دانلود مقاله حفاظت و کنترل Microgrid با فرمت ورد ودر 47 صفحه قابل ویرایش

قسمتی از متن مقاله

حفاظت

هدف اصلی سیستم تولید توان الکتریکی، توزیع انرژی به نقاط متعدد جهت مصارف گوناگون است. سیستم باید به گونه­ای طراحی و اداره شود که این انرژی را با قابلیت اطمینان و صرفۀ اقتصادی به نقاط مصرف تحویل دهد . ازآنجا که این دو­خواسته عمدتاً با هم تضاد دارند، بررسی ارتباط بین قابلیت اطمینان یک سیستم وهزینۀ آن وبها برای مصرف کننده، چنانچه در شکل(1-1)نشان داده شده است، آموزنده خواهد بود.

درک این نکته که سیستم تنها بین نقاط (A)و(B) می­تواند دوام داشته باشد، دارای اهمیت است. درنمودار، اهمیت قابلیت اطمینان در طراحی سیستم ولزوم دستیابی به قابلیت اطمینان بالا نباید با بی­اعتنائی به هزینه به عنوان تنها هدف دنبال شود، بلکه باید همه عوامل در برابر جنبه اقتصادی تعدیل شود.

بزرگترین تهدید برای تغذیه مطمئن اتصال موازی یا اتصال کوتاه است،که تغییری ناگهانی،گاه شدید را بر عملکرد سیستم تحمیل می­کند.جریان شدیدی که در اثرآن عبور می­کند، همراه با آزاد­شدن موضعی بسیار زیاد، می­تواند سبب آتش سوزی در محل اتصالی و آسیب مکانیکی در سراسر سیستم به­ویژه در سیم پیچی­های ترانسفورماتورو ماشین شود. جدا سازی سریع اتصالی با نزدیکترین کلیدخانه، زیان وخرابی ایجاد شده در سیستم را به حداقل خواهد رساند.

هرسیستم قدرت، مصرف سرمایه­گذاری بسیار عظیمی است. باید به سیستم تا حد امکان بار زد تا بازگشت این هزینۀ سرمایه­گذاری شده، بیشینه شود. به این دلیل، نه تنها لازم است یک منبع انرژی با عملکرد سیستم درگستره (AB) در شکل(1-1) فراهم آید تا برای مصرف­کننده­های آینده جالب ومفید باشد، بلکه باید ­همچنین سیستم تا­­حد امکان مدام در بار کامل کار کند، به­طوریکه قادر باشد بهترین خدمت رسانی را به مصرف کننده بدهد و بیشترین درآمد را برای سازمان برق رسانی فراهم آورد. رهایی مطلق از عیب کرد شبکه سیستم و نیروگاه را هیچگاه نمی­توان تضمین کرد. اما خطر بروز احتمالی که برای هر دستگاه کم است، با حضور شماری از چنین دستگاه­های نزدیک به هم وابسته به یک سیستم وسیع چند برابر می­شود، زیرا عیب در سراسر شبکه انعکاس می­یابد. در اینجا ضرورت استفاده از وسیله­ای احساس می­شود که بتواند قسمت آسیب­دیده شبکه را در سریعترین زمان ممکن از قسمت سالم شبکه جدا کند تا قسمت آسیب دیده آسیب بیشتری نبیند و تعمیر شود وقسمت سالم به کار خود ادامه دهد وکل شبکه بی­برق نشود [2][5].

شکل 1-1 : ارتباط بین قابلیت ا­طمینان منبع تغذیه­، هزینه آن و بها برای مصرف کننده

هدف از حفاظت سیستم آشکارسازی خطا و جداسازی انتخابی بخش­های مدار از سیستم می­باشد.­ همچنین به منظور محدود کردن توان خطا و اثرات خطای جرقه­زنی باید زمان عملکرد فیوزی کوتاه باشد.[2]

1-1 سلکتیویته

به جهت تامین حداکثر قابلیت اطمینان منبع برای ورودی­ها، در اتصال سری تجهیزات حفاظتی، سلکتیویته توصیه می­شود. در صورتیکه در هنگام بروز نقص، نزدیکترین وسیله (نسبت به جهت­عبورتوان) تحریک شود به چنین سیستمی سیستم حفاظتی سلکتیو[1] اطلاق می­شود.

1-2 سلکتیویته جزئی

در مواقع مشخص سلکتیویته مورد نیاز نخواهد بود ویا در جریان اتصال کوتاه مشخصی سلکتیویته جزئی مورد نظر است.در این صورت احتمال بروز خطا واثرات آن بر روی بار و تاثیرات ناخواسته باید در نظر گرفته شوند.

1-3 قابلیت اطمینان

لزوم دستیابی به درجۀ بالایی از قابلیت اطمینان قبلا تشریح شد. عملکرد نادرست را می­توان به یکی از عوامل زیر نسبت داد:

الف- نادرستی طراحی

ب- نادرستی نصب

ج- خرا­بی درطی خدمات­رسانی

1-3-1 طراحی

این موضوع بیشترین اهمیت را ­دارد. به منظور انجام­دادن یک طراحی مناسب ماهیت وضعیت سیستم قدرتی که بنا است حفاظت شود، باید کاملا درک شود. آزمایش­جامع، درست به همان اندازه اهمیت دارد و این آزمایش باید تمام جنبه­های حفاظت را در­برگرفته و شرایط محیطی وعملکردی را تاحد امکان ، از نزدیک باز­سازی کند.[2]

1-3-2 نصب

لزوم نصب صحیح تجهیزات واضح است، ولیکن پیچیدگی میان­بندی سیستمها و ارتباطشان با بقیه قسمتها ممکن است کنترل چنین صحتی را مشکل سازند. بنابراین آزمایش کردن ضروری­است.ازآنجا که بازسازی درست همه شرایط عیب­کرد، مشکل خواهد بود این آزمایش باید به منظور تایید نصب ترتیب داده شود.

1-3-3 کارایی حفاظت

کارایی عمل حفاظت، که در سیستم­های قدرت بزرگ به کار می­رود، غالبا به طورعددی ارزیابی می­شود. بدین منظور هر عیب­کرد سیستم به عنوان یک حادثه­وتنها آنهایی که با قطع مدارشکن­های مناسب رفع می­شوند، به عنوان درست دسته­بندی می­شوند. بدین­سان درصد رفع عیب­کردهای درست را می­توان تعیین­کرد . این­قاعده ارزیابی، برآوردی دقیق از حفاظت سیستم به عنوان یک مجموعه کامل به دست می­دهد، ولیکن قضاوت در مورد کارایی رله بدین اساس دشوار است، زیرا برای هر عیب­کرد سیستم رله­های بسیاربه عملکرد فرا خوانده می­شوند و همه باید برای یک رفع عیب درست به طور مناسب واکنش نشان دهند. بر این اساس،کارایی94درصد با روشهای فنی استاندارد قابل حصول است. بعید است که قابلیت اطمینان کامل همواره با بهبود بیشتر ساختار بدست آید.

سیستم­های حفاظت دوتایی در شینه­ها مدت­هاست که به کار می­رود، درچنین وضعیتی لازم است که در هردو سیستم عمل کنند تا عملکرد قطع کامل شود. در دیگر موارد، در مدارهای مهم، طرحهای حفاظت اصلی دوگانه بکار می­رود که هریک از آن دو قادرند عملیات حفاظت را انجام دهند.اگر سراسر شبکه قدرت براین اساس حفاظت شود، حفاظت 98 الی99درصد قابل حصول است.

1-4 قطع گزینشی

عمل حفاظت در چند منطقه ترتیب می­یابد تا قطعاً سیستم قدرت را به طور کامل تحت پوشش قرار دهد و هیچ قسمتی را حفاظت نشده رها نکند. هنگامیکه یک عیب بروز می­کند، عمل­حفاظت، گزینش کرده وتنها قطع نزدیکترین کلید قدرت را ایجاب می­کند.این خاصیت قطع گزینشی، متمایز کردن نامیده می­شود.

1-5 پایداری

این عبارت، اگردرحفاظت به صورت جدا از شبکه­های قدرت به­کار می­رود، به توانایی بی­حرکت ماندن سیستم در همه شرایط بار و اتصال­های خارج از منطقه مربوط دلالت دارد