آشنایی با نحوه کنترل و حفاظت در پست های فشارقوی

وظایف متعددی که توسط سیستم های کنترل انجام می گیرد ، به دو دسته کلی تقسیم می گردد: وظیفه جمع آوری اطلاعات ( غیر فعال ) و وظیفه ارسال فرمان های کنترلی (فعال) ، وظایف جمع آوری اطلاعات را می توان بصورت زیر دسته بندی کرد:

1- ثبت حوادث

2- رسم اتوماتیک شکل موجهای خطا

3- مشاهده وضعیت کلیدها و سکسیونرها توسط اپراتور از روی تابلو کنترلی

4- اندازه گیری مقادیر مشخصه کار عادی شبکه و نمایش آن

5- با خبر شدن اپراتور توسط سیستم اعلام خطر در زمان بروز حادثه

6- تعیین تقریبی محل وقوع خطا

وظایف سیستم کنترل

وظایف جمع آوری اطلاعات شامل قسمت های زیر می باشد:

1. ثبت حوادث : اطلاعات خطا ها که توسط وسایل حفاظتی تهیه می شوند ، بصورت سیگنال های قطع یا وصل بوده و از طریق کنتاکت های رله یا سوییچ ها تهیه می گردد. این اطلاعات در پست بر روی چاپگر ثبت می گردند در صورت نیاز به مرکز کنترل نیز ارسال می شوند.

2. رسم اتوماتیک شکل موجهای خطا: سیستم های ثبت اتوماتیک ، جریانها و ولتاژ ها و سیگنالهای کلیدزنی را در طول خطاها رسم نموده و شرایط موجود را نشان می دهند.

3. مشاهده مقادیر اندازه گیری شده : در حالت کار عادی شبکه ،مقادیر ولتاژ ، جریان ، فرکانس ، توان های اکتیو و راکتیو برای استفاده اپراتور نمایش داده میشود.

4. مشاهده وضعیت کلیدها و سکسیونرها : بر روی تابلو کنترل ، وضعیت کلیدها و سکسیونرها نمایش داده می شود تا اپراتور از چگونگی وضعیت سیستم در هر زمان آگاهی یابد .

5. سیستم اعلام خطر : در مواقعی که حادثه ای در سیستم رخ می دهد و اپراتور باید از آن مطلع شود، اعلام خطر این وضعیت را نشان می دهد.

6. محل یاب خطا: محل خطاهای سیستم باید با استفاده از اندازه گیری متغیرهای شبکه قبل از باز شدن کلید انجام گیرد. این کار با استفاده از محل یاب خطا بر روی تمام خطوط انتقال فشارقوی صورت می گیرد. فاصله محل وقوع خطا از پست بصورت درصد یا کیلومتر نشان داده می شود. محل یاب خطا عموما اصول رله دیستانس را بکار برده و راکتانس خط را برای تعیین فاصله خطا مورد بررسی قرار می دهد.

کنترل پست در حالت عملکرد عادی

در این حالت ، سیستم کنترل تنها از طریق اطلاعات نمایش داده شده بر روی تابلوی کنترل ، با اپراتور ارتباط برقرار می کند . زمانی که تغییرات از طرف اپراتور و یا مرکز کنترل سیستم اعمال می شود ، سیستم کنترل مجموعه کلیدزنی ها و فرامین را اجراء می کند. بعنوان مثال برای انتقال یک خط از شینه مربوطه به شینه دیگر و یا وارد و خارج کردن دستگاههای سرویس دهنده ، چندین کلید زنی باید بترتیب صورت گیرد . سیستم کنترل بر چگونگی و ترتیب اجرای فرامین نظارت دارد.

کنترل سیستم حفاظت

در سیستم حفاظت شبکه قدرت ، در صورتی که حفاظت اصلی در 20 تا40 میلی ثانیه عمل نکند، سیستم احتیاج به حفاظت پشتیبان داشته تا کمتر از 0.5 ثانیه قسمت اتصالی را جدا نماید. در واقع حفاظت پشتیبالید(حفاظت خرابی کلید) برای پستهای فشارقوی تعریف شده است تا ریسک اشتباه کلید در پاسخگویی به سیگنال قطع به کلیدهای دیگری که باید عمل نمایند اعمال شده و قسمت اتصالی از شبکه خارج می شود برای این کار اطلاعات از پستها به مرکز انتقال یافته و در آنجا پردازش صورت انجام می گیرد و کلیدهای پشتیبان انتخاب می گردند.

کلید زنی اتوماتیک

این قسمت ، از مهمترین وظایف سیستم کنترل می باشد و بصورت اتوماتیک ، تاثیر اتصالی در شبکه قدرت را به حداقل می رساند. به این ترتیب که توسط سیستم کنترل ، خطوط انتقال مجددا به سرویس دهی بازگشته و با انجام یک سری عملیات کنترلی دیگر عملکرد مطلوب سیستم قدرت سریعا حاصل می شود.

1. وصل مجدد اتوماتیک: وصل مجدد اتوماتیک در خطوط انتقال اتصال کوتاه شده که فرمان قطع گرفته اند ، اعمال می شود. اکثر اتصالی هایی که در خطوط انتقال بوقوع می پیوندد طبیعتی گذرا داشته و وصل مجدد اتوماتیک ( پس از قطع ) خطوط را به سرویس دهی باز می خواند . انواع متفاوت وصل مجدد بسته به نیازمندیها و ملاحظات ویژه سیستم قدرت انجام می گیرد.

2. ترتیب و برقراری مجدد سیستم: هنگامی که اتصالی در شبکه رخ می دهد، سیستم کنترل موظف است که شبکه را به طریقی هدایت نماید تا به شرایط عملکرد صحیح و قابل قبول باز گردد این فرایند ممکن است پیچیده و یا ساده باشد که به پیچیدگی شبکه و رفتار اغتشاشات ناشی از اتصالی بستگی دارد. در کنار فرایند وصل مجدد که قبلا ذکر شد ، فعالیت های دیگری در شبکه انجام می گیرد تا مجددا سرویس دهی مطلوب برقرار گردد:

الف- جداکردن قسمت های قسمت های اتصالی و معیوب شبکه باعث می شود که قسمت های سالم در حالت سرویس دهی قرار گیرند.

ب- پس از اینکه قسمتی از شبکه و تغذیه مشترکین به علت اتصالی قطع شد ، برای بازگرداندن سرویس دهی به مشترکین ، در بعضی از شبکه ها از خارج کردن شینه در حالت ولتاژ صفر و از کلیدهای کوپلاژ تا تقسیم کننده شینه بهره گرفته می شود.

ج-با وارد کردن تجهیزات آماده سرویس دهی به شبکه ، می توان جایگزینی برای قسمت های معیوب فراهم نمود.

3. کنترل تولید و حذف بار: یک سیستم قدرت بصورتی طراحی می شود که فابلیت تحمل از دست دادن مدارات یا قسمت هایی از تولید را داشته باشد. در بعضی حالات ، پیچیدگی سیستم بطریقی است که اگر قسمتی از آن خارج شود ، بقیه قسمت ها دارای اضافه بار شده و بتدریج خارج می شوند. برای جلوگیری از چنین وضعیتی ، تدابیری اتخاذ می شود که توازن بین مصرف و تولید برقرار شده و هیچ قسمتی از سیستم اضافه بار نداشته باشد.

جداشدن بخش مهمی از تولید ، باعث کاهش فرکانس سیستم در قسمت های تاثیر پذیر شده ونرخ کاهش فرکانس توسط نرخ کاهش تولید تعیین می گردد. توسط عملیات حذف بار ، مقداری از مصرف بصورت پله ای کاهش می یابد تا کاهش تولید پوشش داده شود. اینکار با فرمان رله های فرکانس پایین یا رله های نرخ کاهش فرکانس انجام می گیرد. لازم به توضیح است که این عمل باید قبل از کاهش فرکانس به حداقل مقدار قابل قبول ، انجام گیرد. در مواردی که افژایش و یا کاهش بار قابل پیش بینی است ، اپراتور می تواند بصورت دستی ، منابع تولید را وارد یا خارج کرده و در مواقع لزوم قسمتی از بار شبکه را از مدار خارج نماید.

4. کنترل ولتاژ و توان راکتیو: برای بدست آوردن ولتاژی با کیفیت مناسب ، لازم است که سیستم کنترل ، ولتاژ را در محدوده مجاز فقط حفظ نماید . اینکار شامل کنترل توان راکتیو بوده از طریق کنترل مناسب نیروگاههای تولید ، جبران کتتده های سنکرون ، راکتورهای شنت و.... صورت می گیرد. فرمان کنترل مورد نیاز می تواند از مرکز کنترل سیستم و بصورت دستی انجام گرفته و یا در بعضی از حالات توسط کنترل اتوماتیک حساس به سطح ولتاژ انجام شود.

5. کلیدزنی اتوماتیک برای کاهش جریان اتصال کوتاه در کلیدها: در بعضی از نقاط شبکه های قدرت ممکن است از کلیدهای مناسب دیگر در پشت کلید اصلی بایستی سریعتر و بصورت ترتیبی عمل نمایند . این باعث می شود که کلید متصل به خط یا وسیله اتصالی تا زمانی که جریان بیش از ظرفیت قطع خود دارد ، دستور نگیرد.

تنظیم رله های حفاظتی

در بعضی از سیستم های پیچیده می توان علاوه بر تنظیم دستی رله ها از تجهیزات اتوماتیک برای تنظیم رله های حفاظتی استفاده نمود. بدین ترتیب ، در شرایط مختلف ، با نظارت کامپیوتر می توان ترکیب بهینه رله ها و محدوده فعالیت هر یک را تعیین نمود. دراین حالت رله های برنامه پذیر مورد استفاده قرار می گیرد.

کلیدزنی ترتیبی برای مقاصد تعمیر و نگهداری

بمنظور جداکردن یک وسیله از سیستم برای مقاصد تعمیر و نگهداری ، سیستم کنترل لازم است که از روی یک برنامه از پیش طراحی شده ، قسمت مورد نظر را خارج و بقیه قسمت ها را در عملکرد صحیح قرار دهد. اگر عضو مورد نظر منفرد باشد جداکردن از طریق کنترل پست انجام می گیرد ولی اگر این عضو با اعضای دیگری در پست های دیگر مرتبط باشد ، کلیدزنی از طریق فرمان های پست و با هماهنگی مرکز کنترل سیستم صورت می گیرد.

شست و شوی اتوماتیک مقره های فشارقوی

در مناطقی که آلودگی زیاد است ، شستن مقره های فشارقوی برای نگهداشتن سطح ایزولاسیون در حد مطلوب ممکن است مفید تشخیص داده شود. و سیستم های کنترل اتوماتیکی برای این مقصود بکار گرفته می شوند که یک روال منظم برای شستشو ، با در نظر گرقتن فاکتورهایی مثل سرعت و جهت باد تهیه نمایند.