عنوان : بررسي فيدرهاي پرعارضه در غرب استان تهران

نام نویسندگان : مهندس علي نيكنام-مهندس مهدي شهروزي -مهندس عليرضا ظهيرکاشاني-مهندس وحيد عبدالحسيني مهين  

شرکت مهندسي مشاور نيروي آذربايجان (منا)

واژه هاي کليدي: فيدر پرعارضه،عوامل ايجاد خاموشي، بررسي خاموشي ها،هزينه، بهينه سازي

چكيده : شبكه توزيع آخرين و نزديكترين  سيستم انتقال انرژي الكتريكي به مصرف كنندگان مي باشد . با ايجاد قطعي در يك بخش از سيستم توزيع تعداد مشتركين كمتري نسبت به باقي سيستم انتقال بي برق خواهند شد . با اين وجود افزايش تعداد قطعي علاوه بر نارضايتي مشتركين باعث انرژي توزيع نشده زيادي شده و خسارات جبران ناپذيري را به شركتهاي توزيع وارد مي كند . علاوه بر اين عدم توجه به مشكلات ومعضلات شبكه هاي توزيع ، شبكه را به حالت بحراني مي رساند كه در اين صورت هزينه بازگشت به حالت اوليه بسيار زياد مي باشد . لذا پيشگيري بهتر از درمان است . يكي از معضلات مناطق فيدر هاي پر عارضه است كه در اين مقاله روشي براي بررسي فيدر پرعارضه ارائه شده است .   

1-مقدمه

با توجه به طول عمر شبکه ها و شرايط کاري و رعايت نشدن بعضي از استاندارها در سالهاي گذشته ( که متاسفانه هنوز هم شاهد آن هستيم ) وجود عوارض و خاموشي ها در شبکه دور از انتظار نيست و گاهي عوارض و خاموشي هاي يك فيدر به حدي است که اصلاح آن ضروري بوده و عدم اصلاح آن به ميزان قابل توجهي خاموشي ها را بالامي برد . اما آنچه در اصلاح يك فيدر پرعارضه در درجه اول مدنظر قرار مي گيرد هزينه آن است و اينکه بتوان علت خاموشي هاي حاصل از آن را بررسي و راهکاري ارائه داد که با کمترين هزينه بيشترين کاهش خاموشي را داشته باشيم دراين مقاله يك راهکار کلي جهت بررسي فيدر پرعارضه و رفع اشکالات آن ارائه شده است و در بعضي قسمتها اطلاعات مربوط به فيدر پرعارضه نساء که يكي از فيدرهاي غرب استان تهران مي باشد بعنوان نمونه ارائه شده، است اميد است که راهکار موجود بتواند در ساير موارد نيز مورد استفاده قرار گيرد .

2- وضعيت موجود و اشکالات فيدر 20kv :

2-1 ) تعيين فيدرهاي نزديك به فيدر مورد بررسي جهت مانور : گاهي ظرفيت فيدرهاي مجاور فيدر مورد نظر اين امکان را مي دهد که با مانور کردن قسمتي از فيدر يا کل فيدر بار شبکه را کاهش داد که اين امر هم باعث کاهش انرژي توزيع نشده خط مي گردد و هم اين امکان را فراهم مي کند که فيدرهاي ديگري که امکان انجام مانور روي خطوط ديگر را ندارند وانرژي توزيع نشده بيشتري را دارا مي باشند در اولويت قرار گيرند.

2- 2) اشکالات فيدر: کليه اشکالات فيدر مطابق جدول 1 تهيه و ارائه مي گرددکه در آن شماره پايه ها با توجه به کروکي فيدر ثبت مي گردد .

3- پيش بيني و راهکارهاي لازم جهت کم نمودن قطعي ها و انرژي توزيع نشده

3-1 ) بررسي عوامل خاموشي فيدر: با توجه به اينکه اين احتمال وجود دارد که رفع يك عارضه خاص از يك فيدر تاثيري در کاهش خاموشي ها نداشته باشد لذا بررسي عوامل خاموشي فيدر ما را به مسيري رهنمون مي کند که با کمترين هزينه بتوانيم کمترين ميزان خاموشي روي يك خط را داشته باشيم. دراين قسمت بعضي از عوامل خاموشي فيدر

( جدول 1 ) اشکالات فيدر

در طول دو سال گذشته اتفاق افتاده بطور نمونه بررسي شده است بديهي است عوامل ايجاد خاموشي فيدر زياد بوده و در هر فيدر بايد بطور جداگانه بررسي شود .

3-2-1) خاموشي هاي ايجاد شده در اثر اتصالي گذرا

3-2-1-1) واقع بودن شبکه در مسير شاخه درختان :

با قرار گرفتن شاخه در بين فازها و يا در زمان بارندگي بطور موثر باعث ايجاد اتصالي هاي گذرا مي گردد، گاهي نيز شاخه درختان از شبکه فاصله دارد و بر اثر وزش باد يا طوفان شاخه درخت در بين فازها قرار گرفته و اتصالي رخ مي دهد .

3-2-1-2) نزديك بودن پايه به شبکه بعلت نزديكي مقره به تير

3-2-1-3) نزديک بودن شبکه 20KV  به شبکه فشار ضعيف :

گاهي در راستاي شبکه 20KV  که در آن تيرها حدود m 60 از يكديگر فاصله دارند شبکه فشار ضعيف قرار دارد . به اين صورت که بين تيرهاي 12 متري يك اصله تير 9 متري نصب مي گردد و شبکه فشار ضعيف يکي در ميان روي تير 12  متري  و 9  متري قرار مي گيرد در چنين حالتي فلش سيم 20kv  درست در محل نصب تير 9  متري بوده و گاهي عدم دقت در نصب باعث نزديکي سيم 20kv  به تير مي گردد در شرايط استاندارد در صورتي که بخواهيم شبکه فشار ضعيف را به موازات شبکه  20kv   و از روي همان تيرها عبور دهيم بايد بجاي نصب تير 9  متري در بين تيرهاي 12 متري، تيرهاي 12  متري در  فاصله حداکثر   30 متر از يکديگر نصب گردد و فاصله بالاترين مقره شبکه فشار ضعيف روي تير از سطح پايين ترين کنسول 130cm باشد.گاهي نيز عبور شبکه فشار ضعيف بصورت متقاطع از زير شبکه 20kv  باعث نزديكي سيم 20kv به فشار ضعيف مي گردد که طبق استاندارد بايد بالاترين سيم فشار ضعيف از پايين ترين سيم 20kv ، 150cm فاصله داشته باشد.بديهي است که در چنين شرايطي درصورت اتصالي لوازم مصرفي شبکه فشار ضعيف دچار آسيبهاي شديدي مي گردند .

3-2-1-4 ) رعايت نشدن فاصله پايه ها :

طبق اصول طراحي خطوط لازم است با زياد شدن فاصله پايه ها فاصله فازها از يكديگر زيادتر شده تا در اثر باد وطوفان سيمها با يکديگر اتصال نکنند آنچه در بررسي شبکه 20kv  نساء مشاهده گرديد فاصله زياد بعضي از پايه ها با توجه به قديمي بودن شبکه مي باشد که مخصوصاً در اسپنهايي که پايه چوبي نصب شده است وزش باد شديد نه تنها سيمها بلکه پايه هاي چوبي را نيز دچار نوسان مي کند

يکي از راههاي کاهش فاصله پايه ها اين است که کل تيرها و شبکه جمع آوري و شبکه جديد احداث شود که با توجه به تعدادتيرها انجام چنين کاري مقرون به صرفه نمي باشد بجاي برکناري کل تيرهايي که فاصله آنها زياد است مي توان بين هر جفت تير که فاصله آن زياد است يک اصله تير اضافه نمود

3-2-1-5 ) رعايت نشدن کشش سيمها :  اين مسئله که در اغلب شبکه هاي قديمي ديده مي شود در فيدر نساء نيز که يک فيدر قديمي است ديده مي شود .

الف  ) در صورتي که فلش سيمها زياد باشد گاهي باعث کم شدن ارتفاع سيمها و حتي احتمال برخورد کاميون در بعضي قسمتها وجود دارد در عين حال باعث ايجاد امکان نوسانات شديد در اثر باد و طوفان را دارد که نتيجه آن برخورد فازها به يكديگر، امکان تماس بيشتر به شاخه درختان در اثر وزش باد نسبت به حالتي که فلش سيمها مناسب است، امکان تماس يا نزديکي به تيرهاي 9 متري يا شبکه هاي زيرخط 20kv  و ... خواهد بود .

 ب) درصورتي که فلش سيمها کم باشد امکان ايجاد اتصالي گذرا در اثر نامناسب بودن فلش سيم منتفي است اما امکان پارگي سيم بعلت کشش بيش از حد سيم و حتي شکستن تير وجود دارد کما اينکه اگر تير قدرت لازم را نداشته باشد و شبکه بيش از حد چرخ زني شود اين امکان وجود دارد که در شب يا در فصل زمستان که طول سيمها در اثر سرما اندکي کاهش پيدا مي کنند تير دچار انحنا يا شکستگي گردد و بديهي است که در چنين حالتي خاموشي شبکه طولاني خواهد بود

3-2-1-6 ) برخورد لحظه اي اجسام خارجي : اجسام خارجي که بطور لحظه اي با شبکه تماس پيدا ميکنند شامل :

الف  ) پرندگان : در صورت نشستن پرنده روي کنسول بگونه اي که يکي از فازها نزديك باشد .

ب  ) ساير حيوانات : در صورت قرار گرفتن بعضي از حيوانات در بين دو فاز، مثلاً در بين دو فاز از بوشينگهاي يک ترانس، يا حتي گاهي بعلت باز بودن راه ورود جانوران در پست هاي زميني يا تابلوهاي فشار ضعيف و عدم هماهنگي تجهيزات حفاظتي خط 20kv ، بجاي فيوز فشار ضعيف يا کليد کل فشار ضعيف يا المان پست، بي برق مي گردد.

در حالت مذکور اين احتمال وجود دارد که پس از برق گرفتگي عامل آن از شبکه جدا نشده و در چنين حالتي اتصالي ماندگار مي گردد و لازم است که اکيپ به محل اعزام و پس از پيدا کردن محل اتصالي و جدا نمودن حيوان از خط 20kv شبکه مجدداً جريان داده شود .

ج ) مشکلات فرهنگي جامعه : گاهي پرتاب يک شي توسط اهالي يک منطقه و يا افرادي که قصد انشعاب غير مجاز دارند با تصور اينکه شبکه 20kv  موجود همان شبکه فشار ضعيف است و از تير بالا رفته که باعث مرگ اين اشخاص نيز مي گردد .

در خصوص حالت الف مي توان از مقره هاي ميخي پايه بلند استفاده نمود.

در حالت ب مهمترين کار تنظيم نمودن تجهيزات حفاظتي است بگونه اي که اگر اتصالي از اين قبيل رخ دهد در هر نقطه از اتصالي اولين وسيله حفاظتي عمل نمايد که اين وسيله حفاظتي ممکن است ديژنکتور پست زميني، فيوز المان 20KV پست هوايي، کليد کل تابلو فشار ضعيف و ... باشد ، همچنين مسدود  نمودن راه ورود جانوران در تابلوهاي فشار ضعيف و پستهاي زميني از جمله عوامل موثر در کاهش اين نوع خاموشي ها است ولي لازم است به اين مسئله توجه نمود که در ابتدا بايد تجهيزات حفاظتي را هماهنگ نمود و اگر چنين امري تحقق پذيرد وجود حيوانات در بين فازها، حداکثر فيوز المان 20KV يا ديژنکتور ترانسفورماتور را قطع خواهد نمود و موارد نقصي که امکان ورود حيوانات به تابلو يا پست را مي دهد خط را بي برق نمي نمايد.

در حالت ج مشکلات فرهنگي جامعه را دربرمي گيرد لازم است با تبليغات مناسب و بيان مسائل و مشکلات ايجاد شده، جامعه را نسبت به اين نوع اشتباهات توجيه نمود. در عين حال لازم است به اين مسئله اشاره نمود که گاهي بعلت کمبود اعتبار و بودجه، فيدر يا پستي پربار باقي مي ماند و باعث قطع مکرر مصرف کننده مي گردد . در چنين حالتي براي پرسنل منطقه راهي جز اين نمي ماند که بطور موقت درجه تنظيمات وسيله حفاظتي را بالاتر ببرد که بعضاً باعث ايجاد اتصالي ماندگار مي گردد . بديهي است که تخصيص اعتبار و بودجه متناسب با نيازهاي منطقه از عوامل کاهش اينگونه خاموشي هاست و همچنين استفاده از مقره هاي سيليکوني نيز ميتواند از عوامل کاهش خاموشي در اين زمينه باشد .

3-2-1-7 ) برف و بارندگي و بالارفتن رطوبت هوا : گاهي بارش برف و بالا رفتن رطوبت يا آلودگي هوا باعث ايجاد اتصالي گذرا شده و گاهي نيز باعث اتصالي ماندگار مي گردد . با توجه به شرايط آب و هوايي که فيدر در آن قرار دارد، برف و باران نمي تواند به تنهايي عامل ايجاد اتصالي گردد بلکه وجود عارضه ديگري مثل شاخه درخت باعث مي شود تا عوامل جوي مثل رطوبت، باران و برف مزيد بر علت شده و ايجاد اتصالي نمايند. در حالت کلي عواملي که باعث مي شوند برف و بارندگي اتصالي گذرا ايجاد کنند بشرح ذيل است :

الف ) شاخه درخت : گاهي شاخه درخت بالاتر از شبکه قرار دارد وجود برف باعث سنگين شدن شاخه درخت و پايين آمدن آن و ايجاد اتصالي مي گردد و گاهي شاخه درخت نزديک شبکه قرار دارد و وجود باران و برف و رطوبت هوا باعث مي شود نزديکي شاخه که در هواي معمولي باعث ايجاد خاموشي نمي گرديد در زمان بارش باران و ايجاد اتصالي نمايد .

ب ) ترک خوردن يا شکستگي مقره ها : گاهي شکستگي يا ترک خوردن مقره ها بگونه اي است که در هواي معمولي اتصالي ايجاد نمي کند اما وجود باران، برف و رطوبت هوا باعث کاهش ضريب دي الکتريک و ايجاد اتصالي از محل شکستگي و ترک مقره مي گردد که گاهي باعث ايجاد اتصالي ماندگار نيز مي گردد .

ج ) نزديک بودن شبکه فشار ضعيف و فشار متوسط : به همان دليلي که در موارد قبلي ذکر گرديد نزديك بودن شبکه فشار ضعيف وفشار متوسط مي تواندعامل ايجاد خاموشي گردد لازم بذکر است که وضعيت شبکه 20KV وفشار ضعيف دربند 3-2-1-3 بطور کاملتري توضيح داده شده است .

3-2-2-1- خاموشي هاي ايجاد شده در اثر سيم پارگي يا جمپر

3-2-2-2 ) نقص طراحي شبکه : در زمان طراحي شبکه لازم است به عوامل ذيل توجه نمود .

الف )ارتفاع سيم

ب )شرايط آب و هوايي

3-2-2-3 ) وجود يخ و برف بيش از ميزان پيش بيني شده در طراحي

3-2-2-4 ) پاره شدن سيم در اثر آرک زدن در محل جمپرها يا پارگي جمپر

3-2-2-5 ) استفاده از قفلهاي هات لاين  نامناسب

3-2-2-6 ) صدمه ديدن سيم در موقع نصب

3-2-2-7 ) پارگي سيم به دليل خوردگي سيم در نقاط آلوده

3-2-3) خاموشي هاي ايجاد شده در اثر افتادن شاخه درخت : با قرار گرفتن شاخه در بين فازها مخصوصاً در زمان بارندگي بطور موثرتر باعث ايجاد اتصالي مي گردد، گاهي نيز شاخه درختان از شبکه فاصله دارد و بر اثر وزش باد يا طوفان شاخه درخت در بين فازها قرار گرفته و اتصالي رخ  مي دهد .

لازم بذکر است بعضي درختان که بصورت طولي رشد مي کنند و خاصيت شکنندگي آنها زياد است گاهي با وجود فاصله چندمتري از شبکه 20KV دراثر وزش باد و طوفان مي شکند و روي شبکه مي افتد. اين در حالي است که گاهي درختان در داخل ملک اشخاص و شبکه، بيرون از ملک قرار دارد با توجه به اينکه شرکت توزيع نيروي برق معمولاً مجوز تنه زني را ندارد و لازم است درختاني با چنين مشخصه، تا ارتفاع زير شبکه 20KV قطع گردند لازم است در چنين شرايطي مذاکرات لازم جهت مجوز تنه زني صورت گيرد.

3-2-4 ) خاموشي در اثر رعد و برق

3-2-5 ) خاموشي هاي ناشي از شکستن يا کج شدن مقره در شبکه 20KV : عواملي که باعث شکستن يا کجي مقره مي باشد بشرح ذيل است :

3-2-5-1) برخورد جسم خارجي

 3-2-5-2 ) شکستن مقره در اثر حمل نامناسب

3-2-5-3 )شکستگي مقره يا ترک  موئي در اثر كيفيت نامرغوب مقره : کيفيت نامرغوب مقره با کنترل کيفيت تجهيزات که بصورت دوره اي انجام مي گردد مرتفع گرديده است .

3-2-5-4 ) کجي ميله مقره : بعلت انتخاب نامناسب نوع مقره اعم از انتخال مقره کششي، دوبله سوزني يا سوزني و يا کشش بيش از حد سيمها

3-2-6 ) خاموشي ناشي از اتصالي کابل :  اتصالي کابل در اثر كيفيت کابل، ضعف پيمانکار در زمان نصب ، تاخير در تکميل نمودن روغن سرکابل. برخورد اجسام خارجي يا اضافه ولتاژهاي ناشي از نصب خازن رخ مي دهد.

3-2-7 ) خاموشي هاي ناشي از باد وطوفان : درصورتي که شبکه به درستي طراحي شده باشد و سرويس خطوط و شاخه زني آن بطور کامل انجام گردد، باد وطوفان تاثير چنداني در ايجاد خاموشي در يك خط نخواهد داشت و فقط پرتاب اجسامي همچون شاخه درخت مي تواند در يك خط بدون نقص ايجاد اشکال نمايد .

3-2-8 ) خاموشي هاي ناشي از برخورد اجسام خارجي : دربند (3-2-1-6) توضيحات لازم ارائه گرديد .

 3-2-9 ) خاموشي هاي ناشي از عوامل نامشخص : خاموشي هاي ناشي از عوامل نامشخص که براثر برخورد اجسام خارجي، شاخه درخت و ... باعث خاموشي مي گردد و علت نامشخص بودن آن اين است که پس از ايجاد اتصالي از شبکه جدا مي گردد .

3-2-10  ) خاموشي ناشي از بارندگي : در بند 3-2-1-7 توضيحات لازم ارائه گرديد .

3-2-11 ) خاموشي ناشي از شکستن پايه : عواملي که باعث شکستن تير مي گردد شامل :

الف ) برخورد خودرو با پايه : جدا از اينکه گاهي بي احتياطي رانندگان باعث برخورد خودرو با پايه مي شود رعايت اين نکته لازم است که در جاده ها بگونه اي تيرگذاري گردد که امکان تصادف حداقل گردد . يکي از مکانهايي که در آن امکان تصادف وجود دارد سرپيچها مي باشد و بهتر است بجاي نصب يک اصله تير در سرپيچ، دو اصله تير در ماقبل و بعد از پيچ قرارداد و يا در صورت امکان در سمتي از جاده قرار داد که خودروها درصورت انحراف از جاده با تير برخورد ننمايند .

ب ) شکستن پايه در اثر سقوط بهمن :  در بعضي از نقاط کوهستاني بهمن باعث شکستگي پايه مي شود که قرار نگرفتن تيرها در شيار کوهها يا نقاطي که ريزش بهمن باعث شکستگي تير مي شود مي تواند در کاهش اين عامل موثر باشد

ج ) رعايت نشدن کشش سيمها :  در صورتي که فلش سيمها کم باشد امکان انحنا يا شکستگي تير بعلت کشش بيش از حد سيمها وجود دارد و اين امکان وجود دارد که در شب يا در فصل زمستان که طول سيمها در اثر سرما اندکي کاهش مي يابد تير دچار انحنا يا شکستگي گردد .

3-3 ) تقسيم بندي معايب از ديد مدت زمان قطعي، تعداد قطعي و انرژي توزيع نشده : هرکدام از معايب مط