توضیحات

سیستم های کنترل گسترده پست های فشار قوی

چکیده

به علت ساختار شبکه های توزیع، گستردگی و در معرض عوامل محیطی بودن آنها بسیاری

از خاموشیهای اعمال شده به مشترکین ناشی از حوادث این شبکه هامی باشد.روش عیب یابی

فعلی در شبکه های توزیع به علت عدم وجود تجهیزات حفاظتی و مانیتورینگ مناسب و نیز نبودن

امکان کنترل از راه دور زمانبر بوده و بصورت سعی و خطا می باشد.این مسئله باعث برخی آسیبهای احتمالی به تجهیزات شبکه و مشترکین نیز می گردد.

افزایش اطلاعات از وقایع سیستم اتوماسیون شبکه های توزیع در سالهای اخیر مورد توجه قرار

گرفته است که با اجرای آن اطلاعاتی نظیر عملکرد تجهیزات حفاظتی، وضعیت کلیدها و مقادیر ولتاژ و جریان در مرکز قابل مشاهده بوده و امکان ارسال فرمان برای تجهیزات وجود دارد.

در این پروژه سعی شده است معرفی جامعی از سیستمهای اتوماسیون ومانیتورینگ پست ارائه گردد.

در فصل دوم از پروژه به شرح کلی سیستمهای اتوماسیون پست(SAS) پرداخته شده است و

همچنین انواع سیستمهای پست همراه با مزایای آنها نیز بیان شده است.    در فصل سوم، پیشرفته ترین سیستم اتوماسیون پست(SAS570) بطور کامل شرح داده شده است و به توزیع مواردی از قبیل خصوصیات،

طراحی تجهیزات و وظایف این سیستم پرداخته شده است.اجزای سیستم اتوماسیون پست بسیار زیاد

وگسترده است و صحبت در مورد تمامی آنها نیاز به تالیف چندین کتاب دارد ولی بطور خلاصه چند جزء مهم سیستم اتوماسیون پست در فصل چهارم آورده شده است.در فصل پنجم به شرح کاملی از سیستم

مانیتورینگ پست(۵۳۰ SMS) پرداخته شده است.امید است این پروژه بتواند دید جدیدی نسبت به تکنولوژی پیشرفته اتوماسیون و مانیتورینگ به شما ارائه کند.

۸۶صفحه فایل ورد (Word) فونت ۱۴ منابع دارد

پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید

فهرست

مقدمه

پیشروی با تکنولوژی روز در کلیه منابع به خصوص در صنعت برق جزء لاینفک و راز بقاء در این صنعت می باشد

. گسترش سریع شبکه برق و همچنین سیر صعودی تعداد پستها در سطوح مختلف ولتاژ و تقاضای بسیار در بخش های صنعتی و غیر صنعتی امری اجتناب ناپذیر می باشد. با توجه به پیوستگی شبکه برق تحویل به موقع ان با کیفیت مطلوب و با حداقل وقفه به مصرف کننده یکی از وظایف مهم در امر بهره برداری به شمار می آید.

و این جزء با توزیع بهینه برق در شبکه میسر نمی گردد. با توجه به اینکه پستها در هر سطحی از ولتاژ که باشند جزئی از اجزای اصلی تشکیل دهنده شبکه سراسری می باشند پس کنترل و نظارت دقیق و مستمر به معنی جلوگیری از اتلاف انرژی و ارتقاء بازدهی در بهره برداری از شبکه است و این جزء ارکان اساسی طراحی

، توسعه و بهینه سازی پست ها می باشد. به همین منظور با بررسی از نحوه بهره برداری از پست های ایران خیلی سریع به اصول پایه ای آن یعنی نیاز به یک سیستم مدیریت قابل اطمینان در جهت کنترل پست ها می رسیم که در بیشتر نقاط دنیا به مرحله اجرا در امده است.

با توجه به اینکه تصمیم گیرنده نهایی در پست ها اپراتور می باشد لذا دانستن اطلاعات لازم و کافی و به صورت لحظه ای و همچنین داشتن ابزارهای دقیق جهت تجزیه و تحلیل وقایع می تواند منجر به تصمیم گیری صحیح و عملا برآورد نیاز های فوق باشد.

با توجه به اینکه تکنولوژی پست ها به خصوص در قسمت تجهیزات فشار قوی (Primary equipment)

سیستم های کنترل گسترده پست های فشار قوی

در سالهای گذشته چندان تغییر نکرده است و علی رغم کمابیش یکسان ماندن وظایف حفاظت و کنترل،

تکنولوژی برق در این بخش کاملا دگرگون شده است و لزوم استفاده از این پیشرفت ها در یک مدیریت انرژی صحیح جهت بالا بردن بازدهی و تقلیل در هزینه ها و به صفر رساندن ضریب خطا در سیستم کنترل امری است الزامی و این جز با مانیتورینگ و اتوماسیون پست ها به تحقق نخواهد پیوست.

امروزه واقعیتهای دنیای موجود در مورد کاهش شاخص انرژی توزیع شده و لزوم استفاده بهینه

از ظرفیتهای نصب شده امر پیاده سازی اتوماسیون در نقاط کلیدی و حساس شبکه توزیع و انتقال یک الزام اجتناب ناپذیر به حساب می آید.

از طرف دیگر وجود سطوح مختلف اتوماسیون توزیع تکنولوژی کارآمد و به روزی را جهت کنترل و مانیتورینگ کل شبکه می طلبد.

با توجه به گستردگی شبکه توزیع در سیستمهای قدرت و نقش آنها در تغذیه انرژی مصرف کننده، امر دیده بانی و کنترل (اتوماسیون) بهینه این گونه شبکه ها از مراکز دیسپاچینگ توزیع، نقش بسیار مهم را در بهبود کیفیت تغذیه و کاهش هزینه های بهره وری، ایفا می کنند.

این پروژه در مورد سیستم های مانیتورینگ و اتوماسیون پست ها می باشد. با توجه به این که

میزان تولید برق به نوبه خود مهم می باشد، ولی از آن مهم تر انتقال دادن آن و پایداری سیستم قدرت می باشد. به همین منظور باید از یک تکنولوژی که بتواند برق را با کمترین هزینه و به کار گرفت. سیستم مانیتورینگ و اتوماسیون پست ها تمام خواسته های ما را تا حدود زیادی برآورده می کند.

پس از بررسی و گزارشات حوادثی که به دست آمده به سه عامل:

نداشتن اطلاعات به موقع، استفاده نکردن از تمام اطلاعات و خطای انسانی می رسیم،

از این رو وجود یک سیستم جدید که بتواند این سه نقص را به خوبی بر طرف کند کاملا در سیستمهای قدرت خطی احساس می شود. سیستم های اتوماسیون و مانیتورینگ که مورد بررسی قرار می گیرد به خوبی با کاراییهایی که دارند نه تنها این سه نقص را بر طرف می کنند بلکه ما را از فواید جدیدی که تا به حال از آن محروم بودیم برخوردار می کنند و قابلیت سیستم ها جای کمتری را اشغال می کنند.

یک پست فشار قوی شامل پنج قسمت است:

قسمت اول تجهیزات primary یا out door  که در محوطه خارجی پست نصب می شود و کار اصلی پست در این قسمت انجام می شود. دارای مجموعه ای از کلیدهای فشار قوی، ترانس های جریان و ولتاژ و ترانسفورماتورهای قدرت می باشند.

قسمت دوم اتاق فرمان که کار کنترل و نظارت پست را بر عهده وارد و قسمت سوم اتاق protection (حفاظت) است و چهارم باطریخانه است و پنجم که تمام پستها شامل آن می باشند فیدر‌kv‌۲۰ است. (جهت مصارف داخلی)

ما می خواهیم ارتباط قسمت سوم را با سایر قسمتها در سیستم جدید بازنگری کنیم. در سیستم های مانیتورینگ و اتوماسیون به جای پانل های protection از پانل های کوچکتر با مجموعه ای از کارت های الکترونیکی هوشمند جایگزین شده است که در نزدیک Bay در خارج اتاق فرمان به صورت کانتینرهایی

که مجهز به سیستم تهویه مطلوب می باشدبه صورت تک Bay یا چند Bay در یک جا نصب می شود. از این solution ها می توان نظارت و کنترل را بر کل تجهیزات خروجی پست داشت. یعنی ارتباط بین solutionها و اتاق کنترل و قسمت های مورد نیاز دیگر به صورت فیبر نوری می باشد. در این سیستم پانلهای حفاظتی جای خودشان را به پانلهای کوچکتر الکترونیکی می دهند.

Get way به جای پانلهای RTU و Scada استفاده می شود که به دو صورت نرم افزار در درون کامپیوتر و یا به صورت یک قطعه سخت افزاری جداگانه (به اندازه یک رله) وجود دارد و نیز به جای تابلوهای فراوان در سیستم های اتوماسیون از کامپیوتر Work station استفاده می شود.

مزایای استفاده از این سیستم :

–      داشتن اطلاعات به موقع (برای مرکز کنترل)

–      دادن اطلاعات به اپراتور به صورت online.

–      بازدهی بالا

–      کم کردن خطای انسانی به خاطر سه مرحله ای بودن فرمان

–      قابلیت توسعه پست

–   تمام وسایل استفاده شده در این سیستم (solutions) (از نظر سخت افزاری و نرم افزاری) تقریباً به یک صورت است و تعویض راحتی دارد.

–      به علت استفاده از کابل نوری، عیب یابی کابل راحت است و ظرفیت انتقال اطلاعات را بالا برده است.

–   قابل توجه است که شرکت ABB رهبری تکنولوژی برق اتوماسیون پست ها و همچنین اتوماسیون شبکه را در دنیا برعهده دارد.

فصل دوم

طراحی و کارایی سیستم SAS

۱-۲- طراحی وکارایی سیستم SAS

سیستم SAS (Substation Automation System) اتوماسیون پستهای فشار قوی برای کنترل و نظارت بر تجهیزات پست طراحی شده است که ترکیبی از حفاظت، مانیتورینگ، کنترل و ارتباطات مخابراتی است. در این سیستم سرعت رفع معایب بالا رفته است. زمانی که برای آنالیز معایب و

مشکلات سیستم قدرت تلاش می شود این سیستم با توجه به ابزار‌الکترونیکی هوشمند‌(IED-Intelligent Electronic Device) که در آن وجود دارد

قادر است تمام رویدادها و خطاها را ثبت کند و نیز قادر است اطلاعات و داده ها را جمع آوری و پردازش کند و انتقال دهد. در اتوماسیون پست ها

عملکرد اطلاعات و داده ها بهبود یافته است که این امر باعث افزایش قابلیت اطمینان و انعطاف منابع قدرت و دسترسی بهتر به آنها می شود.

۲-۲- مزایای کارایی عملی این سیستم:

۱- تجدید سریع تر برق

 ۲- کاهش ساعات قطعی برق

 ۳- بهبود کیفیت برق

۴- کاهش تلفات برق تحویلی

 ۵- بالا بردن رضایت مشتریان.

 ۶- افزایش درآمد

در سطح پست، سیستم های اتوماسیون پست (SAS) و سیستم های مانیتورینگ پست (SMS) بکار گرفته می شود.

در سطح جانبی پست شامل یک رنج کاربرد ویژه برای کنترل (Bay Automation Solution- BAS) ، حفاظت (Bay protection solution -BPS) و مانیتورینگ (Bay monitoring solution – BMS) خطوط، ترانسفورماتورها، تغذیه کننده های خطوط کوپل کننده می باشد.

۳-۲- سیستم های مانیتورینگ و اتوماسیون:

۱- سیستم مانیتورینگ پست(۵۳۰ SMS) برای تحصیل اطلاعات،‌پردازش و برآورد آنها.

۲- سیستم های ابتدایی اتوماسیون پست (SAS 500/510) برای کنترل ابتدایی از راه دور پست و مانیتورینگ.

۳- سیستم‌اتوماسیون‌پست‌(SAS 530/550)‌همراه‌با‌HMI رزرو‌(ایستگاه پشتیبان اضافی).

۴- سیستم‌پیشرفته‌اتوماسیون‌پست‌()‌با‌HMI (Human Machine Interface) رزرو و ورودی زیاد (Redundant Get way)  .

کارآیی و قسمتهای اصلی هر سیستم:

SAS معمولی (SAS 500/510)

برای نظارت و کنترل محلی یا از راه دور بکار گرفته می شود و برای پست های

کوچک و متوسط توزیع و انتقال و نیروگاه ها و کارخانه های صنعتی طراحی شده و دارای امتیازات اصلی زیر است:

–       درگاه ورودی بای پست

–       کامپیوتر HMI

–       طراحی باس جانبی

–       اجزای جدید و قابلیت دسترسی بالا

–       کنترل پیشرفته که به صورت اختیاری است.

SAS بهینه (SAS 530/550)

این نوع سیستم اتوماسیون پست برای کنترل از نزدیک و یا از راه دور برای پست های انتقال و ولتاژ سیستم بالا استفاده می شود. قسمتهای اصلی آن عبارتند از:

–       کامپیوتر HMI

–       HMI اضافی

–       ساختار ارتباطی چند سطحی

سیستم های کنترل گسترده پست های فشار قوی

–       باس جانبی

–       نظارت مانیتورینگ و کنترل پیشرفته که به صورت اختیاری است.

–       مسیر درگاه ورودی با قابلیت دسترسی بالا به طور جداگانه و اختیاری

SAS پیشرفته (۵۷۰ SAS)

برای استفاده و نظارت مانیتورینگ و کنترل از نزدیک و از راه دور پست های انتقال با ولتاژ بسیار بالا و فشار بالا و فشار قوی (Extra High Voltage-EHV ) که دارای قسمتهای اصلی زیر است:

–       HMI اضافی پست

–       مسیرهای اضافی (رزرو)

–       ساختار سیستم ایستگاه

–       باس اضافه ایستگاه

–       باس جانبی اضافی به طور اختیاری

توجه: سیستم پیشرفته اتوماسیون پست همچنین امکان دارد در پست های توزیع با اهمیت بالا و نیروگاه ها و کارخانه های صنعتی مهم استفاده شود.

سیستم مانیتورینگ (۵۳۰ SMS) در فصل پنجم مورد بررسی قرار می گیرد.

۴-۲- خصوصیات عمومی سیستم های SAS5XX

–       شرایط مناسب برای کاربر

–       راهبرد سیستم باز

–       توزیع کاربردها

–       یکپارچگی در بین IED های حفاظت و کنترل

–       امنیت بالا

–       سهولت افزایش سیستم

–       سازگار با محیط الکترومغناطیسی(EMC )

–       سنکرون سازی زمان

–       امکان نمایش وضعیت ها و اتفاقات

–       اندازه گیری ها

–       فرمان دوبل و تک

–       استفاده از کابل های فیبر نوری

–       تنظیم آنالوگ

–       امکان انتخاب پیش از اجرا

–       وجود سیستم اعلام خطر و فهرست اتفاقات

–       نظرات بر سیستم و وسیله

–       نمایش تک خطی

–       سایر امکانات (در صورت تمایل و سفارش)

–       کنترل از طریق ارتباطات راه دور

–       گزارش اندازه گیری ها

–       تنظیم و بازخوانی پارامترهای IED از راه دور

–       آنالیز سابقه توزیع

–       رنگ امیزی دو خطی اتصال

–       بازآوری فایل ثبت توزیع

–       تنظیم ترتیب های سوئیچینگ به صورت خودکار

در فصل سوم به تشریح سیستم اتوماسیون پیشرفته (۵۷۰ SAS ) می پردازیم………