کنترل فرکانس و ولتاژ

يكي از مهمترين فراسنج هاي كنترلي شبكه ، فركانس مي باشد که تغييرات آن نمايانگر تغيير در فرايند توليد و مصرف است و به همين مناسبت ازعوامل بسيارمهم دربهره برداري و كنترل وضعيت شبكه مي باشد. در بهره برداري شبکه، اطلاعات مربوط به فركانس شبكه بايد بصورت لحظه اي ثبت گردد و اين بدان معني است كه حجم وسيعي از اين اطلاعات در يك محدوده زماني بايد ثبت و مورد بررسي قرار گيرد. لازم به توضيح است که  تغييرات فركانس بيش از مقدار نامي آن علاوه بر وارد آوردن صدمات به تاسيسات شبکه برق رساني ، بر وسائل مشتركان برق نيز اثرات زيانباري خواهد داشت همچنين در صورتيكه فركانس شبكه در حد مطلوب و مجاز كنترل نگردد موجب عدم پايداري و حتي فروپاشي شبكه خواهد شد. در شبكه سراسري برق ايران طبق دستور العمل هاي ثابت بهره برداري ، تغييرات مجاز فركانس  شبکه بين 7/49 تا 3/50 هرتز است . نمونه هايي از عدم کنترل بموقع فرکانس و فروپاشي شبکه به شرح زير مي باشد: فروپاشي شبکه در 30 ارديبهشت 1381 و همچنين فروپاشی بخش شمالي شبکه در 12 فروردين 1382 که هر دو ناشي از عدم کنترل محلي فرکانس در بخش هايي است که به دلايل مختلف دچار حادثه شده اند .

در شبکه هاي قدرت در صورتيکه به دلايلي همچون قطع خطوط انتقال و يا خروج خود کار واحد هاي بزرگ توليدي ، افت ناگهانـــي فرکانس اتفاق افتد و موجب کاهش فرکانس از حد مشخصي گردد، رله هاي قطع بار فعال شده و بخشي از مصرف را قطع مي نمايد تا تعادل بين توليد و مصرف برقرار گردد. عملکرد رله هاي اشاره شده زماني اثر بخش خواهد بود که ميزان تغييرات کاهشي فرکانس و ولتاژ در حدي باشد که فرصت لازم ( حداقل 250 ميلي ثانيه ) را در اختيار رله قرار دهد . زيرا در غير اين صورت رله ها عمل نکرده و فرکانس همچنان کاهش مي يابد تا سرانجام فروپاشي حادث شود . عکس العمل سريع در تصحيح فرکانس و ولتاژ شبکه خصوصا" در زمان وقوع حادثه ، يکي از عوامل تعيين کننده مي باشد . به طور سنتي تصحيح کننده هاي فرکانس عمدتا"  نيروگاه هاي آبي مجهز به گاورنرهاي سريع هستند که مي توانند کل توان توليدي خود را در ظرف چند ثانيه به ميزان قابل توجه اي تغيير دهند . تنظيم کننده هاي ولتاژ نيز عمدتا" ژنـــراتورهاي سنکرون مجهز به سيستم هاي AVR[1] مي باشند که در کسري از ثانيه وارد عمل مي شوند . تنظيم فرکانس شبکه مي تواند در هر نقطه از شبکه صورت پذيرد به شرط آنکه امـکان انتقال توان در خطوط در شبکه وجود داشته باشد . به عنوان مثال اگر حادثه اي در خراسان باعث کاهش فرکانس شبکه شود واحد هاي آبي در خوزستان مي توانند نسبت به تصحيح فرکانس وارد عمل شوند  اما پاره اي از مواقع اين امر ممکن است موجب افزايش بار خطوط  " دز- انديمشک "  و يا " علي آباد – اسفراين " شود  و حتي موجب قطع اين خطوط گردد که در اين حالت وضعيت شبکه بسيار آسيب پذير خواهد شد . بنابراين به منظور حفظ پايداري و ايمني شبکه، کنترل فرکانس و ولتاژ بايد به گونه اي انجام پذيرد که قابليت انجام عمليات کنترلي چه در منطقه و چه در کل شبکه وجود داشته باشد . با توجه به پراکندگي و تنوع نيروگاه ها در تمامي طول شبکه سراسري برق کشور ، قابليت بالقوه کنترل فرکانس و ولتاژ شبکه بطور همزمان وجود دارد ولي به دلايل مشروحه زير از آن استفاده درست نمي شود:

-       درآمد نيروگاه ها بر اساس انرژي توليد است لذا جهت کسب درآمد ، نيروگاه ها همواره سعي در توليد در حد حداکثر ظرفيت عملي خود دارند . حتي در حال حاضر نيز که خريدار برق نيروگاه ها بازار برق مي باشد ، نيروگاه ها تلاش دارند که قيمت هاي پيشنهادي خود را به گونه اي تنظيم نمايند که با حداکثر توليد در مدار باقي بمانند . لذا ذخيره اي جهت کنترل فرکانس موجود نمي باشد و اگر هم چنين ذخيره اي منظور شود  هزينه اي بابت آن پرداخت نمي گردد .

-       با توجه به تغييرات قابليت توليد و محدويت جريان خروجي ژنراتورها ، معمولا" واحد نيروگاهي نمي تواند همزمان حداکثر توليد توان اکتيو و راکتیو را داشته باشد لذا در صورتيکه بخواهد جهت تامين ولتاژ مورد نياز به توليد توان راکتیو بپردازد بايد از توليد توان اکتيو خود بکاهد و اين در حالي است که کاهش توان اکتيو بمعني کاهش انرژي توليدي و کاهش درآمد است .

از اين دو مورد چنين استنباط مي گردد که براي حفظ شبکه و کنترل فرکانس ضروري است از نظر موازين قانوني تمهيداتي  انديشيده شود تا انگيزه لازم براي توليد بار راکتيو مورد نياز از سوي نيروگاه ها بوجود آيد زيرا اگر چنين روندي شکل نگيرد خسارتهاي ناشي از خاموشي بيش از پرداخت هزينه بار راکتيو توليدي نيروگاه ها خواهد بود .

-       رشد سالانه افزون بر 10 درصد مصرف برق کشور و عدم وجود ذخيره کافي ، بهره برداري از شبکه را به سمتي سوق داده است که حاشيه هاي امنيتي شبکه کاهش يافته و نياز امنيتي شبکه را تامين نمي نمايد . بالطبع در چنين شرايطي احتمال خاموشي هاي ناخواسته افزايش يافته و احتمال ناپايداري شبکه نيز افزايش خواهد يافت تا حدي که تحت شرايط اضطراري نمي توان از فروپاشي شبکه جلوگيري نمود . با توجه به اينکه در شبکه هاي برق رساني ، نيروگاه هاي آبي بيشترين سهم را در کنترل فرکانس به عهده دارند، پراکندگي اين نوع نيروگاه ها مي تواند کمک موثري به کنترل منطقه اي فرکانس باشد . در ايـران به علت شرايط خاص جغرافيايي و وجود رودخانه هاي عظيم، اکثر نيروگاه هاي برق آبي در جنوب غرب کشور واقع شده اند و اگر چه کنترل فرکانس شبکه سراسري را انجام مي دهند وليکن کنترل فرکانس بصورت منطقه اي همچنان با مشکل مواجه است . از سوي ديگر به دليل کمبود منابع آبي کشور ، اولويت آب ذخيره شده  در پشت ســـدها ، آبياري و تامين آب مـــورد نياز بخش هاي صنعتي و کشاورزي و آب شرب مي باشد لذا توليد برق و استفاده از امکانات نيروگاه هاي برق آبي براي تنظيم فرکانس در اولويت دوم قراردارد و حتي در زمانــهاي کم آبي و سال هاي خشکسالي ،کنترل بوسيله اين نيروگاه ها با مشکل مواجـــه مي گردد . با عنايت به مشکلاتي که به آن اشاره شده است، معاونت راهبري شبکه برق شرکت مديريت شبکه بر آن شد تا طرح ها را جهت بهبود شرايط تهيه نمايد تا با کمک مسئولين صنعت برق و ساير نهادهاي تصميم گيرنده ، خدمات کيفي و کمي مطلوبي ارائه گردد . رئوس اقدامات پيش بيني شده به شـــرح زير مي باشد .

1-      ارائه طرح راه اندازي بازار خدمات جنبي کنترل فرکانس و کنترل ولتاژ به هيئت تنظيم بازار جهت ايجاد انگيزه هاي اقتصادي در شرکت هاي توليد برق حرارتي با هدف بهبود قابليت کنترل فرکانس منطقه اي

2-      مطالعات امکان سنجي احداث نيروگاه هاي تلمبه ذخيره اي در نقاط مختلف کشور پهناور ايران

 هر چند ايران کشوري است با شرايط اقليمي نيمه خشک و کويري وليکن با توجه به کوهستانهاي پراکنده و شيب هاي تند      فلات قاره، امکان ساخت حوضچه هاي آبي در فواصل نزديک  و با اختلاف ارتفاع مناسب وجود دارد و مي توان از آنها به عنوان ســـدهاي تلمبه ذخيره اي براي ذخيره سازي انرژي در ساعات کم باري و نيز تنظيم فرکانس و ولتاژ در منطقه اســــتفاده نمود. در ضمن يادآور مي شود كه نيروگاه تلمبه ذخيره اي سياه بيشه با قدرت 1000 مگاوات تا سال 1387 به بهره برداري خواهد رسيد . 

 


مخابرات

به جرات مي توان گفت كه اگر مخابرات نبود زندگي به شيوه امروزي غيرممكن مي شد . تصــور كنيد حركت قطارها، هواپيــماها، كشتي ها، فعاليت هاي بانكي، امنيت راه ها وشهرها، اورژانس بيمارستان ها، رسانه ارتباطي صوتي و تصويري و هزاران مورد ديگر چه وضعي داشتند. با نگاهي ساده مي توان دريافت كه مخابرات در زندگي روزمره نقش بسزائي دارد و قسمت اعظم فعاليت هاي زندگي توسط ارتباطات انجـام مي گيرد . اينها تنها گوشه اي از نقش مخابرات عمومي مي باشد يقينا" مخابرات صنعتي كه در صنايع بزرگ مانند برق، نفت و گاز استفاده مي شوند از حساسيت و اهميت خاصي برخوردار هستند، شايد اغراق نباشد اگر گفته شود بدون مخابرات پايش، كنترل و راهبري شبكه برق غير ممكن خواهد شد . با توجه به اينكه شبكه هاي مخابراتي عمومي(public ) جوابگوي كليه نيازهاي ارگانهاي صنعتي نيست و به عنوان يك شبكه مطمئن  هميشه در دسـترس نمي باشد لذا صنايع بزرگ در دنيا به ناچار در فكر احداث شبكه ارتباطي كاملا" مستقل بوده اند. صنعت برق ايران از ابتداي تاسيس، سيستم هاي مخابرات اختصاصي و مستقلي داشته است که عبارتند از:

 

پی ال سی(  Power Line Carrier)

سيستم فرستنده و گيرنده ائي كه از  خطوط فشار قـوي براي ارسال فرامين حفاظتي و اطلاعات پست و نيروگاه و همچنين برقراري ارتباط تلفني استفاده مي نمايد  و بخش اعظم اطلاع رساني و ( DTS[2] ) پست ها با استفاده از اين سيستم به مراكز ديسپاچينگ (AOC[3])منطقه اي انجام مي شود. مهمترين نقش پي ال سي ارسال و دريافت فرمانهاي حفاظتي براي جداسازي تجهيزات و يا خطوط معيوب و جلوگيري از گسترش عيب به بقيه بخش ها مي باشد.

 

بي سيم

يك وسيله ارتباطي سريع و مطمئن است که در ارسال يك پيام مشترك به تعداد زيادي از پست ها و نيروگاه ها بصورت همزمان ( در مواقع ضروري) و براي ارتباط نقطه به نقطه استفاده مي شود.

مراكز تلفن

امكان راه يابي به خطوط شهر (PTT[4]  عمليات ارتباطات داخلي در ساختمانهاي اداري ، ستادي وهمچنين ترانزيت شماره ها را به ساير پست ها و نيروگاه ها انجام مي دهند.


مايكروويو

به عنوان سيستم پر ظرفيت مابين دو مركز مخابراتي مورد استفاده مي باشد ، اين سيستم اطلاعات و DTS  پست هاي شعاعي را كه در يك نقطه (گره مخابراتي) جمع آوري شده اند به مركز مخابرات اصلي و يا به مركز ديسپاچينگ ارسال مي نمايد اين تجهيزات ، ارتباطات و نيازهاي ديسپاچينگ هاي ششگانه فعال و ســه ديسپاچينگ در حال ساخت و همچنين ديسپاچينگ ملي را با پست ها و نيروگاه هاي سراسر كشور تامين مي كنند. با توجه به افزايش روز افزون تعداد پست ها و نيروگاه ها و پيشرفت سريع در تجهيزات مخابراتي و تغيير سيستم ها از آنالوگ به ديجيتال و افزايش ظرفيت سيستم هاي مخابراتي صنعت برق اقدام به احداث شبكه فيبـــر نوري نموده است بايد در نظر داشت كه استفاده از دکلهاي خطوط انتقال كه اساسا" به منظور انتقال انرژي احداث مي گردند مصون ترين شيوه براي نصب فيبر نوري مي باشد بدين صورت که به جاي سيم محافظ از (OPGW[5] ) استفاده مي شود كه علاوه بر ايفاء نقش سيم زمين به عنوان محيط انتقال، استفاده مي گردد . البته با توجه به ظرفيت بسيار بالاي فيبر نوري امكان واگذاري آن به ساير ارگانها مانند نفت، گاز، شركت مخابرات، راه آهن ، صدا و سيما ، بانكها و مقدور مي باشد كه مي تواند درآمد قابل توجهي هم براي صنعت برق داشته باشد.

 

مزيت هاي  فيبر نوري

-           مصونيت در برابر نويز و امواج الكترومغناطيسي

-           امكان ارسال داده هاي اطلاعاتي با سرعتهاي بالا و مطمئن

-           امكان ارسال تصاوير پست و نيرو گاه براي ديسپاچينگ براي تصميم گيري به موقع

در صنعت برق از چند سال گذشته اقدام به احداث شبكه فيبر نوري شده است . اميد آنکه با تكميل اين شبكه كليه نيازهاي صنعت برق و ساير ارگانهاي مملكت وهمچنين ارتباطات پر ظرفيت با ساير كشورهاي همسايه تامين گردد. در حال حاضر از مجموع 6954 كيلومتر فيبرنوري مصوب تا كنون مقدار 4210 كيلومتر كابل فيبرنوري تامين گرديده است. كه مقدار 825 كيلومتر آن در حال  بهره برداري است و مقدار 3385 كيلومتر آن كابل كشي شده كه در صورت خريد ترمينال هاي نوري آنها به بهره برداري خواهد رسيد.

 

ساخت داخل کابل OPGW و تجهيزات جنبي مربوطه

از سال 1373 ساخت کابل OPGW  در داخل کشور وارد مرحله جديدي شده و در اين راستا شرکت تجهيزات برقي ايران با شرح وظايف توليد قطعات مورد نياز صنعت برق خصوصا" انتقال تاسيس گرديد . از طرف ديگر شرکت آلومتک با خريد تجهيزات فني امکان توليد آلومينيوم آلياژي و هادي هاي فيبر نوري را در کشور فراهم نمود به طوري که با توليد ساليانه 7 هزار تن هادي آلياژي توسط اين شرکت نياز شبکه جنوب و شمال کشور با توجه به شرايط جوي اين مناطق مرتفع خواهد شد. ضمنا" در زمينه ساخت تجهيزات جنبي فيبر نوري اعم از تجهيزات آويزي و کششي شرکت هاي يراق آوران پويا ، مصپا و آلدا فعال بوده و 80 درصد از نيازهاي داخل کشور را تامين مي نمايند .


 


[1] - Automatic Voltage Regulator

[2] - Dispatching  Telephone  System

[3] - Area Operating Center

[4] - Post Telephone telegraph

[5] -Optical Fiber Ground Wire

 

.