بررسي اقتصادي و فني اثربخشي بكارگيري كابلهاي خودنگهدار

رمز :sim-power.ir

بررسي اقتصادي و فني اثربخشي بكارگيري كابلهاي خودنگهدار
هوايي در بهينه سازي شبكه فشار ضعيف
سيد محمد هاشمي-مسعود صادقي-داود زين الديني
شركت توزيع نيروي برق شمالغرب تهران

1-مقدمه: مقاله حاضر بازگو كننده تجربه اي است كه در شركت توزيـع نيـروي بـرق شـمالغرب تهـران در
ارتباط با بكارگيري كابلهاي خودنگهدار هوايي بدست آمده است.
كابلهاي خودنگهدار هوايي بمنظور جلوگيري از استفاده غير مجاز برق و ساماندهي و بهينـه سـازي شـبكه توزيـع
فشار ضعيف در منطقه برق سعادت آباد تهران مورد استفاده قرار گرفته اند .
محله فرحزاد تهران كه پروژه نصب كابلهاي فشار ضعيف در آن انجام شده منطقه اي اسـت مشـجر و بـا ميـزان
سوانح و اتفاقات فشار ضعيف قابل توجه كه علاوه بر مشكلات ذكر شده به دلايل اجتماعي در اين منطقه مسـئله
برقهاي غير مجاز معضلات زيادي ايجاد كرده است.
در منطقه ذكر شده بدليل بافت غير مناسب شهري و مسائل اقتصادي امكان احداث شبكه كابلي زير زميني ميسر
نبوده و در نتيجه بكارگيري كابلهاي خودنگهدار به عنوان راه حلي چند منظوره جهـت كاسـتن از ميـزان اتفاقـات
فشار ضعيف و حل مسئله برقهاي غير مجاز و همچنين بعنوان راه حلي با توجيه اقتصـادي منطقـي مطـرح و بـه
مرحله اجرا در آمده است.

2-سابقه بكارگيري كابلهاي خودنگهدار هوايي:
اين نوع كابل ها براي اولين بار در سال 1955 در كشور فرانسه براي جايگزيني در شبكه هاي فشار ضعيف با
هادي سيمي مورد استفاده قرار گرفتند[1 ] و به دليل مزاياي متعدد جايگاه كاربري مناسبي يافتند. سابقه
بكارگيري اين نوع كابل در ايران چندان طولاني نيست وتعداد معدودي از شركتهاي توزيع اقدام به استفاده از اين2
نوع كابل كرده اند كه شركت توزيع نيروي برق شمالغرب تهران يكي از پيشگامان استفاده از اين نوع كابل
محسوب مي شود.
عايق اين نوع كابل از نوع مواد ترمو پلاستيك و يا الاستومريك مي باشد كه عمدتا به دو نوع
PVC-1-2يا پلي وينيل كلرايد
XLPE-2-2يا كراس لينك پلي اتيلن
تقسيم مي شوند[1 ].
كابلهاي خودنگهدار با هر دو نوع عايق ذكر شده ساخته شده اند ولي به مرور XLPEبه دليل خصوصيات و
قابليت هاي بهتر جايگاه مناسبي يافته است XLPEدر برابر عواملي كه ذيلا آمده است مقاومت بهتري دارد.
3-2-اشعه ماورا بنفش
4-2-محرك هاي شيميايي(اسيد-اوزون-نمك)
5-2-اصطكاك و شوك هاي مكانيكي
6-2- تنش هاي مكانيكي و الكتريكي در حرارت بالا و رنج دمايي 90+ و 25- درجه سانتيگراد[1 ]
3-مزاياي بكارگيري كابلهاي فشار ضعيف خودنگهدار:
1-3بهبود وضعيت بهره برداري بدليل اينكه اتفاقات كمتري در كابلهاي هوايي ايجاد مي شود و اين كابلها در
برابر اشياء خارجي بسيار مطمئن تر عمل مي كنند.
2-3كاهش هزينه شاخه زني در مناطق مشجر
3-3كاهش تلفات با از بين رفتن جريان نشتي درختان و كاهش خطر آتش سوزي در مناطق مشجر و بوته زار
ها
4-3آزادي عمل بيشتر در طراحي خطوط بدليل فاصله حريم كوتاه كابلهاي خودنگهدار
5-3افزايش قابليت اطمينان شبكه در برابر برف و اتفاقات ناشي از برخورد اشيا ءخارجي
6-3امكان نصب خط جديد كابل خودنگهدار در كنار خط قبلي بر روي يك تير
7-3امكان نصب كابل خود نگهدار فشار ضعيف بر روي پايه هاي موجود خطوط KV 20
8-3امكان نصب خطوط تلفن و فيبر نوري روي يك پايه مشترك با حفظ حريم 0.5 متر
9-3راحت تر بودن ترميم تير شكستگي در خطوط كابلي خودنگهدار در قياس با خطوط هوايي معمولي
10-3امكان زيباسازي شهري با مخفي كردن كابل خود نگهدار از انظار عموم با عبور دادن كابلها از روي ديوار و
يا مخفي كردن آن در كانالهاي خاص
11-3ايزوله بودن نسبت به خوردگي و در نتيجه كاهش پارگي خطوط فشار ضعيف.
12-3كاهش انرژي توزيع نشده به مقدار قابل ملاحظه
13-3كاهش ميزان استراق برق
14-3تفاوت هزينه اندك و قابل جبران
4-بررسي ميزان اثر بخشي جايگزيني كابلهاي خودنگهدار در كاهش اتفاقات و
سوانح فشارضعيف:
با بررسي تعداد و آمار اتفاقات در طول سه ماه مشابه سالهاي 81 و 82 نتايج ذيل حاصل شده است.
(جدول1)
درصد كاهش
اتفاقات
نوع اتفاقات سال81 سال82
قطع كليد فشار ضعيف 7 36% 11
سيم پارگي 0 _ 35
9 82% 50 سوختگي فيور
83% 16 96 اتفاقات جمع

با بررسي تعداد اتفاقات ملاحظه مي شود كه تعداد حوادث در سال 82 به ميزان قابل ملاحظه اي كـاهش داشـته
است با بررسي نوع اتفاقات و وضعيت نامناسب و غير اصولي شبكه فشار ضـعيف هـوايي در موقعيـت مـورد نظـر
مشخص مي شود كه شبكه هوايي حادثه خيز بوده و جايگزيني كابلهاي خودنگهدار هوايي روشي موثر در كاهش
بروز اتفاقات بوده است.
در جدول ذيل دلايل بروز حادثه سيم پارگي در سال81 بررسي شده است كه تاثير عوامل مختلـف در بـروز ايـن
نوع اتفاق به ترتيب اولويت آمده است

دانلود رایگان فایلهای متلب

(جدول2) 3
دليل بروز سيم پارگي تعداد موارد
به دليل فرسودگي شبكه 16
در اثر برقهاي غير مجاز 10
در اثر برخورد شي خارجي 5
به دليل پر باري شبكه 4

عوامل ذكر شده در جدول فوق از جمله مواردي هستند كه بطور عمده با بكارگيري كابلهاي خودنگهدار برطرف
شده اند
0
20
40
60
80
100
تعداد موارد
سال82 سال81
مقايسه اتفاقات در سالهاي81 و82
قطع كليد
فشار ضعيف
سيم پارگي
فيور سوختگي
جمع اتفاقات

نمودار1-مقايسه اتفاقات در سالهاي 81 و 82

5-بررسي ميزان اثر بخشي جايگزيني كابلهاي خودنگهدار در كاهش انرژي
توزيع نشده:
مقدار متوسط خاموشي فشار ضعيف در هر فيدر بر اساس اندازه گيري ها در منطقه مورد نظر حدود 100
kwhفرض مي شودبا توجه به تعداد اتفاقات در سه ماه مشابه از سالهاي 81 و 82 خواهيم داشت.
(جدول3)-مقايسه انرژي توزيع نشده در طول ماههاي مشابه سال 81 و 82
انرژي توزيع نشده در دو ماه سال 81 انرژي توزيع نشده دردو ماه سال 82 درصد كاهش
83% 1600kwh 9600kwh
با توجه به جدول فوق مشخص مي شود كه پس از بكارگيري كابل خود نگهدار در سال 81 از مقدار انرژي توزيع
نشده به شكل قابل ملاحظه اي كاسته شده است.
نمودار2-مقايسه انرژي توزيع نشده در سالهاي 81 و 82 در منطقه اجراي طرح
4
9600
1600
0
2000
4000
6000
8000
10000
ساعت
كيلووات
سال82 سال81

(تصاوير1و2 -نمايي از وضعيت شبكه قبل از اجراي طرح كابلهاي خودنگهدار)
(تصاوير 3و4-نمايي از وضعيت شبكه بعد ازاجراي طرح كابلهاي خودنگهدار)
5
6-مقابله با استفاده غير مجاز برق(تلفات برق غير مجاز) با بكارگيري كابلهاي
خودنگهدار:
تلفات صنعت توزيع 12.9% از انرژي توليدي كشور را شامل مي شود كـه ايـن مقـدار در سـال 1379 بـالغ بـر
14882 ميليون كيلووات ساعت بوده است . از طرف ديگر 3658 مگاوات از توان توليدي نيروگاههـاي كشـور
صرف تامين ديماند تلفات فوق مي گردد و هزينه توليد 3658 مگاوات توان تلف شده در سال 1379 در شـبكه
هاي توزيع كشور با احتساب نرخ سرمايه گذاري هر كيلووات ساعت معادل 650 دلار بعلاوه 50000 ريال برابر
182.9 ميليارد ريال و 2.38 ميليارد دلار است[2 ].
ارقام تكان دهنده فوق بخوبي گوياي آن است كه كاهش تلفات توزيع رسالت با اهميتي بـراي شـركتهاي توزيـع
منظور مي شود
در اين راستا تلفات برقهاي غير مجاز و كاستن آن از رقم 12.9% تلفات انرژي صنعت توزيع كشور بسـيار حـائز
اهميت خواهد بود بر اساس بر آوردهاي موجود تلفات برقهاي غير مجـاز در سـطح كشـور 1.5% از كـل انـرژي
تحويلي را تشكيل مي دهد. كه البته اين مقدار متوسط كل برقهاي غير مجاز كشور است و مقدار اين نـوع تلفـات
در نقاط مختلف كشور متفاوت است بعنوان مثال تلفات برقهاي غير مجاز در استان تهران از مقـدار متوسـط كـل
كشور بيشتر تخمين زده مي شود ولي مطالعه موردي خاصي براي تعيين مقدار دقيق ايـن نـوع تلفـات در تهـران
انجام نشده است. براي احتساب مقدار كل تلفات برقهاي غير مجاز كشور خواهيم داشت
1.5/12.9*14882=ساعت كيلووات ميليون1730
كه اين مقدار 1.5% از انرژي توليدي كشور و 11.6% از كل تلفات صنعت توزيع محسوب مي شود [2 ]

در پروژه جايگزيني كابلهاي خودنگهدار هوايي بجاي شبكه سيمي فشار ضعيف در منطقه برق سعادت آباد تهـران
ميزان تلفات برقهاي غير مجاز يكدستگاه ترانسـفورماتور هـوايي بدسـت آمـده اسـت بـا ايـن توضـيح كـه ايـن
ترانسفورماتور داراي 5 دستگاه فيدر فشار ضعيف هوايي بوده است كه به شكل واضحي انـرژي الكتريكـي مـورد
سوءاستفاده قرار مي گرفته است.

(جدول 4-بار گيري قبل و بعد از اجراي طرح نتايج ذيل را بدست داده است)
مقدار متوسط جريان قبل از نصب كابل مقدار متوسط جريان بعد از نصب كابل خودنگهدار ميزان كاهش درصد كاهش
خودنگهدار
21% آمپر150 آمپر543 آمپر693

در نتيجه در اين پست هوايي21% ازكل جريان مصرفي صرف برق هاي غير مجاز و تلفات شبكه مي شده اسـت
هر چند كه بخشي از اين تلفات مربوط به شبكه هاي فرسوده بوده است ولي به يقين برقهاي غيـر مجـاز درصـد
اصلي اين تلفات را به خود اختصاص مي داده اند.
لازم به توضيح است كه بسياري از مصرف كنندگان غير مجاز برق داراي اشتراك مجاز بوده ولي بطور غير مجـاز
از برق استفاده مي كردند با احداث شبكه كابلي خودنگهدار بخش قابل ملاحظه اي از مصرف غير مجـاز بـرق بـه
سمت مصرف مجاز سوق پيدا كرده است.
همچنين بدليل نوع كابل خودنگهدار كه عبارت است از 5 رشته سيم به هم تابيده شده به صورتيكه فاز و نول آن
قابل تشخيص نيست افراد سودجو از اتصال سيم برق بدان امتناع ورزيده اند.
(تصوير5-نمايي از استفاده غير مجاز برق در منطقه مورد اشاره ذيلا آمدهاست)6
7-ارزيابي اقتصادي جايگزيني كابل خود نگهدار بجاي شبكه سيمي فشار ضعيف
جهت ارزيابي اقتصادي بكارگيري كابلهاي خودنگهدار در جداول ذيل هزينه احداث 1 كيلومتركابل خود نگهدار
هوايي370+n+ep در قياس با1 كيلومترخط هوايي سيمي با مقاطع 450+16آمده است هزينه هاي ريالي
ذكر شده در جداول از فهرست بهاي سال 1382 اخذ شده و شامل بهاي واحد كالا-سهم ماشين آلات و دستمزد
نصب مي باشد[4 ]

(جدول5-اقلام مورد نياز براي احداث 1 كيلومتر شبكه هوايي فشار ضعيف سيمي)
رديف لوازم واحد قيمت واحد(ريال) قيمت كل(ريال)
28206000 940200 عدد 30 1 9/400پايه
4991200 1247800 عدد 4 2 9/800پايه
737800 21700 34 3 خانه 2 راك
912900 26850 34 4 خانه 3 راك
833000 4900 170 5 ضعيف فشار مقره
686200 4700 146 6 مهره و پيچ
335000 6700 50 7 مسي كلمپ
40428000 22460 1800kg 8 50 مسي سيم
357840 24360 144kg 9 16مسي سيم
قيمت كل 80637940
(جدول6-اقلام مورد نياز براي احداث 1 كيلومتر شبكه كابلي خودنگهخدار هوايي)
رديف لوازم تعداد قيمت واحد(ريال) قيمت كل(ريال)
28206000 940200 عدد 30 1 9/400پايه
4991200 1247800 عدد 4 2 9/800پايه
686200 4700 146 3 مهره و پيچ
71200000 71200 1000 خود كابل
3*70+35نگهدار
4
561000 16500 34 5 نگهدارنده بست
306000 9000 34 6 آويز كلمپ
قيمت كل 105950400

تفاوت بهاي 1 كيلومتر از اين دو نوع شبكه بر اساس فهرست فوق بالغ بر 25312460 ريال خواهد بود اين
تفاوت با توجه به مزايايي كه از استفاده كابلهاي خودنگهدار نصيب شركتهاي توزيع مي شود رقم ناچيزي است . با7
توجه به اينكه هزينه هاي بهره برداري خطوط هوايي سيمي بسيار بيش از هزينه بهره برداري كابلهاي خودنگهدار
است اين تفاوت بها ظرف مدت كوتاهي جبران مي گرددبه عنوان مثال هزينه شاخه زني خطوط هوايي در
فهرست بهاي سال 1382 بالغ بر 5784.5 ريال در هر متر مي باشد در صورتيكه فرض كنيم عمليات شاخه
زني سالي يكبار انجام شده و بهاي شاخه زني در سالهاي آتي ثابت بماند تفاوت قيمت نصب كابلهاي خودنگهدار
و سيم هاي فشار ضعيف هوايي بر اساس رابطه ذيل ظرف حدود 5 سال جبران مي گردد.
تعداد سال =هزينه شاخه زني 1 كيلومتردرسال /تفاوت بهاي 1كيلومتر از شبكه هاي ذكر شده
اين در حاليست كه خطوط هوايي سيمي از نقطه نظر نگهداري و تعميرات بسيار پرهزينه تر از كابلهاي خود
نگهدار مي باشند.
از ديگر موارد كاهش هزينه ها مي توان صرفه جويي در هزينه نفر ساعت كار تعميراتي ،كاهش انرژي توزيع
نشده و در نتيجه كاهش نارضايتي مردم،كاهش استهلاك تجهيزات وماشين آلات را نام برد.
كه با احتساب موارد فوق تفاوت سرمايه گذاري ظرف مدت زماني بسياركوتاه تر از 5 سال مستهلك خواهد شد.
8-نتيجه گيري
1-بكارگيري كابل خودنگهدار هوايي باعث كاهش اتفاقات و سوانح فشار ضعيف خواهد شد
2-بكارگيري كابل خودنگهدار هوايي در مبارزه با استراق برق موثر است
3-تفاوت بهاي احداث خطوط فشار ضعيف سيمي و كابلي خودنگهدار ناچيز و قابل جبران است
مآخد
1-french lv-abc distribution system-f.i.e.f. confrence-TEHRAN 1992
2-ميزان تلفات توان در سيستم توزيع نگرانيها و افسوسها-هفتمين كنفرانس شبكه هاي توزيع-دكتر بهمن پور
3-گزارش پروژه جايگزيني كابلهاي خودنگهدار در منطقه فرحزاد تهران-شركت توزيع نيروي برق شمالغرب
تهران
4-فهرست بهاي اقلام و تجهيزات-برق منطقه اي تهران-معاونت نظارت بر توزيع