تحقیق درباره اتوماسیون سیستم های توزیع

تحقیق درباره اتوماسیون سیستم های توزیع

مقدمه
-فصل اول: كلياتي در مورد اتوماسيون
انواع روشها و سيستمهاي اتوماسيون شبكه توزيع
اجزاء سيستم اتوماسيون
انتخاب وظايف اتوماسيون
سطوح اتوماسيون
اتوماسيون و اقتصاد
– فصل دوم : سيستم جمع آوري، پردازش وانتقال اطلاعات
نيازهاي پست
نيازهاي كابينت telecontrol
RTU و اجزاء آن
RTUCAN (نمونه داخلي)
Sectionalizer
Recloser
Capacitor control
– فصل سوم : مخابرات اتوماسيون
مخابرات ديجيتال
اجزاء سيستم مخابراتي ديجيتال
مدولاسيون
ضرورت مدولاسيون
انواع مدولاسيون
ISI و BER
همزماني(synchronization)
QPSK
OQPSK
MSK
GMSK
كدكننده ها
كنترل خطا
فرمت داده
نمونه عملي
مودم راديويي UHF ، NRM-400
سيستمهاي مخابراتي
سيستمهاي راديويي
مايكروويو
TDMA
سيستم راديو بسته اي
سيستم راديويي سلولي
مودم راديويي
تكنولوژي spread spectrum
VSAT
DLC
امكانات شركت مخابرات ايران
شبكه تلفن عمومي
شبكه داده X.
كابل مخابراتي
مخابرات فيبر نوري
مزايا و معايب روشهاي مختلف مخابراتي
نمونه هايي از شبكه هاي مخابراتي
– فصل چهارم : بررسي اتوماسيون در ديگر كشورها
هندوستان
سنگاپور
كره جنوبي
پروژه اتوماسيون مقياس بزرگ امريكا
سيستم اتوماسيون ژاپن
اتوماسيون توزيع در كانادا
– منابع و مآخذ

مقدمه:
با گذشت بيش از يك قرن از طراحي و راه‌اندازي اولين شبكه انرژي الكتريكي با يك نيروگاه متمركز و بار توزيع‌شده در سال 1882 توسط توماس اديسون، كه تعداد 59 مشترك را با ولتاژ 110 ولت مستقيم تغذيه مي‌كرد و مقايسه آن با وضعيت كنوني شبكه‌هاي عظيم تأمين انرژي الكتريكي مي‌توان علاوه بر مشاهده‌ي پيشرفت سريع اين صنعت به افزايش باور نكردني تقاضاي مصرف‌كنندگان براي اين انرژي پي برد. با افزايش اين نياز شبكه‌هاي برق نيز دچار تغيير و گستردگي و پيچيدگي شدند و اين گستردگي تا به حدي افزايش پيدا كرد كه هم‌اكنون شبكه‌هاي برق‌رساني، در سطح توليد، انتقال و توزيع به عنوان عظيم‌ترين ساخته دست بشر محسوب مي‌شوند. مهم‌ترين ويژگي‌ اين شبكه، به هم‌پيوستگي آن است، به طوري كه ناپايداري در نقطه‌اي كوچك از شبكه قادر خواهد بود تمام نقاط شبكه را تحت تأثير قرار دهد و اين امر لزوم كنترل و نظارت دقيق را بر قسمت‌هاي مختلف شبكه روشن مي‌سازد.
از طرف ديگر انرژي الكتريكي نيز مانند ساير انرژي‌هاي ديگر پيرو نظام اقتصادي عرضه و تقاضا مي‌باشد و لذا بالا بردن سود و كاهش هزينه از اصلي‌ترين اركان حفظ بقاء آن است. انرژي الكتريكي همواره از سه سطح توليد، انتقال و توزيع مورد بررسي قرار مي‌گيرد. براي افزايش بهره‌ بايد برق را با حداقل تلفات از نيروگاه‌ها به دست مصرف‌كننده رساند. كه در اين بين با خصوصي‌سازي و واگذاري مديريت بخش‌هاي مختلف، هر كدام از سه بخش توليد، انتقال و توزيع بايد حداقل تلفات را براي بالا بردن بهره اقتصادي خود ايجاد كنند. داده‌هاي آماري بيان‌گر اين مطلب است كه بخش عظيمي از تلفات انرژي الكتريكي در سطح توزيع صورت مي‌گيرد، يعني بخش كم‌تري از انرژي رسيده به سطح 20KV به مصرف‌كننده مي‌رسد. اين امر سبب شده تا بخش توزيع مورد توجه قرار گرفته و راه‌هايي براي بالا بردن كارايي آن ايجاد شود.
اتوماسيون يكي از راه‌هايي است كه مي‌تواند با نظارت و مانيتورينگ شبكه توزيع، امكان كنترل‌پذيري اين شبكه را بيش‌تر كند.
طرح‌هاي اتوماسيون در سطوح توليد و انتقال از مدت‌ها پيش مورد توجه قرار گرفته و انجام شده‌اند. روند كلي اتوماسيون در سطح جهاني براي سيستم‌هاي توزيع از اواسط دهه‌ي 70 ميلادي آغاز شد و تاكنون ادامه دارد.
پايان‌نامه‌ي حاضر با عنوان «اتوماسيون سيستم‌هاي توزيع» سعي دارد تا در سطحي مشخص به معرفي اين سيستم و بررسي ويژگي‌هاي آن بپردازد. لازم به ذكر است كه اتوماسيون زمينه‌اي گسترده داشته و پرداختن به همه جوانب آن در يك پايان‌نامه‌ي سطح كارشناسي ممكن نمي‌باشد. اين پروژه شامل بيان كلياتي در مورد اتوماسيون بوده و بيش‌تر جنبه تئوري دارد ولي در عين حال، هر كجا لازم بوده اشاره‌اي به پژوهش‌ها و پروژه‌هاي كاربردي و عملياتي در اين زمينه شده است.
بنابر توصيه استاد راهنما در برخي از بخش‌ها وارد جزئيات مطالب شده و بيش‌تر به آن‌ها پرداخته شده است، كه از جمله آن مي‌توان به بخش مخابرات اشاره كرد.
پروژه حاضر به دليل گستردگي مطلب، شامل گرايش‌هاي مختلفي ازجمله گرايش‌هاي مخابرات، الكترونيك و كنترل مي‌باشد. البته زمينه‌ي اصلي اتوماسيون توزيع، بنابر كاربرد آن مربوط به گرايش قدرت است لذا آشنايي و تسلط بر مفاهيم مختلف هر گرايش در كنار درك عميق از سيستم‌هاي قدرت زمينه را براي درك مفاهيم آماده مي‌سازد. در طي انجام اين پروژه از مساعدت و هم‌كاري شركت‌ها و ارگان‌هاي مختلف بهره‌مند بوديم كه از تمامي آن‌ها خصوصاً بخش «مهندسي توزيع توانير» و هم‌چنين «پژوهش‌‌كده كنترل و مديريت شبكه پژوهشگاه نيرو» كمال تشكر را داريم.
در انتها از لطف و زحمات بي‌دريغ استاد محترم راهنما، جناب آقاي دكتر جواد علمايي در حين انجام مراحل مختلف پروژه كمال سپاس‌گزاري را داريم.

تحقیق درباره اتوماسیون سیستم های توزیع

فصل اول:
کلیات اتوماسیون

كلياتي در مورد اتوماسيون
در ابتدا براي آشنايي با مفهوم اتوماسيون و وارد شدن به بحث اتوماسيون توزيع لازم است تا توضيحات و چشم‌اندازي كلي از اتوماسيون مطرح شود.
مفهوم اتوماسيون، مفهوم جديدي نيست. بحث اتوماسيون در جنبه‌هاي مختلف زندگي بشر وارد شده و ريشه آن به ابتداي دوران انقلاب صنعتي بر مي‌گردد. در واقع با اختراع ماشين بخار، ورود سيستم‌هاي اتوماتيك كه بتوانند وظايف مختلفي را در سطوح گوناگون زندگي بر عهده گيرند، آغاز شد.
سيستم‌هاي مختلف ماشيني در زمينه‌هاي اداري و صنعتين نمونه هايي از اتوماتكي شدن محسوب مي‌شوند، اما با گذشت زمان و افزايش و گستردگي اين شبكه‌هاي مختلف ماشيني با سطوح تكنولوژيكي متفاوت سبب شد تا توجه بهره برداران، به سوي سيستم‌هايي براي كنترل و بهره‌برداري از اين شبكه‌هاي ماشيني معطوف شود. اين سيستم‌هاي كنترلي و نظارتي در واقع با هدف كاهش خطاي انساني و بالابردن سرعت كنترل سيستم‌هاي مختلف بوجود آمده و روز به روز پيشرفت كردند. با گذشت زمان و آشكارشدن قابليت اين سيستم‌هاي كنترلي در ارتباط بين سيستم‌هاي مجزا و بعضاً ناهمگون، عرصه براي ورود سيستم‌هاي اتوماسيون به سطوح غيرماشيني نيز مي‌باشد. از آن جمله مي‌توان به سيستم‌هاي اتوماسيون اداري و بايگاني اشاره كرد. در اينجا همين نكته مهم را يادآور مي‌شويم كه با ورود اتوماسيون خواه ناخواه سيستم‌هاي ماشيني نيز به عرصه وارد مي‌شوند. يعني براي اجراي اتوماسيون براي سيستم بايگاني و ارتباط آن با ديگر مراكز، ابتدا بايد اين مراكز به تجهيزات مربوطه مجهز شوند كه به اين مجهز كردن در اصطلاح. مكانيزاسيون گفته مي‌شود. پس اجراي هر طرح اتوماسيون با شرط اجراي مكانيزاسيون ميسر خواهد بود.
شبكه‌هاي برق نيز با گستردگي و پيچيدگي خود شايد بيش از ساير سيستم‌ها به اجراي اتوماسيون محتاج باشند. در اين راستا موضوع اتوماسيون در اين زمينه مطرح شد. البته اين نياز در سطح توزيع، به خاطر پيچيدگي زياد شبكه بيشتر احساس مي‌شود.
هر طرح اتوماسيون بدون انجام مكانيزاسيون عملاً بازدهي نخواهد داشت. از همين رو مقدمة اجراي طرح، تغيير در وضعيت وسايل و تجهيزات موجود در سيستم توزيع خواهد بود. در اين بخش به بررسي سطوح مختلف اتوماسيون توزيع مي‌پردازيم.
انواع روشها و سيستم‌هاي اتوماسيون شبكه توزيع
در اين قسمت به بررسي انواع طرح‌هاي اتوماسيون شبكه توزيع و قسمتهائي از شبكه توزيع كه امكان اجراي اتوماسيون را دارند مي‌پردازيم.
انواع سيستم‌هاي اتوماسيون شبكه توزيع (Distribution Monitoring)
سيستم مانيتورينگ توزيع اولين نسل از سيستم‌هاي اتوماسيون شبكه توزيع بوده و يك سيستم جمع‌آوري اطلاعات (Data Acquisition) و پردازش اطلاعات مي‌باشد. با اجراي اين سيستم، امكان نظارت بر سيستم توزيع و آگاهي از وضعيت تجهيزات شبكه نظير كليدها، سكسيونرها و.. نيز مقادير كميتهاي مهم نظير ولتاژ، جريان، ضريب قدرت و… در پستها و فيدرهاي تحت نظارت ايجاد مي‌شود.
سيستم جمع‌آوري اطلاعات و كنترل نظارتي توزيع (Distribution SCADA)
در اين سيستم، علاوه بر جمع‌آوري اطلاعات و نظارت بر كميتهاي مهم، امكان ارسال فرمان از طرف اپراتور سيستم به تجهيزاتي نظير كليدها، سكسيونرها، تپ ترانسها و … وجود دارد.

تحقیق درباره اتوماسیون سیستم های توزیع
اين فرمانها براي تغيير توپولوژي شبكه به هنگام خطا، تعميرات و… اعمال شده و باعث سهولت در بهره برداري و كاهش هزينه‌ها مي‌شود. در عمل طرحهاي انجام شده در سيستم توزيع در سطح جهان از اين مرحله شروع مي‌شوند و سيستم نظارت توزيع نسبت به اين طرح توجيه اقتصادي كمتري دارد. مزاياي اقتصادي سيستم‌هاي اتوماسيون توزيع در قسمتهاي بعدي بررسي خواهد شد.
سيستم جمع‌آوري اطلاعات و كنترل خودكار توزيع (سيستم اتوماسيون توزيع)(Distribution Automation sysytem- DAS)
اين سيستم نسل سوم از سيستم‌هاي اتوماسيون توزيع مي‌باشد. اين سيستم در واقع همان سيستم بند 2-1-2-3- مي‌باشد كه قابليتهاي جديدي به آن اضافه شده است. ويژگي‌هاي اين سيستم اين امكان را مي‌دهد كه در مواردي نظير وقوع خطا كه نياز به تصميم‌گيريهاي فوري و انجام يك سري از عمليات ضروري مي‌باشد، خود سيستم با استفاده از قابليتهاي نرم‌افزاري و سخت‌افزاري، عمليات مورد نياز را به منظور تسريع در كارها بدون دخالت اپراتور نيز بتوانند انجام دهد.
در حال حاضر سيستم‌هاي مدرن اتوماسيون توزيع موجود در سطح جهان عمدتاً از اين نوع مي‌باشند.
البته يادآور مي‌شود كه گاهي اوقات عبارات DAS و Distribution SCADA به عنوان معادل به كار مي‌روند و مثلاً ممكنست سيستم SCADA اعمال خودكار را نيز انجام دهد.
به عنوان مثال تعريف IEEE از سيستم اتوماسيون توزيع عبارتست از: (سيستمي كه شركت توزيع برق را قادر به انجام نظارت، ايجاد هماهنگي در سيستم و بهره‌برداري از تجهيزات شبكه توزيع بصورت زمان حقيقي (Real- Time) و از راه دور مي‌سازد). كه اين تعريف Distribution SCADA را هم‌ميتواند شامل شود. در اكثر موارد موارد منظور از سيستم اتوماسيون توزيع همان سيستم DAS مي‌باشد.
سيستم‌هاي اتوماسيون توزيع هوشمند
سيستم‌هاي اتوماسيون توزيع براي انجام وظائف خود نياز به تصميم گيري دارند و براي تسهيل در اين امر از سيستم‌هاي هوشمند، نظير سيستم‌هاي خبره، فازي و… استفاده مي‌كنند. اين مرحله از سيستم اتوماسيون توزيع در حال طي مراحل تكاملي است و در حال حاضر، جزء پيشرفته‌ترين نوع سيستم‌هاي اتوماسيون توزيع محسوب مي‌شود.
اجزاء سيستم اتوماسيون توزيع
بطور كلي سيستم اتوماسيون توزيع به سه جزء مشخص تقسيم مي‌شود:
اتوماسيون پست
اتوماسيون پست شامل كنترل نظارتي و بعضاً خودكار كليدها (C.B)، سكسيونرها (DS) تپ چنجرهاي زير بار (OLTC)، رگولاتورها (AVR) و بانكهاي خازني پستها مي‌شود. جمع آوري اطلاعات از راه دور براي استفاده اپراتور نيز جزء احتياجات اين بخش است.
اتوماسيون فيدر
اتوماسيون فيدر شامل جمع‌آوري ديتا و كنترل نظارتي يا خودكار تجهيزات خط از قبيل كليدها، ريكلوزرها، رگولاتورهاي خطوط، خازنها، سكسيونرها و مجزا كننده‌ها (Sectionalizers) مي‌باشد. نظارت از راه دور بر نمايشگرهاي خطا fault indicator) و تحليل گرهاي خطا (Fault Analyzer) نيز مي‌تواند شامل اين قسمت باشد.
اتوماسيون ارائه خدمات به مصرف‌كنندگان
اتوماسيون ارائه خدمات به مصرف‌كنندگان شامل قرائت كنتورها از راه دور، برنامه‌ ريزي و قرائت كنتورهاي چند تعرفه (Time Of Use- TOU)، سرويس قطع و وصل مصرف‌كننده‌ها، كنترل بارهاي مصرف‌كنندگان و ارسال سيگنالهاي TOU مي‌باشد.

تحقیق درباره اتوماسیون سیستم های توزیع
مسائل مطرح براي شركتهاي توزيع هنگام انتخاب سيستم اتوماسيون
شبكه توزيع
انتخاب وظايف موردنظر براي سيستم اتوماسيون شبكه توزيع
براي انتخاب وظايف موردنظر يك سيستم اتوماسيون توزيع (DAS) بايد موارد زير بررسي شود:
– مشخصات شبكه
– مشخصات بار
– سياستهاي قيمت گذاري (تعرفه)
– مسائل اجتماعي، اقتصادي و جمعيتي
وظائف مناسب سيستم DAS بايد براي هر مورد خاص پس از بررسي موارد فوق انتخاب شود اما به طور معمول موارد زير توسط شركتهاي توزيع مورد بررسي قرار مي‌گيرند:
وظائف مناسب در اتوماسيون پست
– نظارت بر وضعيت تجهيزات پست
– نظارت بر ولتاژها و جريانها
– كنترل نظارتي يا خودكار پست
– جمع آوري اطلاعات آماري در مورد پست
– مجزاسازي خطا، تشخيص اضافه بار و بازيابي سرويس
– كاهش تلفات ترانسفورماتورها
– تقسيم بار روي ترانسفورماتورها
– تقسيم بار روي فازهاي مختلف
– كنترل جريان چرخشي ترانسها
– كنترل ولتاژ باسها
وظائف مناسب در اتوماسيون فيدر
– جداسازي خطا و بازيابي سرويس
– كليدزني از راه دور
– جمع‌آوري اطلاعات آماري در مورد فيدرها
– كنترل از راه دور رگولاتورها
وظائف مناسب در اتوماسيون مصرف‌كننده‌ها
– قرائت از راه دور كنتورها، كنتورهاي چند تعرفه (TOU) و كنتورهاي پيك بار
– كشف دستكاري كنتور و انشعاب غيرمجاز
– نظارت بر كاركرد صحيح كنتور
– قطع و وصل مجدد برق از راه دور
– بررسي مشخصات و ويژگيهاي بارها (Load survey)
كنترل بار و مديريت مصرف (Load Control and Demand side Management- DSM)
– اعمال خاموشي در مواقع اضطراري (Load Shedding)
– كنترل بارهاي خاص مصرف‌كنندگان، نظير سيستم‌هاي تهويه مطبوع، سرمايش و گرمايش و مصارف عمومي
كنترل ولتاژ و توان راكتيو
– كنترل از راه دور تپ چنچرهاي تحت بار (OLTC)
– كنترل توان راكتيو فيدرها (كنترل بانكهاي خازني)
– جبران افت ولتاژ فيدرها
– كنترل توان راكتيو در پستها (كنترل بانكهاي خازني)
– كنترل ولتاژ نقاط مهم در فيدرها بوسيله كنترل رگولاتورهاي ولتاژ خط
حفاظت سيستم
– كنترل ريكلوزرها
– حفاظت باس بارها
– حفاظت جريان زياد (O.C) لحظه‌اي
– حفاظت ترانس پست
– حفاظت جريان زياد (O.C) با منحني زمان معكوس
در اين بخش به بيان نكات تكميلي در مورد هر سه سطح اتوماسيون مي‌پردازيم.
الف) اتوماسيون در سطح پست:
در اتوماسيون پست مي‌بايست تمام تجهيزات عظيم و جاگير از قبيل رله‌ها، دستگاه‌هاي اندازه‌گيري، سوئيچ بردها و… با تجهيزات هوشمند جديد عوض شوند كه اين سيستم‌ها علاوه بر كارآيي و دقت بالا باعث افزايش طول عمر تجهيزات مي‌شوند كه وظيفه‌ي اين تجهيزات هوشمند، جبران‌سازي افت ولتاژ، باز و بستن كليدها از راه دور، متقارن كردن بار

تحقیق درباره اتوماسیون سیستم های توزیع

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر