تعادل بار فشار ضعیف با استفاده از توان متوسط مشترکین

یکی از معضلات در شبکه های توزیع که باعث ایجاد عوارض و اثرات نامطلوبی در سیستم می گردد نا متعادلی بار می باشد . در واقع امروزه میزان عدم تعادل بار به عنوان یکی از شاخص های کیفیت انرژی الکتریکی مطرح می باشد.
از عوامل ایجاد کننده نا متعادلی بار در شبکه های توزیع می توان به توزیع نا همگون و غیر یکنواخت مشترکین تک فاز بین فازهای فیدر و رفتار تصادفی و غیر همزمان مشترکین تک فاز اشاره کرد. به طوری که حتی اگر بار به طور یکنواخت بین مشترکین توزیع گردد باز هم نا متعادلی بار تا حدودی ظاهر می گردد. در این مقاله با بررسی روشهای متفاوت متعادل سازی بار و با استفاده از نتایج اندازه گیری شده بر روی چند فیدر از شبکه واقعی روش های مختلف مقایسه و بهتر یک روش انتخاب گردیده است .
به دلیل عدم آشنایی از الگوی بار مشترکین مختلف ، و جود مشترکین سه فاز نا متعادل ، غیر یکنواخت بودن مصرف مشتر کین و عدم توزیع مناسب مشترکین بین فاز های مختلف شبکه بار فازهای شبکه برابر نبوده و سبب ایجاد نا متعادلی می گردد.
از اثرات و عوارض سوء ناشی از نا متعادلی بار می توان به افزایش تلفات انرژی الکتریکی ، اشغال ظرفیت شبکه ، برق دار شدن سیم نول ، نا متعادلی ولتاژهای سه فاز و افزایش تلفات مسی و آهنی ترانسفور ماتور اشاره کرد . به منظور متعادل سازی بار مشترکین روش های متفاوتی وجود دارد که هر کدام به نوبه خود دارای نواقص و مزیت های می باشد. از روش هایی که در شبکه توزیع می توان به منظور متعادل سازی به کار گرفت به شرح زیر می باشد.
۱) استفاده از قدرت قرارا دادی مشترکین :
در این روش مشترکین روی فیدر با استفاده از نوع مصرف ( قدرت قرار دادی ) متعادل می شوند ، به این ترتیب که قدرت قرار دادی مشترکین روی فیدر آورده می شوند و سپس تعادل بار انجام می گیرد که مجموع قدرت های قرار دادی روی سه فاز به صورت مساوی تقسیم شده باشد.
این روش با وجود این که روش ساده و به ظاهر معقولی می رسد اما به دلیل عدم استفاده مشترک به اندازه قدرت قراردادی اش و همچنین مصرف متغیر با زمان مشترکین و همچنین متفاوت بودن مصارف مشترکین با یک قدرت قرار دادی ، این روش ، روش مناسبی برای تعادل بار نمی باشد
۲) استفاده از روش مشترک شماری:
برای به کار گیری این روش لازم است که تعداد مشترکین روی هر فیدر مشخص باشد و نیازی به نوع مصرف ، قدرت قرار دادی و میزان مصرف مشترکین نمی باشد . به منظور اجرای این روش ، تعداد مشترکین روی یک فیدر به نحوی به سه فاز تقسیم می گردد که روی هر فاز تعداد مساوی از مشترکین قرار داشته باشد. این روش با وجود اینکه نیازمند اطلاعات کمتری نسبت به روش های دیگر می باشد ولی با توجه به این که مشترکین روی یک فیدر از لحاظ مصرف متفاوت می باشند و نمی توان آنها را در یک سطح قرار داد ، روش خوبی به شمار نمی رود.
۳) استفاده از روش pave
در این روش مبنای محاسبات بر اساس توان متوسط مشتر کین می باشد . مقادیر توان از میزان مصرف مشترکین که در اطلاعات billing آورده شده است ، بدست می آید.
در این روش می بایست اطلاعات تعداد مشترکین روی فیدر ، نوع مصرف و میزان مصرف هر کدام از مشترکین را داشته باشیم . بنا براین روشی است که نسبت به روش های قبل به اطلاعات گسترده ای نیاز می باشد و اما با توجه به این که در شبکه های توزیع به علت رفتار تصادفی و غیر همزمان مشترکین تک فاز نا متعادلی بار دارای ماهیتی دینامیکی و متغیر با زمان می باشد ، این روش دارای این مزیت است که چون با مصرف واقعی مشترکین سر و کار داریم نسبت به دو روش بالا بهتر می باشد.
اما این روش دارای این عیب است که ممکن است در منطقه ای تمام این اطلا عات موجود نباشد.
در روش مذکور سعی می شود که روی هر سه فاز به اندازه مساوی pave قرار داشته باشد
۴) به کار گیری جبران ساز به منظور متعادل سازی بار
همانطور که می دانیم با به کار گیری خازن ها در شبکه های توزیع با جبران بخشی از جریان راکتیو مصرفی ، علاوه بر کاهش تلفات انرژی و تلفات پیک مصرف ، می تواند آزاد سازی ظرفیت تجهیزات نصب شده در سیستم توزیع و نیز بهبود پروفیل ولتاژ گردد و در عین حال می تواند بیشترین منافع اقتصادی را نیز در بر داشته باشد . به منظور بررسی نحوه تاثیر خازن بر کاهش تلفات می توان تلفی یک فیدر نمونه را مثال زد.
اما استفاده از خازن ثابت در شبکه های توزیع باعث نا متعادلی جریان به علت رفتار تصادفی و غیر همزمان مشترکین و تغییر بار در طول شبانه روز می گردد .
با استفاده از خازن های کنترل شونده نه تنها مسائل مربوط به جبران توان راکتیو و کاهش تلفات را حل می کند، بلکه می تواند در متعادل سازی بار نقش مهمی را ایفا کند .
با توجه به این که یکی از ویژگی های مهم جریان سه فاز نامتعادل حضور مولفه های منفی و صفر جریان می باشد ، بنابر این اساس متعادل سازی بار به کمک جبران سازی توان راکتیو بر حذف مولفه های منفی و صفر موجود در جریان فیدر می باشد.
کنترل کننده جبران ساز با اندازه گیری فاز و جریان های سه فاز در هر لحظه و پردازش آنها توسط کنترل کننده جبران ساز ، میزان عدم تعادل بار بر حسب مولفه های منفی و صفر جریان اندازه گیری شده و بر اساس آن جبران ساز توان راکتیو به قسمی کنترل می گردد تا بتواند جریان های برابر با مقادیر مولفه های منفی و صفر فیدر را با ۱۸۰ درجه اختلاف فاز به شین مورد نظر تزریق نماید در نتیجه عملکرد جبران ساز باعث حذف و خنثی شدن مولفه های منفی و صفر جریان و در نتیجه متعادل سازی جریان های سه فاز خواهد شد . همچنین با کنترل مناسب جز ء موهومی مولفه مثبت جریان ، جبران ساز به کنترل و تنظیم ضریب قدرت جریان بار فیدر می باشد.

آرمین مهشیدی فر