عنوان مقاله اولویت بندي روشهاي رفع افت ولتاژ به منظور کاهش تلفات در شبکه هاي فشار ضعیف امیر کاظمی شرکت توزیع نیروي برق خراسان جنوبی واژه هاي کلیدي : تلفات- افت ولتاژ- فیدر- شبکه- بار- بالانس
- - - کارکرد نادرست کنتور ها صدور اشتباه قبض برق روشنایی معابر با توجه به در دسترس نبودن آمار و اطلاعات دقیق و مناسبی از تلفات غیر تاسیساتی و همچنین به دلیل عدم سهولت در اندازه گیري و محاسبه برخی از پارمترهاي تلفات تاسیساتی مانند تلفات مسی آهنی و عایقی شاید بتوان گفت بهترین پارمتر از نظر سهولت در اندازه گیري انجام محاسبات و رفع آن پارمتر افت ولتاژ می باشد. افت ولتاژ : افت ولتاژ معمولا به دلایل مختلفی روي می دهد و در ایجاد یک افت ولتاژ در شبکه ممکن است یک یا چند عامل نقش داشته باشند که براي شناخت هر چه بهتر این عوامل از فرمولهاي مربوط به افت ولتاژ استفاده می کنیم. افت ولتاژ در شبکه تکفاز : L Li u = Ricosϕ R = u x. A X. A افت ولتاژ در شبکه سه فاز : % u = Li cosϕ X. AU. در شبکه سه فاز محاسبات مربوط به هر فاز به صورت جداگانه انجام می شود. در روابط فوق : u = 3Ri cosϕ 3Li u X.A 3Li % u X. AU. u = افت ولتاژ خط بر حسب ولت (v ( که در شبکه تکفاز u مربوط به افت ولتاژ خط رفت و برگشت می باشد. u % = درصد افت ولتاژ = L طول خط بر حسب متر ) m ( می باشد و یکی از.. مهمترین عوامل بوجود آورنده افت ولتاژ بوده و هر چه طول شبکه بیشتر شود افت آن نیز بیشتر می شود. براي کم کردن طول فیدر معمولا از سه روش استفاده می شود. برش قسمتی از خط و تغذیه آن از فیدر هاي مجاور برش قسمتی از خط و تغذیه آن از فیدر هاي مجاور مربوط به سایر پست ها 3. نصب پست جدید در بین خطوط مقدمه : تلفات درصدي انرژي در شبکه هاي توزیع و افت 6 درصدي توان در ساعات پیک به تلفات و همچنین متضرر شدن شرکتهاي توزیع در خرید انرژي از بازار برق و فروش آن به مشترکین به دلیل تلفات باعث شده تا این شرکتها بیشتر از بیش در جهت کاهش تلفات گام بردارند. از آنجا که وجود افت ولتاژ در شبکه به معنی وجود تلفات می باشد و به دلیل اینکه آمار و اطلاعات مناسبی از میزان افت ولتاژ و دلایل آن در دسرس نمی باشد دراین مقاله آمار افت ولتاژ مربوط به شبکه فشار ضعیف شهرستان قاینات طی پنج سال گذشته ثبت و پس از تجزیه و تحلیل سهم عوامل به وجود آورنده افت ولتاژ را مشخص و اولویت بندي نمودیم و در پایان به این نتایج رسیدیم که با تبدیل فاز نمودن شبکه هاي تکفاز و کاهش طول فیدر ها با اولویت روستاهاي پر جمعیت می توان حدودا 6 درصد از افت ولتاژهاي مربوط به شبکه را رفع و یا از وقوع آن جلوگیري نمود و همچنین با توجه ویژه به بالانس نمودن شبکه ها و کاهش بار شبکه ها با اولویت بافت مرکزي شهرها می توان حدود 3 درصد از افت ولتاژهاي شبکه را رفع نمود. درصد دیگر را نیز با تعویض هادیهاي آلومینیومی قدیمی و افزایش ولتاژ ترانسها تا حد استاندارد و خازن گذاري در شبکه ها می توان رفع نمود. تلفات تلفات در شبکه هاي توزیع عبارتست از مجموع انرژي تحویلی به شبکه توزیع منهاي مجموع فروش انرژي الکتریکی به مشترکین. براي کاهش تلفات در شبکه ها نخست می بایست عوامل بوجود آورنده آن را بشناسیم. تلفات اصولا به دو دسته تلفات تاسیساتی و غیر تاسیساتی تقسیم می شوند. تلفات تاسیساتی عبارتند از : - تلفات خطوط ناشی از مقاومت رساناها - تلفات بی باري و تلفات مسی و آهنی ترانسها - تلفات عایقی در کابلها - تلفات مربوط به سیستم اتصال زمین - تلفات مربوط به وسایل اندازه گیري - تلفات مربوط به شل بودن اتصالات - تلفات مربوط به افت ولتاژ تلفات غیر تاسیساتی عبارتند از : - انشعابهاي غیر مجاز - انشعابهاي فرعی - افزایش غیر قانونی دیماند
: I جریان یا بار خط بر حسب آمپر ) A ( بوده و تاثیر زیادي در میزان افت ولتاژ شبکه داشته به طوریکه هر چه جریان شبکه بیشتر شود افت ولتاژ نیز بیشتر می شود. براي کاهش جریان از سه روش استفاده می شود....3 جابجایی بار به فیدرهاي مجاور جابجایی مقداري از بار به فیدرهاي مجاور از پستهاي دیگر احداث فیدر یا پست جدید و جابجایی بار به آنها : X قابلیت هدایت الکتریکی هادي برحسب متر بر اهم m میلیمتر مربع ) ( می باشد. و معمولا در شبکه Ω. mm هاي فشار ضعیف از دو هادي آلومینیوم و مس استفاده می شود و قابلیت هدایت الکتریکی براي مس 56 و براي آلومینیوم 35 در نظر گرفته می شود. با توجه به هدایت الکتریکی کمتر آلومینیوم نسبت به مس استفاده از آن باعث افت ولتاژ در شبکه خواهد شد. : A سطح مقطع هادي بر حسب میلیمتر مربع ) ( mm می باشد. در شبکه هاي فشار ضعیف معمولا از هادیهاي با سطح مقطعهاي و 6 و 5 و 35 و 5 و استفاده می شود و هر چه سطح مقطع هادي کمتر باشد افت ولتاژ خط بیشتر خواهد شد. : ϕ اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ خط است و هر چه ضریب قدرت یا cosϕ به یک نزدیکتر باشد افت ولتاژ کمتر است. در شبکه هاي با بار سلفی جهت اصلاح ضریب قدرت از خازن گذاري در شبکه استفاده می کنند. : U ولتاژ اولیه خط و یا ولتاژ خروجی سمت فشار ضعیف ترانس بر حسب ولت (V) می باشد. هر چه ولتاژ اولیه خط کمتر باشد افت ولتاژ خط بیشتر می شود و براي افزایش ولتاژ اولیه خط تا حدت است ندارد از تپ چنجر ترانس استفاده می شود. : U در شبکه هاي تکفاز ولتاژ خط و در شبکه هاي سه فاز ولتاژ فاز در نظر گرفته می شود. در بررسی دلایل افت ولتاژ علاوه بر عوامل ذکر شده فوق به دو عامل دیگر یعنی نا بالانسی شبکه ها و وجود شبکه هاي تکفاز می توان اشاره کرد. ولی در حقیقت این دو عامل خود جزي ی از عوامل فوق می باشند مثلا نا بالانسی به گزینه I یا جریان زیاد بر می گردد. چون فازي که جریان ان زیاد می شود دچارافت ولتاژ شده و شبکه هاي تکفاز نیز به دو دلیل زیادشدن طول جریان در یک نقطه از شبکه باعث افت ولتاژ می شوند. شرح مقاله : براي بدست آوردن آمار و اطلاعات لازم در مورد تعداد و محل افت ولتاژها و همچنین عوامل به وجود آورنده آن شهرستان قاینات را به عنوان منطقه نمونه انتخاب و افت ولتاژهاي مربوط به پنج سال گذشته یعنی از سال 83 تا 88 که به صورت کتبی یاتلفنی از طرف مشترکین گزارش شده بود را مورد بررسی قرار دادیم. تعداد کل گزارشات دریافتی در مورد افت ولتاژ در این مدت 3 مورد بوده که تعداد 9 مورد از آنها غیر واقعی و یا مربوط به داخلی مشترکین بوده است و تعداد 4 مورد دیگر صحیح گزارش شده بود که از این تعداد 93 مورد ) 43 % ( مربوط به پستهاي شهري و مورد ) %5 ( مربوط به پستهاي روستایی بوده است در بررسی این گزارشات معمولا یک یا چند به عنوان عوامل به وجود آورنده افت ولتاژ ثبت شده اند که نقش یک عامل ازبقیه پر رنگتر بوده و جزء داده ها ثبت گردیده است که این مولفه ها و آمار مربوطه در جداول زیر ثبت شده اند. روستا 44 شهر 8 تعداد کل 6 3 5 4 36 6 9 4 6 5 روستا 5 4 (L ( طول زیاد فیدر (I ( جریان زیاد فیدر AL) )هادي آلومنیومی Uولتاژ اولیه پایین Aسطح مقطع کم cosϕ ضریب قدرت کم نا بالانسی شبکه تکفاز جدول آمار عوامل به وجود آورنده افت ولتاژ شهر % 8 % تعداد کل % 9 L I AL U A cosϕ % % % % /4 % 5 % % /4 % /4 % % /4 % 4 % % % % 4 جدول درصد آمار عوامل به وجود آورنده افت ولتاژ نا بالانسی شبکه تکفاز
در جداول زیر افت ولتاژ ها در شهر از لحاظ نوع بافت و در روستا ها از نظر جمعیت روستا تقسیم بندي شده اند. تعداد کل بافت مرکزي بافت جدید بافت قدیم L 8 4 I 6 4 AL U A cosϕ نابالانسی 9 4 6 9 شبکه تکفاز 4 5 جدول تقسیم بندي محل افت ولتاژ ها در شهر از نظر نوع بافت روستاي زیر خانوار 3 5 3 تعداد روستاي بالاي خانوار L 44 3 I 6 AL 4 U 6 A cosϕ نابالانسی 5 5 شبکه تکفاز 38 جدول تقسیم بندي محل افت ولتاژ در روستاها از نظر جمعیت تجزیه و تحلیل : تجزیه و تحلیل آمار و داده هاي جدول ها را براي هر مولفه به صورت جداگانه انجام داده تا نقش هر مولفه در ایجاد افت ولتاژ بیشتر مشخص شود. شبکه هاي تکفاز با سهم 35 درصدي از کل آمار بیشترین نقش را در بوجود آمدن افت ولتاژ بر عهده دارند. بطوریکه اصلی ترین دلیل ایجاد افت ولتاژ در روستاها و نیز دومین عامل به وجود آورنده افت ولتاژ در شهر ها مربوط به وجود این شبکه ها می باشد. روستاهاي پر جمعیت و بافت قدیمی شهرها بیشترین آمار افت ولتاژ ناشی از وجود شبکه هاي تکفاز رادارا می باشند که در تبدیل فاز کردن شبکه هاي تکفاز می بایست در اولویت قرار گیرند. طول زیاد فیدر ها با دارا بودن 9 درصد آمار به عنوان دومین عامل سهم زیادي در ایجاد افت ولتاژ خصوصا در روستاها بر عهده داشته بطوریکه در روستاها به عنوان دومین گزینه در شهرها به عنوان گزینه سوم مطرح می باشد طول زیاد فیدرها همانند شبکه هاي تکفاز در روستاهاي پرجمعیت و بافت قدیمی شهر نمود بیشتري داشته و آن اینست که در اکثر روستاهاي داراي رشد جمعیت مثبت با ساخته شدن خانه هاي جدید در اطراف روستا طول شبکه مخصوصا شبکه هاي تکفاز نیز اضافه شده ولی این شبکه ها همچنان از پست قدیمی روستا تغذیه می شوند. در بافت قدیم شهرها نیز اکثر شبکه ها تکفاز و قدیمی بوده که جوابگوي رشد بار و مصر ف امروزه برق نمی باشد. که این مشکل را می توان با احدا ث پستهاي جدید و یا احداث فیدرهاي جدید رفع نمود. نابالانسی فیدرها به عنوان سومین گزینه موثر در افت ولتاژ حدود درصد آمار را به خود اختصاص داده که این نابالانسی بیشتر مربوط به شهر ها و مخصوصا بافت مرکزي و تجاري شهر می باشد. هر چند در این بررسی ها نابالانسی به عنوان سومین گزینه موثر در ایجاد افت ولتاژ مطرح شده ولی در حقیقت از مهترین عوامل محسوب می شود چون در اکثر افت ولتاژهاي گزارش شده نابالانسی یکی از دلایل ایجاد افت ولتاژ بوده و اگر اصلی ترین عامل نبوده به عنوان دومین یا سومین گزینه مطرح بوده است. جریان زیاد فیدرها نیز نقش مهمی را درایجاد افت ولتاژ بر عهده داشته بطوریکه درصد آمار مربوط به این گزینه بوده و همانند نابالانسی بیشتر مربوط به شهر و بافت مرکزي شهر و مناطق داراي چگالی بار بالا می باشد. دربافت مرکزي شهرها به دلیل اضافه شدن واحد هاي تجاري و صنفی به منازل مسکونی بار این مناطق افزایش یافته و باعث فول بار شدن شبکه هاي می شود. که می بایست با احداث پستهاي بیشتر و احداث فیدرها جدید در این مناطق بار فیدرهاي را کاهش داد. پایین بودن ولتاژ خروجی ترانسها مخصوصا در روستاهاي دور افتاده به دلیل افت ولتاژ در شبکه kv و عدم بازدید دوره اي توسط ما مورین از دیگر عوامل ایجاد افت ولتاژ بوده که می بایست با افزایش تپ چنجر ترانسها این ولتاژ را تا حد استاندارد افزایش داد. استفاده ار هادي هاي آلومینیومی یا کابلهاي خود نگهدار با سطح مقطع پایین و طول زیاد خصوصا در روستا ها از دیگر عوامل ایجاد افت ولتاژ می باشد. که می بایست این هادي ها را با هادیهاي مسی یا هادي هاي آلومینیومی با سطح مقطع بالاتر جابجا نمود. افزایش سطح مقطع هادیها و خازن گذاري در شبکه هاي داراي بار سلفی خصوصا شبکه هاي شهري علی رغم اینکه از نظر آمار در رده آخر قرار دارند می توانند سهم زیادي در کاهش افت ولتاژ شبکه ها داشته باشند.
فهرست مراجع : - توزیع انرژي الکتریکی مهندس حسن شادکام انور نتیجه گیري : با توجه به اینکه رفع افت ولتاژ در شبکه هاي توزیع از مهمترین راهکارهاي کاهش تلفات محسوب می شود در این مقاله پس از ثبت آمار و داده هاي مربوط به افت ولتاژ و تجزیه و تحلیل آن در یک منطقه نمونه ) شهرستان قاین ( به این نتایج رسیدیم که با تبدیل فاز نمودن شبکه هاي تکفاز و نصب پستهاي جدید به منظور کاهش طول فیدرها با اولویت روستاهاي پر جمعیت و بافت قدیمی شهرها می توان بیش از 6 دردصد از افت ولتاژ هاي موجود را رفع و یا از وقوع آن جلوگیري کرد. همچنین بالانس کردن فیدرهاي نابالانس و احداث پست یا فیدر جدید به منظور کاهش بار فیدرها با اولویت شهرها و خصوصا بافت مرکزي و تجاري شهر ها می تواند در رفع بیش از 3 درصد از افت ولتاژ هاي موجود در شبکه ها موثر باشد. افزایش ولتاژ خروجی سمت فشار ضعیف ترانسها تا حد استاندارد توسط تپ چنجر باعث رفع افت ولتاژهاي شبکه تا حدود 3 درصد به ویژه در روستاهاي دور افتاده خواهد شد. استفاده از هادیهاي مسی یا هادیهاي آلومینیومی با سطح مقطع بالا بجاي هادیهاي آلومینیومی قدیمی نیز باعث رفع افت ولتاژ در روستاها و بافت قدیمی شهر خواهد شد. خازن گذاري در شبکه هاي داراي بار راکتیو و افزایش سطح مقطع هادي ها هر چند از نظر آماري درصد پایینی را به خود اختصاص داده اند ولی در حقیقت تاثیر زیادي در کاهش افت ولتاژ خواهند داشت.