امروز: پنجشنبه 7 اسفند 1399
تصاویر منتخب
EDSAB Login

نام کاربری :
گذرواژه :

  • ساخت دستگاه ثبات EDAT
  • عنوان پروژه:
    ساخت دستگاه ثبات EDAT
    کارفرما:
    شرکت انتقال دانش صنعت انرژی برق
    محل اجرا:
    تهران
    تاریخ پروژه:
    1385/1/1


    شرح پروژه:

    پروژه های اتوماسیون اجرا شده در کشور عمدتا بر مبنای محمل های مخابراتی است که پیشتر در شبکه های انتقال از آنها استفاده می شد. این بسترهای مخابراتی دارای قابلیت اطمینان بالا و زمان ارسال سیگنال در حد میلی ثانیه بوده که منطبق بر نیازمندیهای شبکه انتقال (نظیر حفاظت از راه دور که نیاز به زمان کم انتقال سیگنال و قابلیت اطمینان خیلی بالا دارد) می باشد. در حالی که چنین ویژگی به منظور مونیتورینگ و حتی کنترل شبکه های توزیع مورد نیاز نمی باشد. بنابراین بجای استفاده از بسترهای مخابراتی نظیر DLC، فیبر نوری و امواج رادیویی می توان از سیستم GSM (شبکه تلفن همراه) استفاده نمود. حسن استفاده از این روش این است که بسیاری از واسطهای مخابراتی مورد نیاز و سخت افزارهای مربوطه حذف شده و دستگاه مورد استفاده در اتوماسیون توزیع دارای سادگی و هزینه اولیه کمی می باشد. از طرف دیگر روند فناوری تلفن همراه در داخل کشور در حال پیشرفت سریعی بوده و به تدریج بر قابلیت اطمینان، سرعت و دسترس پذیری آن افزوده می شود. به نحوی که در حال حاضر نیز علاوه بر GSM Modem می توان از Gateway SMS استفاده نمود که از دسترس پذیری و قابلیت اطمینان قابل قبولی برخوردار است که از الزامات اتوماسیون توزیع می باشد.

    سیستمهای قبلی اتوماسیون توزیع که در داخل کشور نیز پیاده سازی شده است با توجه به بکارگیری بسترهای مخابراتی نظیر فیبر نوری، DLC و یا رادیویی نیاز به تجهیزات سخت افزاری جانبی دارند، علاوه بر اینکه در کنار مزیت قابلیت اطمینان دارای معایبی نیز می باشند. فیبر نوری از لحاظ مکانیکی ضعیف بوده و بایستی از داخل هادی فولادی و یا بصورت کابل زیر زمینی مورد استفاده قرار گیرد. ضمنا نیازمند ترمینالهای دریافت و ارسال در مبدا و مقصد می باشد که این موارد باعث افزایش هزینه قابل توجه آن خواهد شد. سیستم DLC از فیدر فشار متوسط برای ارسال سیگنال مخابراتی استفاده نموده و در نتیجه در انشعابات متعدد فیدرهای فشار متوسط سیگنال ارسالی تضعیف شده و همچنین در مسیرهای طولانی توسط فیدر هوایی (و به ویژه خازن بالای فیدرهای کابلی) فیلتر شده و شکل آن تغییر می کند علاوه بر اینکه مشکل نویز پذیری نیز دارد. که به این دلایل در حال حاضر نسبت به سایر گزینه ها کمتر مورد توجه قرار می گیرد. استفاده از سیستم رادیویی مستلزم کسب مجوز بوده و در مناطق با تمرکز بالا که باند فرکانسی به میزان کافی وجود ندارد عملا امکان استفاده از آن وجود نداشته و همچنین در داخل شهر با ساختمانهای بلند نمی توان از روشهای نقطه به نقطه استفاده نمود. این در حالی است که شبکه تلفن همراه، در شهرها و مناطق با تمرکز بالا که بنا به نیاز مخابراتی، تعداد مراکز تقویت کننده و تکرار کننده زیادی وجود دارد که می تواند گزینه مناسبی برای اجرای اتوماسیون توزیع باشد.

     الف. قابلیتها:

    1. اندازه گیری پارامترهای الکتریکی و غیر الکتریکی شامل :

      • ولتاژهای فاز به زمین سه فاز

      • جریان های سه فاز

      • جریان نوترال

      • توان اکتیو هر فاز به طور مجزا

      • توان راکتیو هر فاز

      • توان ظاهری هر فاز

      • انرژی اکتیو هر فاز

      • انرژی راکتیو هر فاز

      • انرژی ظاهری هر فاز

      • دمای محفظه دستگاه

    2. امکان اندازه گیری پارامترهای الکتریکی مذکور از دو فیدر مجزا (مثلا خروجی ترانسفورماتور و فیدر روشنایی)

    3. ذخیره مقادیر اندازه گیری فوق به همراه زمان اندازه گیری داده ها در MMC با فرمت قابل تشخیص توسط EXCEL و سهولت انتقال اطلاعات به کامپیوتر، دسته بندی فایلهای ذخیره شده در هر شبانه روز بر حسب تاریخ شمسی

    4. ارسال مقادیر اندازه گیری شده فوق از طریق GSM به مرکز کنترل در زمانهای قابل تنظیم و نیز بر اساس ارسال فرمان بروز شدن داده ها از مرکز کنترل

    5. ارسال آلارم به هنگام باز شدن درب پست (بر اساس ورودی دیجیتال)، اضافه دمای داخل محفظه، اضافه بار فیدر، افت یا اضافه ولتاژ سیستم و بر مبنای عملکرد کلید های مورد نظر یا رله های حفاظتی

    ارسال سیگنال وضعیت از کلیدها (نظیر کلیدهای پست، بانک خازنی، وضعیت فیدر روشنایی)، رله های الکتریکی و رله های مکانیکی (نظیر آلارم رله بوخهلتس ترانس)

    6. دو ورودی مستقل جریانی در این دستگاه تعبیه شده است که می توان بصورت اختیاری از آنها برای موارد زیر بکار نموده و در صورت تعدی از مقدار تنظیمی پیغام آلارم را ارسال نمود:

      • اندازه گیری دقیق جریان نول فیدر اول و یا دوم بجای محاسبه تقریبی آن

      • اندازه گیری جریان نشتی کابل با کمک Core Balance CT

      • اندازه گیری جریان نشتی عبوری از نوترال ترانسفورماتور

    7. تشخیص خطای فاز به نول (که توسط فیوز ابتدای فیدر قابل تشخیص نیست) و ارسال آلارم به مرکز کنترل بر اساس مقدار تنظیمی

    8. تعبیه تعداد مورد نیاز رله مکانیکی به عنوان خروجیهای دیجیتال جهت کنترل کلیدهای مانور در شبکه، کلید اولیه ترانسفورماتور، کلید بانکهای خازنی و کنتاکتور فیدر روشنایی معابر

    9. تشخیص خطای امپدانس بالای فاز به زمین بر اساس اندازه گیری جریان نشتی (که توسط فیوز ابتدای فیدر قابل تشخیص نیست)

    بزرگ بودن جریان سیم نول به مفهوم نامتعادلی شدید بار و یا خطای فاز به نول با امپدانس بالا می باشد که قابل تشخیص توسط فیوز ابتدای فیدر نمی باشد. بنابراین در صورت افزایش جریان نول از مقدار تنظیمی سیگنال آلارم به مرکز کنترل ارسال خواهد شد. لازم به ذکر است که به دلیل ثبت مداوم مقادیر قرائت شده می توان با بررسی این سیگنالهای ثبت شده، وجود خطای فاز به زمین و یا ایجاد نامتعادلی بار را در سیستم توزیع تمییز داده و نسبت به رفع آن اقدام کرد.

      از طرف دیگر یکی از نقاط ضعف سیستم حفاظتی پستهای توزیع که از لحاظ ایمنی نیز حایز اهمیت است عدم تشخیص به موقع خطای فاز به زمین و همچنین قطع سیم نول می باشد. در هر دو نوع خطا جریان نسبتا بالایی از سیم اتصال ترمینال نوترال ترانس توزیع به زمین عبور می کند. لذا در صورت عدول جریان اندازه گیری شده فوق الذکر از مقدار تنظیمی، پیغام آلارم به مرکز کنترل ارسال می شود تا نسبت به اعزام گروه تعمیرات اقدام شود. با توجه به اینکه هیچ حفاظتی در شبکه توزیع فعلی کشور برای مشکل مذکور وجود ندارد، لذا همواره دو نوع خطای فاز به زمین و قطع سیم نول از معضلات شبکه توزیع مطرح بوده و از لحاظ ایمنی نیز حائز اهمیت می باشد. زیرا ولتاژ فاز به نول مصرف کنندگان تکفاز از محل قطع سیم نول به بعد به شدت نامتعادل شده و گاهی این ولتاژ تا حدود 300 ولت افزایش می یابد که علاوه بر سوختن یک یا دو فاز از کلیه تجهیزات برقی خطر آتش سوزی و برق گرفتگی (به دلیل بالا رفتن ولتاژ نوترال) را نیز به همراه دارد. در خطای فاز به زمین نیز خطر برق گرفتگی و آتش سوزی وجود دارد. دستگاه ساخته شده امکان قطع کلید قدرت پست در صورت بروز چنین حوادثی را دارد ولیکن برای افزایش قابلیت اطمینان در نمونه ساخته شده فقط پیغام آلارم به مرکز کنترل ارسال می نماید.

    10. منوبندی مناسب شامل تنظیم، کالیبراسیون، قرائت مقادیر و رویت آلارمها

    11. قابلیت تنظیم آسان نسبت تبدیل CT و PT، تاریخ شمسی و ساعت

    12. چشمک زن شدن LED زرد رنگ در صورت منفی شدن P و یا Q در هر فاز که احتمالا به مفهوم بستن اشتباه پلاریته می باشد.

     

    ب- کاربردها :

             کنتور و مولتی متر دیجیتال

             امکان پیاده سازی سطوح مختلف اتوماسیون توزیع

             با اضافه کردن امکان سنکرونایزینگ دستگاههای نصب شده در پستهای مختلف می توان در کاربردهایی نظیر اندازه گیری واقعی تلفات فنی توان و انرژی در شبکه توزیع از این دستگاه استفاده نمود.


    ج- وجوه تمایز این دستگاه با موارد مشابه موجود

             امکان استفاده از این سیستم اتوماسیون در شهرهای بزرگ که پیاده سازی سایر روشها با مشکلات اجرایی همراه است.

             ارزان بودن این طرح به دلیل حذف واسط مخابراتی مستقیم

             روند رو به پیشرفت محمل مخابراتی مورد استفاده که باعث افزایش قابلیت اطمینان و نیز افزایش کارایی دستگاه ساخته شده بر مبنای آن خواهد شد.

             اولین دستگاه با قابلیتهای مذکور که تمامی مراحل طراحی و ساخت آن در داخل کشور انجام شده است.

    د- کاربردهای دستگاه در صنعت برق

    به صورت کلی می توان موارد زیر را در شبکه توزیع بعنوان مشکلات اصلی برشمرد که می توان با استفاده از این دستگاه آنها را مرتفع نمود.

             بالا بودن تلفات فنی و فقدان دستگاهی برای اندازه گیری آن

             مانور در شبکه توزیع شامل کنترل خازنهای شنت و کلیدهای مانوری، زمان بر بوده و در نتیجه عملا بازآرایی مناسب شبکه توزیع و یا کنترل بهینه توان راکتیو اجرا نمی شود.

             یافتن محل خطا به سختی انجام شده و زمان بر بوده که باعث افزایش انرژی توزیع نشده خواهد شد.

             خطای فاز به زمین در شبکه فشار ضعیف قابل تشخیص نبوده و در صورت بالا بودن مقاومت زمین الکتریکی خطر افزایش ولتاژ سیم نول وجود دارد.

             در شبکه توزیع کشور روشی برای تشخیص قطع سیم نول در طول فیدر فشار ضعیف پیاده سازی نداشته، در حالیکه در صورت وقوع این حالت، خطر آسیب به تجهیزات برق مصرف کنندگان و حتی آتش سوزی وجود دارد.

             پایین بودن پارامترهای کیفیت توان نظیر نامتعادلی جریان و ولتاژ، افت ولتاژ، افزایش ولتاژ سیستم، اضافه بار فیدر یا ترانسفورماتور

             متعادل سازی بار فیدر بر اساس اطلاعات پیک بار که گاهی باعث تشدید نامتعادلی در ساعات دیگر شبانه روز می شود

             عدم اطلاع مداوم از وضعیت تجهیزات مهم پست. به عنوان نمونه در ترانسفورماتورهای توزیع زمینی غالبا از رله بوخهلتس استفاده می شود ولی از وضعیت کنتاکت آلارم آن به موقع با خبر نمی شوند. در نتیجه وجود رله بوخهلتس که بیش از 5% هزینه ترانس توزیع را دارد به دلیل عدم اطلاع از وضعیت آلارم آن و همچنین عدم ارسال فرمان تریپ به کلید قدرت بدون استفاده است.

             در برخی مناطق مشکل سرقت تجهیزات موجود در پستهای توزیع وجود دارد.

             وارد شدن انرژی مصرفی مورد استفاده در فیدرهای روشنایی معابر در تلفات فنی شبکه به دلیل عدم اندازه گیری آن

             نداشتن کنترل مناسب بر روی فیدرهای روشنایی معابر

     

    به منظور حل اغلب مشکلات بالا در بسیاری از شبکه های توزیع کشورهای توسعه یافته از اتوماسیون توزیع استفاده شده است و آنچه از نقشه راه این کشورها استنباط می شود، پیاده سازی کامل اتوماسیون توزیع از اهداف کوتاه مدت توسعه سیستم توزیع محسوب می شود. در کشور ما نیز در سالهای اخیر پیاده سازی اتوماسیون توزیع حرکت رو به رشدی داشته است و با توجه به توجیه پذیری اقتصادی،از الزامات غیر قابل اجتناب شبکه توزیع می باشد.

    یکی از ملزومات اتوماسیون توزیع داشتن واسطه دیجیتال جهت اندازه گیری، ارسال اطلاعات، دریافت فرامین و انجام هوشمند برخی توابع است. نکته قابل توجه این است که ساخت و تامین کلیه تجهیزات جدید مورد استفاده در شبکه توزیع بایستی به نحوی باشد که قابلیت تغییر کاربری و استفاده در اتوماسیون توزیع را با حداقل هزینه داشته باشند. برخی از شبکه های توزیع کشور اقدام به خرید وسیع کنتور دیجیتال جهت نصب بر روی فیدر روشنایی معابر و یا خروجی ترانسفورماتور توزیع نموده اند. با توجه به توضیحات فوق شایسته است که در مناطقی که اجرای اتوماسیون توزیع توجیه پذیر است، این کنتور دیجیتال قابلیت توسعه برای استفاده جهت مونیتورینگ و کنترل از راه دور را داشته باشد. دستگاه ساخته شده که تمام مراحل طراحی، مهندسی و ساخت آن توسط کارشناسان شرکت ادصاب انجام شده است بصورت ماژولار ساخته شده که دارای مدار پایه ای است که امکان استفاده از آن را به عنوان کنتور و مولتی متر دیجیتال فراهم می نماید. ضمنا این دستگاه مجهز به کارتهای توسعه است که امکان اندازه گیری از دو فیدر مجزا (مثلا فیدر اصلی خروجی ترانس و فیدر روشنایی معابر)، ثبت مقادیر اندازه گیری در حافظه جانبی قابل حمل (MMC)، ارسال مقادیر اندازه گیری شده در دوره های زمانی مشخص، دریافت سیگنالهای دیجیتال نظیر وضعیت باز و بسته بودن رله ها، کنتاکتهای کمکی کلید و سکسیونر، درب پست و غیره، ارسال آلارمهای مختلف قابل تعریف، دریافت فرمان از راه دور و قطع و وصل شدن کنتاکتهای خروجی دستگاه و برخی فرامین حفاظتی را بصورت ماژولار دارد. به عبارت دیگر با صرف هزینه و زمان بسیار کمی می توان کل توابع مورد نیاز اتوماسیون توزیع را در این دستگاه استفاده نمود.

    پانل جلوی دستگاه EDAT V4.0 شامل موارد زیر می باشد:

    1)         کلید روشن / خاموش دستگاه. این کلید به گونه ای طراحی شده که بطور سهوی نتوان دستگاه را روشن یا خاموش نمود.

    2)         پورت خروجی RS-232 برای اتصال مستقیم دستگاه به کامپیوتر جهت نمایش تفصیلی اطلاعات، کالیبراسیون و رفع عیب.

    3)         پورت ورودی کارت حافظه (مدل MMC یا SD) جهت ذخیره سازی اطلاعات. این دستگاه قابلیت پشتیبانی 2 گیگابایت حافظه خارجی را داشته که برای ثبت کلیه پارامترهای اندازه گیری شده در مدت عمر دستگاه با فواصل 15 دقیقه کفایت می کند. البته زمان ثبت سیگنالها در هر ثانیه نیز وجود دارد.

    4)         صفحه نمایش دستگاه جهت نمایش مقادیر اندازه گیری شده، انجام تنظیمات و مشاهده آلارمها

    5)         چهار کلید جهت حرکت بین منو های مختلف دستگاه.

    6)         نشانگر وضعیت کارت حافظه در حالت کارکرد نرمال و همچنین نشانگر اجازه خروج ایمن کارت حافظه

    7)         دو کلید جهت تنظیمات دستگاه.

    8)         نشانگر فعال بودن سیم کارت و کارکرد نرمال آن و همچنین نشانگر اتصال مناسب به شبکه تلفن همراه (آنتن دهی مناسب). با کاهش سطح دسترسی به شبکه تلفن همراه، نشانگر مذکور بصورت چشمک زن (در هر ثانیه) در می آید.

    9)         پورت اتصال آنتن خارجی به دستگاه جهت بهبود اتصال با شبکه تلفن همراه. البته مطابق تستهای انجام شده به طور معمول نیازی به نصب آنتن خارجی وجود ندارد.

    *سیم کارت، در داخل دستگاه نصب می شود.

    *از ویژگیهای بارز این دستگاه تعدد ماژولهای آن می باشد. از این دستگاه می توان با هزینه به مراتب کمتر از نمونه جامع آن به عنوان کنتور و مرکز اندازه گیری استفاده نموده و در صورت نیاز با اضافه کردن کارتهای مربوطه قابلیتهای آن را افزایش داد. به این ترتیب هزینه توسعه قابلیتهای سیستم به دلیل عدم تامین چندین دستگاه مختلف، کاهش قابل توجهی را به همراه دارد.

    * ابعاد دستگاه 65*255*290 mm

     

    پانل پشت دستگاه EDAT V4.0 شامل موارد زیر می باشد:

    1.         در نسخه V4.0 EDAT در صورت اندازه گیری ولتاژهای متفاوت (مثلا ولتاژ باس بار فشار ضعیف و ولتاژ خروجی PTهای نصب شده در فیدر فشار متوسط) لازم است برای جلوگیری از بروز اغتشاش در عملکرد دستگاه در حالت گذرا، نوترال ورودیهای ولتاژی هم پتانسیل باشد. با توجه به ایتکه نوترال PT با اتصال ستاره به زمین متصل شده و شینه نوترال فشار ضعیف نیز حتما به زمین متصل می شود، بدیهی است که اتصال ترمینالهای نوترال محدودیتی برای کارکرد دستگاه ایجاد نمی کند. ضمنا در صورت نیاز مشتری امکان برداشتن این محدودیت وجود دارد.

    2.         این دستگاه دارای دو ورودی مستقل ولتاژ سه فاز با حداکثر ولتاژ قابل اندازه گیری 500 ولت و حداکثر ولتاژ قابل تحمل 2000 ولت می باشد. ورودیهای ولتاژی مجهز به حفاظت در برابر اضافه ولتاژهای گذرا می باشند.

    3.         در این دستگاه دو ورودی مستقل و ایزوله جریانی با مقدار نامی 5 آمپر در نظر گرفته شده است. از این ورودی ها می توان به منظور اندازه گیری کلیه پارامترهای الکتریکی دو فیدر مستقل استفاده نمود. ترانسفورماتور جریان داخل این دستگاه به نحوی تعیین شده است که ضمن حفظ کلاس دقت مورد نظر، در برابر جریان اتصال کوتاه خروجی CT اصلی، مقاوم بوده و به تجهیزات داخل دستگاه آسیبی وارد نشود.

    4.         جریان عبوری از نوترال به عنوان معیار مناسبی برای تعیین میزان نامتعادلی بار در شبکه توزیع بوده و اندازه گیری و ثبت دقیق آن می تواند مبنای سنجش روشهای بهبود تعادل بار شبکه باشد. به همین دلیل در این دستگاه بجای تخمین و یا محاسبه تقریبی جریان نول، این سیگنال اندازه گیری شده و مقدار موثر آن ثبت می شود. با افزایش این مقدار از حد قابل تنظیم، می توان پیغام هشدار به مرکز ارسال نمود.

    5.         یکی از روشهای مناسب تشخیص خطای فاز به زمین با امپدانس بالا که از لحاظ ایمنی نیز اهمیت زیادی دارد، اندازه گیری جریان عبوری از سیم اتصال نوترال ترمینال ترانس توزیع به زمین می باشد که برای این منظور در این دستگاه ورودی مستقلی برای اندازه گیری آن در نظر گرفته شده است. با افزایش این مقدار از حد قابل تنظیم، می توان پیغام هشدار به مرکز اعلام نموده و یا یکی از رله های خروجی دیجیتال را فعال کرد.

    6.         در این دستگاه 5 خروجی دیجیتال مجهز به کنتاکتهای NO (Normally Open) و NC (Normally Close) مستقل با جریان مجاز 10 آمپر در نظر گرفته شده است. خروجیهای دیجیتال دستگاه قابل کنترل از راه دور بوده و همچنین قابل برنامه ریزی بر اساس حدود بالای جریان های اندازه گیری شده و همچنین حدود بالا یا پایین ولتاژهای اندازه گیری شده می باشد.

    7.         در این دستگاه تعداد 8 ورودی دیجیتال بصورت کنتاکت خشک در نظر گرفته شده است که به هنگام تغییر وضعیت هر یک از آنها، وضعیت جدید به مرکز کنترل ارسال می شود.

    8.         ورودی تغذیه دستگاه که در مدل EDAT 4.0 بصورت 220 ولت AC در نظر گرفته شده است.



    تصاویر پروژه: