نرم افزار تحلیل گر اتصال کوتاه FLASH

  بسته نرم افزاری FLASH برای محاسبه کمیتهای اتصال کوتاه و مشخصات الکتریکی کلیدهای قدرت در یک شبکه برق با هر اندازه ای بکار میرود. هر چند این نرم افزار در طراحی و توسعه شبکه کاربرد بیشتری دارد ولی همراه با مودم و نرم افزار های جانبی اش میتواند به منظور کنترل و مدیریت بهنگام (On-line) شبکه مورد استفاده قرار گیرد. [On line Energy Mnagement System]

بخشها و قابلیتهای  مختلف نرم افزار FLASH  عبارتند از : 

• مدلسازی دقیق تمام عناصر شبکه 
•  نمایش شبکه به طور کامل
•  انجام محاسبات مربوط به مشخصات الکتریکی کلیدهای قدرت
• بهینه سازی در جهت ساده تر کردن محاسبات برای سرعت بخشیدن به آن در کاربرد بهنگام

یک طرح جامع از این بسته نرم افزاری امکان شبیه سازی تمام انواع خطاهای سری و موازی با امپدانس خطا و یا بدون امپدانس خطا را بوجود می آورد. در نسخه موجود ، جریانهای خطای گذرا و تندگذر برای انواع خطاهای زیر محاسبه می گردد:

• خطای سه فاز
• خطای سه فاز به زمین 
• خطای تک فاز به زمین 
• خطای فاز به فاز 
• خطای فاز به فاز به زمین

بسته نرم افزاری FLASH انواع آنالیز خطاهای زیر را نیز انجام می دهد: 

•  آنالیز خطای باس، که جریان خطا در هر باس را محاسبه می نماید. 
• آ نالیز شاخه باز ( Open - branch )  ، که باز شدن شاخه های متصل به باس خطا را به صورت متوالی شبیه سازی می کند. 
• آنالیز گروه مداری (circuit group ) ، که یک شکل واقعی از آنالیز شاخه باز را با باز کردن کلیدهای قدرت انتهایی متصل به هر یک از باس های خطا اجرا می نماید.

این بسته نرم افزاری بدون از دست دادن دقت مدل کردن سیستم قدرت به بالاترین سرعت محاسبات دست یافته است . این نرم افزار از روش Sparse Matrix  جهت حل شبکه ها و مدل سازی های زیر استفاده می نماید : 

• مدل سازی ژنراتورها ، موتورها، عناصرشانت و SVC  ها 
• مپدانس های مؤلفه منفی 
•  زمان قطع کلیدهای قدرت 
• امپدانسهای خطای نا متقارن 
• انواع ترانسفورماتورهای مبدل زاویه فاز ( phase shifter ) 
• کوپلینگ متقابل بین شاخه ها 
• بارهای اکتیو و پاسیو

بسته نرم افزاری FLASH  متفاوت با برنامه های نرم افزاری معمولی قادر به محاسبه زمان قطع برای هر کلید قدرت بصورت جداگانه می باشد . FLASH برای محاسبه این زمان از روش فرکانس معادل استفاده می -کند. مقادیر زیر نیز در این برنامه قابل محاسبه می باشند : 

• جریانهای قطع متقارن 
• جریانهای قطع نا متقارن
• جریانهای پیک نا متقارن

 منبع :      Pca

آدرس : http://www.nexant.com     

 

سنسورهای جدید برای حفاظت و کنترل پیشرفته

اخیرا شرکت ABB فن آوری جدیدی برای حفاظت تجهیزات ارائه نموده است که در آن سنسورهای جریان و ولتاژ به همراه سیستمهای حفاظتی هوشمند و … یکجا بکار گرفته شده است. سنسورهای جریان براساس سیم پیچ رگوفسکی ( Rogowski Coil ) - یک ترانسدیوسر مغناطیسی جریان میباشد که در آن هسته آهن با یک ماده غیرمغناطیسی جایگزین شده است. اندازه گیری ولتاژ بر اساس مقسم خازنی یا مقاومتی میباشد، در نتیجه در یک رنج وسیع فرکانس خطی بودن رعایت میشود. سیگنالهای تهیه شده توسط سنسورها میتوانند به سادگی تجهیزات اندازه گیری، اندازه گیری شوند.درنتیجه بدون امکان اشباع، درهمه رنج اندازه گیری، حفاظت کامل وکافی انجام میشود. بدین ترتیب در یک رنج وسیع فرکانسی، سنسورها امکان اندازه گیری دقیق و قابل اعتماد کمیت های الکتریکی شبکه ( از جمله هارمونیکها ) را فراهم میسازند. اطلاعات جمع آوری شده میتواند برای مقاصد مختلف، آنالیز و مورد استفاده قرارگیرند.

تکنولوژی بالای استفاده شده در سنسورها کمک می کند تا اپراتورها و تجهیزات در مقابل حوادث، مصون گردند . ولتاژ خروجی سنسورها محدود و پائین بوده ( در حد 0 تا 10 ولت ac ) ، لذا امکان خطر و شکست عایقی تجهیزات کاهش یافته است. همچنین سنسورها نسبت به اتصال کوتاه ثانویه یا مدار بار ثانویه و یا فرورزونانس مقاوم می باشند.

مطالعات انجام شده نشان میدهد که بیش از 90% راندمان کاری این سنسورها بیشتر از ترانسفورماتورهای       اندازه گیری معمولی می باشد. بعلاوه یک سنسور میتواند هم برای اندازه گیری جریان ( در یک فیدر از 4 ^Aتا 1250 ^A  ) و هم برای اندازه گیری ولتاژ ( از 7.2 ^kv تا 24 ^kv  ) مورد استفاده قرار گیرد در نتیجه تجهیزات جانبی نیز تا حد زیادی کاهش می یابند.

بعلاوه حجم و ابعاد کوچک و محدود سنسورها امکان قرارگرفتن آنها را براحتی درسوئیچگر فراهم میسازد. ضمنا قرائت به هنگام کمیت های الکتریکی امکان بازرسی تجهیزات وتعمیرات بهینه را فراهم میسازد.

خلاصه مزایای سنسورهای جدید جریان ولتاژ 

• عدم وجود پدیده اشباع در ترانسهای جریان 
• عدم امکان بروز فرورزونانس هنگام اندازه گیری ولتاژ در تجهیزات
•  امکان اندازه گیری جریان واقعی اتصال کوتاه 
• ابعاد و وزن کمتر و کوچکتر نسبت به ترانسفورماتورهای اندازه گیری معمول 
• قابلیت استفاده برای سوئیچگیرهای جدید و یا نصب شده قدیمی ( قابل جایگزین شدن با CT و PT ) 
• نصب و برقراری اتصالات ثانویه به طور ساده 
•  تلفات ناچیز بهره برداری 
• ایمنی بیشتر برای تجهیزات و اپراتورها 
• امکان کنترل از راه دور فیدرها 
• قابلیت استفاده و هماهنگی با سیستم های حفاظتی و کنترلی

 

منبع : ABB                           

آدرس : http://www.abb.com   

رله ای جدید برای خطوط 345 کیلوولت

با توجه به رشد و توسعه سریع صنایع برق در همه زوایا ، سیستمهای حفاظتی شبکه های الکتریکی در چند ساله اخیر نیز متحول شده و ضرورت جایگزینی سیستمهای حفاظتی قدیم با طرحها و تجهیزات جدید اجتناب ناپذیر است . بدین خاطر برای پوشش دادن حفاظت انواع مختلف اتصال کوتاهها در دو خط انتقال کامون ولس ادیسون ( Com Ed ) و آیوا ( Iowa ) ، رله های قدیمی ( 30 ساله ) با رله های جدید جایگزین شدند . طرح سیستم حفاظتی روی هرخط شامل دو سیستم مستقل یکی با استفاده ازآلگوریتم مقایسه زاویه فازودیگری با استفاده ازآلگوریتم مقایسه جهت ها باتریپ مشروطPermissive)) قرارداده شد.

بدلیل وجود محدودیتهایی در اوضاع وشرایط وزمان، ابتدا رله ها فقط آلارم میدادند(فرمان قطع برای بریکرها صادر نمی کردند).

برای اطمینان از نتایج آزمایشهای بدست آمده، توسط یک سیمولاتور آزمایشگاهی و کانالهای ارتباطی ماهواره ای(Satellite End to End tests) سیستم حفاظتی شبیه سازی گردید. فلسفه انتخاب حفاظتهای خط انتقال 345 کیلوولت براین اساس قرارگرفت که دوسیستم حفاظتی جداگانه متشکل از رله های حفاظتی مستقل مورد استفاده قرارگیرد: سیستم (1) وسیستم (2) بنحویکه تمام خطاهای ممکن پوشش داده شود.

همچنین برای به حداقل رساندن احتمال وجود عوامل مشترک خرابی(Common mode failure) از یک یا دو رله حفاظتی با آلگوریتم کاملا" متفاوت و از کارخانه های سازنده مختلف استفاده شد.

سیستم(1): مقایسه کننده فاز

مزیت اصلی این آلگوریتم اینست که ولتاژ به عنوان ورودی سیستم نیست .

شرکتهای سازنده تلاش میکنندکه رله ای براساس آلگوریتم مقایسه فاز دوبل طراحی کنند که باکانالهایPLC شیفت دهنده فرکانس(frequency shift chanels) قابل استفاده باشند . قابلیتهای دیگری که حفاظتهای پستCom Ed داشتند عبارتند از: 

•   زمان عملکرد کمتر از 5/1 سیکل 
•  مقایسه جریانهای توالی فازی مثبت- منفی و صفر 
•  آشکار ساز برای بالابردن ایمنی در مقابل خطاهایی که نباید عملکرد داشته باشد.

بدلیل اینکه سیگنالهای PLC در اتصال کوتاههای داخل زون تضعیف می شوند گیرنده محلی دارای قابلیت تولید سیگنال ثابت و اعمال آن به سیستم حفاظتی مقایسه فاز گردید. برای افزایش ایمنی (در مقابل خطاهای خارج زون) سیگنالهای PLC بنحوی طراحی گردید که تحت تأثیر خطا قرار نگیرد . به این صورت که 75 میلی ثانیه سیگنال PLC پایدارمیماند وفقط درمدت 75 میلی ثانیه رله میتوانست تریپ دهد چون بعد از 75 میلی ثانیه سیگنال PLC ممکن است تحت تأثیر اغتشاشات واقع شود. قابلیت عملکرد درمقابل خطاهای داخل زون(Dependability) به این صورت بهبود داده شدکه رله های جدید با حساسیت بالایی طراحی شدند.

چون آلگوریتم مقایسه فاز قادر به پوشش تمام خطاهای 3 فاز نمیباشد برای آشکار سازی این نوع اتصال کوتاهها از یک رله چند منظوره میکروپروسسوری استفاده گردید.

آلگوریتم بکار رفته در این نوع رله نیز بر مبنای " انتقال مستقیم تریپ با تنظیم امپدانسی کوچکتر از امپدانس کل طول خط" یا (Direct Under reading Transfer Trip) DUTT طراحی میگردد . این رله همچنین شامل حفاظت پشتیبان زون (2) بود که باعث افزایش قابلیت عملکرد در مقابل خطاهای داخل زون(dependability) می گردد و زمانیکه سیگنال PLCدچار مشکل شود این سیستم تریپ را صادر می نماید.

سیستم (2) : مقایسه جهت ها

طراحی سیستم (2) براساس مقایسه جهتی انجام گرفت. این طرح شامل یک رله دیستانس فاز به فاز و فاز به زمین جهت دار درهرطرف میباشد وارسال سیگنال برای ارسال کردن تریپ درهرسمت مورد نیاز است. رله حفاظتی میکروپروسسوری دیگری ازکارخانه سازنده متفاوت با اولی دراین طرح مورد استفاده قرارگرفت. بدلیل از بین رفتن سیگنالهای PLCدراتصال کوتاههای داخل زون،150میلی ثانیه خروجی دستگاه PLCبه صورت خود نگهدارفعال باقی میماند. ضمنا" اگراشکالی درسیستم ارسال سیگنال آشکار میشد رله های پشتیبان فعال می گردید.

تمام مراحلی که برای فیلتر کردن نویز در سیستم (1) به کار برده شده است در این سیستم نیز استفاده گردید.

آزمایش با شبیه ساز کامپیوتری

برای شبیه سازی کامپیوتری از مدلهای زیر استفاده گردید: 

• در مدل اصلی تمام ژنراتورها در مدار قرار داشتند. 
• در مدل(1)و(2) پست آیوا Iowa با منابع تولیدی ضعیف در نظر گرفته شد(weakend) 
• در مدل(3) پستQuad با منابع ضعیف تولیدی در نظر گرفته شد(weakend)

تحت این شرایط(یعنی حداقل و حداکثر بار) رله های حفاظتی از نظر عملکرد مورد بررسی قرار گرفتند.

آزمایش عملکرد سیستماتیک (End to End testing)

در این روش بجای آزمایش تک تک رله ها کل سیستم حفاظتی مورد آزمایش قرار می گیرد تا به حالت واقعی عملکرد آنها نزدیکتر باشد.

منبع :  مجله T&D                                 

آدرس:http://www.tdworld.com

مکان یابی محل خطا در خطوط انتقال با استفاده از فناوری “ IED Data ”

اخیرا شرکت برق TVA (Tennessee Valley Authority ) یک نرم افزار تعیین محل خطا قابل اجرا توسط کامپیوترهای شخصی را بکار گرفته و به شبکه ارتباطی نیز مجهز شده است.در پیکر بندی بکار رفته در این شرکت پایگاه اطلاعات مربوط به تعیین موقعیت خطا که در پایگاه اطلاعات کمکی ORACLE نگهداری می شود، با ارتباط از طریق شبکه سرویس گیرنده، پایگاه اطلاعات را می توان از راه دور بکار برد. این شرکت در برنامه های آتی خود قصد ارتباط با سایر تولید کنندگان رله ها و توسعه این سیستم برای ارتباط با شبکه ملی بازیابی را دارد.

در این نرم افزار برای تعیین محل خطا از اطلاعات فازوری دو انتهای خط انتقال استفاده می شود. لذا استفاده از این نرم افزار منوط به استفاده از تجهیزات هوشمند الکترونیکی IED است . امروزه دو نوع IED قابل دسترسی می باشند که عبارتند از رله های میکروپروسسوری و ثبات های دیجیتالی خطا. رله های حفاظتی میکروپروسسوری در زمانی که خطا را تشخیص می دهند، اطلاعات مربوط به آن را به صورت شکل موج اسیلوگرافیک ثبت می کنند. نرخ نمونه برداری معمولاً بین 8 تا 32 نمونه در هر سیکل می باشد.در ثباتهای دیجیتالی سرعت نمونه برداری معمولاً در حدود 100 نمونه در هر سیکل است. اما بهر حال در کاربردهای تعیین محل خطا به صورت اتوماتیک ، رله های مبتنی بر میکروپروسسور نسبت به ثباتهای دیجیتالی بدلایل لزوم ثبت ولتاژ و جریانهای فقط مربوط به فاز خطادار ، نرخ نمونه برداری پائین ولذا حجم اطلاعاتی ارسالی کمتر و تریگر نمایش گرافیکی بر اساس موج خطا دارای مزیت می باشند.

در این نرم افزار کاربر می تواند محاسبه محل خطا را برای یک خط انتقال با انتخاب یک کلید انجام دهد . این عمل که به طور خودکار با IED ها در ورودی های خط انتقال و داده های اسیلوگرافیک ارتباط برقرار می کند ، داده های ثبت شده در ایستگاه های مختلف را با هم هماهنگ می کند و با بکارگیری بهترین الگوریتم محاسباتی ، محل خطا را برای هر خطا محاسبه نموده ، و نتایج را در همان صفحه نمایش به کاربر بر می گرداند . همچنین این نرم افزار می تواند بطورکاملاً اتوماتیک بوسیله پردازشگر حالات شبکه در سیستم مرکزی مدیریت انرژی راه اندازی شود .

تجزیه و تحلیل شکل موج های اسیلو گرافیک

اطلاعات ثبت شده اسیلو گرافیک که بوسیله سیستم جمع آوری اطلاعات تعیین محل خطا بازیابی شده اند ، در پایگاه های اطلاعات موقعیت خطا با یک فرمت مشترک ذخیره می گردند . این اطلاعات می تواند بوسیله قابلیت های گسترده پردازش اطلاعات ثبت شده اسیلو گرافیک تحلیل شوند ، این قابلیت ها شامل موارد زیر می باشند :

1-قابلیت نشان دادن چند شکل موج .

2-بزرگ نمایی محدوده شکل موج به صورت فازوری .

3- اجرای سیستماتیک ، در یک پنجره بنا به انتخاب کاربر و محاسبه هارمونیک ها .

4- محاسبه کمیت های RMS .

استفاده کنندگان می توانند اطلاعات ثبت شده اسیلو گرافیک را به صورت دستی وارد نموده و یا ازطریق بانک اطلاعاتی به فایل های COMTRADE وارد نمایند.

شبکه ارتباطی برای کاربران پراکنده

یکی از مشکلات کاربرد کامپیوتر های PC برای اجرای نرم افزار این است که این نرم افزار می باید در کامپیوترهای سرویس گیرنده نصب شوند . نرم افزارهای کاربردی پردازش ، اغلب به منظور اجتناب از به کار گیری نرم افزار های گران قیمت نوع سرویس دهنده ، بر روی کامپیوتر های سرویس گیرنده نصب می شوند . در فرایند تعیین موقعیت خطا که شامل عملیات گسترده جمع آوری اطلاعات می باشد ، وظیفه جمع آوری اطلاعات به کامپیوتر های سرویس گیرنده تحمیل می گردد .

در این روش کار ، درخواست تعیین محل خطا در روی یک خط انتقال توسط کاربرهای گوناگون ، منجر به تلاقی این درخواست ها با یکدیگر می شوند . این روش کاری محدودیت های جدی را برای کارکنان عملیاتی یک حوزه کاری ، که باید نرم افزار سرویس گیرنده را در روی کامپیوتر های شخصی خود نصب کنند ، ایجاد می نماید . برای دستیابی به یک سیستم گستردة سرویس دهندگی و سرویس گیرندگی ، یک شبکه ارتباطی برای کاربرد های تعیین موقعیت خطا ایجاد گردیده است. دربکارگیری روش شبکه ای از یک شبکه سرویس دهنده کمکی برای هردو وظیفة کسب اطلاعات وتعیین موقعیت محل خطا استفاده میگردد .

تکنولوژی مبتنی بر Java به سرویس گیرنده ها اجازه می دهد تا اطلاعات ، محاسبات موقعیت خطا و تحلیل اطلاعات اسیلو گرافیک را تنها با به کار گیری جستجو گر شبکه (Web browser ) کامپیوتر سرویس گیرنده به کامپیوتر خود منتقل کنند . هیچ نرم افزار دیگری در سرویس گیرنده شبکه مورد نیاز نمی باشد . سرویس گیرنده همچنین می تواند اطلاعات اسیلو گرافیک را از کامپیوتر شخصی خود با استفاده از قابلیت های جدید مبتنی بر Java  به پایگاه اطلاعاتی انتقال دهد .ارتباط شبکه اجازه می دهد که هر کاربر مجازی که به یک کامپیوتر با قابلیت جستجوگری شبکه و ارتباط به شبکه داخلی کمکی دسترسی دارد ، اطلاعات به دست آمده از تجهیزات الکترونیکی هوشمند و محاسبات تعیین موقعیت خطا در خطوط انتقال را باز یابی کند . این کاربران می توانند در دفاتر شرکت ها ، دفاتر عملیاتی یا در واحد های متحرک تعمیر و نگهداری که از طریق ارتباط بی سیم به شبکه داخلی متصل هستند مستقر باشند .

 

منبع : مجله April 1999 , Computer Application in power