تشخیص خطا اطمینان پذیری سیستم توزیع

تشخیص خطا اطمینان پذیری سیستم توزیع – ایران ترجمه – irantarjomeh.ir

مقالات ترجمه شده آماده گروه برق – الکترونیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

تأثیرات طرح‌های تشخیص خطا در خصوص اطمینان پذیری سیستم توزیع

چکیده

طراحی و توسعه طرح‌های تشخیص خطا (FDS) برای سیستم‌های توزیع برق را می توان بعنوان گام های اساسی در خصوص بهره گیری از  عملکرد خود ترمیمی یک شبکه توزیع هوشمند بشمار آورد. کاربردFDS  در سیستم‌های توزیع توان عمدتاً با هدف تشخیص دقیق و تعیین مکان اجزای فرسوده انجام شده و در نتیجه سبب افزایش کیفیت و اطمینان پذیری نیروی برق تحویلی به مشتریان می شود. اثرات دو نوع FDS در خصوص اطمینان پذیری سیستم توزیع در مقاله جاری مقایسه و نمایش داده ‌شده است. نوع اول شاخص RFDS است که اجزای معیوب را پس از خرابی آن‌ها تشخیص می‌دهد. با این وجود، نوع دوم بعنوان شاخص PFDS بشمار می آید که می‌تواند اجزای معیوب را قبل از خرابی کامل یا تحت شرایط خرابی اولیه – زود هنگام تشخیص دهد. برای فراهم کردن  مقیاس‌های کمی در ارتباط با اثرات اطمینان پذیری این روندهای تشخیص خطا، مطالعات موردی بصورت مقایسه‌ای و با توجه به شاخصه های حساسیت بر روی یک شبکه توزیع شهری فنلاند انجام می‌شود.

کلمات کلیدی: طرح های تشخیص خطا، مدیریت خطا، سیستم توریع قدرت / برق، ارزیابی اطمینان پذیری، شبکه هوشمند

۱- فهرست اصطلاحات

 ASUI= شاخص میانگین عدم دسترسی به سیستم

ECOST = هزینه مورد انتظار از قطعی‌های برق اعمال‌شده به مشتریان

EENS = انرژی مورد انتظار تأمین نشده

FDS = طرح‌های تشخیص خطا

FMA = فعالیت‌های مدیریت خطا

 NCS = تعداد کل بخش‌های کابل در شبکه توزیع تحت مطالعه

PAFR = میانگین سهم خطای غیرفعال اتفاق افتاده در کل خطای اتفاق افتاده در بخش کابل

PARR = نسبت میانگین زمان لازم برای تعمیر بخش‌های غیرفعال کابل که موردنیاز برای تعمیر بخش‌های فعال کابل خرابی‌خورده می‌باشد.

PFDS = طرح تشخیص خطای پیشگیرانه

 RFDS = طرح تشخیص خطای واکنش‌پذیر

SAIDI = شاخص میانگین زمان وقفه در سیستم

SAIFI = شاخص میانگین فرکانس وقفه در سیستم

SGS = شبیه‌ساز شبکه هوشمند

…

۲- مقدمه

شبکه‌های الکتریکی سنتی یا متعارف  فعالیت‌های مربوط به تشخیص خطا را بر اساس تماس ‌های  مشتریان مبتنی بر قطع برق  انجام می‌دهند. به‌ محض دریافت این تماس‌ها، اپراتورها به نقشه تنظیمات شبکه و دفترچه راهنمای حفاظت رجوع نموده تا منطقه قطع را مشخص کنند. سپس یک گروه تعمیراتی  برای کنترل  منطقه قطعی اعزام می شوند. هنگامی‌که با یک سوئیچ قطع ‌شده، بدون نشانه خطا، مواجه می‌شویم، یک گروه تعمیر با بهره گیری از طیف وسیعی از گزینه‌ها، بخشی خطا دار را شناسایی می‌کنند. معمولاً در یک شبکه توزیع دستی، هر دو روش “تقسیم‌کننده فیدر و روش انتقال خطا” یا “روش تست جداسازی و عایق‌بندی” را می‌توان برای پیدا کردن بخش خطا مورد استفاده قرار داد. تشخیص خطا در این روش‌ها می‌تواند یک کار پرهزینه، سخت و زمان‌بر باشد، که در نهایت منجر به خدمات برق بی‌کیفیت و با اطمینان پذیری پایین به مشتریان می‌شود. به ‌منظور غلبه بر این مسائل، انواع مختلف FDS در سراسر جهان توسعه ‌یافته است. بعضی از FDS ها عمدتاً بر اساس اندازه‌گیری ولتاژ و سیگنال‌های جریان داده ‌شده توسط دستگاه‌هایی نظیر شاخص‌های عبور از خطا که در کنار فیدرهای توزیع نصب ‌شده‌اند، کار می‌کنند.  FDSهای دیگر معمولاً بر اساس الگوریتم‌هایی عمل می‌کنند که از سیگنال‌های ولتاژ و جریان ارائه‌ شده توسط دستگاه‌های الکترونیکی هوشمند واقع در ایستگاه اصلی استفاده می‌کنند. اکثریت FDS ها که طی دو دهه گذشته توسعه ‌یافته‌اند، عمدتاً RFDS هستند. این طرح‌ها جزء معیوب را پس از شرایط خرابی کامل تشخیص داده و واکنش دستگاه‌های محافظ را در برابر خطاهای جریات زیاد و غیرعادی مشابه دنبال می‌کنند. اگرچه فعالیت‌های تشخیص خطا در حال حاضر سریع‌تر و دقیق‌تر از قبل انجام می‌شود، اما خرابی‌های جزئی هنوز منجر به قطعی گسترده، تعمیر و جایگزینی تجهیزات گران ‌قیمت و شرایط ناامن برای عموم می‌شوند. با این وجود، صرف‌نظر از برخی حالت‌های خرابی اجزای غیرقابل‌اجتناب (مانند حوادث)، بسیاری از حالت‌های خرابی دیگری نیز وجود دارند که اغلب طی چند روز تا چند ماه قبل از فروپاشی کامل رخ می‌دهند. این واقعیت ایده اصلی برای توسعه PFDS بوده است. با استفاده از PFDS، اجزای معیوبی که هنوز در شرایط خرابی اولیه خود هستند را می‌توان تشخیص داد.

…

۳- روش ارزیابی اطمینان پذیری

هنگام مقایسه معیارهای بهبود اطمینان پذیری لازم است که یک دوره از مطالعات ارزیابی اطمینان پذیری کمی در فرآیند تصمیم‌گیری مربوطه را انجام دهیم. در چنین مطالعاتی فرآیندهای پیاده‌ سازی شده برای مدیریت شبکه‌های دارای خطا قادر به تحت تاثیر قرار دادن رویکردهای مرتبط با این مطالعات می باشند. هنگامی‌که یک شبکه توزیع برق با شرایط خطا مواجه می‌شود فعالیت‌های خاصی که به‌ عنوان فعالیت‌های مدیریت خطا  (FMA) تعیین ‌شده‌اند را  باید انجام داد.  FMA معمولاً فرآیندهای زیر را شامل می‌شود:

 –واکنش سیستم حفاظت؛

– اطلاع‌رسانی خطا؛

– موقعیت تقریبی خطا

– تصمیم‌گیری؛

– اعزام خدمه تعمیر؛

– گشت زنی

– جداسازی خطا؛

– ترمیم سرویس؛

– تعمیر یا جایگزینی؛

– بازگشت به عملیات عادی

…

۴- نتایج مطالعاتی

در این مقاله از یک شبکه توزیع شهری فنلاند به ‌عنوان یک سیستم مورد آزمایش برای مطالعات کمی ارزیابی اطمینان پذیری استفاده می‌شود. دیاگرام تک‌ خطی سیستم مورد آزمایش در شکل ۲ نشان داده‌شده است.

…

۵- نتیجه ‌گیری

هدف از این مقاله مقایسه اثرات دو نوع FDS بر عملکرد اطمینان پذیری سیستم‌های توزیع برق است. اولین مورد بعنوان شاخص RFDS و دومین مورد نیز بعنوان شاخص PFDS تلقی شده اند. SGS برای انجام مطالعات ارزیابی اطمینان پذیری کمی در یک شبکه توزیع محلی شهر فنلاند، به هنگام استفاده از FDS، مورد استفاده قرار گرفت. نتایج مطالعات مقایسه‌ای نشان می‌دهند که استفاده از RFDS یا PFDS می‌تواند عملکرد پایداری سیستم‌های توزیع برق را بهبود بخشد. با این وجود، میزان پیشرفت در هنگام استفاده از PFDS بسیار بهتر است. RFDS می‌تواند اجزای معیوب را پس از خرابی شناسایی کند و در نتیجه به‌ طور عمده مدت ‌زمان قطع برق تحمیلی بر مشتریان را کاهش می‌دهد. در مقابل، PFDS می‌تواند اجزای معیوب را قبل از بروز خرابی تشخیص دهد و درحالی‌که هنوز در شرایط خرابی اولیه قرار دارند. درنتیجه PFDS می‌تواند هم فرکانس و هم مدت ‌زمان قطع برق تجربه ‌شده توسط مشتریان را کاهش دهد. علاوه بر این، تعمیر تجهیزات گران ‌قیمت و جایگزینی تجهیزات و شرایط ناامن محتمل را می‌توان با استفاده از PFDS  کاهش داد.

…