کنترل فرکانس و ولتاژ

یكی از مهمترین فراسنج های كنترلی شبكه ، فركانس می باشد که تغییرات آن نمایانگر تغییر در فرایند تولید و مصرف است و به همین مناسبت ازعوامل بسیارمهم دربهره برداری و كنترل وضعیت شبكه می باشد. در بهره برداری شبکه، اطلاعات مربوط به فركانس شبكه باید بصورت لحظه ای ثبت گردد و این بدان معنی است كه حجم وسیعی از این اطلاعات در یك محدوده زمانی باید ثبت و مورد بررسی قرار گیرد. لازم به توضیح است که تغییرات فركانس بیش از مقدار نامی آن علاوه بر وارد آوردن صدمات به تاسیسات شبکه برق رسانی ، بر وسائل مشتركان برق نیز اثرات زیانباری خواهد داشت همچنین در صورتیكه فركانس شبكه در حد مطلوب و مجاز كنترل نگردد موجب عدم پایداری و حتی فروپاشی شبكه خواهد شد. در شبكه سراسری برق ایران طبق دستور العمل های ثابت بهره برداری ، تغییرات مجاز فركانس شبکه بین ۷/۴۹ تا ۳/۵۰ هرتز است . نمونه هایی از عدم کنترل بموقع فرکانس و فروپاشی شبکه به شرح زیر می باشد:
فروپاشی شبکه در ۳۰ اردیبهشت ۱۳۸۱ و همچنین فروپاشی بخش شمالی شبکه در ۱۲ فروردین ۱۳۸۲ که هر دو ناشی از عدم کنترل محلی فرکانس در بخش هایی است که به دلایل مختلف دچار حادثه شده اند .
در شبکه های قدرت در صورتیکه به دلایلی همچون قطع خطوط انتقال و یا خروج خود کار واحد های بزرگ تولیدی ، افت ناگهانـــی فرکانس اتفاق افتد و موجب کاهش فرکانس از حد مشخصی گردد، رله های قطع بار فعال شده و بخشی از مصرف را قطع می نماید تا تعادل بین تولید و مصرف برقرار گردد. عملکرد رله های اشاره شده زمانی اثر بخش خواهد بود که میزان تغییرات کاهشی فرکانس و ولتاژ در حدی باشد که فرصت لازم ( حداقل ۲۵۰ میلی ثانیه ) را در اختیار رله قرار دهد . زیرا در غیر این صورت رله ها عمل نکرده و فرکانس همچنان کاهش می یابد تا سرانجام فروپاشی حادث شود . عکس العمل سریع در تصحیح فرکانس و ولتاژ شبکه خصوصا" در زمان وقوع حادثه ، یکی از عوامل تعیین کننده می باشد . به طور سنتی تصحیح کننده های فرکانس عمدتا" نیروگاه های آبی مجهز به گاورنرهای سریع هستند که می توانند کل توان تولیدی خود را در ظرف چند ثانیه به میزان قابل توجه ای تغییر دهند . تنظیم کننده های ولتاژ نیز عمدتا" ژنـــراتورهای سنکرون مجهز به سیستم های AVR[۱] می باشند که در کسری از ثانیه وارد عمل می شوند . تنظیم فرکانس شبکه می تواند در هر نقطه از شبکه صورت پذیرد به شرط آنکه امـکان انتقال توان در خطوط در شبکه وجود داشته باشد . به عنوان مثال اگر حادثه ای در خراسان باعث کاهش فرکانس شبکه شود واحد های آبی در خوزستان می توانند نسبت به تصحیح فرکانس وارد عمل شوند اما پاره ای از مواقع این امر ممکن است موجب افزایش بار خطوط " دز اندیمشک " و یا " علی آباد – اسفراین " شود و حتی موجب قطع این خطوط گردد که در این حالت وضعیت شبکه بسیار آسیب پذیر خواهد شد . بنابراین به منظور حفظ پایداری و ایمنی شبکه، کنترل فرکانس و ولتاژ باید به گونه ای انجام پذیرد که قابلیت انجام عملیات کنترلی چه در منطقه و چه در کل شبکه وجود داشته باشد . با توجه به پراکندگی و تنوع نیروگاه ها در تمامی طول شبکه سراسری برق کشور ، قابلیت بالقوه کنترل فرکانس و ولتاژ شبکه بطور همزمان وجود دارد ولی به دلایل مشروحه زیر از آن استفاده درست نمی شود:
▪ درآمد نیروگاه ها بر اساس انرژی تولید است لذا جهت کسب درآمد ، نیروگاه ها همواره سعی در تولید در حد حداکثر ظرفیت عملی خود دارند . حتی در حال حاضر نیز که خریدار برق نیروگاه ها بازار برق می باشد ، نیروگاه ها تلاش دارند که قیمت های پیشنهادی خود را به گونه ای تنظیم نمایند که با حداکثر تولید در مدار باقی بمانند . لذا ذخیره ای جهت کنترل فرکانس موجود نمی باشد و اگر هم چنین ذخیره ای منظور شود هزینه ای بابت آن پرداخت نمی گردد .
▪ با توجه به تغییرات قابلیت تولید و محدویت جریان خروجی ژنراتورها ، معمولا" واحد نیروگاهی نمی تواند همزمان حداکثر تولید توان اکتیو و راکتیو را داشته باشد لذا در صورتیکه بخواهد جهت تامین ولتاژ مورد نیاز به تولید توان راکتیو بپردازد باید از تولید توان اکتیو خود بکاهد و این در حالی است که کاهش توان اکتیو بمعنی کاهش انرژی تولیدی و کاهش درآمد است .
از این دو مورد چنین استنباط می گردد که برای حفظ شبکه و کنترل فرکانس ضروری است از نظر موازین قانونی تمهیداتی اندیشیده شود تا انگیزه لازم برای تولید بار راکتیو مورد نیاز از سوی نیروگاه ها بوجود آید زیرا اگر چنین روندی شکل نگیرد خسارتهای ناشی از خاموشی بیش از پرداخت هزینه بار راکتیو تولیدی نیروگاه ها خواهد بود .
▪ رشد سالانه افزون بر ۱۰ درصد مصرف برق کشور و عدم وجود ذخیره کافی ، بهره برداری از شبکه را به سمتی سوق داده است که حاشیه های امنیتی شبکه کاهش یافته و نیاز امنیتی شبکه را تامین نمی نماید . بالطبع در چنین شرایطی احتمال خاموشی های ناخواسته افزایش یافته و احتمال ناپایداری شبکه نیز افزایش خواهد یافت تا حدی که تحت شرایط اضطراری نمی توان از فروپاشی شبکه جلوگیری نمود . با توجه به اینکه در شبکه های برق رسانی ، نیروگاه های آبی بیشترین سهم را در کنترل فرکانس به عهده دارند، پراکندگی این نوع نیروگاه ها می تواند کمک موثری به کنترل منطقه ای فرکانس باشد . در ایـران به علت شرایط خاص جغرافیایی و وجود رودخانه های عظیم، اکثر نیروگاه های برق آبی در جنوب غرب کشور واقع شده اند و اگر چه کنترل فرکانس شبکه سراسری را انجام می دهند ولیکن کنترل فرکانس بصورت منطقه ای همچنان با مشکل مواجه است . از سوی دیگر به دلیل کمبود منابع آبی کشور ، اولویت آب ذخیره شده در پشت ســـدها ، آبیاری و تامین آب مـــورد نیاز بخش های صنعتی و کشاورزی و آب شرب می باشد لذا تولید برق و استفاده از امکانات نیروگاه های برق آبی برای تنظیم فرکانس در اولویت دوم قراردارد و حتی در زمانــهای کم آبی و سال های خشکسالی ،کنترل بوسیله این نیروگاه ها با مشکل مواجـــه می گردد . با عنایت به مشکلاتی که به آن اشاره شده است، معاونت راهبری شبکه برق شرکت مدیریت شبکه بر آن شد تا طرح ها را جهت بهبود شرایط تهیه نماید تا با کمک مسئولین صنعت برق و سایر نهادهای تصمیم گیرنده ، خدمات کیفی و کمی مطلوبی ارائه گردد . رئوس اقدامات پیش بینی شده به شـــرح زیر می باشد .
۱) ارائه طرح راه اندازی بازار خدمات جنبی کنترل فرکانس و کنترل ولتاژ به هیئت تنظیم بازار جهت ایجاد انگیزه های اقتصادی در شرکت های تولید برق حرارتی با هدف بهبود قابلیت کنترل فرکانس منطقه ای
۲) مطالعات امکان سنجی احداث نیروگاه های تلمبه ذخیره ای در نقاط مختلف کشور پهناور ایران
هر چند ایران کشوری است با شرایط اقلیمی نیمه خشک و کویری ولیکن با توجه به کوهستانهای پراکنده و شیب های تند فلات قاره، امکان ساخت حوضچه های آبی در فواصل نزدیک و با اختلاف ارتفاع مناسب وجود دارد و می توان از آنها به عنوان ســـدهای تلمبه ذخیره ای برای ذخیره سازی انرژی در ساعات کم باری و نیز تنظیم فرکانس و ولتاژ در منطقه اســــتفاده نمود. در ضمن یادآور می شود كه نیروگاه تلمبه ذخیره ای سیاه بیشه با قدرت ۱۰۰۰ مگاوات تا سال ۱۳۸۷ به بهره برداری خواهد رسید .
● مخابرات
به جرات می توان گفت كه اگر مخابرات نبود زندگی به شیوه امروزی غیرممكن می شد . تصــور كنید حركت قطارها، هواپیــماها، كشتی ها، فعالیت های بانكی، امنیت راه ها وشهرها، اورژانس بیمارستان ها، رسانه ارتباطی صوتی و تصویری و هزاران مورد دیگر چه وضعی داشتند. با نگاهی ساده می توان دریافت كه مخابرات در زندگی روزمره نقش بسزائی دارد و قسمت اعظم فعالیت های زندگی توسط ارتباطات انجـام می گیرد . اینها تنها گوشه ای از نقش مخابرات عمومی می باشد یقینا" مخابرات صنعتی كه در صنایع بزرگ مانند برق، نفت و گاز استفاده می شوند از حساسیت و اهمیت خاصی برخوردار هستند، شاید اغراق نباشد اگر گفته شود بدون مخابرات پایش، كنترل و راهبری شبكه برق غیر ممكن خواهد شد . با توجه به اینكه شبكه های مخابراتی عمومی(public ) جوابگوی كلیه نیازهای ارگانهای صنعتی نیست و به عنوان یك شبكه مطمئن همیشه در دسـترس نمی باشد لذا صنایع بزرگ در دنیا به ناچار در فكر احداث شبكه ارتباطی كاملا" مستقل بوده اند. صنعت برق ایران از ابتدای تاسیس، سیستم های مخابرات اختصاصی و مستقلی داشته است که عبارتند از:
▪ پی ال سی( Power Line Carrier)
سیستم فرستنده و گیرنده ائی كه از خطوط فشار قـوی برای ارسال فرامین حفاظتی و اطلاعات پست و نیروگاه و همچنین برقراری ارتباط تلفنی استفاده می نماید و بخش اعظم اطلاع رسانی و ( DTS[۲] ) پست ها با استفاده از این سیستم به مراكز دیسپاچینگ (AOC[۳])منطقه ای انجام می شود. مهمترین نقش پی ال سی ارسال و دریافت فرمانهای حفاظتی برای جداسازی تجهیزات و یا خطوط معیوب و جلوگیری از گسترش عیب به بقیه بخش ها می باشد.
▪ بی سیم
یك وسیله ارتباطی سریع و مطمئن است که در ارسال یك پیام مشترك به تعداد زیادی از پست ها و نیروگاه ها بصورت همزمان ( در مواقع ضروری) و برای ارتباط نقطه به نقطه استفاده می شود.
▪ مراكز تلفن
امكان راه یابی به خطوط شهر (PTT[۴])، عملیات ارتباطات داخلی در ساختمانهای اداری ، ستادی وهمچنین ترانزیت شماره ها را به سایر پست ها و نیروگاه ها انجام می دهند.
▪ مایكروویو
به عنوان سیستم پر ظرفیت مابین دو مركز مخابراتی مورد استفاده می باشد ، این سیستم اطلاعات و DTS پست های شعاعی را كه در یك نقطه (گره مخابراتی) جمع آوری شده اند به مركز مخابرات اصلی و یا به مركز دیسپاچینگ ارسال می نماید این تجهیزات ، ارتباطات و نیازهای دیسپاچینگ های ششگانه فعال و ســه دیسپاچینگ در حال ساخت و همچنین دیسپاچینگ ملی را با پست ها و نیروگاه های سراسر كشور تامین می كنند. با توجه به افزایش روز افزون تعداد پست ها و نیروگاه ها و پیشرفت سریع در تجهیزات مخابراتی و تغییر سیستم ها از آنالوگ به دیجیتال و افزایش ظرفیت سیستم های مخابراتی صنعت برق اقدام به احداث شبكه فیبـــر نوری نموده است باید در نظر داشت كه استفاده از دکلهای خطوط انتقال كه اساسا" به منظور انتقال انرژی احداث می گردند مصون ترین شیوه برای نصب فیبر نوری می باشد بدین صورت که به جای سیم محافظ از (OPGW[۵] ) استفاده می شود كه علاوه بر ایفاء نقش سیم زمین به عنوان محیط انتقال، استفاده می گردد . البته با توجه به ظرفیت بسیار بالای فیبر نوری امكان واگذاری آن به سایر ارگانها مانند نفت، گاز، شركت مخابرات، راه آهن ، صدا و سیما ، بانكها و… مقدور می باشد كه می تواند درآمد قابل توجهی هم برای صنعت برق داشته باشد.
● مزیت های فیبر نوری
▪ مصونیت در برابر نویز و امواج الكترومغناطیسی
▪ امكان ارسال داده های اطلاعاتی با سرعتهای بالا و مطمئن
▪ امكان ارسال تصاویر پست و نیرو گاه برای دیسپاچینگ برای تصمیم گیری به موقع
در صنعت برق از چند سال گذشته اقدام به احداث شبكه فیبر نوری شده است . امید آنکه با تكمیل این شبكه كلیه نیازهای صنعت برق و سایر ارگانهای مملكت وهمچنین ارتباطات پر ظرفیت با سایر كشورهای همسایه تامین گردد. در حال حاضر از مجموع ۶۹۵۴ كیلومتر فیبرنوری مصوب تا كنون مقدار ۴۲۱۰ كیلومتر كابل فیبرنوری تامین گردیده است. كه مقدار ۸۲۵ كیلومتر آن در حال بهره برداری است و مقدار ۳۳۸۵ كیلومتر آن كابل كشی شده كه در صورت خرید ترمینال های نوری آنها به بهره برداری خواهد رسید.
● ساخت داخل کابل OPGW و تجهیزات جنبی مربوطه
از سال ۱۳۷۳ ساخت کابل OPGW در داخل کشور وارد مرحله جدیدی شده و در این راستا شرکت تجهیزات برقی ایران با شرح وظایف تولید قطعات مورد نیاز صنعت برق خصوصا" انتقال تاسیس گردید . از طرف دیگر شرکت آلومتک با خرید تجهیزات فنی امکان تولید آلومینیوم آلیاژی و هادی های فیبر نوری را در کشور فراهم نمود به طوری که با تولید سالیانه ۷ هزار تن هادی آلیاژی توسط این شرکت نیاز شبکه جنوب و شمال کشور با توجه به شرایط جوی این مناطق مرتفع خواهد شد. ضمنا" در زمینه ساخت تجهیزات جنبی فیبر نوری اعم از تجهیزات آویزی و کششی شرکت های یراق آوران پویا ، مصپا و آلدا فعال بوده و ۸۰ درصد از نیازهای داخل کشور را تامین می نمایند.

منبع :سایت آفتاب

کنترل فرکانس و ولتاژ

مطالب مشابه :

ملاحظات فنی و اقتصادی در احداث سالن­های نوین مرغداری

استخدام شرکت احداث صنایع و معادن سرزمین پارس (پامیدکو)-مهلت:19 بهمن 92

مجری چاه ارت

احداث باغ دیم

به مناسبت ایام ا... دهه مبارک فجر:طرح های آماده بهره برداری شرکت آب و فاضلاب استان مرکزی

فراخوان جذب نیروی قراردادی شرکت احداث صنایع و معادن سرزمین پارس (پامیدکو) – گندله سازی گل گهر سیرجان

کنترل فرکانس و ولتاژ - دیسپاچینگ

مديريت و کنترل پروژه

کنترل فرکانس و ولتاژ

ملاحظات فنی و اقتصادی در احداث سالنهای نوین مرغداری