جزیره ای شدن عمدی شبکه برق
جزیره ای شدن عمدی[1] :
این نوع عملکرد معمولاً در هنگام خاموشی های سراسری و جهت تأمین برق مشترکان تا زمان بازسازی مجدد شبکه صورت میگیرد. در حال حاضر شبكه هاي توزيع با حضور منابع توليد پراكنده جهت بهره برداري در حالت جزيره اي طراحي نشده اند. در صورتي كه مشكلات جزيرهاي شدن حل شود، اين طرح ميتواند يك روش مناسب جهت افزايش قابليت اطمينان شبكه باشد.
يكي از مشكلات جزيرهاي شدن نياز به بررسي مسائلي در شبكه ي توزيع است كه در حالت عادي فقط در شبكه ي انتقال رخ ميدهند، که از آن جمله میتوان به تغذيهي چند سويهي جريان خطا، دستورالعمل هاي بهره برداري و كنترلي جديد و كاهش ميزان جريان خطا در حالت جزيرهاي اشاره کرد.[2]
موقعيت بهره برداري جديد:
يك جزيره در حقيقت يك سيستم قدرت است و نيازمند دستورالعمل هاي بهره برداري است كه در حالت عادي در شبكه ي انتقال اعمال ميشوند. در يك سيستم جزيره اي تعادل توان اكتيو و راكتيو بايد حفظ شود تا ولتاژ و فركانس در محدودهي مجاز خود قرار گيرند. همچنين واحدهاي توليد پراكندهي قسمت جزيرهاي بايد در كنترل فركانس شركت كنند. حتي در شرايط اضطراري از حذف بار يا كاهش توليد نيز ميتوان جهت دستيابي به تعادل بار و توليد در قسمت جزیرهای استفاده كرد.
تغذيه ي چند سويه ي جريان خطا:
با وجود منابع
توليد پراكنده در شبكه ي توزيع، جريان خطا از جهات گوناگون تغذيه ميشود و با توجه
به اینکه رله های نصب شده در شبکه های توزیع، رله های یکطرفه هستند، تغذیهی چند
سویه ی جریان خطا می تواند باعث ایجاد مشکلاتی در عملکرد این تجهیزات حفاظتی گردد.
ميتوان مشكلات اين تغذيهي چند سويه را با عملكرد سريع تجهيزات حفاظتي و خروج ژنراتور از مدار، رفع كرد. در اين حالت تا زماني كه شبكه مجدداً بازيابي نشده باشد، تجهيزات حفاظتي اجازهي ورود مجدد منابع توليد پراكنده به مدار را نميدهند. بنابراين با استفاده از اين سيستم حفاظتي امكان عملكرد جزيرهاي وجود نخواهد داشت.
اگر بخواهيم از شبكه به صورت جزيرهاي بهره برداري كنيم خطا بايد بدون اينكه منابع توليد پراكنده از مدار خارج شوند، رفع شود. در اين حالت بايد خطا هم از طرف منابع توليد پراكنده و هم از طرف شبكه، قطع گردد. با استفاده از رله هاي جهت دار ميتوان جريان هاي خطاي سمت شبكه و سمت منابع توليد پراكنده را از هم تشخيص داد و بدين ترتيب هماهنگي حفاظتي ساده تر خواهد بود.
كاهش جريان خطا:
هنگام عملكرد جزيرهاي، ظرفيت اتصال كوتاه شبكه كم بوده و شبكه از اين نظر ضعيف است در نتیجه جريان هاي خطا به ازاي يك خطاي مشخص كاهش مييابند، بنابراین تشخيص آنها از جريان هاي بار مشكل خواهد بود. حال اگر تنظيمات رلهي اضافه جريان مشابه حالت كار عادي شبكه باشد، به علت كاهش جريان خطا، زمان رفع خطا افزايش مييابد. اين امر به دليل افت ولتاژ حين خطا، باعث كاهش كيفيت توان ميگردد يا به عبارت ديگر افزايش امپدانس اتصال كوتاه باعث افزايش افت ولتاژ حين خطا و افزايش زمان رفع خطا شده و در نتيجه كيفيت توان كاهش خواهد يافت.
سيستمهاي حفاظتي امروزه طوري طراحي ميشوند كه خطاهاي با مقاومت 20 kΩ و پائينتر، بايد شناسايي شوند و خطاهاي با مقاومت 3 kΩ و پائينتر بايد قطع شوند. بنابراين كاهش ظرفيت اتصال كوتاه طي حالت جزيرهاي، شناسايي خطاها را مشكل تر ميسازد. به دليل تجربيات كمي كه در زمينهي بهره برداري جزيرهاي وجود دارد، تعيين ميزان تأثير كاهش دامنهي جريان خطا بر روي تنظيم حفاظتهاي خطاي زمين و اتصال كوتاه، مشكل است.
انواع بهره برداری جزیرهای:
به صورت سنتی، تأمین برق مصرف کنندگان با اتصال به شبکه های بزرگ صورت میگیرد. اما اپراتورهای شبکه میتوانند جهت تأمین برق مصرف کنندگان محلی خود تحت شرایط خطا، از روش های دیگری نيز استفاده کنند. استفاده از واحدهای تولید محلی مانند منابع تولید پراکنده که تحت شرایط جزیرهای عمل می کنند، یکی از این روشهاست.
با توجه به نوع و اندازهی ژنراتورهایی که برق جزیره را تأمین میکنند، جزیرهها را می توان به انواع زیر تقسیم بندی کرد.
1- ناحیهای :
شامل توربینهای گازی، نیروگاههای آبی و ژنراتورهای بادی متصل به شبکهی محلی و حتی شبکهی اصلی با سطح ولتاژ 63-400 kV
2- صنعتی:
شامل دیزل ژنراتورها و توربینهای گازی متصل به واحدهای صنعتی با سطح ولتاژ 20-63 kV
3- برق اضطراری:
معمولاً شامل دیزل ژنراتورهاست که در بیمارستانها، ساختمان های اداری بزرگ و مراکز خرید نصب میشوند و به عنوان سیستم تأمین برق اضطراری در سطح ولتاژ 0.4-20 kV مورد استفاده قرار میگیرند.
4- تولید پراکنده :
شامل دیزل ژنراتورها، ژنراتورهای بادی، فتوولتائیک، میکروتوربین هاو دیگر واحدهای تولیدی کوچک که به شبکهی توزیع (0.4 – 20 kV )متصل میشوند.
تأثیر مدل بار بر بهره برداری جزیره ای:[2]
بار یک پارامتر نامعين است که مدام تغییر میکند. بنابراین مطلع بودن از رفتار بار هنگام راه اندازی مجدد قسمت جزیرهای و همچنین اتصال مجدد این قسمت به شبکه، بسیار مهم است.داشتن اطلاعات دقیق از بارها، به خصوص تا زمانی که هنگام بهره برداری جزیرهای امکان تنظیم فرکانس توسط واحد تولید پراکنده دارای محدودیت باشد، اهمیت به سزایی دارد.
به طور کلی بارها را می توان به سه گروه صنعتی، تجاری و خانگی تقسیم بندی کرد. جهت در اختیار داشتن اطلاعات مناسب از بارها، باید رفتار هر گروه از بارها در بازههای زمانی مشخص، تعیین گردد.
راه اندازی با بار سرد:
اتصال مجدد بارها پس از یک خاموشی، نسبت به ورود بارها به شبکه در حالت عادی بسیار متفاوت است (به خصوص در صورتیکه خاموشی طولانی باشد). به این پدیده راه اندازی با بار سرد گفته میشود.
میزان مصرف اكثر صنایع( اگر نگوییم تمام بارهای صنعتی) هنگام وصل مجدد بعد از یک خاموشی طولانی، بسیار کمتر از میزان مصرف آن قبل از خاموشی است. به عنوان مثال در صنایع کاغذ سازی، شیمیایی و پالایشگاه ها، راه اندازی کامل ممکن است چندین ساعت یا حتی چندین روز طول بکشد. صنایع کوچکتر مانند صنایع مهندسی و چوب بری بسیار سریعتر راه اندازی میشوند.
بارهای مسکونی در مقایسه با بارهای صنعتی رفتار متفاوتی را به نمایش میگذارند. در بارهای خانگی میزان مصرف بعد از خاموشی از میزان مصرف قبل از آن، بیشتر خواهد بود. دلیل اصلی این افزایش اینست که وسائل خانگی مانند یخچالها، فریزرها، سیستمهای تهویه، بویلرهای الکتریکی، رادیاتورهای الکتریکی و ... تنظیماتشان پس از قطع برق از بین نرفته و هنگام وصل مجدد برق، در حالت روشن قرار میگیرند به عنوان مثال کولرهای یک مرکز اداری برای حفظ دمای ساختمان در 22 درجه سانتیگراد تنظیم شدهاند، هنگام خاموشی دمای ساختمان افزایش مییابد، پس از وصل مجدد برق، کولرها جهت بازگرداندن دمای ساختمان به 22 درجه، جریان بیشتری از شبکه دریافت میکنند.
تجهیزات مدرن طوری طراحی شدهاند که این افزایش میزان مصرف بعد از خاموشی را، کاهش میدهند که این کار باعث کاهش تأثیر پدیدهی راه اندازی با بار سرد میشود.
بارهای وابسته به ولتاژ و فرکانس:
هنگام بازیابی سیستم، ولتاژ و فرکانس ممکن است به طرز قابل توجهی نوسان کنند و این امر میتواند روی میزان بارهای وابسته به ولتاژ و فرکانس تأثیر بگذارد. برای بارهای وابسته به ولتاژ ترموستاتي، هنگام کاهش ولتاژ ابتدا توان مصرفی کاهش مییابد(با مربع ولتاژ) اما با کاهش بیشتر ولتاژ، توان مصرفی افزایش مییابد به صورتی که کاهش 10 درصدی ولتاژ طی مدت 15-10 دقیقه منجر به افزایش 40-30 درصدی توان مصرفی میگردد و پس از گذشت 40-30 دقیقه این افزایش توان به 10-5 درصد خواهد رسید. اما با توجه به ترکیب بارها در یک منطقه، میتوان گفت با کاهش ولتاژ، میزان توان مصرفی کاهش مییابد.
پاسخ فرکانسی بارهای مختلط تقریباً خطی بوده و طی شرایط بارگذاری معمولی تغییرات آنها بسیار کم است(حدود 0.01 pu/Hz ). به هر حال اکثر بارها وابسته به ولتاژند و در صورت افت ولتاژ کاهش مییابند. بنابراین وابستگی بارها به ولتاژ و فرکانس یک ویژگی مطلوب است که می تواند به کنترل فرکانس طی دورهی بازیابی سیستم کمک کند.
قطع بارها:
یک سئوال مهم هنگام خاموشی اینست که در این زمان چه اتفاقی برای بارها میافتد. کلیدهای قدرت، مجهز به حفاظت زیر ولتاژاند و اگر ولتاژ برای مدت 7 ثانیه کمتر از 50 % مقدار نامیاش باشد، کلید عمل میکند.در کلید های 132kV و 63 kV این زمان روی 10 ثانیه تنظیم میشود.
درحالیکه این عملکرد در سطوح ولتاژ پائینتر وجود ندارد و این بدين معناست که هنگام خاموشی تمام بارهای متصل به سطح ولتاژ 20 kV وصل باقی خواهند ماند. این مشکل میتواند با کنترل از راه دور کلیدهای 20kV رفع شود. در این صورت اپراتور میتواند قبل از بازیابی ولتاژ سیستم، تمام بارها را از مدار خارج کند و بعد از بازیابی آنها را یکی یکی وارد مدار کند.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.