بررسی اتوماسیون سیستم های توزیع

بررسی اتوماسیون سیستم های توزیع
بررسی اتوماسیون سیستم های توزیع
190,000 ریال 
تخفیف 15 تا 30 درصدی برای همکاران، کافی نت ها و مشتریان ویژه _____________________________  
وضعيت موجودي: موجود است
تعداد:  
افزودن به ليست مقايسه | افزودن به محصولات مورد علاقه

تعداد صفحات : 345 صفحه _ فرمت word _ دانلود مطالب بلافاصله پس از پرداخت آنلاین

مقدمه                                    7
 -فصل اول: كلياتي در مورد اتوماسيون                    10
  انواع روشها و سيستمهاي اتوماسيون شبكه توزيع                12
  اجزاء سيستم اتوماسيون                            15
  انتخاب وظايف اتوماسيون                            16   
  سطوح اتوماسيون                                19
  اتوماسيون و اقتصاد                                33
-  فصل دوم : سيستم جمع آوري، پردازش وانتقال اطلاعات        51
  نيازهاي پست                                52
  نيازهاي كابينت telecontrol                        53   
  RTU و اجزاء آن                                53
  RTUCAN (نمونه داخلي)                        67
  Sectionalizer                                70
  Recloser                                    74
  Capacitor control                            94
- فصل سوم : مخابرات اتوماسيون                        98
  مخابرات ديجيتال                                101
  اجزاء سيستم مخابراتي ديجيتال                        102
  مدولاسيون                                    106
  ضرورت مدولاسيون                                107
  انواع مدولاسيون                                108
  ISI  و BER                                120
  همزماني(synchronization)                        124
  QPSK                                    128
  OQPSK                                    131
  MSK                                    132
  GMSK                                    134
  كدكننده ها                                    143
  كنترل خطا                                    145
  فرمت داده                                    147
  نمونه عملي                                    149
  مودم راديويي UHF ، NRM-400                    151
  سيستمهاي مخابراتي                                156
  سيستمهاي راديويي                                156
  مايكروويو                                    158
  TDMA                                    159
  سيستم راديو بسته اي                            160
  سيستم راديويي سلولي                            161
  مودم راديويي                                162
  تكنولوژي spread spectrum                        163
  VSAT                                    167
  DLC                                    173
  امكانات شركت مخابرات ايران                        178
  شبكه تلفن عمومي                                178
  شبكه داده X.                                180
  كابل مخابراتي                                180
  مخابرات فيبر نوري                                181
  مزايا و معايب روشهاي مختلف مخابراتي                    187
  نمونه هايي از شبكه هاي مخابراتي                        192
-  فصل چهارم : بررسي اتوماسيون در ديگر كشورها            196
  هندوستان                                    197
  سنگاپور                                    200
  كره جنوبي                                    207
  پروژه اتوماسيون مقياس بزرگ امريكا                    212
  سيستم اتوماسيون ژاپن                            221
  اتوماسيون توزيع در كانادا                            225
-  منابع و مآخذ                                237

مقدمه:
با گذشت بيش از يك قرن از طراحي و راه‌اندازي اولين شبكه انرژي الكتريكي با يك نيروگاه متمركز و بار توزيع‌شده در سال 1882 توسط توماس اديسون، كه تعداد 59 مشترك را با ولتاژ 110 ولت مستقيم تغذيه مي‌كرد و مقايسه آن با وضعيت كنوني شبكه‌هاي عظيم تأمين انرژي الكتريكي مي‌توان علاوه بر مشاهده‌ي پيشرفت سريع اين صنعت به افزايش باور نكردني تقاضاي مصرف‌كنندگان براي اين انرژي پي برد. با افزايش اين نياز شبكه‌هاي برق نيز دچار تغيير و گستردگي و پيچيدگي شدند و اين گستردگي تا به حدي افزايش پيدا كرد كه هم‌اكنون شبكه‌هاي برق‌رساني، در سطح توليد، انتقال و توزيع به عنوان عظيم‌ترين ساخته دست بشر محسوب مي‌شوند. مهم‌ترين ويژگي‌ اين شبكه، به هم‌پيوستگي آن است، به طوري كه ناپايداري در نقطه‌اي كوچك از شبكه قادر خواهد بود تمام نقاط شبكه را تحت تأثير قرار دهد و اين امر لزوم كنترل و نظارت دقيق را بر قسمت‌هاي مختلف شبكه روشن مي‌سازد.
از طرف ديگر انرژي الكتريكي نيز مانند ساير انرژي‌هاي ديگر پيرو نظام اقتصادي عرضه و تقاضا مي‌باشد و لذا بالا بردن سود و كاهش هزينه از اصلي‌ترين اركان حفظ بقاء آن است. انرژي الكتريكي همواره از سه سطح توليد، انتقال و توزيع مورد بررسي قرار مي‌گيرد. براي افزايش بهره‌ بايد برق را با حداقل تلفات از نيروگاه‌ها به دست مصرف‌كننده رساند. كه در اين بين با خصوصي‌سازي و واگذاري مديريت بخش‌هاي مختلف، هر كدام از سه بخش توليد، انتقال و توزيع بايد حداقل تلفات را براي بالا بردن بهره اقتصادي خود ايجاد كنند. داده‌هاي آماري بيان‌گر اين مطلب است كه بخش عظيمي از تلفات انرژي الكتريكي در سطح توزيع صورت مي‌گيرد، يعني بخش كم‌تري از انرژي رسيده به سطح 20KV به مصرف‌كننده مي‌رسد. اين امر سبب شده تا بخش توزيع مورد توجه قرار گرفته و راه‌هايي براي بالا بردن كارايي آن ايجاد شود.
اتوماسيون يكي از راه‌هايي است كه مي‌تواند با نظارت و مانيتورينگ شبكه توزيع، امكان كنترل‌پذيري اين شبكه را بيش‌تر كند.
طرح‌هاي اتوماسيون در سطوح توليد و انتقال از مدت‌ها پيش مورد توجه قرار گرفته و انجام شده‌اند. روند كلي اتوماسيون در سطح جهاني براي سيستم‌هاي توزيع از اواسط دهه‌ي 70 ميلادي آغاز شد و تاكنون ادامه دارد.
پايان‌نامه‌ي حاضر با عنوان «اتوماسيون سيستم‌هاي توزيع» سعي دارد تا در سطحي مشخص به معرفي اين سيستم و بررسي ويژگي‌هاي آن بپردازد. لازم به ذكر است كه اتوماسيون زمينه‌اي گسترده داشته و پرداختن به همه جوانب آن در يك پايان‌نامه‌ي سطح كارشناسي ممكن نمي‌باشد. اين پروژه شامل بيان كلياتي در مورد اتوماسيون بوده و بيش‌تر جنبه تئوري دارد ولي در عين حال، هر كجا لازم بوده اشاره‌اي به پژوهش‌ها و پروژه‌هاي كاربردي و عملياتي در اين زمينه شده است.
بنابر توصيه استاد راهنما در برخي از بخش‌ها وارد جزئيات مطالب شده و بيش‌تر به آن‌ها پرداخته شده است، كه از جمله آن مي‌توان به بخش مخابرات اشاره كرد.
پروژه حاضر به دليل گستردگي مطلب، شامل گرايش‌هاي مختلفي ازجمله گرايش‌هاي مخابرات، الكترونيك و كنترل مي‌باشد. البته زمينه‌ي اصلي اتوماسيون توزيع، بنابر كاربرد آن مربوط به گرايش قدرت است لذا آشنايي و تسلط بر مفاهيم مختلف هر گرايش در كنار درك عميق از سيستم‌هاي قدرت زمينه را براي درك مفاهيم آماده مي‌سازد. در طي انجام اين پروژه از مساعدت و هم‌كاري شركت‌ها و ارگان‌هاي مختلف بهره‌مند بوديم كه از تمامي آن‌ها خصوصاً بخش «مهندسي توزيع توانير» و هم‌چنين «پژوهش‌‌كده كنترل و مديريت شبكه پژوهشگاه نيرو» كمال تشكر را داريم.
در انتها از لطف و زحمات بي‌دريغ استاد محترم راهنما، جناب آقاي دكتر جواد علمايي در حين انجام مراحل مختلف پروژه كمال سپاس‌گزاري را داريم.
 
فصل اول:
کلیات اتوماسیون

كلياتي در مورد اتوماسيون
در ابتدا براي آشنايي با مفهوم اتوماسيون و وارد شدن به بحث اتوماسيون توزيع لازم است تا توضيحات و چشم‌اندازي كلي از اتوماسيون مطرح شود.
مفهوم اتوماسيون، مفهوم جديدي نيست. بحث اتوماسيون در جنبه‌هاي مختلف زندگي بشر وارد شده و ريشه آن به ابتداي دوران انقلاب صنعتي بر مي‌گردد. در واقع با اختراع ماشين بخار، ورود سيستم‌هاي اتوماتيك كه بتوانند وظايف مختلفي را در سطوح گوناگون زندگي بر عهده گيرند، آغاز شد.
سيستم‌هاي مختلف ماشيني در زمينه‌هاي اداري و صنعتين نمونه هايي از اتوماتكي شدن محسوب مي‌شوند، اما با گذشت زمان و افزايش و گستردگي اين شبكه‌هاي مختلف ماشيني با سطوح تكنولوژيكي متفاوت سبب شد تا توجه بهره برداران، به سوي سيستم‌هايي براي كنترل و بهره‌برداري از اين شبكه‌هاي ماشيني معطوف شود. اين سيستم‌هاي كنترلي و نظارتي در واقع با هدف كاهش خطاي انساني و بالابردن سرعت كنترل سيستم‌هاي مختلف بوجود آمده و روز به روز پيشرفت كردند. با گذشت زمان و آشكارشدن قابليت اين سيستم‌هاي كنترلي در ارتباط بين سيستم‌هاي مجزا و بعضاً ناهمگون، عرصه براي ورود سيستم‌هاي اتوماسيون به سطوح غيرماشيني نيز مي‌باشد. از آن جمله مي‌توان به سيستم‌هاي اتوماسيون اداري و بايگاني اشاره كرد. در اينجا همين نكته مهم را يادآور مي‌شويم كه با ورود اتوماسيون خواه ناخواه سيستم‌هاي ماشيني نيز به عرصه وارد مي‌شوند. يعني براي اجراي اتوماسيون براي سيستم بايگاني و ارتباط آن با ديگر مراكز، ابتدا بايد اين مراكز به تجهيزات مربوطه مجهز شوند كه به اين مجهز كردن در اصطلاح. مكانيزاسيون گفته مي‌شود. پس اجراي هر طرح اتوماسيون با شرط اجراي مكانيزاسيون ميسر خواهد بود.
شبكه‌هاي برق نيز با گستردگي و پيچيدگي خود شايد بيش از ساير سيستم‌ها به اجراي اتوماسيون محتاج باشند. در اين راستا موضوع اتوماسيون در اين زمينه مطرح شد. البته اين نياز در سطح توزيع، به خاطر پيچيدگي زياد شبكه بيشتر احساس مي‌شود.
هر طرح اتوماسيون بدون انجام مكانيزاسيون عملاً بازدهي نخواهد داشت. از همين رو مقدمة اجراي طرح، تغيير در وضعيت وسايل و تجهيزات موجود در سيستم توزيع خواهد بود. در اين بخش به بررسي سطوح مختلف اتوماسيون توزيع مي‌پردازيم.
انواع روشها و سيستم‌هاي اتوماسيون شبكه توزيع
در اين قسمت به بررسي انواع طرح‌هاي اتوماسيون شبكه توزيع و قسمتهائي از شبكه توزيع كه امكان اجراي اتوماسيون را دارند مي‌پردازيم.
انواع سيستم‌هاي اتوماسيون شبكه توزيع (Distribution Monitoring)
سيستم مانيتورينگ توزيع اولين نسل از سيستم‌هاي اتوماسيون شبكه توزيع بوده و يك سيستم جمع‌آوري اطلاعات (Data Acquisition) و پردازش اطلاعات مي‌باشد. با اجراي اين سيستم، امكان نظارت بر سيستم توزيع و آگاهي از وضعيت تجهيزات شبكه نظير كليدها، سكسيونرها و.. نيز مقادير كميتهاي مهم نظير ولتاژ، جريان، ضريب قدرت و... در پستها و فيدرهاي تحت نظارت ايجاد مي‌شود.
سيستم جمع‌آوري اطلاعات و كنترل نظارتي توزيع (Distribution SCADA)
 در اين سيستم، علاوه بر جمع‌آوري اطلاعات و نظارت بر كميتهاي مهم، امكان ارسال فرمان از طرف اپراتور سيستم به تجهيزاتي نظير كليدها، سكسيونرها، تپ ترانسها و ... وجود دارد.
اين فرمانها براي تغيير توپولوژي شبكه به هنگام خطا، تعميرات و... اعمال شده و باعث سهولت در بهره برداري و كاهش هزينه‌ها مي‌شود. در عمل طرحهاي انجام شده در سيستم توزيع در سطح جهان از اين مرحله شروع مي‌شوند و سيستم نظارت توزيع نسبت به اين طرح توجيه اقتصادي كمتري دارد. مزاياي اقتصادي سيستم‌هاي اتوماسيون توزيع در قسمتهاي بعدي بررسي خواهد شد.
سيستم جمع‌آوري اطلاعات و كنترل خودكار توزيع (سيستم اتوماسيون توزيع)(Distribution Automation sysytem- DAS)
اين سيستم نسل سوم از سيستم‌هاي اتوماسيون توزيع مي‌باشد. اين سيستم در واقع همان سيستم بند 2-1-2-3- مي‌باشد كه قابليتهاي جديدي به آن اضافه شده است. ويژگي‌هاي اين سيستم اين امكان را مي‌دهد كه در مواردي نظير وقوع خطا كه نياز به تصميم‌گيريهاي فوري و انجام يك سري از عمليات ضروري مي‌باشد، خود سيستم با استفاده از قابليتهاي نرم‌افزاري و سخت‌افزاري، عمليات مورد نياز را به منظور تسريع در كارها بدون دخالت اپراتور نيز بتوانند انجام دهد.
در حال حاضر سيستم‌هاي مدرن اتوماسيون توزيع موجود در سطح جهان عمدتاً از اين نوع مي‌باشند.
البته يادآور مي‌شود كه گاهي اوقات عبارات DAS و Distribution SCADA به عنوان معادل به كار مي‌روند و مثلاً ممكنست سيستم SCADA اعمال خودكار را نيز انجام دهد.
به عنوان مثال تعريف IEEE از سيستم اتوماسيون توزيع عبارتست از: (سيستمي كه شركت توزيع برق را قادر به انجام نظارت، ايجاد هماهنگي در سيستم و بهره‌برداري از تجهيزات شبكه توزيع بصورت زمان حقيقي (Real- Time) و از راه دور مي‌سازد). كه اين تعريف Distribution SCADA را هم‌ميتواند شامل شود. در اكثر موارد موارد منظور از سيستم اتوماسيون توزيع همان سيستم DAS مي‌باشد.
سيستم‌هاي اتوماسيون توزيع هوشمند
سيستم‌هاي اتوماسيون توزيع براي انجام وظائف خود نياز به تصميم گيري دارند و براي تسهيل در اين امر از سيستم‌هاي هوشمند، نظير سيستم‌هاي خبره، فازي و... استفاده مي‌كنند. اين مرحله از سيستم اتوماسيون توزيع در حال طي مراحل تكاملي است و در حال حاضر، جزء پيشرفته‌ترين نوع سيستم‌هاي اتوماسيون توزيع محسوب مي‌شود.
اجزاء سيستم اتوماسيون توزيع
بطور كلي سيستم اتوماسيون توزيع به سه جزء مشخص تقسيم مي‌شود:
اتوماسيون پست
اتوماسيون پست شامل كنترل نظارتي و بعضاً خودكار كليدها (C.B)، سكسيونرها (DS) تپ چنجرهاي زير بار (OLTC)، رگولاتورها (AVR) و بانكهاي خازني پستها مي‌شود. جمع آوري اطلاعات از راه دور براي استفاده اپراتور نيز جزء احتياجات اين بخش است.
اتوماسيون فيدر
اتوماسيون فيدر شامل جمع‌آوري ديتا و كنترل نظارتي يا خودكار تجهيزات خط از قبيل كليدها، ريكلوزرها، رگولاتورهاي خطوط، خازنها، سكسيونرها و مجزا كننده‌ها (Sectionalizers) مي‌باشد. نظارت از راه دور بر نمايشگرهاي خطا  fault indicator) و تحليل گرهاي خطا (Fault Analyzer) نيز مي‌تواند شامل اين قسمت باشد.
اتوماسيون ارائه خدمات به مصرف‌كنندگان
اتوماسيون ارائه خدمات به مصرف‌كنندگان شامل قرائت كنتورها از راه دور، برنامه‌ ريزي و قرائت كنتورهاي چند تعرفه (Time Of Use- TOU)، سرويس قطع و وصل مصرف‌كننده‌ها، كنترل بارهاي مصرف‌كنندگان و ارسال سيگنالهاي TOU مي‌باشد.
مسائل مطرح براي شركتهاي توزيع هنگام انتخاب سيستم اتوماسيون
شبكه توزيع
انتخاب وظايف موردنظر براي سيستم اتوماسيون شبكه توزيع
براي انتخاب وظايف موردنظر يك سيستم اتوماسيون توزيع (DAS) بايد موارد زير بررسي شود:
-    مشخصات شبكه
-    مشخصات بار
-    سياستهاي قيمت گذاري (تعرفه)
-    مسائل اجتماعي، اقتصادي و جمعيتي
وظائف مناسب سيستم DAS بايد براي هر مورد خاص پس از بررسي موارد فوق انتخاب شود اما به طور معمول موارد زير توسط شركتهاي توزيع مورد بررسي قرار مي‌گيرند:
وظائف مناسب در اتوماسيون پست
-    نظارت بر وضعيت تجهيزات پست
-    نظارت بر ولتاژها و جريانها
-    كنترل نظارتي يا خودكار پست
-    جمع آوري اطلاعات آماري در مورد پست
-    مجزاسازي خطا، تشخيص اضافه بار و بازيابي سرويس
-    كاهش تلفات ترانسفورماتورها
-    تقسيم بار روي ترانسفورماتورها
-    تقسيم بار روي فازهاي مختلف
-    كنترل جريان چرخشي ترانسها
-    كنترل ولتاژ باسها
وظائف مناسب در اتوماسيون فيدر
-    جداسازي خطا و بازيابي سرويس
-    كليدزني از راه دور
-    جمع‌آوري اطلاعات آماري در مورد فيدرها
-    كنترل از راه دور رگولاتورها
وظائف مناسب در اتوماسيون مصرف‌كننده‌ها
-    قرائت از راه دور كنتورها، كنتورهاي چند تعرفه (TOU) و كنتورهاي پيك بار
-    كشف دستكاري كنتور و انشعاب غيرمجاز
-    نظارت بر كاركرد صحيح كنتور
-    قطع و وصل مجدد برق از راه دور
-    بررسي مشخصات و ويژگيهاي بارها (Load survey)
كنترل بار و مديريت مصرف (Load Control and Demand side Management- DSM) 
-    اعمال خاموشي در مواقع اضطراري (Load Shedding)
-    كنترل بارهاي خاص مصرف‌كنندگان، نظير سيستم‌هاي تهويه مطبوع، سرمايش و گرمايش و مصارف عمومي
كنترل ولتاژ و توان راكتيو
-    كنترل از راه دور تپ چنچرهاي تحت بار (OLTC)
-    كنترل توان راكتيو فيدرها (كنترل بانكهاي خازني)
-    جبران افت ولتاژ فيدرها
-    كنترل توان راكتيو در پستها (كنترل بانكهاي خازني)
-    كنترل ولتاژ نقاط مهم در فيدرها بوسيله كنترل رگولاتورهاي ولتاژ خط
حفاظت سيستم
-    كنترل ريكلوزرها
-    حفاظت باس بارها
-    حفاظت جريان زياد (O.C) لحظه‌اي
-    حفاظت ترانس پست
-    حفاظت جريان زياد (O.C) با منحني زمان معكوس
در اين بخش به بيان نكات تكميلي در مورد هر سه سطح اتوماسيون مي‌پردازيم.
الف) اتوماسيون در سطح پست:
در اتوماسيون پست مي‌بايست تمام تجهيزات عظيم و جاگير از قبيل رله‌ها، دستگاه‌هاي اندازه‌گيري، سوئيچ بردها و... با تجهيزات هوشمند جديد عوض شوند كه اين سيستم‌ها علاوه بر كارآيي و دقت بالا باعث افزايش طول عمر تجهيزات مي‌شوند كه وظيفه‌ي اين تجهيزات هوشمند، جبران‌سازي افت ولتاژ، باز و بستن كليدها از راه دور، متقارن كردن بار تراسنفورماتورها و غيره مي‌باشد. دستگاهايي كه براي كنترل به كار مي‌روند بهتر است كه از ساختماني يكپارچه، قدرت پردازش بالا، محدوده‌ي عملكرد كنترلي و حفاظتي گسترده و داراي سيستم مخابراتي كه براي ارسال و دريافت اطلاعات با كمترين نويز موجود باشد و حتي اين دستگاه‌ها قادر به ثبت اتفاقات، خطاها و تغيير تپ ترانسفورماتورها و حفاظت باس‌هاي اطلاعاتي را نيز داشته باشد.
يكي از بهترين‌هاي كنترل در اين قسمت اتوماسيون، كنترل ولتاژ و توان اكتيو مي‌باشد كه با كنترل از راه دور تپ چنجرهاي زير بار و كنترل بانك‌هاي خازني ثابت و اتوماتيك صورت مي‌گيرد.
الويت بندي پست
زماني كه بخواهيم شبكه توزيعي را اتوماسيون كنيم با توجه به اين كه هزينه‌ي اتوماسيون بالا است بنابراين صرفه‌ي اقتصادي ندارد كه ما در ابتداي پروژه، تمام پست‌ها را اتوماسيون كنيم و در سالهاي بعد مي‌توانيم پست‌هاي بيشتري را تحت پوشش اتوماسيون قرار دهيم از شرايط الويت‌بندي كه به نظر شخصي است كه مي‌خواهد اين كار را انجام  دهد و ما هم در اين جا به چند تابع اشاره مي‌كنيم:
1-    در ابتدا پست‌هاي مانوري در ارجعيت قرار مي‌گيرند زيرا اين پست‌ها، پست‌هاي ديگر را از طريق چند فيدر ديگر به هر دليلي مي‌تواند برق‌دار كند.
شكل b-1
2-    پست‌هايي كه بيشترين تلفات و قطعي و در نتيجه بيشترين انرژي توزيع نشده را دارند به يك مثال توجه كنيم.
شكل B-2

فرض مي‌كنيم قطعي در يكي از پست‌هاي 1 يا 2 اتفاق بيفتد حال مقايسه‌ي انرژي توزيع نشده با اتوماسيون و بدون اتوماسيون

  بدون اتوماسيون
  انرژي توزيع نشده با اتوماسيون
انرژي توزيع نشده از پست G تا پست C
  انرژي توزيع نشده با اتوماسيون پس يكي از پست‌هاي 8 و 9 و 10 كه بهتر است 10 باشد را نيز در اولويت قرار دهيم.
3-    پست‌هاي كه بارهاي خاص و مهم را تغذيه مي‌كنند مثلاً پستي كه بيمارستاني را تغذيه مي‌كند در درجه‌ي اول قرار مي‌گيرد.
4-    پست‌هايي كه بار بيشتري را تغذيه مي‌كنند در الويت قرار مي‌گيرند.
به طور كلي اتوماسيون پست از نظر اقتصادي داراي توجيه است. (به الويت بندي در فيدر رجوع شود)
ب) اتوماسيون در سطح فيدر 
اين اتوماسيون تقريباً همسو با اتوماسيون پست مي‌باشد و تقريباً عملكردي شبيه به هم دارند در اين سطح اتوماسيون، كنترل خازن‌ها از بهترين‌ و مهمترين حالت‌ها در اتوماسيون فيدر مي‌باشد زيرا با كنترل از راه دور بانك‌هاي خازني مي‌توان ضريب قدرت شبكه را به طور دلخواه تغيير داد و با كنترل تزريق توان راكتيوها ولتاژ را ثابت نمود و تلفات را كاهش داد. يكي ديگر از وظايف اتوماسيون فيدر به كنترل كليد فيدر فشار متوسط و رفع خطاها اشاره كرد كه مي‌توان از طريق اطلاعات فرستاده شده از نشانگرهاي خطا و آشكارسازهاي خطا، محل خطا را تشخيص داده و بخش معيوب را جدا كرده و بخش سالم را دوباره به شبكه وصل مي‌كند. به طور كلي اتوماسيون فيدر شامل عمليات جداسازي اتوماتيك فيدر در هنگام بروز عيب و ايزوله كردن محل خطا و بازيابي مجدد فيدر، كنترل ولتاژ فيدر از راه دور، كنترل توان اكتيو و راكتيو فيدر و نرمال نمودن مانورهاي انجام گرفته بدون مراجعه به محل و به طور اتوماتيك صورت مي‌گيرد (زيرا بعد از مانورن و برطرف كردن عيب مي‌بايست پست‌هاي قرارگرفته روي فيدر به حالت قبل برگردد تافيدرها اضافه بار پيدا نكنند)
-    الويت بندي فيدرها
همان‌طور كه در الويت بندي فيدرها ذكر شد اقتصادي نيست كه هزينه‌ي ابتداي پروژه را به دليل اتوماسيون كردن فيدرها بالا ببريم به همين جهت چند تا از تابع‌هايي كه در انتخاب فيدر نقش‌ دارند را بيان مي‌كنيم:
1-    اهميت فيدر: فيدرهايي كه بارهاي مهم را و در واقع مشتركين مهم را تغذيه مي‌كنند در الويت قرار مي‌گيرند مثلاً جاهايي كه از نظر سياسي، حياتي مثل بيمارستان‌ها و ... قرار دارند.
2-    طول فيدر: هرچه طول فيدر بيشتر باشد آن فيدر در الويت بالاتري قرار مي‌گيرند زيرا فيدرهاي طولاني بيشترين مشكلات را دارند.
3-    بار فيدر: هر فيدري كه بيشترين بار را داشته باشد در الويت بالاتري قرار مي‌گيرند.
4-    وسعيت فيدر: كه به طول خط، تعداد مشتركين و ميزان مصرف بستگي دارد يعني فيدرهاي كه بيشترين مشتركين را دارند در الويت قرار مي‌گيرند.
5-    آن فيدري كه بيشترين قطعي و زمان قطعي را دارد در الويت بالاتري قرار مي‌گيرد براي پيدا كردن فيدرها و پست‌هاي مناسب به اين ترتيب عمل مي‌كنيم مثلاً در الويت بندي فيدر (يا پست) ابتدا ليستي از تمام فيدرها يا پست‌ها را تهيه مي‌كنيم و با توجه به الويت‌هاي گفته شده به طور مجزا هر كدام را درجه‌بندي مي‌كنيم سپس با توجه به نظر شخصي كه مي‌خواهد الويت‌بندي را انجام دهد، به تابع هاي بالا ضريبي را اختصاص مي‌دهد. و در زير به يك مثال توجه كنيم.
نام فيدر    اهميت فيدر    طول فيدر    بار فيدر    وسعت فيدر    بيشترين قطعي و زمان قطعي    امتياز فيدر
A    80    100    90    90    100    5/92
B    90    80    100    85    80    25/85
C    75    80    80    100    95    5/85
D    100    90    70    90    90    91

حال فرض كنيم آن شخص براي اهميت فيدر %30 و براي طول فيدر %15 و باري بار فيدر %10 و براي وسعت فيدر %5 و براي بيشترين قطعي و زمان قعطي %40 قائل مي‌شود حال امتياز فيدرها را محاسبه مي‌كنيم.
 امتياز فيدر A
  امتياز فيدر B
  امتياز فيدر C
   امتياز فيدر D
و اگر بخواهيم دو فيدر را اتوماسيون كنيم بهتر است فيدر A و فيدر D را انتخاب كنيم.
توجه كنيم كه ضرايب بالا به طور فرضي انتخاب شده‌اند و اتوماسيون پست نيز به همين ترتيب انتخاب مي‌شوند. و به طور كلي اتوماسيون فيدر از نظر اقتصادي داراي توجيه است.
ج) اتوماسيون در سطح مشتركين
مشتركين را مي‌توانيم به بخش‌هاي خانگي، صنعتي، تجاري، كشاورزي تقسيم كنيم و در اين سطح مي‌توانيم اتوماسيون را اجرا كنيم و با اجراي اتوماسيون مي‌توان مصرف بار مشتركين را مديريت كرد مثلاً مديريت بار را مي‌توان به كنترل پمپ‌هاي استخرها، سيستم‌هاي مطبوع و ... اشاره كرد و در اين اتوماسيون مي‌توان از كنتورهاي ديجيتالي TOV (Time Of Vse) كه از راه دور كنترل مي‌شوند استفاده كرد و همچنين با سيستم (Automat Meter Reding)AMR علاوه بر قرائت و تعرفه‌بندي كنتورها از راه دور مي‌توان در بهينه نمودن انرژي مصرفي مشتركين، كاهش هزينه‌هاي مصرفي آن‌ها، بهينه‌سازي برق مصرفي شبكه‌هاي فشار ضعيف، كنترل تلفات شبكه و انشعابات غيرمجاز، بهبود ضريب بار شبكه، جلوگيري از برق دزدي و هشدار فوري در هنگام قطع يا سرقت برق مي‌باشد. همچنين براي افزايش وسعت كار مي‌توانيم از كليدي براي قعط و وصل از راه دور استفاده كنيم كه اين كليه به SRD (service reconneci device) معروف است كه از جمله كارهاي آن مي‌توان براي قطع مشتركين به حساب استفاده كرد كه براي قطع آن‌ها ديگر نياز به فرستادن مامورين نيست و به طور كلي اگر قطعي در قسمت‌هاي مشتركين رخ دهد ديگر نيازي نيست كه خودشان اطلاع دهند و به سرعت مي‌توان با دريافت اطلاعات فهميد كه چه زماني بي‌برق مي‌شوند و اين سطح اتوماسيون با توجه به هزينه‌هاي آن داراي توجيه اقتصادي تا حد زيادي نيست.
پروژه‌ي اتوماسيون يك پروژه‌ي مديريت شبكه مي‌باشد كه با انجام آن مي‌توان بر شبكه توزيع مديريت كرد. كه اين مديريت مي‌تواند اهدافي را دنبال كند و ضرورت‌هايي را كه در شبكه موجود مي‌باشد تأمين كند بنابراين به تعدادي از آن‌ها در زير اشاره مي‌شود:
 
1-    اتوماسيون و خاموشي (بي‌برق)
خاموشي عاملي است كه هم مشتركين و هم توليدكنندگان برق را با مشكل روبه‌رو مي‌سازد كه به دلايل مختلفي ممكن است رخ دهد  و  در اتوماسيون توزيع زمان خاموش مهم است كه با آن مي‌توان اين زمان را تا حد ممكن كم كرد. زيرا وقتي كه از كليدهاي هوشمند (رسكلوزر و يا سكشنالايزر)، نشانگرهاي خطا  (FI) و .. استفاده كرد بلافاصله بعد از وقوع خطا مي‌توان بر خلاف سابق به سرعت محل خطا را شناسايي كرده و با فرستادن اطلاعات به مركز كنترل، از راه دور و به طور اتوماتيك محل خطا را از قسمت‌هاي سالم جدا ك رده و زمان مانور را براي برطرف كردن عيب خيلي خيلي پايين مي‌آوريم، زيرا بدون انجام اتوماسيون، مامورين مي‌بايست طي باز و بسته‌كردن كليدها در پست و مانورهاي ديگر تازه محل خطا را پيدا كرده و بعد عيب را برطرف كنند بنابراين اتوماسيون در كاهش زمان خاموشي بسيار مهم است.
2-    اتوماسيون و تلفات
يكي از مسائل بسيار مهم در شبكه‌هاي برق مساله‌ي تلفات مي‌باشد و تلفات در شبكه‌ي توزيع از اختلاف انرژي ورودي و خروجي بدست مي‌آيد. و به طور كلي تلفات را مي‌توان در سه بخش طبقه‌بندي كرد:
1-    تلفات ناشي از مسائل فني: مانند تلفات ژول، بي‌باري ترانس، راكتورها، خازن‌ها و...
2-    تلفات ناشي از مسائل مديريتي: مانند گردش بي‌مورد توان راكتيو در شبكه در اثر پايين‌بودن ضريب قدرت، عدم تعاون فازها و عدن تناسب بانك هاي خازني با نياز مصرف و... و در طول سال هم با تغييرات در ساعات روز و تغييرات در فصل‌ها، تنوع بار و تغييرات بار را شاهد خواهيم بود كه اگر آنها بررسي نشوند بعضي از فيدرها پربارتر و بعضي ديگر كم‌بارتر مي‌شوند و آن فيدر كه پربارتر است جريانش بيشتر شده و باعث افزايش تلفات مس وافزايش افت ولتاژ مي‌شود كه قبل از انجام اتوماسيون مامورين مي‌بايست در هر فصل به اندازه‌گيري بارهاي فيدرها بپردازند و سپس طي اقداماتي تعادل و بالانس را بوجود آورند و...
ولي وقتي كه شبكه اتوماسيون شده باشد به سرعت مي‌توان اطلاعات مربوط به بار فيدرها و مقدار توان اكتيو و راكتيو شبكه و ... را بدست آورد و با كنترل خازن‌ها از راه دور، و با وجود قطعات الكترونيكي به متعادل سازي بار فيدرها و ترانس‌ها پرداخت و در نتيجه تلفات را تا حد ممكن كم كرد و چون اتوماسيون يك پروژه‌ي مديريتي است مي‌تواند بر كل اطلاعات شبكه نظارت كرد و راه ديگر كاهش تلفات از طريق اتوماسيون نصب سيستم AMP است كه با توجه به تعريف تلفات در بالا مي‌تواند به حذف خطاي انساني چه عملي و چه سهوي در قرائت كنتور پرداخت و از دخالت احتمالي غيرمجاز افراد در كنتورها اطلاع پيدا كرد و به طور كلي تلفات را از طريق اتوماسيون كم كرد.
3- اتوماسيون و انرژي توزيع نشده
انرژي توزيع نشده به عوامل از جمله زمان خاموشي وقطعي‌هايي كه رخ مي‌دهد بستگي دارد زماني كه سيستم اتوماسيون نشده اگر عيبي در محل رخ داد مي‌بايست براي پيداكردن اين عيب مامورين به محل اعزام شده و از دستگاه تست و روش آزمايش خطا محل عيب را پيدا كرده كه باعث از بين رفتن زمان و نيروي انساني مي‌شودن حال وقتي كه شبكه اتوماسيون مي‌شود به طور كلي اگر قطعي به طور شناخته نشده و يا اتفاقي رخ دهد به خوبي قابل كنترل مي‌شود و با وجود كليدهاي هوشمند، نشانگرهاي خطا (FI) در زمان قطعي به طور اتفاقي مي‌توان آن را با سرعت بيشتري پيدا كرد و در نتيجه زمان خاموشي را كم كرد و به دنبال آن انرژي توزيع نشده را كم كرده.
اتوماسيون و قابليت اطمينان 
اتوماسيون توزيع يك روش براي استفاده از تكنولوژي‌هاي پيشرفته و هوشمند است كه باعث افزايش قابليت اطمينان در نتيجه‌ي كاهش نيروي انساني است. اتوماسيون مي‌تواند زمان دسترسي به محل خطار را كم كند و نيز مي‌تواند نياز به تكنسين‌ها را در مكان‌هايي كه كليد خودكار موجود است كاهش داده و در نتيجه بازگرداني سريع شبكه را به حالت اول در پي خواهد داشت.
بررسي قابليت اطمينان خود به تنهايي مي‌تواند در يك پروژه جداگانه تعريف شود كه در اين جا به طور خلاصه به آن اشاره‌اي مي‌شود. به طور كلي بررسي قابليت اطمينان در شبكه توزيع به دو صورت و با دو هدف انجام مي‌پذيرد صورت اول شامل اندازه‌گيري رفتار گذشته سيستم مي‌باشد و صورت دوم رفتار آينده سيستم را نشان مي‌دهد كه رفتار گذشته سيستم بر اساس آمارهاي گذشته بوده و رفتار آينده بر اساس محل قرارگيري تجهيزات بررسي مي‌شود و هدف اول اين است كه آن سيستم چقدر از امكانات و تجهيزات جهت اتوماسيون برخوردارن است كه تحت تاثير شرايط استاتيكي است و كيفيت سيستم را بيان مي‌كند و هدف دو شامل شرايطي است كه بوسيله‌ي خطاهاي تصادفي در هر نقطه از سيستم ممكن است بوجود بيايد كه اين حالت تحت شرايط ديناميكي است و در واقع بيان مي‌دارد كه تجهيزات چقدر در برابر اين خطاها داراي قابليت اطمينان هستند.
دو شاخص عمومي و خاص در قابليت اطمينان سيستم قابل تعريف هستند كه در شاخص‌هاي عمومي قابليت اطمينان در هر نقطه‌ي بار بر اساس تعيين محل رخ‌دادن خطا و پيداكردن آن به وسيله‌ي باز يا بستن كليدها در محل بارها و يا فيدرها كه با مراجعه به تركيب و نوع سيستم صورت مي‌گيرد و پارامترهاي آن به قرار زير است.

كه زمان تعمير ميانگين زماني كه براي تعويض و يا تعمير تجهيزات از بين رفته صرف مي‌شود تا وقتي كه سيستم به حالت نرمال برگردد.
و با در نظر گرفتن يك خطا مدل اول را بيان مي‌كنيم.
 
 
حال اگر دو خطا رخ دهد مدل دوم را بيان مي‌كنيم.
 
 
و در شاخص‌هاي خاص، ارزيابي قابليت سيستم از محل بار صورت مي‌گيرد كه شامل رفتار سيستم مي‌باشد و با روابط زير بيان مي‌شود:
-    ميانگين تعداد خاموش‌هاي هر مشترك
System Average Interruption Frequency Index (SAIFI)
-    ميانگين مدت زماني خاموشي هر مشترك
System Average Interruption Duration Index (CAIDI)
-    ميانگين انرژي توزيع نشده
Average Energy Not supplied (AENS)
-    قابليت اطمينان سرويس‌دهي
Average service Availability Index (ASAI)

-SAIFI= 

- CAIDI=

-AENS=

-ASAI=

=
 
اتوماسيون و اقتصاد
شركت‌هاي توزيع سعي دارند كه برق توليد شده را بتوانند با كيفيت مناسب و سرويس‌دهي بالا به طور دائم در اختيار مصرف‌كننده قرار دهند كه اين خود مستلزم به كارگيري تكنولوژي هاي پيشرفته مي‌باشد كه البته با خصوصي شدن شركت‌هاي توزيع، رقابت براي اين امر بيشتر مي‌شود و در نتيجه بحث اقتصاد بسيار مهم مي‌شود و بايد بررسي شود كه آيا انجام پروژه‌ي اتوماسيون داراي سوددهي است يا خير. هر پروژه‌اي كه بخواهد به مرحله‌ي بهره‌برداري برسد مي‌بايست سودها و هزينه‌هاي آن برآورد شود و نسبت سود بر هزينه محاسبه شود  . كه هرچه اين نسبت بزرگتر از يك باشد بهتر است و البته مي‌بايست آناليز حساسيت هم به كار برده شود.
حال ابتدا سودهايي را كه از طريق اتوماسيون بدست مي‌آيد را بررسي مي‌كنيم و دو تعريف را به طور كلي انجام مي‌دهيم اول اين كه سودهايي كه در آنها بدست آوردن پول مطرح است و دسته دوم سودهايي هستند كه در آنها پول مطرح نيست مانند رضايت مشتركين، از خدمات بهتري كه توسط شركت توزيع سرويس دهي مي‌شود و...  به طور كلي سودهايي كه از اتوماسيون بدست مي‌آيند به شرح زير هستند:
الف) محاسبه‌ي سود ناشي از كاهش انرژي توزيع نشده:
B1=
+

ب) محاسبه‌ي سود حاصله از كاهش كمبود و توليد و كنترل مستقيم بار مشتركين:
B2=

ج) محاسبه‌ي سود ناشي از تلفات كه ناشي از فرسودگي دستگاه‌ها، افت ولتاژ ناشي از تعادل بارها در پيك بار كه با كليدزني بانك‌هاي خازني و يا تغيير تپ چنجرهاي زير بار تلفات را كم كرد.
B3=

د) محاسبه‌ي سود ناشي از كاهش نيروي انساني در قرائت كنتورها و كاهش خطا هنگام مانور
B4=

B5=

حال به بررسي هزينه‌هاي اتوماسيون مي‌پردازيم كه مي‌توانيم آن را به بخش‌هايي تقسيم كنيم كه عبارتند از:
- تجهيزات و اجزاء شبكه توزيع در 3 سطح پست، فيدر و مشتركين مانند دژنكتور و سكسيرنر موتور‌دار، نشانگر خطا (Fault Indicator)، كنتورهاي تكفاز و سه فاز، RTUها و...
- هزينه‌ي مراكز كنترل و تجهيزات سخت افزاري و نرم‌افزاري در مراكز اصلي و فرعي
- هزينه‌ي مربوط  به سيستم مخابرات
-    هزينه‌ي مربوط به تعمير و نگهداري
C1=
C2=
C3=
C4=
C5=
C6=    
C7=

-    هزينه‌ي مربوط به تعمير و نگهداري تجهيزات
C8= 1/0


-    برآورد هزينه‌هاي مربوط به طرح‌هاي توسعه شبكه اتوماسيون در طول عمر پروژه‌
C9=

 كل هزينه
 كل سود
حال نسبت   را بدست مي‌آوريم كه اگر بزرگتر از يك بود قابل قبول است كه البته به اين آناليز اكتفا نمي‌كنيم و آناليز حساسيت را نيز به كار مي‌گيريم كه در اين آناليز طوري استفاده مي‌شود كه آيا پروژه‌  بعد از مدتي از حالت سوددهي به زيان تبديل نشود كه براي اين كار ابتدا بدبينانه ترين و يكبار خوشبينانه‌ترين سودها و هزينه‌ها را حساب مي‌كنيم كه اگر نسبت سود به هزينه بزرگتر از يك باشد پس مي‌توانيم اتوماسيون را اجرا كنيم. البته همواره بايد اقتصاد مهندسي را مدنظر داشته باشيم كه در تعدادي از پست‌ها و يا نقاط لازم تنها امكانات مونيتورينگ را نصب كرد و در بعضي از جاها امكانات قطع و وصل اتوماتيك و فرمان از راه دور را تصب كرد.
بطور كلي دو نوع سود اقتصادي از اجراي اتوماسيون شبكه توزيع حاصل مي‌شود كه عبارتند از:
-    سودهاي كمي يا ملموس (Tangible/ Quantifiable)
-    سودهاي كيفي يا غيرملموس (Intangible benefits) 
سودهاي كمي
منظور سودهائي است كه بصورت عددي قابل بيان مي‌باشد مواردي از اين نوع سودها را بررسي مي‌كنيم:
به تعويق انداختن سرمايه‌گذاريس ناشي از استفاده بهينه از تجهيزات و كاهش تلفات:
اين نوع سود با استفاده موثر از تجهيزات حاصل مي‌شود. در پستها، با كنترل جريانهاي چرخشي بين ترانسفورماتورها، كاهش تلفات از طريق بهبود پروفيل ولتاژ و كنترل توان راكتيو، كاهش اضافه بار ترانسها بدليل موجود بودن اطلاعات زمان حقيقي (Real- Time) از ترانسها در فيدرها با ايجاد تعادل بار بين فيدرها، كاهش تلفات از طريق كنترل ولتاژ و توان راكتيو، امكان استفاده از ظرفيت‌هاي اضافي ايجاد شد براي ساير مصرف كننده‌ها و در نتيجه كاهش نياز به سرمايه گذاري براي خريد تجهيزات جديد مهيا مي‌شود.
 
كاهش هزينه‌هاي بهره‌برداري و نگهداري (Q&M)
با انجام اتوماسيون پست، كاهش هزينه‌هاي Q&M بدليل كاهش زمان لازم براي كنترل بريكرها، سكسيونرها و تپ چنجرهاي تحت بار (OLTC) حاصل مي‌شود. همچنين صرفه‌جوئي‌هاي اضافي از تست و تنظيم از راه دور رله‌ها، جمع‌آوري و تحليل داده ها و تست كردن دستگاه‌هاي ثبت ديتا (Data logger) حاصل مي‌شود زيرا نياز به مراجعه به پست‌ها كاهش مي‌يابد.
با انجام اتوماسيون فيدر صرفه‌جوئي در هزينه‌ها بدليل اقلام زير حاصل مي‌شود:
-    تشخيص و جداسازي خطا
-    پيكره‌بندي مجدد فيدرها (Feeder Reconfiguration)
-    بازيابي سرويس پس از خاموشي
-    بررسي و نظارت بر بانكهاي خازني
-    انجام كليدزني از راه دور
-    تست و تنظيم ريكلوزرها
-    جمع‌آوري اطلاعات
با اتوماسيون مصرف كننده‌ها، صرفه‌جوئي بدليل امكان قرائت كنتورها، برنامه‌ريزي كنتورهاي زمان استفاده (TOU)، ارائه سرويس قطع/ وصل صرف كننده‌ها، كنترل بارهاي مصرف كننده‌ها و ارسال سيگنالهاي TOU از راه دور حاصل مي‌شود.
كاهش هزينه‌هاي ناشي از صرفه‌جوئي مصرف‌كننده‌ها
اين مورد ناشي از بهبود زماني بازيابي سيستم و جلوگيري از هزينه‌هاي ناشي از قطع برق براي مصر ف‌كننده مي‌شود. مفهوم ارزش خدمات (Valua of service (VOS)) براي بيان اين مورد استفاده مي‌شود. براي هر مصرف‌كننده، انرژي الكتريكي داراي ارزشي است كه بستگي به نوع استفاده از برق دارد. مي‌توان مصرف‌كننده‌ها را به گروه‌هاي زير تقسيم كرد:
-    مصرف‌كنندگان خانگي
-    مصرف‌كنندگان تجاري
-    مصرف كنندگان صنعتي
-    مصرف‌كنندگان كشاورزي
امروزه شركتهاي نظارتي تاسيس شده‌اند كه وظيفه آنها برآورد خسارت ناشي از قطع برق، با توجه به مفهوم VOS، مي‌باشد. بديهي است كه اگر يك شركت توزيع با انجام اتوماسيون توزيع زمان قطعي برق را كاهش دهد. خسارت كمتري پرداخت خواهد كرد كه به عنوان سود تلقي مي‌گردد.  در ايران نيز، با انجام خصوصي‌سازي شركتهاي دولتي در نهايت چنين مواردي مورد توجه قرار خواهند گرفت. مقدار VOS در مناطق گوناگون متفاوت مي‌باشد. بعنوان مثال، در سال 1990 در ايالت Tennesee آمريكا براي مصارف صنعتي كمترين مقدار VOS برابر S/KWh 81/5. و در ايالت بريتيش كلمبيا كانادا اين رقم حدود S/KWh بوده است.
افزايش درآمد بدليل كشف دستكاري كنتورها و انشعابات غيرمجاز
با انجام اتوماسيون مصرف‌كننده، امكان كشف دستكاري كنتورها و كشف انشعابات غيرمجاز از شبكه توزيع با سرعت بيشتري مهيا مي‌شود كه در نهايت موجب جلوگيري از اينگونه خسارت ها و در نتيجه باعث افزايش درآمد شركت توزيع خواهد شد.
افزايش درآمد ناشي از كاهش زمان قطع برق
با انجام اتوماسيون توزيع، علاوه بر پرداخت كمتر خسارت بدليل قطع برق، با توزيع انرژي بيشتر درآمد شركت توزيع افزايش مي‌يابد. 

نظري براي اين محصول ثبت نشده است.


نوشتن نظر خودتان

براي نوشتن نظر وارد شويد.

محصولات
نظر سنجي
نظرتون در مورد ویکی پروژه چیه؟
  •   مراحل ثبت نام خیلی زیاده!
  •   مطلب درخواستیم رو نداشت!
  •   ایمیل نداشتم که ثبت نام کنم!
  •   مطلبی که میخواستم گرون بود!
نظرنتيجه