نشریه عصر برق
پیاپی 4 (بهار 1395)

با توسعه شبکه های برق و ورود مصرف کنندگان و تولیدکنندگان متنوع، لزوم استفاده از مبدل های توان بالا در کاربردهای مختلف، روز به روز بیشتر می گردد. مبدل های نسل جدید می بایست توانایی کار با انواع توان اعم از جریان مستقیم و متناوب را دارا باشند. منابع تولید پراکنده، انرژی های تجدید پذیر و حمل و نقل ریلی نمونه ای از این کاربردها می باشند. یکی از مبدل های توان پیشنهادی جهت رفع چالش های جدید شبکه قدرت، ترانس حالت جامد است. این ترانس ها با استفاده از ادوات نیمه هادی قدرت و ترانس فرکانس بالا قابلیت تبدیل سطح ولتاژ و کنترل توان را دارا می باشند. کاهش حجم و وزن، رگولاسیون آنی و لحظه ای ولتاژ، جداسازی خطا، اصلاح ضریب توان، امکان کنترل پخش توان های اکتیو و راکتیو، کنترل جریان خطا در سمت فشار قوی و فشار ضعیف، قابلیت بالای رگولاسیون ولتاژ، امکان تفاوت فرکانس خروجی با ورودی و تعدد فازهای خروجی، امکان داشتن ورودی یاخروجیDC و رفع مشکل عدم توازن بار از جمله مزایای ترانسفورماتورهای حالت جامد بر ترانسفورماتورهای متداول است. در این مقاله، ترانسفورماتور حالت جامد و کاربردهای عمده آن به عنوان یک تکنولوژی جدید در شبکه قدرت معرفی و مزایا و محدودیت های این تکنولوژی بررسی و تحلیل می گردند.

توانایی ها و پشتیبانی های مورد نیاز سازمان به منظور آمادگی در برابر تغییر خواسته های طرفهای ذینفع و فرایند بهبود مستمر توسعه می یابند. برای دستیابی به اهداف ایمنی سازمان باید انسان ها، سیستم ها، راهبرد ها، منابع و ساختار لازم را شناسایی و به کار گیرد. در این مقاله سعی بر این شده است، که بتوانیم با رعایت کامل ایمنی در کار ها باعث افزایش سرعت عمل شود. برای این منظور از یکصد پرسنل موجود در شرکت توزیع برق شهرستان مشهد در این مورد نظر سنجی شده و نتایج کامل آن در شرح مقاله آورده شده است.

حفظ و ارتقاء بهره وری نیروی انسانی در بهره برداری صنعت برق، محصول متغیر های متعددی شامل پارامترهای انسانی و فیزیکی می باشد. ارگونومی تلاش می کند تا با بازبینی سیستم های کاری، آنها را در جهت کاهش استرس های حرفه ای تغییر دهد. در این مقاله با بررسی کلی طراحی اتاق کنترل، روند برنامه ریزی و طراحی معماری ساختمان های کنترل و دیسپاچینگ نیز مورد توجه قرار گرفته است و به صورت خاص، این مطلب، فعالیتهای لازم برای برنامه ریزی معماری و چیدمان تجهیزات ساختمان را مورد توجه قرارداده و طراحی مهندسی جزئیات اتاق کنترل، فضاهای کاری و تعامل انسان و رایانه در قسمتهای مختلف در جهت ارتقاء سلامت روحی و روانی پرسنل توضیح داده شده است.

استفاده از سیستم های فتوولتائیک جدا از شبکه، راهکاری مناسب برای تامین برق موردنیاز در مناطق دور از شبکه سراسری برق می باشد. در طی روند طراحی این سیستم ها، انتخاب ظرفیت آرایه ها باید به گونه ای انجام شود که تامین پایدار انرژی در طی روزهای غیرآفتابی تضمین شود. با توجه به اینکه در الگوریتم های مرسوم طراحی سیستم های جدا از شبکه، تعداد روزهای ابری در تعیین ظرفیت آرایه فتوولتائیک دیده نمی شود، در این مقاله روشی نوین برای تعیین ظرفیت پنل ها در سیستم های فتوولتائیک جدا از شبکه ارائه می شود. این روش ضمن سادگی، توانایی انتخاب یک ضریب اصلاحی برای تعیین ظرفیت آرایه فتوولتائیک را خواهد داشت.

امروزه نیاز به قابلیت اطمینان بالا در بسیاری از بارهای تجاری و صنعتی، ضرورت ایجاد ریز شبکه برای تامین بار مورد نظر در شرایط جزیره ای را ایجاد کرده است. انرژی خورشیدی به علت پاک بودن، عدم آلودگی صوتی و همچنین برخورداری از حمایت های دولت به عنوان یک گزینه مناسب برای تامین برق ریزشبکه مدنظر است. برای ساخت یک ریز شبکه، دو گام مهم نیاز سنجی فنی و اقتصادی باید در نظر گرفته شود. در این مقاله نیازسنجی فنی و اقتصادی برای بهره برداری از نیروگاه فتوولتاییک الهیه مشهد به صورت ریزشبکه فتوولتاییک انجام می شود. در حال حاضر نیروگاه خورشیدی الهیه مشهد به صورت متصل به شبکه، توان تولیدی خود را به شبکه برق شهر تحویل می دهد؛ اما در صورت قطعی برق این نیروگاه از مدار خارج می شود. در این طراحی هدف این است که با اضافه کردن تجهیزات مورد نیاز، این نیروگاه خورشیدی به همراه سیستم ذخیره ساز در شرایط قطعی برق بتواند به کار خود ادامه دهد و بخشی از بار ساختمان شرکت برق منطقه ای خراسان را تامین کند. نیازسنجی فنی شامل معرفی مبدل های مورد نیاز، سیستم باتری و همچنین سایر تجهیزات جانبی برای بهره برداری از نیروگاه خورشیدی به صورت ریز شبکه است. هم چنین برای بررسی اقتصادی نیز تعداد تجهیزات مورد نیاز براساس شرایط ریز شبکه مورد نظر معرفی می شود.

تقاضا برای استفاده از تکنولوژی های جمع آوری انرژی خورشیدی به شکل روز افزونی در حال افزایش است. یکی از این تکنولوژی ها، سلول های خورشیدی هستند که از آنها برای جمع آوری انرژیخو رشیدی و تولید الکتریسیته استفادهمی شود.از اصلی ترین معایب این تکنولوژی ، راندمان پایین و وابستگی شدید آن به نور روز و تغییرات شرایط آب و هوایی است. علاوه بر این، آنها به یک سیستم مکانیکی رد یاب خورشیدی جهت افزایش راندمان خود نیاز دارند. طی سالیان اخیر اقدامات قابل توجهی برای جایگزینی پنل های خورشیدی فتوولتائیک با نانوآنتن های نوری برای غلبه بر معایب سلول های خورشیدی فعلی صورت گرفته است. ایده جمع آوری انرژی خورشیدی و تشعشعات زمینی با استفاده از نانوآنتن ها بر این اساس است که هنگامی که موج الکترومغناطیسی خورشیدی به یک نانوآنتن برخورد می کند، یک جریان متغیر با زمان بر روی سطح نانوآنتن ایجاد شده و در نتیجه ولتاژی در محل تغذیه آن تولید می شود، از این رو با جایگذاری یکسوسازی مناسب در محل تغذیه نانوآنتن، توان DCمطلوب تولید می گردد. به این گونه سیستم های جمع آوری انرژی خورشیدی که شامل یک آنتن و یک یکسوساز است، رکتن می گویند. با توجه به فراهم بودن فناوری لازم برای ساخت ساختارهای با ابعاد نانو، امروزه امکان ساخت نانوآنتن ها امکان پذیر شده است. در این مقاله ما به بررسی و معرفی سیستم رکتن خورشیدی جهت جمع آوری انرژی خورشیدی میپردازیم.

گسترش روزافزون قابلیت های اتوماسیون در شبکه ی برق و مزایای جایگزینی آن به جای روش های سنتی، استفاده از سیستم های اتوماسیون را در پست های فشار قوی امری اجتناب ناپذیر کرده است. همچنین به کارگیری سیستم های اتوماسیون پست مبتنی بر استاندارد IEC-61850 نگرانی هایی در زمینه تضمین قابلیت اطمینان و انتقال صحیح داده ها و نیز عملکرد صحیح حفاظت و انواع کنترل ها ایجاد نموده است. از طرفی این سیستم ها قابلیت های جدیدی در شبکه های قدرت مانند بهبود سیستم های حفاظتی با حضور تولیدات پراکنده و جلوگیری از جریان گردشی ترانسفورماتورهای موازی ایجاد کرده است. در این مقاله ضمن معرفی این قابلیت های جدید، امکان به کارگیری آن ها در شبکه برق ایران مورد ارزیابی قرار گرفته است.

یکی از عواملی که به خرابی ترانسفورماتور و در نتیجه خاموشی ناخواسته منجر می شود فرسودگی عایقی ترانسفورماتور است. این فرسودگی به عوامل مختلفی از جمله رطوبت و دما و اکسیژن موجود در ترانسفورماتور بستگی دارد. به مرور زمان این عوامل باعث ایجاد لجن در روغن می شود. از آنجا که ماهیت تشکیل لجن تغییر در ترکیب شیمیایی روغن است برای لجن زدایی و بازگرداندن روغن به حالت اول نیاز به تصفیه شیمیایی می باشد. در این مقاله ابعاد مختلف تصفیه شیمیایی روغن ترانسفورماتور بررسی شده و همچنین چند نمونه نتایج عملی آورده شده است.

با توجه به افزایش نیاز به انرژی الکتریکی در مناطق مرکزی شهرها، انتقال برق با سطح ولتاژ بالا به درون شهر اجتناب ناپذیر است؛ اما به دلیل بافت شهری متراکم این مناطق، تامین زمین با ابعاد مناسب برای احداث پست های فوق توزیع و انتقال جدید به سختی میسر بوده و مستلزم صرف هزینه های هنگفتی است. در چنین شرایطی انتقال این پست ها به زیر سطح زمین، با توجه به امکان استفاده از فضای روی آن برای سایر کاربردها، از هزینه کلی احداث پست به شکل قابل توجهی کاسته و محدودیت در جایابی آن را نیز کاهش می دهد. اما پست های فوق توزیع و انتقال زیر زمینی در مقایسه با انواع متداول، با چالش های تکنیکی جدید و متفاوتی روبرو هستند. در این مقاله جنبه های مختلف این چالش ها بررسی شده و ضمن توجه به تجربیات جهانی، با در نظر گرفتن شرایط کشور راهکارهایی برای رفع آن ها پیشنهاد گردیده است. این راهکارها به منظور استفاده در طراحی بخش های ساختمانی، الکتریکی و مکانیکی پست زیرزمینی132/20kV میدان شهداء مشهد تطبیق داده شده اند.

امروزه یکی از مهم ترین اهداف شرکت های برق منطقه ای، حداقل نمودن میزان خاموشی های مشترکین می باشد. لذا کاهش انرژی توزیع نشده از اهم وظایف شرکت های تامین کننده انرژی الکتریکی بوده و یکی از اهداف استراتژیک آن ها نیز به شمار می آید. عدم وجود منابع مالی کافی در صنعت برق و نتیجتا عدم سرمایه گذاری مورد نیاز در بازه های زمانی خاص، منجر به بارگذاری بالای پست های 20/63/132 کیلو ولت شبکه شهر مشهد گردیده است. در پیک بار معمولا ضریب بهره برداری این پست ها بیشتر از 75% می باشد. با توجه به وجود دو سطح ولتاژ 63 و 132 کیلوولت در شبکه فوق توزیع مشهد و وجود ترانس های سه هسته جهت تامین بخشی از بار شبکه 63 کیلوولت و همچنین بهره برداری شعاعی از شبکه 63 کیلوولت پایین دست و اتوماسیون بودن کلیه این پست ها علاوه بر وجود امکان حذف بار از باس بار 20 کیلو ولت پست های 20/63/132 کیلو ولت، امکان قطع بار در پست های شعاعی متصل به آن ها جهت کاهش بارگذاری ترانس سه هسته نیز فراهم است. با توجه به اولویت های قطع متفاوت فیدرهای خروجی یک پست و امکان انتخاب قطع بار از میان فیدرهای خروجی چند پست، در این مقاله با استفاده از تجهیز RTU-PLC جهت افزایش هوشمندی سیستم، روشی برای حداقل نمودن میزان انرژی توزیع نشده در فیدرهای نیمه حساس شبکه ارائه شده است. متذکر می گردد از آن جا که فیدرهای خروجی پست ها به سه دسته عادی، نیمه حساس و حساس تقسیم بندی می شوند، واضح است که در حذف بار جریانی هوشمند پیشنهادی، رعایت اولویت قطع فیدرها الزامی است. روش ارائه شده بر روی بخشی از شبکه شعاعی شهر مشهد پیاده سازی و نتایج مطالعات ارائه گردیده است.