مقاله ضرورت محل یابی خطا در شبکه های توزیع

فهرست

ضرورت محل یابی خطا در شبکه های توزیع   ۱
۱-۱-مقدمه   ۲
۱-۱-۱-تداوم ارائه سرویس به مصرف کنندگان :   ۲
۲-۱- شبکه توزیع فشار متوسط در ایران   ۳
۳-۱- تداوم کیفیت سرویس   ۴
مروری بر روشهای محل یابی خطا   ۸
در شبکه های توزیع   ۸
۱-۲-مقدمه   ۸
۱-۱-۲- محل یابی خطا برای خطوط شعاعی با چندین شاخه فرعی   ۹
۲-۲- الگوریتم محل یابی خطا برای خطوط انتقال شعاعی به همراه بارها   ۱۲
۱-۲-۲- محل یابی خطا و رفتار بار   ۱۲
۱-۳-۲- مقدمه :   ۱۵
۲-۳-۲-طراحی فاصله یاب و اصول آن   ۱۷
۱-۲-۳-۲- قاعده اصلی محل یابی خطا   ۱۷
۱-۴-۲- مقدمه :   ۲۰
۲-۴-۲- ساختار اصلی محل یاب :   ۲۰
۳-۴-۲- اساس عملکرد محل یاب   ۲۲
محل یابی خطا در شبکه های توزیع   ۲۴
مقدمه :   ۲۵
۲-۳- محل یابی خطا   ۲۷
۳-۳- دامنه احتمالاتی محل یابی خطا :   ۳۲
۴-۳ -تشخیص خطا   ۳۶
برنامه کامپیوتری محل یابی خطا در   ۴۱
شبکه های توزیع   ۴۱
F.L.D.F   ۴۱
۱-۴- برنامه کامپیوتری (F.L.D.F )   ۴۲
۱-۱-۴- مقدمه :   ۴۲
۲-۱-۴- روند نمای برنامه   ۴۲
۲-۴- اجرای برنامه برای شبکه شبیه سازی شده :   ۴۴
۱-۲-۴- حالت اول :   ۴۴
۲-۲-۴- حالت دوم :   ۵۵
۳-۴- نقش بار در محل یابی خطا در فیدرهای توزیع   ۵۷
۴-۴- مدلهای پاسخ سریع بار   ۵۸
۱-۴-۴- سطح کلی بار   ۵۸
۲-۴-۴- پاسخ دینامیکی   ۵۸
۳-۴-۴- محدوده ولتاژ   ۵۹
۵-۴- مدلهای پاسخ سریع   ۵۹
۶-۴- روش تجزیه و تحلیل و نمایش آزمایشها   ۶۰
۷-۴- نتایج و تحلیل   ۶۱
اجرای برنامه محل یابی بروی یک فیدر نمونه   ۶۳
۱-۵-بررسی محل یابی خطا بروی یک فیدر نمونه :   ۶۴
۲-۵- فیدر لاکان از پست ۲۰/۶۳ کیلو ولت شهر صنعتی   ۶۵
۳-۵- روش انجام کار :   ۶۵
نتیجه گیری و پیشنهادات   ۷۰
نتیجه گیری :   ۷۱
پیشنهادات :   ۷۲
ضمیمه یک : پخش بار مورد استفاده در محل یابی خطا :   ۷۵
منابع   ۸۵

۱–۱-مقدمه

مصرف کنندگان نهایی انرژی الکتریکی همواره خواستار دریافت مداوم برق با کیفیت مناسب هستند . بنابراین در بهره برداری از شبکه های توزیع در اصل اساسی ذیل مطرح می گردد :

تداوم ارائه سرویس[۱] به مصرف کنندگان
حفظ کیفیت مناسب سرویس[۲]
- تداوم ارائه سرویس به مصرف کنندگان :

فعالیت اصلی مراکز حوادث شرکتهای توزیع در تداوم توزیع الکتریکی به شبکه فشار ضعیف می باشد .

ارائه سرویس به مصرف کنندگان برق به دلایل مختلف ممکن است با اختلال مواجه گردد. غیر از مواردی مانند اعمال خاموشیهای ناشی از کمبود انرژی برق ، اغلب موارد مربوط به شبکه توزیع است . مهمترین عوامل عدم تداوم کار عادی شبکه توزیع عبارتند از :

حوادث غیر مترقبه مانند صدمه دیدن کابلها ، شکستگی تیرها ، آسیب دیدگی تجهیزات ناشی از برخورد وسایل نقلیه ، شرایط جوی و….
عدم توانایی در تامین بار مصرف کنندگان به دلیل اضافه بار خطوط با ترانسفورماتور ها و ….
تعمیر یا سرویس تجهیزات

۲-۱-۱- حفظ کیفیت مناسب سرویس :

ارائه سرویس مداوم به مصرف کنندگان کافی نمی باشد بلکه کیفیت این سرویس نیز بسیار با اهمیت است . این کیفیت از دو جنبه برای به رهبرداری ( شرکت توزیع ) و مصرف کننده حائز اهمیت است :

الف – کاهش تلفات شبکه توزیع تا حد ممکن ( از دید بهره بردار )

ب- تامین ولتاژ مناسب در پستهای ۴/۰ کیلو ولت ( از دید مصرف کننده )

هدف اساسی دیسپاچینگ توزیع ، تداوم سرویس و ارتقای کیفیت سرویس می باشد . با توجه به مطالب فوق سعی شده است روشهای فعلی مراکز حوادث به منظور دستیابی به هدف مذکور مورد بررسی قرار گیرند و در عین حال نقش سیستم دیسپاچینگ توزیع برای کمک به تعیین تداوم و کیفیت سرویس تبیین گردد . برای روشن شدن مطلب توضیح مختصری درباره طراحی و بهره برداری از شبکه توزیع ایران ضروری می باشد .

۲-۱- شبکه توزیع فشار متوسط در ایران

شبکه فشار متوسط در ایران شامل رده های ولتاژ ۳۳،۲۰،۱۱ کیلو ولت است . طراحی این شبکه بصورت شعاعی ، حلقوی و یا غربالی است ولی بهره برداری از آن به صورت شعاعی یا حلقوی باز می باشد . پستهای توزیع عموماً به دو صورت زمینی و هوایی نصب شده اند.

هر فیدر ورودی و خروجی از یک پست زمینی ، با یک سکسیونر به شینه های فشار متوسط پست وصل شده که به صورت دستی قابل قطع و وصل می باشد . در پستهای هوایی ، طبق بررسیهای به عمل آمده فقط ورودی ترانسفورماتور دارای فیوزکات اوت می باشد و معمولاً تجهیزاتی برای قطع و وصل خط هوایی نصب نشده است .

نقاطی که در آنها شبکه حلقوی به شبکه شعاعی ( یا حلقوی باز ) تبدیل می شود به نقاط مانور مرسوم می بیاشند که در موقع بروز خطا در یک فیدر ، می توان با استفاده از سکسیونرهای نصب شده در پستهای زمینی و نقاط مانور قسمتهای سالم فیدر را برقرار کرده و به این ترتیب بخشی از خاموشیهای ایجاد شده را برطرف نمود ، ولی در صورتی که در روی فیدر هوایی اشکال ایجاد شود ، معمولاً آن فیدر تا برطرف شدن عیب بی برق می ماند .

۳-۱- تداوم کیفیت سرویس

۳-۱-۱- تداوم ارائه سرویس به مصرف کنندگان

همانگونه که توضیح داده شد عوامل زیادی باعث تداوم سرویس می شوند که عمده ترین آنها ، وقوع حوادث غیرمترقبه در شبکه توزیع می باشد . عمده فعالیتهای مراکز حوادث توزیع برای حفظ تداوم سرویس به شرح زیر است :

الف : آگاهی از وقوع خطا در شبکه

ب- مشخص نمودن محل خطا

ج- جدا نمودن قسمتی که در آن خطا رخ داده از بقیه قسمتهای شبکه

د- بازیابی قسمتهای سالم شبکه و برقدار نمودن مجدد آنها

ه- تشخیص دقیق و تعمیر قسمت معیوب و وصل آن به بقیه شبکه

آنچه که از عملکرد فعلی مراکز حوادث استنباط می گردد استفاده از یک روش کاملاً دستی ، تجربی و غیرمهندسی است . در روش فعلی ، قطعی برق توسط مصرف کنندگان و یا از طریق دیسپاچینگ فوق توزیع به اطلاع مراکز حوادث توزیع می رسد . این مراکز ، با جستجو در مسیر خطوط هوایی ، محل خطا دیده را تشخیص می دهند . در فیدرهای زمینی ، با جدا نمودن قسمتی از فیدر با استفاده از سکسیونرهای یکی از پستهای زمینی در مسیر فیدر و برقدار نمودن فیدر در پست اصلی ( فوق توزیع یا انتقال ) و ادامه این روش ، محل خطا را تشخیص داده و سپس با اهم متر و مولد ضربه و رفلکتور[۳]، نوع خطا و فاصله محل اتصالی را پیدا کرده و با استفاده از نقشه و یا مسیر یابی ، محل اتصالی را مشخص می کنند . در روش فعلی ، نه تنها زمان بازیابی شبکه بسیار زیاد است بلکه عمر تجهیزات الکتریکی نیز با قطع و وصل جریان اتصال کوتاه کاهش می یابد و با وارد آمدن خسارت مالی به شرکت توزیع ( ناشی از عدم فرش برق در ساعات بازیابی شبکه به مصرف کننده ) اجتناب ناپذیر می باشد .

ارتباطات اصلی بین منبع تغذیه و مشترکین می باشند ، در حالت معمول ، زمانی که خطا اتفاق می افتد ، کلید بازبست[۴] ، فیدر را قطع کرده و بطور خودکار چندین دفعه فرمان وصل را می دهد . اگر خطا بعد از چند سیکل پاک گردد ، هیچ مسئله ای اتفاق نمی افتد . اگر خطا دائمی باشد ، کلید بازبست بطور قطع باقی خواهد ماند .

خطا ممکن است بر روی فیدر اصلی یا در یک شاخه تک فاز باشد . خطاهای کوتاه مدت خطاهایی می باشند که در ۳۰-۵۰ میلی ثانیه به ودی خود پاک می شوند و باعث عملکرد کلید بازبست نمی شوند . اندازه گیریهای واقعی در یک فیدر شعاعی ، توالی وقایع انواع خطاها را در هر دو یا سه روز نشان می دهند . این خطاها ممکن است باعث خسارت به لوازمات شرکت ها نشود اما بطور مشخص سبب عملکرد ید لوازم کامپیوتری یا سوئیچهای الکترونیکی مشترکین شود.[۱]

برای معرفی مشکلات مشخص شده در مواجهه با خطاهای فیدرهای توزیع شعاعی ، مثال زیر را در نظر بگیرید.