منابع و ماخذ پایان نامه مصرف کنندگان، منابع قدرت، مصرف کننده

است و
تمام ملاحظات عملی در بحث مکان یابی پستها منظور شده اند.
این پایاننامه شامل شش فصل است که فصل اول مقدمات کار را بررسی میکند، فصل دوم نگاهی
گذرا بر ساختار، طراحی و توسعه شبکه توزیع دارد. در فصل سوم به بررسی مطالعات انجام شده
در زمینه مکانیابی پستهای فوقتوزیع پرداخته میشود. فصل چهارم الگوریتم مورد استفاده در این
پایاننامه را ارائه میدهد. فصل پنجم شامل پارهای از آزمایشات و مطالعات انجام گرفته است و
سرانجام فصل ششم به بیان نتیجه گیری و پیشنهادات میپردازد.
7
فصل دوم
طراحی و برنامهریزی شبکههای توزیع
8
۲-۱- مقدمه :
برنامهریزی سیستمهای توزیع اساسا برای اطمینان از آن است که بتوان افزایش تقاضای برق را
با توسعه سیستم توزیعی پاسخ گفت که از نظر فنی مناسب و از نظر اقتصادی خردمندانه باشد.
گرچه در گذشته کوششهای فراوانی در بکارگیری نوعی روش اصولی در برنامهریزی سیستمهای
تولید و انتقال صورت گرفته است اما متاسفانه کاربرد آنها را در برنامهریزی سیستمهای توزیع
تاحدی نادیده گرفتهاند. در آینده شرکتهای برق بیش از گذشته احتیاج به ابزار طراحی سریع و
اقتصادی خواهند داشت، تا از میان گزینههای مختلفی که هر یک قادر به تامین انرﮊی مصرفی
هستند آن را که اقتصادیتر، قابل اطمینانتر و ایمنتر است، انتخاب کند.
برای بررسی اصولی سیستم توزیع که در نهایت به ارائه روشهای مناسب در طراحی بهینه و
برنامهریزی این سیستم منجر میشود لازم است جایگاه و همچنین ساختار این سیستم و اهمیت
مدلسازی و برنامهریزی آن مشخص گردد. خلاصه آن که اهمیت اقتصادی سیستم توزیع بسیار زیاد
است و حجم سرمایه گذاری در آن، دقت در برنامهریزی، طراحی، ساخت و بهرهبرداری را ایجاب
میکند.
۲-۲- معرفی سیستم توزیع :
در این بخش ساختار یک سیستم توزیع و اجزای آن به طور مجمل تشریح خواهند گردید.
این ساختار عموما شعاعی میباشد که به ترتیب از بالادست به پائیندست عبارت است از پستهای
بزرگ، مدارهای فوقتوزیع، پستهای فوقتوزیع، فیدرهای اولیه، پستهای توزیع، فیدرهای ثانویه و
سرانجام اتصالات سرویس مشترکین]۲.[
9
۲-۲-۱- ساختار سیستم توزیع :
یک سیستم توزیع بنا به تعریف به قسمتی از سیستم قدرت که میان منابع قدرت و اتصالات
سرویس مصرف کننده قرار دارد، اتلاق میگردد. منابع قدرت در نزدیکی مکانهای مصرفی قرار
دارد که باید به وسیله سیستم توزیع سرویس داده شود و این منابع ممکن است نیروگاههای تولید
برق و یا پستهای بزرگ باشند که از خطوط انتقال تغذیه میگردند. در حالت کلی میتوان یک
سیستم توزیع را به شش قسمت مدارهای فوقتوزیع، پستهای فوقتوزیع، فیدرهای اولیه، پستهای
توزیع، مدارهای ثانویه و اتصالات سرویس مصرف کننده دستهبندی نمود.
مدارهای فوقتوزیع از منابع قدرت به چندین پست فوقتوزیع که در ناحیه مصرف قرار دارند
امتداد یافته است. این مدارها ممکن است به صورت مدارهای حلقوی که به یک یا چند منبع
قدرت از هر دو طرف اتصال یافته اند وجود داشته باشند.
نوع خطوط بکار رفته نیز شامل کابلهای زمینی یا خطوط هوائی یا ترکیبی از این موارد باشد.
یک پست فوقتوزیع یک یا چند ترانسفورماتور به همراه تجهیزات مورد نیاز برای تنظیم ولتاﮊ شین
و کلید را در بر میگیرد.
پستهای توزیع به طور معمول در سمت فشار متوسط خود به فیدرهای اولیه متصل میشوند و
ولتاﮊ توزیع دریافتی از فیدرهای اولیه را به ولتاﮊ مصرف کاهش میدهند. هر ترانسفورماتور و یا
مجموعهای از آنها یک یا چند گروه از مصرف کنندگان را از طریق مدارهای ثانویه سرویس
میدهند. مدارهای ثانویه و نیز اتصالات سرویس مصرف کنندگان ممکن است از کابل زمینی یا
سیم هوائی تشکیل شده باشد. در هر سیستم قدرتی، سیستم توزیع آن دارای جایگاه ویژه ای است
و به طور خلاصه وظیفه آن گرفتن توان از منابع و توزیع یا تحویل آن به مصرف کنندگان است.
10
کارآیی یک سیستم توزیع در انجام این وظایف بر حسب افت ولتاﮊ، تداوم سرویسدهی، قابلیت
انعطاف، بازدهی و هزینه آن بیان میشود. هزینه یک سیستم توزیع عامل مهمی در قیمت انرﮊی
تحویلی به مصرف کنندگان به شمار میرود. در عرف بین المللی بین ۰۳ تا ۰۵ درصد از کل هزینه
سرمایهگذاری یک سیستم قدرت و سیستم توزیع آن تعلق دارد]۳. [
۲-۲-۲- سیستم توزیع شعاعی :
سیستم شعاعی شکل سادهای دارد و به همین دلیل از انواع دیگر متداولتر است و فیدرهای
آن به صورت شعاعی از پستها به سمت فیدرهای فرعی که به همهجای ناحیه سرویسدهی کشیده
شدهاند. پستهای توزیع که به فیدرهای اولیه یا فیدرهای فرعی متصل هستند، سیستم ثانویه را که در
ارتباط مستقیم با مصرف کنندگان قرار دارد تغذیه مینمایند.
اصولا مزایای سیستمهای شعاعی در سادگی و ارزانی آن خلاصه میشود. با چنین آرایشی
تعداد تجهیزات قطع و وصل اندک و رلهگذاری آسان میشود. در حقیقت یک سیستم شعاعی به
سیستمی گفته میشود که دارای یک مسیر است که در آن توان از یک راه از پست فوقتوزیع به
سمت فیدرهای اولیه متصل به سیستم توزیع منتقل میگردد.
۲-۲-۳- پستهای فوقتوزیع :
به طور معمول هر پست فوقتوزیع ناحیه بار خود را که یک زیربخش از ناحیه سرویسدهی
سیستم توزیع است تغذیه مینماید و در آن ولتاﮊ فوقتوزیع به ولتاﮊ توزیع برای پخش نیروی برق
در سراسر ناحیه کاهش مییابد. منطقه سرویسدهی یک پست فوقتوزیع نیز به چند بخش تقسیم
11
میشود و هر بخش به وسیله یک فیدر اولیه تغذیه میگردد. این فیدرهای اولیه سهفاز از شین فشار
متوسط پست فوقتوزیع خارج میشوند و به مرکز بار خود امتداد مییابند.
۲-۲-۴- فیدرهای اولیه :
در اکثر سیستمهای شعاعی فیدرهای اولیه از شین فشار متوسط پستهای توزیع تا مصرف
کنندگان بصورت شعاعی بهکار میرود.
اساسا فیدرهای اولیه یک سیستم شعاعی بخاطر عدم تداوم سرویسدهی سوال برانگیز است و
یک خطا بر روی هریک از فیدرها به خاموشی منجر میشود و در هنگام استفاده از این آرایش
وقفه به صورت اجتناب ناپذیر در میآید.
عوامل بهم وابسته بسیاری بر انتخاب اندازه مقطع فیدرهای اولیه اثر دارند که مهمترین آنها
عبارتند از چگالی و رشد بار، نیاز به ایجاد ظرفیت خالی برای بهرهبرداری در حالت اضطراری،
هزینه و ساختار مدار مورد استفاده، طرح و ظرفیت پست فوقتوزیع مربوط به آن، تلفات، سطح
ولتاﮊ و نیز استانداردهای سرویسدهی.
در برخی از موارد ویژه در حالات استفاده از خطوط هوائی، افت ولتاﮊ نقش مهمی را در
طراحی فیدرهای اولیه به عهده دارد. افت ولتاﮊ کل باید در طول فیدر اولیه، پست توزیع، مدارهای
ثانویه و اتصالات سرویس مصرفکننده بگونهای مناسب تقسیم شود و البته این تقسیمبندی به نوع
ساختار مدار اولیه و ثانویه و ترانسفورماتور به کار رفته بستگی دارد.
۲-۲-۵-پستهای توزیع و شبکه ثانویه :
12
پستهای توزیع ولتاﮊ را از سطح ولتاﮊ شبکه اولیه به ولتاﮊ مصرف کاهش میدهند و ممکن
است که به فیدرهای اولیه اصلی یا فرعی متصل باشند.
باتوجه به چگالی زیاد در مراکز بار در مناطق مختلف، این پستها به دو صورت به کار میروند:
١. پستهای زمینی : در مناطق شهری با چگالی بار سنگین از ترانسفورماتورهای بزرگ استفاده
میشود و این پستها از طریق کابلهای زمینی مصرف کنندگان را تغذیه میکنند.
٢. پستهای هوائی : اینگونه پستها بیشتر در مناطق روستائی یا نیمه شهری که چگالی بار
سبکی دارند و به وسیله فیدرهای اولیه هوائی تغذیه میشوند.
مدارهای ثانویه و به دنبال آنها اتصالات سرویس مصرف کنندگان آخرین بخش از شبکه های توزیع
را تشکیل میدهند و مستقیما با مصرف کنندگان در ارتباط هستند. این مدارها از لحاظ چگونگی
سرویسدهی اساسا با فیدرهای اولیه یکسان هستند. عملا شبکه ثانویه به همراه ترانسفورماتورهای
توزیع در یک حوزه قرار میگیرند که میان آنها رابطه تنگاتنگی برقرار است. در مناطق شهری با
چگالی بار سنگین معمولا شبکه ثانویه فقط از کابلهای زمینی تشکیل میشود.
۲-۳- برنامهریزی سیستم توزیع :
هدف برنامهریزی سیستم توزیع کسب اطمینان از پاسخگوئی بهینه به افزایش تقاضای برق
ناشی از رشد فزاینده بار، میباشد. این کار را از طریق ایجاد سیستمهای توزیع دیگر بین سیستم
ثانویه و پستهای قدرت اصلی است بهطوری که هم از دیدگاه فنی مناسب و هم از نظر اقتصادی
معقول باشد. علاوه بر این عوامل دیگری مانند کمبود زمینهای موجود در حوزههای شهری و
ملاحظات شهرسازی، حل مساله برنامهریزی سیستم توزیع را مشکل میکند. طراحان سیستم توزیع
بایستی در ابتدا بار حداکثر و موقعیت جغرافیایی آن را معیین نموده و سپس پستها (توزیع و
13
فوقتوزیع) از نظر مکان و ظرفیت را بگونهای تعیین نمایند که مقدار مشخصی از بار با حداقل
هزینه (احداث شبکه و هزینه تلفات) به مصرف کنندگان منتقل شده و از محدودیتهای
سرویسدهی از قبیل افت ولتاﮊ، ظرفیت پستها، فیدرها و قابلیت اطمینان تخطی نشود]۴.[
افزایش بهای انرﮊی، تجهیزات و نیروی کار، بهبود برنامهریزی سیستم توزیع را به کمک
تکنیکها و روشهای موثر برنامهریزی ناگزیر و الزامی میکند. سیستم توزیع به دو دلیل اهمیت
ویژهای در برق رسانی دارد:
١. نزدیکی کاملش به مشترکان.
٢. هزینههای سرمایه گذاری بالای آن.
از آنجائی که در هر سیستم قدرت، سیستم توزیع به مشترک نزدیکتر است، خرابی آن تاثیر
مستقیمی بر خدمات رسانی به مشترکین دارد تا مثلا خرابیهای سیستمهای انتقال و تولید. بنابراین
برنامهریزی سیستمهای توزیع از سطح مشترکان شروع میشود. نوع تقاضا، ضریب بار و دیگر
مشخصههای بار مشترک نوع سیستم توزیع لازم را معیین میکنند. وقتی بارهای مصرفی تعیین شد
آنها را برای سرویسدهی از شبکه ثانویه متصل به ترانسهای توزیع گروهبندی میکنند. سپس
بارهای ترانسفورماتورهای توزیع را ترکیب میکنند تا تقاضای بار سیستم توزیع اولیه بدست آید.
آنگاه بارهای سیستم توزیع به نوبه خود، اندازه و مکان سیستمهای توزیع اولیه به پستهای فوق
توزیع تخصیص مییابد. بارهای سیستم توزیع به نوبه خود، اندازه و مکان سیستمها و نیز مسیر و
ظرفیت خطوط فوقتوزیع مربوط را تعیین میکنند.
به عبارت دیگر هر مرحله از این روند ورودی مرحله بعدی را فراهم میکند. طراحان سیستم
توزیع مساله طراحی کل سیستم توزیع را به مسائل فرعی چندی تقسیم میکنند که با تکنیکها و
روشهای موجود و معمولا تخصصی بررسی میشوند. به هرحال در این روند، طراح معمولا با قیود
14
مقادیر مجاز ولتاﮊ، افت ولتاﮊ و همچنین پیوستگی سرویسدهی و قابلیت اطمینان سیستم مواجه
است. طراح در پیگیری این اهداف، نهایتا نقش موثری در افزایش و یا تصحیح شبکه فوقتوزیع،
مکان و اندازه پستها، حوزههای سرویسدهی پستها، مکان کلیدها، اندازه فیدرهای اصلی و فرعی،
ترازهای ولتاﮊ در سیستم، مکان خازنها و تنظیم کنندههای ولتاﮊ، میزان بار ترانسها و فیدرها دارد.
به علاوه طراح سیستم بر بعضی از عوامل تاثیر ندارد. اما باید آنها را در یک برنامهریز

دیدگاهتان را بنویسید