تحقیق در مورد كاهش تلفات در خطوط فشار ضعيف

تحقیق در مورد كاهش تلفات در خطوط فشار ضعيف

فهرست مطالب :
فصل اول : تلفات خطوط فشار ضعيف
مقدمه
تلفات
عوامل موثر بر تلفات
روشهای محاسبه تلفات
يک کيلو وات تلفات چقدر از ظرفيت اسمی نيروگاه را هدر می دهد
بهينه سازی و ساماندهی و کاهش تلفات شبکه

فصل دوم : راهکارهای مناسب جهت کاهش تلفات
روش اول : خازن گذاری
روش دوم : تجديد آرايش شبکه
روش سوم : جبران ساز خازنی
روش چهارم : اصلاح اتصالات ثابت
نتيجه نهايی
منابع و مآخذ

فصل اول

مقدمه:
بخشي از انرژي الكتريكي توليد شده توسط نيروگاهها در حدفاصل توليد تا مصرف به هدر مي روند، همچنين مقدار قابل توجهي از اين انرژي در داخل نيروگاهها صرف مصارف داخلي مي شوند. طبق نظر برخي از كارشناسان اين انرژي كه صرف تاسيسات مي شود جزو تلفات محسوب نمي شوند. همچنين در مورد ترانسفورماتورهايي كه سيستم خنك كننده آنها و يا سيستم گردش روغن آنها توسط پمپ كار مي كند اين انرژي مصرف شده براي پمپها را جزو تلفات محاسبه نمي كنند. اما نظرات ديگري نيز در مورد تلفات وجود دارد و تلفات از ديدگاههاي مختلف تعاريف متفاوتي دارد. در اينجا ابتدا تلفات را تعريف كرده و سپس عوامل موثر برايجاد تلفات را بيان مي كنيم و در آخر راه حل هاي كاهش تلفات در خطوط فشار ضعيف را بررسي مي كنيم.

تحقیق در مورد كاهش تلفات در خطوط فشار ضعيف

تعريف تلفات:
با توجه به اينكه هدف اصلي شبكه برق رساني، انتقال انرژي توليد شده توسط نيروگاهها، از مراكز تا مصرف كننده مي باشد بنابراين قسمتي از انرژي توليد شده كه به مصرف نرسد به عنوان تلفات نام برده خواهد شد. به عبارت ديگر آن قسمتي از انرژي كه به كار مفيد تبديل نشود تلفات نام دارد. تعريف كار مفيد هم براي مراكز مختلف مشخص است. مثلاً به علت اينكه وظيفه نيروگاهها توليد و فروش برق با كمترين تلفات مي باشد، بنابراين كار مفيد براي نيروگاهها همان انرژي خالص تحويل داده شده به شركتهاي برق مي باشد و يا در مورد شركتهاي برق منطقه، كار مفيد انرژي تحويلي آنها به شركتهاي توزيع نيرو مي باشد. همچنين كار مفيد براي شركتهاي توزيع، انرژي تحويلي آنها به مصرف كنندگان مي باشد. بنابراين تلفات را در مفهوم كلي مي توان به صورت زير بيان نمود:
انرژي فروخته شده- انرژي خريداري شده= تلفات
اما همين تعريف نيز از ديدگاههاي مختلف مفاهيم متفاوتي را ارائه مي دهد. مثلاً از ديدگاه شركتهاي برق منطقه اي و يا شركتهاي توزيع نيرو، تلفات در حقيقت آن بخش از انرژي است كه از تفاضل انرژي ورودي و خروجي به شبكه حاصل مي شود. اما از ديدگاه منافع ملي مفهوم كار مفيد به صورت ديگري مي باشد زيرا تمام انرژي تحويلي به مشترك به كار مفيد تبديل نمي شود يا به عبارت ديگر از آن انرژي كه به صورت مفيد مصرف نشود تلفات نام دارد. مثلاً وقتي روشنايي اتاقها بيش از حد باشد و لامپ بي مورد روشن باشد در حقيقت بخشي از انرژي تلف شده است. همچنين در مصارف صنعتي نيز بخش قابل توجهي از انرژي هدر مي رود كه از ديدگاه منافع ملي جزو تلفات است ولي در محاسبات ما جزو تلفات محسوب نمي شود. همچنين عدم رعايت مديريت بار و انرژي در صنايع نوعي تلفات است به طوريكه در اثر ناهماهنگي در برنامه كار ماشين آلات ديماند مصرفي كارخانجات افزايش مي يابد، نوعي تلفات ديماندي داريم.

تحقیق در مورد كاهش تلفات در خطوط فشار ضعيف
با توجه به دو ديدگاهي كه گفته شد مشاهده مي شود كه دو اختلاف عمده در اين ديدگاهها وجود دارد. در ديدگاه اول (ديدگاه شركتهاي برق) آن بخش از انرژي كه فروخته شود جزو كار مفيد است و تلفاتي ندارد اما از ديدگاه منافع ملي همين انرژي فروخته شده داراي تلفات است و تمامي آن به كار مفيد تبديل نمي شود.
همچنين از ديدگاه اول ممكن است بخشي از انرژي جزو تلفات محاسبه شود كه از ديدگاه دوم اين بخش از انرژي به كار مفيد تبديل شده است. مثلاً از ديدگاه شركت هاي برق آن بخش كه به صورت برق دزدي مصرف مي شود. جزو تلفات است در صورتيكه از ديدگاه دوم اين انرژي به كار مفيد تبديل شده است و يا در برخي قسمتهاي شبكه به علت نداشتن كنتور براي مصارف روشنايي، مصرف روشنايي جزو تلفات محاسبه مي شوند در صورتيكه از ديدگاه دوم اين انرژي به كار مفيد تبديل شده است.
حال با توجه به تعريفاتي كه از تلفات شد و با بيان ديدگاههاي مختلف، مشاهده شد كه تلفات در شبكه هاي انتقال و توزيع تنها درصد محدودي از كل انرژي الكتريكي را در برمي گيرند كه در اين بخش و در كل گزارش آنچه از آن به عنوان تلفات نام برده مي شود، همان تلفات از ديدگاه شركتهاي برق و يا به عبارت ديگر تفاضل انرژي خريداري شده و فروخته شده مي باشد كه اين تلفات خود داراي اجزاء مختلفي مي باشد. حال كه تعريف تلفات مشخص گرديد بايد انواع تلفات نيز بررسي شود و مشخص گردد كه منظور ما از كاهش تلفات كاهش كدام نوع از تلفات مي باشد:
انواع تلفات:
معمولاً در شبكه هاي برق رساني هنگامي كه بحث از تلفات و كاهش آن مي شود منظور كاهش تلفات انرژي است و نه كاهش تلفات توان. جهت روشن شدن مفاهيم تلفات ابتدا اين دو نوع تلفات را مورد بررسي قرار مي دهيم.

تحقیق در مورد كاهش تلفات در خطوط فشار ضعيف

1- تلفات توان:
توان مصرفي براي هر مشترك به پارامترهاي مختلفي بستگي دارد كه باعث مي شود ميزان مصرف مشترك در ساعات مختلف شبانه روز، هفته، ماه و سال متفاوت باشد. به همين دليل مي توان توليدي نيروگاهها نيز متغير خواهد بود و به دليل اينكه برنامه ريزي توسعه و ظرفيت توليد نيروگاهها براساس مصرف پيك مشتركان تنظيم مي گردد، بنابراين هر چه مصرف در پيك بيشتر باشد افزايش ظرفيت نيروگاهها را به همراه خواهد داشت.
يكي از عوامل مهمي كه در عمل به حساب تلفات منظور نمي شود بالا بودن غيرمنطقي ديماند مصرف مشتركين اعم از صنعتي، تجاري، خانگي و … مي باشد. به عبارت ديگر در اكثر موارد مي توان با اجراي صحيح مديريت مصرف، توان ماكزيمم مصرف كننده را كاهش دهيم بدون اينكه در برنامه كاري آن اختلالي ايجاد شود. حال اگر به عنوان مثال مصرف يك مشترك از p1 به p2 كاهش يابد، ظرفيت توليدي نيروگاه به اندازه (p1 – p2) آزاد مي شود بنابراين از يك ديدگاه ديگر مي توان گفت اين مقدار يعني p1 – p2 جزو تلفات مي باشد.
2- تلفات انرژي:
آنچه در گزارشات به عنوان تلفات نام برده مي شود، ميزان تلفات انرژي مي باشد كه در حقيقت از مجموع مقادير لحظه اي تلفات توان به دست مي آيد و يا به عبارت ديگر تلفات انرژي مقدار متوسط تلفات توان در دوره مورد مطالعه مي باشد. از آنجا كه مقدار تلفات توان در دامنه وسيعي تغيير مي كند در نتيجه مقدار ماكزيمم تلفات كه عمدتاً در ساعات پيك اتفاق مي افتد بمراتب بيش از مقدار متوسط تلفات انرژي مي باشد.

تحقیق در مورد كاهش تلفات در خطوط فشار ضعيف

به عبارت ديگر وقتي تلفات انرژي در يك شبكه 10 درصد مي باشد، مقدار تلفات توان همان شبكه در ساعات پيك بار بمراتب بيش از ده درصد مي باشد كه نسبت اين ارقام تابعي است از شكل منحني تغييرات بار و ضريب بار مصرف. در يك مصرف كننده با ماهيت بار شبكه بار سراسري برق، درصد تلفات توان چنين مصرف كننده حدود 50 درصد ترقي مي كند و در نتيجه مقدار تلفات توان در ساعت پيك به حدود 15 درصد مي رسد. اما اگر هدف مطالعه تلفات توان در شبكه اي با ضريب بار كمتر از ضريب بار شبكه سراسري برق باشد، مقدار افزايش توان بمراتب بيشتر از 50 درصد خواهد بود.
گرچه كاهش تلفات انرژي در برخي موارد ممكن است تقليل ديماند مصرف را به همراه داشته باشد اما اين عمل موقعي موثرتر مي شود كه ديماند مصرف در پيك كاهش يابد چون در چنين حالتي افزايش ظرفيت مفيد نيروگاهها را نيز به همراه خواهد داشت. بنابراين تلفات انرژي به تنهايي نمي تواند شاخص مناسبي براي ارزيابي تلفات در يك شبكه باشد بلكه لازم است تلفات توان و انرژي مشتركاً مورد بررسي و ارزيابي قرار گيرند.
گرچه ميزان تلفات انرژي تابعي است از تلفات توان اما بدان مفهوم نيست كه براي مقدار معيني از تلفات توان انرژي تلف شده ثابت باشد بلكه ممكن است ارقام متفاوتي را به خود اختصاص دهد كه اين تغييرات به نوع مصرف و شكل منحني تغييرات بار بستگي دارد. به عبارت ديگر كم بودن تلفات انرژي در يك شبكه همواره به معني پايين بودن تلفات توان نمي باشد و چه بسا ممكن است تلفات انرژي در دو حالت مختلف برابر باشند، اما تلفات توان در آنها يكسان نباشد.
عوامل موثر برتلفات
1- تغيير در سطح مقطع هاديها:
طبق نتايج بدست آمده در چند پروژه، متوسط كاهش تلفات براثر تغيير سطح مقطع از 25 به 35 يا 50 از 35 به 50 حدود %1/2 مي باشد. همچنين در صورتيكه از سيم نول با سطح مقطع با سيم فاز استفاده شود، تلفات براي مقاومتهاي زمين زياد تا 20 درصد كاهش مي يابد.

تحقیق در مورد كاهش تلفات در خطوط فشار ضعيف

2- وضعيت اتصالات:
همچنين در مورد تاثير نحوه اتصال بر روي تلفات، طبق آزمايشات انجام شده، تلفات مقدار سيم مشخص با يك اتصال سفت %5/3 تلفات همان مقدار سيم با اتصال شل %10 بيشتر از تلفات همان طول سيم بدون اتصال مي باشد. همچنين هراتصال بدون كلمپ در شبكه توزيع به طور متوسط معادل 4/0 متر از همان نوع شبكه ايجاد تلفات مي كند.

3- نحوة اتصال مشتركين:
در مورد نحوه اتصال مشتركين نيز مي توان گفت كه طبق آزمايشات انجام شده هر اتصال فاقد كلمپ حدود 0027/0 اهم مقاومت ايجاد مي كند، كه براي حدود 20000 مشترك با جريان پيك 2/3 آمپر براي 4 ساعت و 4/1 آمپر براي 20 ساعت مقدار تلفات ساليانه آن حدود kwh16000 مي باشد. در صورتيكه كل توان فروخته شده در سال kwh000/300/481 باشد تلفات ناشي مشتركين حدود %003/0 مي باشد كه البته اين رقم ناچيز است ولي عدم اتصال درست مشتركين تاثيرات منفي ديگري دارد كه لزوم اتصال صحيح را توجيه مي كند. برخي از اين تاثيرات منفي به شرح زير مي باشند:
يكي از اين تاثيرات خورده شدن سيم در محل اتصال شل و افزايش مقاومت آن نقطه و در نتيجه گرم شدن آن نقطه مي باشد. از ديگر تاثيراتي كه اتصالات شل و نادرست دارد احتمال قطعي سيم و در نتيجه افزايش انرژي توزيع نشده، همچنين كاهش قابليت اطمينان برق مصرفي براي مشتركين مي باشد.
4- نامتعادلي بار:
يكي ديگر از عوامل موثر در ايجاد تلفات نامتعادل بودن بار بر روي فازها مي باشد به طور خلاصه مي توان گفت كه نامتعادلي بار اثراتي دارد كه برخي از آنها به شرح زير مي باشد:

تحقیق در مورد كاهش تلفات در خطوط فشار ضعيف
به علت عبور جريان از سيم نول تلفات توان بيشتري خواهيم داشت. همچنين به علت اين كه سيم نول داراي جريان مي باشد اختلاف فاز بين فاز و نول كمتر خواهد بود بنابراين افت ولتاژ بيشتري خواهيم داشت.
يكي ديگري از اثرات نامتعادلي ولتاژ سه فاز، نامناسب بودن آن براي بارهاي سه فاز مي باشد. از ديگر مشكلات نامتعادل بودن بار عدم وجود ايمني به علت برقدار بودن سيم نول مي باشد. همچنين ممكن است يكي از فازها در ترانس بيشتر از بار نامي ترانس بار داشته باشد.
5- نوع بار:
از ديگر عوامل موثر بر تلفات تاثير نوع بار بر ميزان تلفات مي باشد. بارهاي موجود در شبكه توزيع چهار نوع مي باشد، بار توان مثبت، بار جريان ثابت و بار امپدانس ثابت و بار تركيبي.
طبق بررسي هاي انجام شده بيشترين تلفات را بارهاي توان ثابت ايجاد مي كنند زيرا در بارهاي توان ثابت با كاهش ولتاژ دو سر بار، جريان، افزايش مي يابد و به علت اينكه تلفات با مجذور جريان رابطه دارد بنابراين تلفات افزايش مي يابد. پس از بار توان ثابت بيشترين تلفات مربوط به بار جريان ثابت و تركيبي مي باشد.(ميزان تلفات در بارهاي جريان ثابت و تركيبي به ميزان مساوي مي باشد).
در بار جريان ثابت با تغيير ولتاژ جريان بار تغييري نمي كند بنابراين تلفات ثابت مي ماند. نكته ديگري كه حائز اهميت مي باشد اينست كه به

تحقیق در مورد كاهش تلفات در خطوط فشار ضعيف

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر