ملاحظات بهره برداری و بهینه سازی سیستم های توزیع نیرو

در دو دهه اخیر فعالیت های قابل ملاحظه ای در بهینه سازی نیروگاه ها و شبكه های انتقال انجام گرفته است. از كامپیوترهای آنالوگ و دیجیتال در این رشته ها جهت مطالعه، پخش بار، مطالعه پایداری سیستم و تعیین اپتیمم بار ژنراتورها استفاده میشود.در دو دهه اخیر فعالیت های قابل ملاحظه ای در بهینه سازی نیروگاه ها و شبكه های انتقال انجام گرفته است. از كامپیوترهای آنالوگ و دیجیتال در این رشتهها جهت مطالعه، پخش بار، مطالعه پایداری سیستم و تعیین اپتیمم بار ژنراتورها استفاده میشود. تا اینكه اخیراً فعالیتهایی جهت اپتیمم كردن شبكه های توزیع كه تقریباً ۵۰ تا ۶۰ درصد هزینه كلی صنعتبرق را تحت تاثیر قرار میدهد انجام گرفت. نكات مهم در اپتیمم كردن عبارتند از:
ـ مدل كردن هزینه شبكه ها
ـ مطالعه شبكه های مختلف از نظر تركیب
ـ اپتیمم نمودن آرایش (lay out) فیدر هوایی یا كابل زیرزمینی
نكته مهم جهت مطالعه بهینه سازی شبكه های توزیع به حداقل رسانیدن هزینه ها است كه بستگی به وضعیت شبكه های مورد استفاده دارد. بطور وضوح مشخص است سیستمی كه دارای ضریب اطمینان بالایی نسبت به دیگری باشد هزینه اپتیمال آن بیشتر است.
در این مقاله به عناوین برنامه ریزی پخش بار در شبكه های توزیع، Brown out یا قطع تناوبی و برنامهریزی شده فیدرهای ۲۰ كیلوولت، كاهش دیماند در مواقع پیك بار و همچنین بررسی حوادث در شبكه های توزیع و نظریات اصلاحی در هر مورد خاص اشاره شده است.
۱ـ توسعه شبكه های توزیع:
مفهوم توزیع با یك مشترك و یك بار شروع میشود. بار معمولاً به پیك دیماند با در نظر گرفتن عدم همزمانی اطلاق میشود. مجموعه بارها و مشتركین گروههای بار را تشكیل و نیاز به شبكه توزیع را ایجاب میكند. شبكه های توزیع باید طوری طراحی شوند كه علاوه بر تامین نیازهای فعلی در تامین درخواستهای مشتركان در آینده نیز بتوانند كارایی لازم را داشته باشند. كه از جمله میتوان به موارد زیر اشاره كرد:
الف: توسعه شبكه ۲۰ كیلوولت باید آن چنان باشد كه موقیعت ایجاد شبكه فشار ضعیف را فراهم كند لذا این شبكه باید برای ایجاد یك شبكه فشار ضعیف بهم پیوسته كه در سالهای آینده ایجاد خواهد شد امكاناتی رافراهم كند.
ب : زونهای شبكه ۲۰ كیلوولت باید تعیینكننده اتصالاتی باشند كه پیوستگی كاملی با شبكه فشار ضعیف بوجود آورند و بتوانند بطور طبیعی در مرزهای مشخص شده موثر بوده و شبكه فشار ضعیف را در داخل خود قرار دهند. مثلاً كابلهای ۲۰ كیلوولت طوری نباشند كه بعلت عوامل طبیعی مانند رودخانه ها، سیلابها و جادهها و غیره نتوانیم برای ایجاد شبكه فشار ضعیف بهم پیوسته از آن استفاده كنیم.
پ: یك زون شبكه ۲۰ كیلوولت نه تنها در شرایط بهره برداری نرمال بوسیله گروهی از فیدرهای ۲۰ كیلوولتی كه همه آنها از یك ایستگاه اصلی فوق توزیع منشعب شده اند تغذیه میشوند بلكه این گروه بوسیله فیدرها با ایستگاههای اصلی فوق توزیع دیگر نیز باید اتصال داشته باشند. طوریكه اگر در شرایط استثنایی عیب و نقصی در سیستم مشاهده شد بتوان از طریق دیگر شبكه را تغذیه كرد.
ت : یك گروه از فیدرهای ۲۰ كیلوولت باید به طریقی تشكیل یك رینگ را بدهند در صورتیكه حادثهای و یا اتصالی روی یك فیدر از گروه اتفاق افتاد، گروههای باقیمانده، به تنهایی تحمل بار فیدر حادثه دیده را داشته باشند بدون اینكه از بار مجاز تعیین شده فیدرهای هوایی و كابلها تجاوز كنند.
ث: هنگام برنامه ریزی و طرح یك شبكه ۲۰ كیلوولت، باید مطمئن بود كه فیدرهائی كه داخل رینگ میشوند ناتوان و ضعیف نباشند و بتوانند سهم عمده ای از بار را چه در شرایط نرمال و چه در شرایطی كه یكی از آنها از مدار خارج و یا وارد شود، انتقال دهند. یعنی بطور عملی تغذیه ایستگاههای توزیع تنها از طریق یك فیدر هوایی یا كابل نباشد و ایستگاهها با سایر نقاط شبكه ارتباط داشته باشند.
د: قانون ارتباط بین ایستگاه های ترانسفورماتور ممكن است در بعضی مواقع استثنا هم داشته باشد و آن محلهایی است كه وقتی بطور عملی یك ایستگاه شبكه توزیع از مدار خارج شود میتوان از طریق شبكه فشار ضعیف بهم پیوسته به شرطی كه بار آن معادل بار پست از مدار خارج شده باشد تامین كرد.
ذ: در مورد ایستگاههای اختصاصی تغذیه این چنین ایستگاهها به نحوی باشد كه از طریق شبكه ۲۰ كیلوولت بصورت رینگ انجام گیرد. همچنین با شبكه فشار ضعیف بهم پیوسته نیز ارتباط داشته باشد تا در مواقعی كه از طرف شبكه ۲۰ كیلوولت این ایستگاه از مدار خارج شود بار آن را بتوان از طریق شبكه فشار ضعیف عمومی تامین كرد.
۲- ملاحظات بهرهبرداری:
هر چند در طرح شبكه های توزیع نیازهای مصرف كنندگان مد نظر قرار میگیرد ولی هنوز این شبكه ها طرح تكمیلی بخود نگرفته و مشخصه های اضافی دیگری نیز مطرح هستند. در اصل این احتیاجات اضافی از تغییر وضع اقتصاد ملی و وضعیت انرژی ناشی میشوند.
موضوع مشخصه های بهره برداری در تاسیس، نصب و طبقه بندی شبكه جهت ارایه آسان یك سرویس (ارایه خدمات برقی) با كیفیت بهتر خلاصه میشود. البته با در نظر گرفتن راندمان بالاتر شبكه توزیع و یك ملاحظه اقتصادی برای سیستم الكتریكی از محل تولید تا محل مصرف، موضوع بهره برداری را شاید بتوان به چهار قسمت زیر طبقه بندی كرد:
۱ـ كیفیت ارایه سرویس
۲ـ برنامه ریزی پخش بار
۳ـ كنترل برنامه تولید
۴ـ كنترل و سیاست مصرف بهینه
عوامل بالا قدری بهم پیوسته بوده و همه آنها لازمه سیستم توزیع هستند.
۱-۲- كیفیت ارایه سرویس: كه بر اساس عوامل زیر سنجیده میشود:
الف ـ مجزا كردن خطاها و برگردانیدن سرویس به حالت بدون خطا در شبكه توزیع.
ب ـ تقسیم بارها ما بین فازها یا مدارها جهت جلوگیری از اضافه بار و بهبود بخشیدن
وضعیت ولتاژ:
پ ـ به مدار آوردن و یا خارج كردن خازنهای نصب شده در ایستگاهها به منظور بهبود ضریب قدرت و كاهش میزان جریان عبوری از خطوط كه نهایتاً موجب بهبود ولتاژ میشوند.
ت ـ مجهز كردن سیستمهای توزیع كه شامل ایستگاهها نیز میشود با مدارها و كلیدهای پیشرفته برای بیبرق كردن آنها جهت مقاصد نگهداری و مانور.
۲-۲- برنامه ریزی پخش بار: احتیاج به برنامهریزی پخش بار از دو عامل عمومی و غالباً پیشبینی نشده زیر ناشی میشود:
الف ـ فقدان منبع تولید به میزان كافی
ب ـ فقدان توانایی سیستم انتقال، فوق توزیع و توزیع
دو عامل ذكر شده ممكن است ناشی از:
ـ رشد بار سریعتر از ایجاد امكانات جدید است.
ـ مصارف یا تقاضاهای غیرعادی بزرگ و پیشبینی نشده كه در اثر تغییرات نامعمول بدون دلیل و یا در اثر برخی تغییرات بخصوص بوجود می آیند و موجب تلفات مهمی در شبكه تغذیه كننده مشتركین میشود.
ـ خطا یا اضافه بار در برخی المان های تشكیل دهنده سیستم تغذیه مثلاً خطای خط، خطای ترانسفورماتور پست و غیره برای یك دوره تناوب طولانی.
در این زمینه پخش بار دلالت بر كاهش بار در باسپست، ترانسفورماتور پست یا فیدر ورودی پست دارد.
دیسپاچینگ های توزیع با استفاده از دو پارامتر كاهش ولتاژ و (Brown out) یا عدم وصل تناوبی فیدرها برای پریودهای نسبتاً كوتاه زمان در یك برنامه ریزی از قبل تعیین شده میتوانند سیاست پخش بار را در شبكه های توزیع اعمال كنند.
۱-۲-۲- كاهش ولتاژ: كاهش ولتاژ ممكن است در اثر تغییر روی تنظیم كننده های ولتاژ در روی باس بار ایستگاه اتفاق بیفتد. ولتاژ را ممكن است طی مراحلی كه متناسب بامیزان بار مورد نیازی كه قبلاً برنامه ریزی شده است بتوان كاهش داد. در مدارهایی كه بارهای مربوط به آن اهمی بوده (بارهای روشنایی) یا ضریب قدرت برابر با واحد باشد یك درصد افت ولتاژ اغلب معادل یك درصد افت بار است.
كاهش ولتاژ به مقدار بیش از ۸ درصد موجب كاهش بهره نوری لامپ های رشته ای شده و جریان الكترونی در داخل لوله فلورسنت به مقدار كمی میرسد. معمولاً بارهای راكتیو در ولتاژهای پایینی با كشیدن جریان بیشتر به صورت رضایتبخش به كارشان ادامه میدهند. اگر چه این افزایش جریان ممكن است سبب داغ شدن، تلفات گشتاور و سایر حالات نامطلوب شود.در مناطقی كه فیدرهای ۲۰ كیلوولت خروجی از دو یاچند ایستگاه فوق توزیع بصورت بهم پیوسته ورینگ یك شبكه فشار ضعیف را تغذیه میكنند باید در پایین نگهداشتن ولتاژ فیدرهای تغذیه كننده اولیه نهایت دقت را بعمل آورد. بهره برداری از تنظیم كننده ها باید هماهنگ شده باشد تا اینكه ولتاژ هر یك از فیدرها عملاً همزمان پایین نگه داشته شده در غیر اینصورت با پایین بودن ولتاژ تنها در فیدرهای خروجی از یك پست فوق توزیع باعث عملكرد حفاظت كننده های شبكه و باز شدن فیدرها خواهد شد. همچنین افزایش ناگهانی بار در فیدر یا فیدرهاییكه ولتاژ آنها كاهش نیافته ممكن است موجب نوسان (hunting) و تداخل مابین حفاظت كننده های فیدرهای مختلف شده و احیاناً موجب تریپ فیدرها در اثر اضافه بار ناشی از تاثیر پیدر پی (cascading Effect) شود كه این موضوع از مدار خارج شدن (shot down) شبكه ۲۰ كیلوولت را به همراه خواهد داشت.در بعضی موارد ممكن است بمنظور جلوگیری از تریپ كردن فیدرها، در اثر اضافه بارهای موقت. رله اضافه جریان دیژنكتور فیدرها قفل شده تا اینكه تمامی تنظیم كننده ها در یك سطح ولتاژ پایین تنظیم و ثابت شوند. چنانچه عمل كاهش ولتاژ یك حالت نسبی و تكراری داشته باشد تنظیم رله های محافظت كننده فیدرها در یك حوزهای معین غیرحساس شده و در نتیجه از پیشآمدن حالت نوسانی و از مدار خارج شدن پشت سرهم فیدرها بطور موثری ممانعت میشود.
۲-۲-۲- Brown out: روشی است كه در آن هر یك از فیدرها را برای یك تناوب زمانی نسبتاً كوتاه از قبل تعیین شده، معمولاً هر كدام در یك زمان مشخص، به منظور كاهش مقدار بار ترانسفورماتورهای ایستگاه فوق توزیع از مدار خارج میكنند. بارهای مهم و بحرانی (critical Loads) از قبیل بیمارستان ها و مراكز نظامی اغلب توسط دو فیدر با امكان تعویض دو طرفه بصورت دستی یا اتوماتیك تغذیه میشوند. در محلهایی كه چنین طبقه بندی وجود نداشته باشد ممكن است ضروری باشد كه قسمتی از بار یك فیدر را به بارهای مهم تقسیم كنیم و بدین ترتیب در مواقعی كه فیدر مربوط بیبرق میشود بارهای مربوطه را به یك فیدر برقدار وصل كنیم. در صورتیكه در یك فیدر بارهای بحرانی بیشتری وجود داشته باشد آن فیدر ممكن است كلاً از Brown out معاف شود.۳-۲- كنترل برنامه تولید: سرمایه گذاری در این رشته بایستی از طریق كاهش گرایش به مصرف غیرضروری این انرژی و هدایت آن به سمت مصارف حقیقی محدود شود. بنابراین سیاستگذاری الگوی تولید و مصرف مخصوصاً در زمینه انرژی برق برای جامعه ای كه هر بیست سال جمعیت آن دو برابر میشود احتیاج به دقت خاصی دارد تا بتوان تقاضای آینده جامعه را در كلیه زمینه ها از طریق سرمایه گذاری داخلی و افزایش توان تولیدی تامین كرد.
انگیزش در انتخاب انرژی بهینه در سطح ملی وظیفه شركتهای مسئول برق است كه مردم را از نظر هزینه سرمایه گذاری اولیه جهت تولید آن، میزان افزایش اتوماسیون در تولیدات كشاورزی و صنعتی و یا خدمات، میزان تلفات انرژی در مراحل مختلف تبدیل و میزان سرمایه مورد نیاز جهت تهیه وسایل مصرف كننده انرژی آگاهی بخشند. مثلاً در صورت استفاده از انرژی برق جهت گرمایش در مقابل استفاده مستقیم انرژی سوخت فسیلی،جامعه ناچار است ضمن سه یا چهار برابر كردن میزان سوخت مصرفی، هزینه سرمایهگذاری اولیه كه حدود ۶۰ تا ۷۰ برابر هزینه سرمایه گذاری اولیه جهت تبدیل سوخت فسیلی به گرمایش است را هم متحمل شود.
یكی دیگر از الگوهای سیاستگذاری جهت تولید انرژی برق استفاده مستقیم از انرژی های طبیعی است كه بدین وسیله میتوان سهم انرژی برق را در مجموعه انرژیهای مورد نیاز كاهش داد.
۴-۲- كنترل و سیاست مصرف بهینه: سیاست مصرف بهینه باید طوری تنظیم شود كه از طرفی مصرف انرژی برق به موارد خاصی محدود شده و از طرف دیگر باعث سقوط رشد در بخش صنعت، بخش كشاورزی و بخش اجتماعی و فرهنگی جامعه نشود. تعیین نرخ یكی از اصلی ترین عوامل در تنظیم سیاست مصرف برق برای مشتركان بخشهای مختلف میباشد كه بایستی در جهت خودكفا كردن این صنعت از نظر كسب درآمدهای مالی باشد. ولی با توجه به عدالت اقتصادی و وضعیت فعلی تولید در كشور تعیین نرخ اشتراك برق برای مناطق مختلف با كیفیت ارزش متفاوت و تاثیرگذاری ارزش كل ملك از جمله وظایف شركتهای مسوول برق است و این مهم مقدور نیست مگر اینكه هدف از تعیین نرخ، ایجاد محدودیت در مصارف غیرضروری و یا مصارف لوكس و یا مصارفی كه دارای انرژی جایگزین هستند بوده و برعكس تخفیف آن در بخشهای كشاورزی و صنعت موجب سرعت و سهولت در رشد اقتصادی كشور شود.
یكی دیگر از عوامل موثر در تنظیم سیاست مصرف برق بهینه كاهش دیماند در مواقع پیك بار است.
معمولاً بار شبكه كه از مصرف مشتركان حاصل میشود دارای سه وضعیت بار ثابت، پیك بار عادی و پیك بار فصلی است. در وضعیت بار ثابت كلیه تاسیسات و نیروی انسانی بطور كامل و صد درصد ساعات شبانه روز مورد استفاده قرار میگیرد و در نتیجه قیمت برق تولید شده در این قسمت از بار در مقایسه با دو وضعیت دیگر از نرخ پایینتری برخوردار است. در حالیكه در قسمت پیك بار عادی یا فصلی كه تاسیسات و كاركنان مربوط به آن بیش از چند ساعت در شبانه روز مورد استفاده واقع نمیشوند قیمت برق تولید شده از رقم بالاتری برخوردار است. بطور منطقی بایستی مشتركانی كه باعث ایجاد این گرانی میشوند خود در پرداخت هزینه مربوط به آن شركت كنند.
در مورد مصرف كنندگان بزرگ كه در زمانهای پیك تاثیر عمدهای در بار كلی شبكه دارند با تقسیم بندی آنها بعنوان بارهای ضروری، قابل برنامه ریزی، قابل تاخیر افتادن و بالاخره قابل كاهش میتوان بار مصرفی را تنظیم كرده و از دستگاه دیماند متر كه مجهز به ایمپالسهای زمانی (timing impulse) است استفاده كرد. (از قبیل كاهش تولید كارخانه های تولید سیمان در زمان پیك بار میتوان نام برد) در مورد مصرف كنندگان عادی و مشتركان خانگی عملاً نمیتوان از دیماند حداكثر آنها جلوگیری كرد ولی میتوان علاوه بر استفاده از نرخهای تصاعدی از دیماندمتر یا وسایل ساعت شمار كه به مصارف بزرگ خانه از قبیل آبگرمكن های برقی، ماشینهای لباسشویی و غیره نصب میشوند استفاده كرد و مشتركان را ترغیب كرد كه كامپیوترهای مناسب خانگی را جهت كنترل زمان روشن و خاموش كردن وسایل خانگی نصب كنند.
۳ـ علل بروز حوادث در شبكه های توزیع نیرو:
ریشهیابی و بررسی دقیق علل بروز حوادث در شبكه های توزیع
به عنوان نگهداری پیشگیرانه شبكه ها كمك شایانی در كاهش حوادث مشابه و در نتیجه خسارات، جلوگیری از اتلاف وقت نیروی انسانی و نیل به هدف تامین برق مطمئن مشتركان خواهد كرد. هرچند به شبكه توزیع در مقایسه با شبكه انتقال توجه كمتری مبذول میشود ولی از آنجائیكه حدود ۵۰ تا ۶۰ درصد سرمایه گذاری كلی صنعت برق را این رشته تحت تاثیر قرار میدهد. لذا در صورتیكه فعالیتهایی در مورد بهینه سازی و نگهداری مطلوب و پیشگیرانه در این سیستم انجام نگیرد نمیتوان در مورد درآمد حاصله زیاد حساب كرد. البته آنچه مسلم است امكان حذف خطا در شبكه های توزیع یا انتقال نیرو عملی نیست ولی با توجه به علل بروز حوادث، سرویس، تعمیرات و نگهداری صحیح و انجام اقداماتی نه چندان دور از دسترس میتوان حوادث روی شبكه را به حداقل رسانده و بدین طریق نه تنها عمر بعضی از قطعات و لوازم را در حد طبیعی رسانید بلكه از نظر تقلیل هزینه ها و جلب رضایت نسبی مشتركان نیز اقدام موثر انجام داد.
۱-۳- عوامل موثر در ایجاد حوادث: چنانچه میدانیم هر جز شبكه در زمانهای مختلف با طراحی و تجهیزات متفاوت و در نقاط ویژهای از نظر آب و هوا و زمین احداث شده است لذا كل شبكه از نظر كیفیت از همگونی برخوردار نیست. بررسی مختصر علل وقوع حوادث نشان میدهد كه درصد عمده آن تحت تاثیر طراحی نادرست، عدم نظارت كافی در زمان نصب و عدم وجود آمار و اطلاعات محلی صحیح بوده است. بطور كلی عیبها را میتوان به ۲ دسته تقسیم كرد:
الف ـ عیبهای زودگذر كه پس از وقوع روی شبكه باعث قطع فیدر ۲۰ كیلوولت شده ولی مجدداً میتوان شبكه را پس از چند لحظه تحت تانسیون قرار داد.
ب ـ عیبهای دائم كه بعد از ایجاد شدن روی شبكه و قطع فیدر ۲۰ كیلوولت، در صورت عدم رفع نقص و یا خارج كردن قسمتی از شبكه معیوب از مدار نمیتوان شبكه مزبور را مجدداً تحت تانسیون قرار داد.
۱-۱-۳- بررسی علل عیبهای زودگذر: چون حدود ۸۰ درصد اتصالیها گذرا بوده و اكثراً توسط اپراتورها و یا در ایستگاهها با عمل زیكلوزرها، وصل مجدد میشوند. لذا دلایل بعضی از اتصال ها گذرا ثبت نمیشود. با بررسی های بعمل آمده مشخص شده است بارندگی و باد و طوفان از عوامل مهم در قطع فیدرهای ۲۰ كیلوولت هستند كه در اثر ایجاد حركت در شبكه هوایی در امتداد عرضی و برخورد دو فاز به یكدیگر حادث میشود. معمولاً در زوایای بیشتر از ۲۰ درجه در صورت استفاده از مقرههای بشقابی در پایه هایی كه از دو طرف انتهایی شده باشد در اثر نزدیك شدن بیش از حد فاز به كنسول نیز جرقه ایجاد میشود. سبكی وزن سیم آلومینیومی در روی مقره های آویزی كه بر اثر باد به بدنه تیرهای بتونی برخورد میكنند نیز باعث افزایش اتصالی كه در عمل با نصب وزنه سعی در كاهش تعداد اتصالی میشود. بلند بودن طول جمپر در پایه های كشش، استفاده از مقره سوزنی ثابت در خطوط ۲۰ كیلوولت كوهستانی برقگیر، صدمه دیدگی تجهیزات و مصالح در حمل و نصب، شاخ و برگ درختان، شكستن مقره بوسیله شكارچیان و كودكان، ماروموش در ایستگاههای زمینی از عوامل دیگر اتصالی گذرا در خطوط ۲۰ كیلوولت هستند.پرواز پرندگان از روی كنسول تیرهای سیمانی خصوصاً در حالتی كه میله مقره ثابت از نوع كوتاه باشد ایجاد اتصال زمین یك فاز از طریق آرماتور تیر میشود و برخاستن دسته جمعی پرندگان از روی فازهای یك فاصله از خط هوایی باعث حركت هادیها و در نتیجه كم شدن فاصله هوایی بین دو فاز شده و ایجاد اتصالی اضافه جریان میكند.
۲-۱-۳- بررسی علل عیبهای دائم: در اثر وجود اشكال و یا ازدیاد بار، فیدر ۲۰ كیلوولت زیر بار قرار نگرفته و یا ظرف مدت كوتاهی بعد از وصل مجدداً قطع خواهد شد. در صورت عدم وجود اضافه بار و مشخص شدن نقطه اتصال، قسمت اتصالی از مدار خارج و بقیه مدار تحت تانسیون قرار میگیرد. در پارهای از موارد كه ظاهراُ عیب قابل تشخیص نیست نقاط حساس شبكه از جمله ارتباط سركابلهای هوایی به شبكه، سركابلهای داخلی، سكسیونرها، ترانسها و جمپرها نیاز به بازدید خواهند داشت.شكستن و یا بروز ترك بر روی مقره به مرور زمان و در موقع بارندگی با نفوذ آب به شیارهای شكسته مقره باعث تضعیف ایزولاسیون شده و تولید اتصالی میكند.جدا شدن هادی شبكه از مقره اتكایی و افتادن آن بر روی كنسول كه معمولاً در اثر خوب متصل نشدن هادی به مقره و در اثر باد و طوفان باعث اتصالی میشود و در این حال بعلت اتصال فاز به زمین، فیدر ۲۰ كیلوولت به مدار نمیآید. همچنین عوامل زیر در ایجاد اتصال های دائم موثرند:
ـ سقوط اشیائ روی شبكه ۲۰ كیلوولت هوایی مانند قطعات فلزی در محدوده شهرها.
ـ قرار گرفتن شاخه های درختان بین فازهای شبكه هوایی در هنگام باد و طوفان و در مواقع بارندگی.
ـ استفاده از سیم با قطر كم در طرح كوهستانی و پارگی متعدد سیم.
ـ كاهش Clearance مجاز خطوط انتقال در اثر گرما، پیری سیم و یخ و ایجاد اتصالی در خط ۲۰ كیلوولت.
ـ ضعف اتصالات.
ـ ضعف فوندانسیون پایههای خطوط ۲۰ كیلوولت.
ـ نزدیكی فازها بهم و به زمین.
علل بروز نقص در سر كابلهای ۲۰ كیلوولت را بشرح زیر میتوان خلاصه كرد:
تركیدن محفظه سركابل با شیشه روغن نما، تركیدن گلویی سركابل، نقص داخلی سركابل، كمبود روغن در محفظه سركابل و بروز نقص در نقطه اتصال كابلشو.
معیوب شدن ترانسفورماتور توزیع بطور عمده در اثر بالا بودن بار بیش از حد نامی ترانس، نامتعادل شدن بار هر یك از فازهای ترانسفورماتور و یا عدم سرویس به موقع و كمبود روغن آن كه معمولاً در اثر نشتی روغن ایجاد میشود، میتوان نام برد.
در شبكه های توزیع عملاً مشاهده میشود كه در هنگام دائر نمودن انشعابات تك فاز از شبكه هوایی تعادل بار مورد توجه قرار نگرفته بلكه از نزدیكترین فاز به سیم نول كه در دسترس كارگر نصب انشعاب است ارتباط داده می شود كه این عمل باعث نامتعادلی بار در ترانسفورماتورها میشود.
مصرف غیرمجاز برق بوسیله مشتركان نیز باعث نامتعادلی بار و بعضاً بالا بردن بار ترانسفورماتورها بیش از حد مجاز میشود. در بعضی مواقع ورود حیوانات بداخل ساختمان ایستگاههای زمینی نیز حادثه آفرین بوده است.
۳-۱-۳- نظریات اصلاحی در مورد شبكه های ۲۰ كیلوولت:
ـ ایجاد امكانات لازم مربوط به اجرای اصولی طرحها جهت رعایت كامل موارد استاندارد.
ـ آموزش كاركنان در همه سطوح در ارتباط با شغل مربوطه و بازآموزی دورهای كلیه كارگران به منظور بالا بردن كیفیت انجام طرحها.
ـ فراهم كردن امكانات سرویس و بازدید منظم از شبكه و تجهیزات منصوبه.
ـ اقدام به موقع به منظور هرس درختان بلندی كه در مسیر و زیر شبكه هوایی توزیع نیرو قرار دارند.
ـ نصب ریكلوزر در نقاطی از شبكه كه از طراحی استاندارد برخوردار ولی به دلایلی درصد اتصال كوتاه زودگذر در آن زیاد است به منظور صرفه جویی در هزینه تعمیراتی تجهیزات و تقلیل مدت خاموشی مشتركان.
ـ در شبكه هایی كه دارای ضعف طراحی بوده و غیر استاندارد هستند و یا در قسمتی از فیدر كه به كابل زیرزمینی ارتباط داشته باشند استفاده از ریكلوزر به هیچ وجه جایز نیست.
ـ همكاری و هماهنگی بیشتر ادارات برق با شركتهای مخابرات، گاز، شهرداریها و سازمان آب در امور مربوط به انجام حفاریهای معابر به منظور تقلیل حوادث مربوط به كلنگ خوردگی یا برخورد بیل مكانیكی به كابل برق.
۴ـ نگهداری مطلوب:
نگهداری سیستم شامل كنترل، نگهداری پیشگیرانه و تعمیرات میشود. بازرسی میتواند برنامه ریزی شده و یا بدون برنامه باشد. عملیات نگهداری خوب با حداقل خارج كردن برنامه ریزی شده فیدرهای توزیع منجر به رضایت مشتركان و كاهش هزینه نگهداری برای یك كیلووات ساعت برق میشود. لازمه نگهداری خوب، تربیت و آموزش سیمبانان هوایی، ناظران خطوط و اپراتورها و نگهداری مناسب و استفاده صحیح از ابزار و وسایل است.
اجرای موفق نگهداری بر اساس ملاحظات زیر میباشد:
ـ پیش شرط هر برنامه نگهداری این است كه سیستم خوب طراحی شده و مخصوصاً مواد با كیفیت خوبی در آن بكار رفته باشد.
ـ خطوط تازه احداث در اولین سال مورد بهرهبرداری بعد از ریزش هر بارانی به طور متناوب مورد بازرسی قرار گیرند.
ـ معایب جزئی در عرض بازرسی مورد توجه قرار گرفته و در اولین برنامه تعمیرات اصلاح شوند.
ـ در حالت ایجاد شرایط غیرنرمال، تجهیزات باید فوراً از حالت سرویس خارج شده و موضوع به مسئولان رده بالا جهت دستورالعمل بعدی گزارش شود.
ـ دستورالعمل كارخانه سازنده همیشه بخاطر ملاحظات نگهداری تجهیزات مراعات شود.
ـ ثبت تمامی نتایج تستها و كنترلها و نگهداری آنها.
ـ آمار ثبت شده باید با جزئیات كامل برای تمامی مسئولان كنترل ونگهداری تشریح شود.
ـ عملیات احتیاطی و ایمنی كامل ضمن انجام هر كار رعایت شود.
ـ روش كار كردن با خط گرم برای نگهداری خطوط و ترانسفورماتورها در مناطقی كه قطع تغذیه صلاح نیست مناسب است.
۱-۳- طرح و تنظیم برنامه: برنامه های نگهداری بایستی در حین انجام سایر كارهای تعمیراتی صورت گیرد و برای داشتن یك برنامه نگهداری خوب و مقرون به صرفه هیچ چیز جای طرح و تنظیم مدبرانه را نمیگیرد.
منظور از طرح و تنظیم برنامه عادی نگهداری شبكه، تقلیل دفعات و شدت اتفاقات ناگهانی و همچنین قطعی های برق پیشبینی نشده است.داشتن اطلاعات صحیح و كامل از شبكه و ارقام و مقادیر مربوط به آن عامل مهم و ضروری در تنظیم برنامه های نگهداری شبكه است. این اطلاعات شامل آخرین نقشه ها ونمودارهایی است كه محل پایه ها، كابل های زیرزمینی، ترانسفورماتورها، كلیه فواصل، تعداد فازها و مدار، شدت جریان و مقطع سیم و كابلها را نشان میدهد.اهمیت وجود اطلاعات دقیق و كامل را نمیتوان نادیده گرفت زیرا با مطالعه تجربیات گذشته چگونگی انجام دادن كارها را فرا میگیریم. مثلاً بعضی نقائص خط ممكن است در زمان و تحت شرایط معینی بوجود آید. داشتن اطلاعات دقیق از تكرار مجدد این نقص نشان خواهد داد كه این نواقص نوع بخصوصی هستند كه با مطالعه آنها معمولاً میتوان موفق به یافتن راه حلی برای رفع آنها شد. بدان جهت كه هیچكس از چگونگی و زمان و محل دقیق حدوث اتفاقات آتی آگاهی ندارد لازم است اطلاعاتی در مورد اقسام مختلف اتفاقات كه امكان آنها میرود جمع آوری و با ابزار و اسباب لازم آماده بود تا به محض اطلاع از هر گونه اتفاقات شروع به اقدام كرد.هر یك از نقائص بایستی یادداشت شوند و این یادداشتها شامل چگونگی و علت نقص باشند. چنانچه علت نقص نامعلوم باشد میبایستی همچنان یادداشت شود. سایر اطلاعاتی كه لازم است ثبت شوند عبارتند از تاریخ، محل، ساعت و وضع هوا. كلیه این عوامل اهمیت بسزایی در جمع آوری آماری داشته و در هزینه، رابطه مشتركان، راندمان خوب و سرویس مرتب یك شبكه موثر است.
۱-۱-۴- روش بازرسی خطوط: در این روش یكنفر و یا بسته به تعداد پایه ها در هر نواحی چند نفر از برقكاران با تجربه موظفند بطور پیاده هر كدام جداگانه، تكتك پایه های خط را از روی زمین بازرسی كنند. نباید وسیله نقلیه در اختیار بازرسان قرار داد ولی به هرحال می بایستی ایشان را به سر كار رسانده و برگردانید. بالا رفتن این نفرات را از پایه میبایستی ممنوع كرد. تنها وسایلی كه میبایستی با خود حمل كنند عبارتند از: مداد، كاغذ و یك دوربین چشمی. آخر وقت هر روز بازرس پیاده خط میبایستی یك گزارش امضا شده به سرپرست خود ارایه دهد كه در آن گزارش محل و نوع نواقص را كه میبایستی گروه تعمیراتی به آن رسیدگی كند یادداشت شده است.بازرسان پیاده خط با تجربیاتی كه اندوخته اند بزودی میتوانند هر وضعیت نامرتب و غیرعادی را روی پایه و متعلقاتش تشخیص دهند. مهمترین قسمت هایی كه میبایستی مورد بازرسی قرار گیرند عبارتند از:
ـ پایه های كج، تركدار و معیوب
ـ كنسولهای معیوب و یا كج و معوج
ـ مقره های فشار قوی و فشار ضعیف شكسته
ـ بوشینگ های شكسته ترانسفورماتور هوایی
ـ علائم نشت روغن از ترانسفورماتور توزیع و گزارش رنگ سیلیكاژل جهت عوض كردن به موقع آن
ـ مقره شكسته برقگیر و كات اوت فیوز
ـ سیم مهار بریده شده و یا شل
ـ سیم اتصال زمین و سیم سرویس شل و یا قطع شده
ـ براكت فشار ضعیف معیوب ویا شل
ـ نبود یكی از مصالح و یراق آلات خط
ـ گزارش ساختمان و شاخه درختی كه نزدیك خط باشد.
كلیه خطوط جدید و یا توسعه های شبكه فشار قوی و فشار ضعیف میبایستی قبل از برقدار شدن بوسیله بازرس پیاده خط طبق روش بالا بازرسی شود. بعد از آنكه ساختمان خط مورد تائید قرار گرفت میبایستی با نظر سرپرست قسمت، خط برق دار شود.
۲-۱-۴- بازرسی سایر تجهیزات شبكه: در مورد سایر تجهیزات شبكه از جمله فیوزها، كلیدهای فشار قوی، تابلوهای فشار ضعیف، كابل های زیرزمینی و غیره دستورالعمل های استاندارد و جامعی وجود دارد كه از حوصله این مقاله خارج است.
نتیجه:
بحث بهینه سازی، تئوری اساسی طراحی و بهره برداری شبكه های اپتیمال را شامل میشود. اغلب در عمل یك مهندس قادر نیست در مورد مدل هزینه مطالعه كرده و اكثراً تحت تاثیر محدودیتهای مالی و منطقه ای است. ولی در تمامی حالات مهندس با این انگیزه كار میكند كه نتیجه طراحی اش نیازهای تكنیكی و اقتصادی را برآورد كرده و از نقطه نظر منطقه ای و محیطی نیز قابل قبول باشد.
تكنیك استفاده از كامپیوتر جهت بهینه سازی طراحی و مطالعه سطح وسیعی از متغیرها و آلترناتیوهای مختلف خیلی سودمند است.بالاخره مهندس شركت برق دائماً بایستی در فكر فاكتورهای مهندسی و احتمالاتی كه طرح اقتصادی سیستم را با موفقیت نسبی مواجه سازند، باشد. عناصر سیستم توزیع باید برای ۵۰ سال قابل بهره برداری باشند و بایستی با دید وسیع به آینده و حال آنها را انتخاب كرد.
منابع:
۱) Electrical distribution Engineering. J. Pansini-۱۹۸۶
۲) Electrical Power Distribution Systems. A. S. Pabla- ۱۹۶۳.
۳ـ بررسی سیستمهای توزیع و برق رسانی در شهرها و روستاها ـ دكتر مهرداد عابدی
۴ـ مقالات كنفرانس بین المللی برق
۵ـ سیستم شبكه ۲۰ كیلوولت، دفتر برنامه ریزی و ارزشیابی شركت برق منطقه ای تهران
۶ـ نگهداری و تعمیرات شبكه های توزیع، معاونت سازندگی و آموزشی وزارت نیرو، دانشكده صنعت آب و برق.
تالیف: حسن صباوند منفرد از شركت برق منطقه ای آذربایجان
برگرفته از سایت خبری توانیر

منبع : پایگاه اطلاع رسانی وزارت نیرو