را محافظت کنند و شرایط عملیاتی را

در ایستگاھھای فرعی تشخیص دھند. اینھا بطور معمول برای

ترانسفورماتورھا، متوقف کننده یا برای تجھیزات مھم بھ کار می‌روند از

اغلب این موارد این سنسورھا از طریق سیستم SCADA رصد نمی

شود، اگر چھ رصد کردن اخطارھای ایستگاه فرعی در حال فراگیر شدن

می‌باشند. ھمان طور کھ پھنای باند ارتباطی در دسترس قرار می‌گیرند

و سیستم ھای SCADA پیچیده تر می‌شوند، توانای رصد کردن انواع

بیشتری از سنسورھا غیر ممکن می‌شود.تجھیزات الکتریکی جدید و پیشرفتھ ، گستره وسیعی از سنسورھا را پدید

آورده کھ می‌توانند کاربردھای مفیدی در ایستگاه فرعی داشتھ باشند.

چالش پیش روی شرکت ھا این است کھ تصمیم بگیرند کدام سنسورھا باید

مستقر شوند و با چھ ھزینھ ای و اینگونھ چگونھ حجم زیاد داده ھا را

کاھش داد و آنھا را برای استفاده روزانھ برای عملیات ایستگاه کاری