تحقیق مقاله اهمیت ضریب قدرت از نظر بهره برداری اقتصادی

چکیده:

امروزه در یک سیستم بهم پیوسته یا ایزوله، بهره‌ب رداری اقتصادی از شبکه از اهمیت خاصی برخوردار است. از طرفی هزینه‌های بهره‌برداری سیر صعودی تورمی دارد لذا اهمیت تصحیح ضریب قدرت که باعث پائین آمدن بار فیدرها و نتیجتاً کاهش تلفات سیستم می‌شود، از نظر اقتصادی بیشتر مورد توجه واقع می‌گردد.

در این مقاله ابتدا توضیحاتی در رابطه با تصحیح ضریب قدرت در یک سیستم بهم پیوسته یا ایزوله داده می‌شود سپس محاسبات اقتصادی در رابطه با استفاده از خازنها ارائه می‌گردد.

شرح مقاله:

قدرتی را که مشتریان مصرف می‌نمایند متفاوت است. در نتیجه خصوصیات ضریب قدرت فیدرهای تغذیه توزیع متفاوت می‌گردند. برای مثال چنانچه فیدر توزیعی برای آبیاری مزارع و پمپ‌های کشاورزی آبیاری نصب شده باشد، معمولاً ضریب قدرت آن بین 85/0 80/0 می‌باشد. ضریب قدرت فیدر صنعتی 85/0 بوده و ضریب قدرت فیدر تجاری و خانگی بین 95/0 90/0 می‌باشد.

حال باید دید که چگونه با توجه به نوع باری که مشتریان مصرف می‌نمایند میتوان ضریب قدرت فیدرهای تغذیه آنان و بطور کلی پست تغذیه آن فیدرها و در نهایت ضریب قدرت سیستم را تصحیح نمود. با مشخص کردن نوع بار حاکم بر فیدر ضریب قدرت و بار آن مشخص می‌گردد. برای مثال اگر پست فشارقوی دارای پنج فیدر خروجی توزیع با ماهیت بارهای متفاوت باشد، ترکیب ضریب قدرت فیدرها در هر لحظه مشخص کننده ضریب قدرت آن پست می‌باشد. ترکیب ضریب قدرت پستها در هر منطقه ضریب قدرت سیستم آن منطقه را مشخص می‌نماید و ترکیب ضریب قدرت پستهای سایر مناطق در آن لحظه ضریب قدرت سیستم را مشخص می‌نماید. از نظر اقتصادی، چون تولید در هر لحظه برابر با بار مصرفی مشتریان بعلاوه تلفات می‌باشد لذا، بحث این مقاله اینست که چگونه میتوان با بالانس کردن تولید و مصرف با توجه به ضریب قدرت بهترین بهره‌برداری را برای روز، هفته، ماه و یا سال از شبکه نمود.

هر چند تصحیح ضریب قدرت سیستم بصورت لحظه‌ای مشکل است و شاید امکان‌پذیر نباشد ولی در محدوده بار ماکزیمم و مینیمم و مابین این دو بار میتوان با تدوین استانداردهای مناسب در این مورد با توجه به برنامه‌ریزی کوتاه، میان و دراز مدت و با بررسی و مطالعه مداوم سیستم موجود، با توجه به توسعه سیستم‌های توزیع و انتقال، چنانچه، امکانات اقتصادی اجازه دهد ضریب قدرت سیستم را تصحیح نمود، تا حداکثر استفاده از تولید میسر گردد.

هدف و سعی ما بر این مبنا خواهد بود که نظریات فوق را پس از تجربه عملی مطابق با شرایط خود تصحیح و مورد تجدید نظر قرار داده و استانداردهای مناسب را تدوین نمایم. و حتی اگر نتوانیم به ضریب قدرت در شبکه‌های کشورهای پیشرفته برسیم، می‌توانیم پیشرفت قابل ملاحظه‌ای در رابطه با بهره‌برداری اقتصادی از سیستم برق کشورمان و تصحیح ضریب قدرت آن بنمائیم.

1 روش جمع‌آوری اطلاعات و ارائه متد تصحیح ضریب قدرت:

ابتدا نوع بار مشتری و یا مشتریان و شرایط فنی فیدرها توزیع و پستهای تغذیه مربوطه را به همراه اطلاعات آماری زیر جمع‌آوری می‌نمائیم.

11 تغییرات بار مشتری یا مشتریان هر فیدر، پست تغذیه مربوطه بصورت فصلی بویژه در فصل پیک بار

21 تغییرات بار هر فیدر در روز پیک بار در فصل پیک‌بار

31 تغییرات حداقل بار هر فیدر در طول فصل و سال

41 تغییرات ضریب بار و قدرت روزانه، ماهانه، فصلی و سالیانه

51 اطلاعات فنی و آماری از نوسانات ولتاژ فیدر، افت ولتاژ در بار ماکزیمم و مینیمم و سایر اطلاعات لازمه از پایداری سیستم.

پس از جمع‌آوری، اطلاعات آماری و فنی فوق متد زیر جهت تصحیح ضریب قدرت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تدوین استانداردهای تصحیح ضریب قدرت سیستم فعلی و آینده و سپس مطالعه و تجدید نظر در استانداردهای فوق با توجه به محاسبات اقتصادی برای برنامه‌ریزی کوتاه میان و دراز مدت.

برنامه‌ریزی کوتاه، میان و دراز مدت جهت تصحیح ضریب قدرت بار زمانبندی مسئولیتهای مشخص بصورت زیر:

تجزیه و تحلیل اطلاعات آماری هر پست و فیدرهای توزیع مربوطه در هر منقطه

تعیین روش عملیاتی جهت بهبود ضریب قدرت در هر منطقه

اجرای طرح تصحیح ضریب قدرت یک، پست در هر منطقه و به آزمایش گذاشتن طرح بمدت معین جهت بررسی و کنترل از نظر کارآئی

نتیجه‌گیری و انجام تغییرات لازم جهت بهبود سیستم سپس بر اساس تجربیات بدست آمده روش‌های طراحی و اجرائی به پرسنل آموزش داده خواهد شد.

برای انجام مقصود فوق یک پست در هر منطقه که ضریب قدرت آن پائین‌تر از حد معمول است مثلاً بطور متوسط 75/0 را میتوان انتخاب نمود. کلیه فیدرهای توزیع آنرا طبق متد ارائه شده مورد مطالعه قرار داد و اطلاعات آماری و فنی آنرا جمع‌آوری نمود. سپس بر این مبنا طراحی انجام شده و اجراء می‌گردد. چنانچه نتیجه مطلوب بدست آمده با برنامه‌ریزی زمانبندی شده برای کلیه پستهای هر منطقه که ضریب قدرت آنها بطور متوسط بین 80/0 70/0 است، را تصحیح نمود و در مرحله بعدی به سراغ پستهائی که ضریب قدرت آنها بین 90/0 80/0 است رفته و آنها را نیز به روش فوق تصحیح نمود. حال پس از اجرای تصحیح ضریب قدرت در هر منطقه در صورتیکه احتیاج به تنظیم ولتاژ خطوط انتقال سیستم پیدا شود دستورالعمل و یا استاندارد تصحیح ضریب قدرت نهائی شده را به همراه استاندارد تصحیح ضریب قدرت سیستم مورد استفاده قرار گرفته و تصحیح ضریب قدرت انجام می‌گردد.

2 روشهای تصحیح ضریب قدرت:

برای اینکه بتوانیم قدرت هرچه بیشتری را در خطوط، انتقال دهیم لازم است به نحوی مقاومت ظاهری یا راکتانس خطوط را با افزایش ضریب قدرت کاهش دهیم از طرفی چون ضریب قدرت هر مشتری بستگی به بار مصرفی آن دارد، از این لحاظ ابتدا با استفاده از خازنهای موازی ضریب قدرت مشتری توسط خود مشتری تصحیح گردد.

(بیشتر برای مشتریان صنعتی که بار آنها تاثیر مهمی در بار فیدرهای تغذیه توزیع دارند). سپس چنانچه هنوز به تصحیح ضریب قدرت احتیاج باشد روشهای زیر را از نظر فنی و اقتصادی بررسی شده و اقتصاد‌ترین متد را انتخاب خواهد شد.

12 تعویض سیم خطوط توزیع (Reconductoring):

جهت افزایش قدرت انتقال و کاهش تلفات نسبی قدرت

22 تبدیل ولتاژ پائین‌تر به ولتاژ بالاتر (Voltage Cut-Over):

البته در صورتیکه از نظر پایه‌ها نصب شده امکان این تبدیل میسر باشد.

32 استفاده از خازنهای موازی ثابت و قابل قطع: (Fixed and Switvhed Shunt Capacitors)

امکان استفاده از روشهای یک و دو که در فوق به آن اشاره شد در کشور ما بسیار کم است و از نظر اقتصادی مقرون به صرف هم نمی‌باشند لذا، متد سه را انتخاب و محاسبات اقتصادی آنرا جهت ارائه روش تجربی عرضه می نمائیم.

استفاده از خازنهای موازی بر اساس دلایل زیر می‌باشد.

کاهش مقدار تاخیر فاز (Lagging) جریان فیدر

افزایش ولتاژ در طول فیدر

بهبود و تنظیم ولتاژ فیدر با استفاده مفید از خازنهای قابل قطع

تقلیل تلفات سیستم بر اثر کاهش جریان فیدر

تقلیل بار مصرفی ب روی ژنراتور تغذیه و در نتیجه استفاده از این کمیت برای رشد بار سالیانه در هر منطقه و در کل شبکه سراسری