ملاحظات فني براي بهره برداري جزيره­ اي

ملاحظات فني براي بهره برداري جزيره­ اي

1- ولتاژ و فركانس بايد در سطح قابل قبول حفظ شوند.

2- قسمت جزيره­ اي بايد داراي سيستم زمين مناسب باشد.

3- سیم بندی ترانس اتصال دهنده­ی واحد تولید پراکنده به شبکه باید دارای اتصال مناسب جهت بهره برداری جزیره­ای باشد.

4- قسمت جزير­اي بايد داراي سيستم حفاظتي مناسب جهت رفع خطاهاي احتمالي هنگام بهره برداري جزيره­اي باشد.

5- بايد از اتصال مجدد قسمت جزيره­اي شده به شبكه جلوگيري گردد . ( مگر در حالتي كه شرايط سنكرونيزاسيون فراهم باشد.)

حفظ ولتاژ و فركانس در محدوده­ي قابل قبول:

با توجه به استاندارد صنعت برق ايران – مشخصات و خصوصيات انرژي الكتريكي(كيفيت برق)-قسمت چهارم-تغييرات ولتاژ و فركانس- محدوده­ي مجاز تغييرات ولتاژ و فركانس به صورت زير است :

ولتاژ:(20KV)

1- شرايط عادي : 2٪ ± ولتاژ نامي

2- شرايط غير عادي: 5٪ + تا 10٪ - ولتاژ نامي

3- شرايط غير قابل تحمل : بيشتر از 5٪ + و كمتر از 10٪ - ولتاژنامي

فركانس:

در كليه سطوح ولتاژي ميزان تغييرات فركانس در حالت نرمال بايد در محدوده­ي % 6/0 ± (3/0± هرتز) باشد.

براي حفظ ولتاژ و فركانس، تحت شرايط جزيره­اي، در محدوده­ي مجاز ذكر شده، موارد زير بايد رعايت گردد:

1- باركل قسمت جزيره­اي بايد كوچكتر مساوي توليد در قسمت جزيره­اي باشد.

2- بايد به وسيله­ ي گاورنر يا كليد كنترل تعادل بار، سيستم كنترل فركانس (سرعت) در شبكه ايجاد گردد.

3- ژنراتورها بايد جهت حفظ ولتاژ در محدوده­ي مجاز، مجهز به سيستم تنظيم كننده ­ي خودكار ولتاژ (AVR) باشند.

4- جهت راه اندازي بارهاي موتوري بايد يك سيستم راه اندازي مناسب طراحي گردد.(راه اندازي ترتيبي، استفاده از مدار ستاره مثلث)

سيستم زمين بخش جزيره ­اي:

در يك شبكه­ ي جزيره ­اي اين امكان وجود دارد كه نقطه­ ي نول قسمت جزيره­ اي زمين نشده باشد. ( قبل از جزيره­اي شدن، زمين نوترال توسط شبكه تأمين مي­گرديد.)

با توجه به لزوم وجود سيستم زمين جهت حفاظت تجهيزات شبكه (كاهش اضافه ولتاژ هاي فاز به زمين و جلوگيري از آسيب ژنراتور هنگام خطاهاي داخلي)، شبكه­ اي كه قرار است به صورت جزيره اي مورد بهره برداري قرارگيرد، بايد داراي سيستم زمين مناسب باشد.

در صورت عدم وجود سيستم زمين مناسب در قسمت جزيره­اي، يكي از روش هايي كه مي تواند جهت دستيابي به اين مهم مورد استفاده قرار گيرد، حفاظت جانشيني ولتاژ نول[1] است كه به طور معمول به عنوان بخشي از سيستم هاي حفاظتي بين واحد توليد پراكنده و شبكه نصب مي­گردد.

در حقيقت سيستم جانشيني ولتاژ نول با توجه به خاصيت خازني هر فاز، يك نول مجازي متعادل در يك مدار سه سيم پيچه ايجاد مي­كند. وقوع خطاي زمين در هر فاز، باعث جابجايي ولتاژ در اين نول مجازي شده و در نتيجه سيستم حفاظتي عمل مي­كند.

ايجاد سيستم رفع خطاي مناسب:

در يك سيستم جزيره­ اي براي رله­ هاي حفاظتي شرايط متفاوتي نسبت به شرايط عادي وجود دارد، در سيستم­ هاي توزيع سنتي از رله­هاي اضافه جريان براي حفاظت اتصال كوتاه استفاده مي شد كه براي سيستم­هاي شعاعي به خوبي عمل مي­كرد. اما در سيستم­هاي با حضور منابع توليد پراكنده به دليل تغذيه­ي چند سويه­ي جريان، رله­ هاي اضافه جريان نمي­توانند حفاظت كافي را براي شبكه فراهم آورند.

علاوه بر اين اگر چنين شبكه­ هايي به صورت جزيره­اي مورد بهره برداري قرار گيرند، شرايط بسيار پيچيده­تر خواهد بود چرا که هنگام بهره برداري جزيره­اي امپدانس شبكه افزايش مي­يابد كه اين امر باعث كاهش سطح اتصال كوتاه شده و در نتيجه هنگام بروز خطا در قسمتي كه به صورت جزيره­اي بهره برداري مي­شود، جريان­هاي خطا كاهش مي­يابد.

بنابراين در يك سيستم جزيره­اي تنظيمات رله­هاي حفاظتي بايد مورد تجديد نظر قرار گيرند يا سيستم­هاي حفاظتي جديدي ( مانند رله­هاي امپدانسي يا ديفرانسيلي) باید جايگزين سيستم­هاي قديمي گردند.

سنكرون كردن مجدد به شبكه:

براي اتصال مجدد قسمت جزيره­اي به شبکه دو روش وجود دارد :[2]

روش اول: برقدار كردن شبكه­ي اصلي پس از خاموشي سراسري و سپس سنكرون كردن آن با قسمت­هاي جزيره­اي

روش دوم: بي برق كردن قسمت­هاي جزيره­اي و راه اندازي كل شبكه به صورت سنتي

براي اجراي روش اول، تجهيزات سنكرونيزاسيون بايد روي كليدهاي مربوطه نصب شوند. كليدهاي نصب شده در سطح انتقال به تجهيزات سنكرون كننده مجهزند اما در شبكه­هاي توزيع، محل نصب تجهيزات سنكرون كننده باید با توجه به احتمال بهره برداري جزيره­اي تعيين گردد.

براي اتصال دو شبكه­ي برق دار به هم، شرايط زير بايد برقرار باشد:

1- دامنه­ي ولتاژ دو شبكه با هم برابر باشد. ( با يك تلرانس معين)

2- زاويه فاز دو شبكه با هم برابر باشد. ( با يك تلرانس معين)

3- فركانس دو شبكه با هم برابر باشد. ( با يك تلرانس معين)

وجود اين شرايط هنگام سنكرون كردن دو شبكه­ي برق دار به هم، جهت جلوگيري از شارش شديد جريان در شبكه، نوسان شديد ولتاژ و فركانس و شك مكانيكي به تجهيزات شبكه از جمله منابع توليد پراكنده، امري ضروري است.

براي انجام اينكار مي توان از تجهيزات مختلفي استفاده كرد. يك طرح كلي كه مي تواند اين شرايط را فراهم كند، شامل يك سنكروسكوپ، ولتمتر زاويه فاز، رله­ي سنكروچك و رله­ي سنكرونيزاسيون است.[3]

اين تجهيزات با بررسي اختلاف بين زاويه­ي فاز، دامنه­ي ولتاژ و فركانس دو شبكه با هم، در صورتي كه اين اختلاف ها در محدوده­ي مجاز خود باشند به كليد اجازه­ي وصل مي­دهند و يا در سيستم هاي پيشرفته تر در صورت وجود شرايط سنكرونيزاسيون به صورت خودكار كليد را وصل مي­كنند.

سنكروسكوپ و ولتمتر زاويه­ي فاز هنگامي كه مي­خواهيم كليد را به صورت دستي وصل نمائيم، مورد استفاده قرار مي­گيرند. رله­ي سنكروچك براي ايجاد يك اينترلاك الكتريكي جهت جلوگيري از وصل كليد، تحت شرايطي كه اختلاف فركانس، زاويه­ي فاز و دامنه­ي ولتاژ دو شبكه بيشتر از مقدار معيني باشد، مورد استفاده قرار مي­گيرد.

در صورتي كه هنگام بهره برداري جزيره­اي امكان تأمين شرايط بالا وجود نداشته باشد بايد جهت جلوگيري از خطرات احتمالي، شبكه­ي جزيره­اي به سرعت بي برق گردد.

خطراتي كه در اين حالت متوجه تجهيزات و پرسنل شبكه مي­گردد به شرح ذيل است:

1- امكان آسيب ديدن تجهيزات مشتركين و شبكه به دليل كيفيت بد توان

2- شكايت مشتركين از عملكرد بد تجهيزاتشان به دليل فليكر و هارمونيك ولتاژ

3- امكان آسيب ديدن تجهيزات شبكه و مشتركين در صورت بروز خطا در شبكه­ي جزيره­اي

4- افزايش خطر براي پرسنل به دليل برق دار شدن يك شبكه­ي بدون سيستم زمين مناسب

5- آسيب ديدن تجهيزات به دليل اضافه ولتاژهاي فاز به زمين در يك سيستم زمين نشده

6- آسيب ديدن تجهيزات به دليل وجود اضافه ولتاژهاي گذرا هنگام اتصال غير سنكرون