تازهها
|
تازهها
|
|
|
حفاظت اضافه ولتاژ سيستم كابل زميني
يكي از مطالعاتي كه شركت DSTAR در آمريكا در مورد كابلهاي زميني انجام داده است، بررسي اثرات ولتاژهاي گذراي ضربه در آنها به دلايلي همچون صاعقه است. نقص كابلهاي زميني با عايق پلياتيلني و امثال آن بخشهايي از صنعت را دچار مشكل كرده است. يكي از دلايل اصلي خرابيهاي زودرس، اضافه ولتاژهاي مكرري است كه بعلت حالتهاي گذرا در سيستم ايجاد ميشوند.
يك سيستم كامل آزمايشي در آزمايشگاه GE(جنرال الكتريك) براي آزمايش روشهاي مختلف حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ ايجاد شده است. اين مجموعه شامل كابل نوترال مركزي لخت بوده كه در يك محفظه انعطافپذير حمل ميشود و امكان آزمايش كابلهاي كوتاه (ft300) و بلند (ft1350) را فراهم ميكند. براي انجام آزمايش ولتاژ ضربه يك سر كابل را به يك riser pole وصل كرده كه از طريق آن ولتاژ ضربه شبيهسازي شده صاعقه به آن اعمال ميشود. ولتاژ ضربه مشابه صاعقه توسط يك مولد ولتاژ ضربه از نوع ماركس با قابليت توليد ولتاژ ضربه 6 ميليون ولتي توليد ميشود. طرحهاي مختلف از نحوه نصب برقگير با يكديگر مقايسه شدهاند. در بعضي از آنها صرفاً در محل riser pole برقگير نصب شده و در بعضي ديگر علاوه بر riser pole در طول كابل نيز برقگيري قرار داده شده است. يكي از يافتههاي مهم اين بود كه معلوم شد در سيستمهاي كابل نواري يا دوشاخهاي، اضافه ولتاژ شديدتر عمل كرده و در اين سيستمها نياز به توجه بيشتري در نصب برقگيرها است. نتايج حاصل از اين آزمايشها اكنون بوسيله شركتها جهت بهينهسازي حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ مورد استفاده قرار ميگيرد.
آزمايش ولتاژ ضربه بر روي سيستم كابل زميني براي انواع ديگر كابلها ادامه يافت. كابل جلددار (jacketed cable) بطور وسيع براي به حداقل رساندن مشكلات ناشي از خوردگي نول به كار ميرود. سيم نول خود يك هادي عايق شده است كه ميتواند امواج ضربه را همانگونه كه در شكل (1) ديده ميشود انتقال دهد.
تحقيقات DSTAR نشان داد كه حالتهاي گذراي سيم نول، مشكلات ديگري را نيز ايجاد ميكند. وقتي يك اضافه ولتاژ ناشي از صاعقه باعث ميشود كه برقگير تخليه كند، جريان بين زمين برقگير و نول كابل تقسيم ميشود.
ولتاژهاي قابل توجهاي بين نول كابل و زمين ايجاد ميشود و جلد كابل ميتواند سوراخ شود. به خصوص اين حالت زماني رخ ميدهد كه مقاومت زمين پاي برقگير زياد باشد و در نتيجه جريان بيشتري از نول كابل عبور كند. آزمايشهاي ديگري براي تشخيص ميزان مقاومت جلد كابلها در DSTAR انجام شده است.
در صورت عدم تخليه صاعقه در برقگير محل riser pole خطر انتقال ولتاژ ضربه به سيمپيچيهاي ترانسفورماتور و صدمه به آنها در طرف اوليه و يا ثانويه وجود خواهد داشت. نتايج آزمايشها نشان ميدهند كه در حالت استفاده از برقگير تنها در محل riser pole خطر خرابي و آسيب وجود دارد.
براي حل مشكل فوق و جلوگيري از سرايت اضافه ولتاژ صاعقه به سيمپيچيهاي ترانسفورماتور تحقيقات قابل ملاحظهاي انجام گرفته است كه بر اساس آنها ايده استفاده از يك سيم لخت خوابانده شده در كنار كابل جلددار به منظور كاهش ولتاژ ايجاد شده در بدنه كابل ارايه شده است. اين روش باعث كاهش چشمگير ولتاژ بين نول و نقطه زمين محلي ميشود.
يكي ديگر از روشهاي مهم كاهش حالتهاي گذراي نول در كابلها، بهبود سيستم زمين است. نوع ديگر از كابل كه توسط بعضي از شركتها مورد استفاده قرار ميگيرد، كابل جلددار از نوع نيمه هادي است. اين نوع جلد، نول را در مقابل خوردگي محافظت ميكند و باعث ميرا شدن حالتهاي گذراي نوترال ميشود. نتايج آزمايشها بر روي اين كابلها نشان ميدهد كه ولتاژ بين نول وزمين بشدت كاهش مييابد. وليكن، جريان ضربه نوترال در اين نوع كابلها به سرعت نوترالهاي مركزي لخت، ميرا نميشود.
علاوه بر صاعقههايي كه به خطوط هوايي تغذيهكننده سيستم زميني برخورد ميكنند، حالتهاي گذراي ضربه در اثر برخورد صاعقه به زمين در نزديكي گودال كابل نيز ميتوانند درنول كابل ايجاد شوند. DSTAR با آزمايشهاي گستردهاي، جريان القاء شده در نول را بصورت تابعي از محل برخورد صاعقه اندازه گرفت. اين كار با كابلهاي لخت، داراي جلد عايق و داراي جلد نيمه هادي انجام شد.
منبع: منبع خبري DSTAR
آدرس:
http://www.dstar.org/
فنآوري انتقال بار الكتريكي صاعقه
انتقال بار الكتريكي صاعقه فنآوري جديدي براي حفاظت تجهيزات در مقابل صاعقه است كه از سال 1970 مورد توجه قرار گرفته است. تئوري انتقال بار، صدها سال است كه شناخته شده ولي كاربرد تجاري آن واقعاً چند دهه است كه مطرح است. سيستم برقگير ميلهاي از روشهاي سنتي براي مقابله با صاعقه است كه از زمان فرانكلين مورد استفاده بوده و بر اساس هدايت بار الكتريكي صاعقه به زمين عمل ميكند.
صاعقه يكي از پديدههاي قدرتمند و مخرب دنياي طبيعي است كه سطح ولتاژ آن گاهي تا 100 ميليون ولت در هر ضربه ميرسد. ضربات صاعقه به تجهيزات شبكههاي قدرت يكي از عوامل جدي خطر و آسيب براي شركتهاي برق و مصرفكنندگان است. در بعضي از مناطق آمريكا بخصوص مناطق جنوب شرقي، صاعقه يك پديده تقريباً روزانه است، اما تا بحال امكان پيشبيني و كنترل اين پديده وجود نداشته است، در سالهاي اخير فناوري پيشبيني و رهيابي توسعه يافته وشبكه ملي آشكارسازي صاعقه NLDN هنوز براي رهيابي صاعقه بيش از پيش تاكيد دارد زيرا اين امر ميتواند در شبكههاي حمل و نقل هوايي،دريايي و فضانوردي بسيار موثر واقع شود.
سيستمهاي حفاظتي جايگزين
بجاي روش سنتي ميلههاي برقگير، سيستم انتقال بار الكتريكي
CTS(Charge Transfer System) و سيستم استهلاك بار الكتريكي DAS(Dissipation Array System) هستند.
اصول كار سيستمهاي انتقال بار الكتريكي CTS بر طبق نظر جريكر و كولوبلدر كه از صاحبنظران موضوع صاعقه هستند بر اين استوار است كه يك نقطه تيز با ميدان الكترواستاتيكي قوي ميتواند الكترونهايي از مولكولهاي هواي اطراف را كه يونيزه شدهاند هدايت كند. پتانسيل اين نطقه بيش از 10 كيلوولت نسبت به نقاط اطراف است.
سيستم DAS از هزاران نقطه تيز تشكيل شده كه بر روي سازهاي نصب ميشوند و در شرايط ابري و طوفاني نقاط يوني فراواني در فضا ايجاد شده و بدين ترتيب احتمال تشكيل مسيرهاي جريان بار صاعقه را كاهش ميدهند. در واقع سيستم DAS بعنوان يك محدودساز ميدان الكتريكي عمل ميكند.
در مجله كاربرد صنايع IEEE در جلد 37 شماره 2 مورخ مارس 2001، آقاي دان زيپس و همكارانش تفاوت بين ميلههاي برقگير و سيستم انتقال بار را بيان كردهاند.
سيستمهاي حفاظت صاعقه به دو گروه تقسيمبندي ميشوند:
جمعآوري ضربههاي صاعقه
پيشبيني ضربههاي صاعقه
ميلههاي برقگير فرانكلين به عنوان جمعكننده محسوب ميشوند بدين صورت كه ضربههاي صاعقه را در مجاورت خود جذب ميكنند. سيستم انتقال بار CTS يك سيستم جلوگيري كننده است و مانع از پيشروي جرقههاي صاعقه ميشود.
بعبارتي ديگر ارزيابي مكانيزم عملكرد سيستم DAS نشان ميدهد كه اين سيستم بطور ساده همان نظريه رد شده فرانكلين براي ميلههاي برقگير است كه با خنثي كردن بار الكتريكي ابرهاي صاعقهاي از تشكيل صاعقه جلوگيري ميكرد. اگر چه اين ميلهها احتمال ضربهها را كاهش ميدهند اما اين اثرغير قابل پيشبيني است، براي اينكه بتوان نتايج سيستمهاي CTS و DAS را در حفاظت صاعقه ارزيابي كرده و در مورد وسعت محدوده قابل حفاظت تصميمگيري كرد لازم است كه درباره اثرات فنآوري اين دو سيستم اندازهگيريهاي سازمان يافته و علمي انجام دهيم.
بعضي از مشتريهاي استفادهكننده از فنآوري CT راضي هستند به طوري كه در جنوب شرق آمريكا مشكلات متعددي در خصوص رعد و برق هست و كاربردهاي اين سيستم، استفاده از آن را مورد تاكيد قرار دادهاند. شركت برق Auburndale داراي ژنراتورهاي MW150 بوده و در منطقهاي قرار گرفته كه ميزان صاعقه در آن بالاست و دستگاهها بايد 4 تا 6 صاعقه سنگين را در روز تحميل كنند كه در بعضي موارد به خاموشيهاي 12 تا 24 ساعته منجر شده است. پس از استفاده از سيستم DAS براي مهار كردن (محدودسازي) جريانهاي صاعقه در سال 2000 فقط يكبار در طول طوفانها و صاعقه خاموشي داشتهاند و مهندسين اتاق كنترل از اين موضوع متعجب شدهاند كه صدمهاي به دستگاهها وارد نشده است. آنها مصمم هستند كه دستگاههاي بعدي را نيز به سيستم DAS مجهز كنند تا تعداد ضربههاي صاعقه را از 6 به يك كاهش دهند. چنين تجربه مشابهي نيز در Lexington كه منطقه پرصاعقهاي است نيز اتفاق افتاده است.
در آنجا نيز با استفاده از سيستم DAS هزينههاي سنگين صدمه ديدن تجهيزات بواسطه صاعقه راكاهش دادهاند و از كاربرد اين سيستم راضي هستند در گزارش Ayers آمده است كه قبل از استفاده از اين سيستم صدمات ناشي از صاعقه در طول يك دوره پنجساله بين 25/1 تا 5/1 ميليون دلار بوده حال آنكه پس از استفاده از سيستم DAS اين رقم به 5000 دلار كاهش يافته است.
اما كارآيي فناوري انتقال بار صاعقه، بحثانگيز بوده و نظر منتقدين بر اين است كه اين سيستم مانع از وقوع صاعقه نميشود ضمن اين كه هزينه نصب آن نيز گران است. اين اختلاف نظرها ادامه داشته تا اينكه در سالهاي اخير انجمن IEEE تصميم گرفت كه يك استاندارد براي سيستمهاي انتقال بار صاعقه ارايه كند.
به طور خلاصه اين سيستمها در مقابل ضربههاي صاعقه نميتوانند به طور كامل عمل حفاظت را انجام دهند زيرا روش معيني براي اندازهگيري يا اثبات درستي كار اين دستگاهها وجود ندارد. البته خبرهاي دريافت شده از مشتريهاي كاربرد اين تجهيزات هنوز جالب است. منتها خود مهندسان برق سيستمهاي قدرت هستند كه بايد از دستگاههاي خود در مقابل صاعقه حفاظت و مراقبت كنند اگر چه اين كار با اطمينان كامل، دست نيافتني است. لذا آنها بايد تلاش كنند تا ضربههاي صاعقه تا حد امكان كاهش يافته در اين راه سيستم DAS يا CTS ميتواند به آنها كمك كند.
منبع:
Electrical World T&D May/June 2001
آدرس: http.//www.plats.com
| |
|
حفاظت اضافه ولتاژ سيستم كابل زميني
يكي از مطالعاتي كه شركت DSTAR در آمريكا در مورد كابلهاي زميني انجام داده است، بررسي اثرات ولتاژهاي گذراي ضربه در آنها به دلايلي همچون صاعقه است. نقص كابلهاي زميني با عايق پلياتيلني و امثال آن بخشهايي از صنعت را دچار مشكل كرده است. يكي از دلايل اصلي خرابيهاي زودرس، اضافه ولتاژهاي مكرري است كه بعلت حالتهاي گذرا در سيستم ايجاد ميشوند.
يك سيستم كامل آزمايشي در آزمايشگاه GE(جنرال الكتريك) براي آزمايش روشهاي مختلف حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ ايجاد شده است. اين مجموعه شامل كابل نوترال مركزي لخت بوده كه در يك محفظه انعطافپذير حمل ميشود و امكان آزمايش كابلهاي كوتاه (ft300) و بلند (ft1350) را فراهم ميكند. براي انجام آزمايش ولتاژ ضربه يك سر كابل را به يك riser pole وصل كرده كه از طريق آن ولتاژ ضربه شبيهسازي شده صاعقه به آن اعمال ميشود. ولتاژ ضربه مشابه صاعقه توسط يك مولد ولتاژ ضربه از نوع ماركس با قابليت توليد ولتاژ ضربه 6 ميليون ولتي توليد ميشود. طرحهاي مختلف از نحوه نصب برقگير با يكديگر مقايسه شدهاند. در بعضي از آنها صرفاً در محل riser pole برقگير نصب شده و در بعضي ديگر علاوه بر riser pole در طول كابل نيز برقگيري قرار داده شده است. يكي از يافتههاي مهم اين بود كه معلوم شد در سيستمهاي كابل نواري يا دوشاخهاي، اضافه ولتاژ شديدتر عمل كرده و در اين سيستمها نياز به توجه بيشتري در نصب برقگيرها است. نتايج حاصل از اين آزمايشها اكنون بوسيله شركتها جهت بهينهسازي حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ مورد استفاده قرار ميگيرد.
آزمايش ولتاژ ضربه بر روي سيستم كابل زميني براي انواع ديگر كابلها ادامه يافت. كابل جلددار (jacketed cable) بطور وسيع براي به حداقل رساندن مشكلات ناشي از خوردگي نول به كار ميرود. سيم نول خود يك هادي عايق شده است كه ميتواند امواج ضربه را همانگونه كه در شكل (1) ديده ميشود انتقال دهد.
تحقيقات DSTAR نشان داد كه حالتهاي گذراي سيم نول، مشكلات ديگري را نيز ايجاد ميكند. وقتي يك اضافه ولتاژ ناشي از صاعقه باعث ميشود كه برقگير تخليه كند، جريان بين زمين برقگير و نول كابل تقسيم ميشود.
ولتاژهاي قابل توجهاي بين نول كابل و زمين ايجاد ميشود و جلد كابل ميتواند سوراخ شود. به خصوص اين حالت زماني رخ ميدهد كه مقاومت زمين پاي برقگير زياد باشد و در نتيجه جريان بيشتري از نول كابل عبور كند. آزمايشهاي ديگري براي تشخيص ميزان مقاومت جلد كابلها در DSTAR انجام شده است.
در صورت عدم تخليه صاعقه در برقگير محل riser pole خطر انتقال ولتاژ ضربه به سيمپيچيهاي ترانسفورماتور و صدمه به آنها در طرف اوليه و يا ثانويه وجود خواهد داشت. نتايج آزمايشها نشان ميدهند كه در حالت استفاده از برقگير تنها در محل riser pole خطر خرابي و آسيب وجود دارد.
براي حل مشكل فوق و جلوگيري از سرايت اضافه ولتاژ صاعقه به سيمپيچيهاي ترانسفورماتور تحقيقات قابل ملاحظهاي انجام گرفته است كه بر اساس آنها ايده استفاده از يك سيم لخت خوابانده شده در كنار كابل جلددار به منظور كاهش ولتاژ ايجاد شده در بدنه كابل ارايه شده است. اين روش باعث كاهش چشمگير ولتاژ بين نول و نقطه زمين محلي ميشود.
يكي ديگر از روشهاي مهم كاهش حالتهاي گذراي نول در كابلها، بهبود سيستم زمين است. نوع ديگر از كابل كه توسط بعضي از شركتها مورد استفاده قرار ميگيرد، كابل جلددار از نوع نيمه هادي است. اين نوع جلد، نول را در مقابل خوردگي محافظت ميكند و باعث ميرا شدن حالتهاي گذراي نوترال ميشود. نتايج آزمايشها بر روي اين كابلها نشان ميدهد كه ولتاژ بين نول وزمين بشدت كاهش مييابد. وليكن، جريان ضربه نوترال در اين نوع كابلها به سرعت نوترالهاي مركزي لخت، ميرا نميشود.
علاوه بر صاعقههايي كه به خطوط هوايي تغذيهكننده سيستم زميني برخورد ميكنند، حالتهاي گذراي ضربه در اثر برخورد صاعقه به زمين در نزديكي گودال كابل نيز ميتوانند درنول كابل ايجاد شوند. DSTAR با آزمايشهاي گستردهاي، جريان القاء شده در نول را بصورت تابعي از محل برخورد صاعقه اندازه گرفت. اين كار با كابلهاي لخت، داراي جلد عايق و داراي جلد نيمه هادي انجام شد.
منبع: منبع خبري DSTAR
آدرس:
http://www.dstar.org/
فنآوري انتقال بار الكتريكي صاعقه
انتقال بار الكتريكي صاعقه فنآوري جديدي براي حفاظت تجهيزات در مقابل صاعقه است كه از سال 1970 مورد توجه قرار گرفته است. تئوري انتقال بار، صدها سال است كه شناخته شده ولي كاربرد تجاري آن واقعاً چند دهه است كه مطرح است. سيستم برقگير ميلهاي از روشهاي سنتي براي مقابله با صاعقه است كه از زمان فرانكلين مورد استفاده بوده و بر اساس هدايت بار الكتريكي صاعقه به زمين عمل ميكند.
صاعقه يكي از پديدههاي قدرتمند و مخرب دنياي طبيعي است كه سطح ولتاژ آن گاهي تا 100 ميليون ولت در هر ضربه ميرسد. ضربات صاعقه به تجهيزات شبكههاي قدرت يكي از عوامل جدي خطر و آسيب براي شركتهاي برق و مصرفكنندگان است. در بعضي از مناطق آمريكا بخصوص مناطق جنوب شرقي، صاعقه يك پديده تقريباً روزانه است، اما تا بحال امكان پيشبيني و كنترل اين پديده وجود نداشته است، در سالهاي اخير فناوري پيشبيني و رهيابي توسعه يافته وشبكه ملي آشكارسازي صاعقه NLDN هنوز براي رهيابي صاعقه بيش از پيش تاكيد دارد زيرا اين امر ميتواند در شبكههاي حمل و نقل هوايي،دريايي و فضانوردي بسيار موثر واقع شود.
سيستمهاي حفاظتي جايگزين
بجاي روش سنتي ميلههاي برقگير، سيستم انتقال بار الكتريكي
CTS(Charge Transfer System) و سيستم استهلاك بار الكتريكي DAS(Dissipation Array System) هستند.
اصول كار سيستمهاي انتقال بار الكتريكي CTS بر طبق نظر جريكر و كولوبلدر كه از صاحبنظران موضوع صاعقه هستند بر اين استوار است كه يك نقطه تيز با ميدان الكترواستاتيكي قوي ميتواند الكترونهايي از مولكولهاي هواي اطراف را كه يونيزه شدهاند هدايت كند. پتانسيل اين نطقه بيش از 10 كيلوولت نسبت به نقاط اطراف است.
سيستم DAS از هزاران نقطه تيز تشكيل شده كه بر روي سازهاي نصب ميشوند و در شرايط ابري و طوفاني نقاط يوني فراواني در فضا ايجاد شده و بدين ترتيب احتمال تشكيل مسيرهاي جريان بار صاعقه را كاهش ميدهند. در واقع سيستم DAS بعنوان يك محدودساز ميدان الكتريكي عمل ميكند.
در مجله كاربرد صنايع IEEE در جلد 37 شماره 2 مورخ مارس 2001، آقاي دان زيپس و همكارانش تفاوت بين ميلههاي برقگير و سيستم انتقال بار را بيان كردهاند.
سيستمهاي حفاظت صاعقه به دو گروه تقسيمبندي ميشوند:
جمعآوري ضربههاي صاعقه
پيشبيني ضربههاي صاعقه
ميلههاي برقگير فرانكلين به عنوان جمعكننده محسوب ميشوند بدين صورت كه ضربههاي صاعقه را در مجاورت خود جذب ميكنند. سيستم انتقال بار CTS يك سيستم جلوگيري كننده است و مانع از پيشروي جرقههاي صاعقه ميشود.
بعبارتي ديگر ارزيابي مكانيزم عملكرد سيستم DAS نشان ميدهد كه اين سيستم بطور ساده همان نظريه رد شده فرانكلين براي ميلههاي برقگير است كه با خنثي كردن بار الكتريكي ابرهاي صاعقهاي از تشكيل صاعقه جلوگيري ميكرد. اگر چه اين ميلهها احتمال ضربهها را كاهش ميدهند اما اين اثرغير قابل پيشبيني است، براي اينكه بتوان نتايج سيستمهاي CTS و DAS را در حفاظت صاعقه ارزيابي كرده و در مورد وسعت محدوده قابل حفاظت تصميمگيري كرد لازم است كه درباره اثرات فنآوري اين دو سيستم اندازهگيريهاي سازمان يافته و علمي انجام دهيم.
بعضي از مشتريهاي استفادهكننده از فنآوري CT راضي هستند به طوري كه در جنوب شرق آمريكا مشكلات متعددي در خصوص رعد و برق هست و كاربردهاي اين سيستم، استفاده از آن را مورد تاكيد قرار دادهاند. شركت برق Auburndale داراي ژنراتورهاي MW150 بوده و در منطقهاي قرار گرفته كه ميزان صاعقه در آن بالاست و دستگاهها بايد 4 تا 6 صاعقه سنگين را در روز تحميل كنند كه در بعضي موارد به خاموشيهاي 12 تا 24 ساعته منجر شده است. پس از استفاده از سيستم DAS براي مهار كردن (محدودسازي) جريانهاي صاعقه در سال 2000 فقط يكبار در طول طوفانها و صاعقه خاموشي داشتهاند و مهندسين اتاق كنترل از اين موضوع متعجب شدهاند كه صدمهاي به دستگاهها وارد نشده است. آنها مصمم هستند كه دستگاههاي بعدي را نيز به سيستم DAS مجهز كنند تا تعداد ضربههاي صاعقه را از 6 به يك كاهش دهند. چنين تجربه مشابهي نيز در Lexington كه منطقه پرصاعقهاي است نيز اتفاق افتاده است.
در آنجا نيز با استفاده از سيستم DAS هزينههاي سنگين صدمه ديدن تجهيزات بواسطه صاعقه راكاهش دادهاند و از كاربرد اين سيستم راضي هستند در گزارش Ayers آمده است كه قبل از استفاده از اين سيستم صدمات ناشي از صاعقه در طول يك دوره پنجساله بين 25/1 تا 5/1 ميليون دلار بوده حال آنكه پس از استفاده از سيستم DAS اين رقم به 5000 دلار كاهش يافته است.
اما كارآيي فناوري انتقال بار صاعقه، بحثانگيز بوده و نظر منتقدين بر اين است كه اين سيستم مانع از وقوع صاعقه نميشود ضمن اين كه هزينه نصب آن نيز گران است. اين اختلاف نظرها ادامه داشته تا اينكه در سالهاي اخير انجمن IEEE تصميم گرفت كه يك استاندارد براي سيستمهاي انتقال بار صاعقه ارايه كند.
به طور خلاصه اين سيستمها در مقابل ضربههاي صاعقه نميتوانند به طور كامل عمل حفاظت را انجام دهند زيرا روش معيني براي اندازهگيري يا اثبات درستي كار اين دستگاهها وجود ندارد. البته خبرهاي دريافت شده از مشتريهاي كاربرد اين تجهيزات هنوز جالب است. منتها خود مهندسان برق سيستمهاي قدرت هستند كه بايد از دستگاههاي خود در مقابل صاعقه حفاظت و مراقبت كنند اگر چه اين كار با اطمينان كامل، دست نيافتني است. لذا آنها بايد تلاش كنند تا ضربههاي صاعقه تا حد امكان كاهش يافته در اين راه سيستم DAS يا CTS ميتواند به آنها كمك كند.
منبع:
Electrical World T&D May/June 2001
آدرس: http.//www.plats.com
|
2
نوشته شده در دوشنبه 17 مهر1385ساعت 21:22 توسط booof
|
اتوماسيون كنترل بانكهاي خازني در شبكههاي توزيع
اتوماسيون كنترل بانكهاي خازني در شبكههاي توزيع
شركت برق آيداهو واقع در ايالت آيداهوي آمريكا، در سال 1996 برنامهاي را براي تصحيح ناكارايي جبرانسازي توان راكتيو كه منجر به كاهش ولتاژ در سيستم توزيع شده بود، شروع كرد. ضمن اينكه در پيك مصرف، مشكل نگهداري حاشيه مطمئن توان راكتيو سيستم نيز وجود داشت. اگر چه جبرانسازي بار راكتيو را به شيوههاي مختلفي مثلاً درمحل توليد انرژي، با استفاده از كندانسورهاي سنكرون و يا در محل پستهاو در شبكه توزيع (با استفاده از بانكهاي خازني) ميتوان انجام داد، اما بهترين شيوه براي جبرانسازي بار راكتيو، استفاده از بانكهاي خازني در محل بار است.
هنگام استفاده از بانكهاي خازني توزيع، در اكثر اين موارد، عمل كنترل با استفاده از كليدهايي صورت ميگيرد كه بصورت دستي و با لحاظ كردن شرايط فصلي، خازنها را وارد يا از مدار خارج ميكنند. چنين كنترلي، موثر و كارا نيست زيرا در شرايط پيك بار، سيستم توزيع دچار كمبود توان راكتيو و در شرايط بار كم، دچار اضافه توان راكتيو مي شود. اگر چه بانكهاي خازني توزيع،تكتك و كوچك هستند اما اثر مجموع آنها بر سيستم قابل ملاحظهاي است. هدف از برنامهاي كه از سوي اداره طراحي توزيع ارايه شده بود، ابداع سيستمي در دل سيستم مديريت انرژي موجودبود كه در آن بانكهاي خازني در فيدرهاي توزيع با توجه به ميزان توان راكتيو مورد نياز در پستها انتخاب شوند.
ايده اصلي شركت
Stellar Dynamics Inc براي كنترل خازنهاي توزيع، اندازهگيري مقادير توان راكتيو و اكتيو در سطح پستهاي توزيع و سپس ارسال دستورات مناسب به تجهيزات كنترلي مخصوص نصب شده روي هر بانك خازني توزيع است. تجهيزات لازم براي ارتباط كنترلكننده پست با سيستم ديسپاچينگ يعني الگوريتم كنترل ديناميك بانكهاي خازني توزيع
DCC(Distribution Capacitor Control)امكان استفاده بهينه سيستمهاي انتقال و توزيع را فراهم ميآورد.
DCC يك دستگاه كنترل است كه با حذف يا كاهش جزء راكتيو وبهبود ضريب قدرت، ظرفيت شبكه را بالا ميبرد. با بهبود ضريب قدرت، جريان سيستم كم شده و سيستم امكان مييابد تا بار بيشتري را تغذيه كند. اين مزيت به ويژه در مورد تجيهزاتي كه ممكن است تحت تاثير اضافه بار حرارتي قرار گيرند، اهميت پيدا ميكند. همچنين، بهبود ضريب قدرت به ژنراتور امكان ميدهد تا توان اكتيو بيشتري راتوليد كند. به علاوه در صورت پيش آمدن شرايط غيرعادي در محل خازنها، دستگاه DCC هشدارهاي لازم را صادر ميكند. ترانسفورماتور توزيع، نقطه كنترل طراحي شده دراين الگوريتم است.
در سال 1996، نخستين DCC در يك پست 7/12 كيلوولت سه فيدره در غرب بويس (Boise) در آيداهو كه مشكل توان راكتيو و افت ولتاژ داشت نصب شد. به عنوان بخشي از اتوماسيون خازني، تعداد 14 بانك خازني تحت كنترل قرار گرفتند. بخشي از اين بانكها از قبل وجود داشته و تعدادي ديگر تازه نصب شده بودند تا توان راكتيو اضافي توليد كنند. بعد از نوسانات اوليه، سيستم آنچه را از آن انتظار ميرفت، عملي ساخت. جبرانسازي كامل در پست توزيع در يك محدوده وسيع بار انجام گرفت.
اتوماسيون خازن در سال 1997 در 16 پست و در سال 1998 در 14 پست ديگر نيز اجرا شد. پستهايي كه در سال 1997، تحت اتوماسيون قرار گرفتند، از مدول ارتباطي HarrisD-10 براي ارتباط RTU استفاده ميكردند. اين مدول بصورت يك كنترلكننده خازن عمل ميكند. در سال 1998 در آيداهو، شركت برق اين ايالت، تصميم گرفت سيستم مدول ارتباطي HarrisD-20 را طوري تغيير دهد كه اين ترمينالها را قادر سازد تا توسط سيستم مدريت انرژي براي كارهايي غير از كنترل خازن نيز مورد استفاده قرار گيرند. اين كار باعث شد تا كنترل خازن بااضافه كردن يك نرمكننده ساده در پستهايي كه داراي مدول D-20 براي كنترل، نظارت و اخذ داده هستند، انجام پذيرد. شكل (1) نتيجه عملكرد يك DCC براي كنترل توان راكتيو را در پستي در ناحيه بويس نشان ميدهد.
قبل از نصب DCC، شكل موج بار راكتيو از تقاضاي بار اكتيو پيروي ميكرد. بعد از نصب، الگوريتم كنترل باعث شد تا شكل بار راكتيو نسبت به منحني بار اكتيو عكس شود كه اين موضوع باعث كاهش تلفات انتقال و بهبود رگولاسيون ولتاژ سيستم شود. هرچند با نصب خازنهاي ثابت نيز ممكن است چنين نتيجهاي حاصل شود اما با كار انجام شده، امكان تنظيم و كنترل در محدوده وسيعي از بارهاي فصلي به شكل بهتري فراهم ميشود. سيستم اتوماسيون خازني بدون دخالت انسان، توان راكتيو را در هر يك از پستها با پلههاي كوچك كنترل ميكند به نحوي كه راندمان كل سيستم بالا ميرود. با نصب كنترلكننده بانك خازني در يك پست، يك مگاوار توان راكتيو پشتيبان در آن شبكه توزيع (شامل ترانسفورماتور و فيدرهاي مربوط به آن) بدست آمد. اين كار با استفاده موثر از خازنهاي موجود و بدون نصب خازنهاي اضافي انجام گرفته است. در بيشتر نواحي روستايي به خصوص آنها كه با شبكههاي شعاعي تغذيه ميشوند، بهبود پروفيل ولتاژ باعث كاهش يا به تاخير افتادن بازسازي مي شود.
اتوماسيون خازني، زمان لازم براي كنترل دستي بانكهاي خازني در فيدرهاي طولاني را به نحو چشمگيري كاهش داده است.
2
نوشته شده در دوشنبه 17 مهر1385ساعت 21:21 توسط booof
|
