چکیده:
در پی از دست رفتن قسمت عمده‌ای از تولید و عدم تعادل بین تولید و مصرف تنها یک سیستم حذف بار اتوماتیک با عملکرد سریع و دقیق می‌تواند از بهم پاشیدگی شبکه و خاموشیهای گسترده جلوگیری نماید. با توجه به کثرت تعداد متغیرها و اثرات ناشی از تغییرات هر کدام در میزان بار مصرفی و نوسانات دینامیکی فرکانس محاسبات دقیق مقدار باری که در هر پله باید حذف گردد و فرکانس حذف بار بطور دستی امکان‌پذیر نمی‌باشد. بر اساس یک روش محاسبه نسبتاً دقیق برنامه کامپیوتری جهت مشابه سازی عملکرد رله‌های فرکانسی ذف بار تهیه گردیده است. با استفاده از این برنامه علاوه بر تسریع در محاسبات بررسی اثرات هر یک از پارامترها در نوسانات دینامیکی فرکانس و بار امکان‌پذیر می‌باشد.
شرح مقاله:
لازمع تداوم در برق رسانی با کیفیت بالا داشتن ذخیره کافی و هماهنگی روند رشد مصرف با توسعه قابلیت تولید و انتقال می‌باشد. با توجه به شرایط کنونی محدودیت‌ها، تاخیرات در احداث و راه‌اندازی واحدهای جدید، رشد سریع مصرف و راه‌اندازی واحدهایی با ظرفیت نسبتاً بالا، بهره برداری مطمئن و بدون دردسر با استفاده از کنترل کننده‌های معمول مانند سیستمهای کنترل بار یا سرعت و ولتاژ واحد بخصوص در پی حوادث حاد امکان‌پذیر نمی‌باشد.
غالباً بدلیل در دست نبودن ذخیره کافی با خروج خودکار یک واحد بزرگ سرعت افت فرکانس ناشی از عدم تعادل بین تولید و مصرف در حدی است که تنها با حذف سریع قسمتی از بار و افزایش تولید میتوان از افت فرکانس تا حد بحرانی و خروج تسلسلی واحدها جلوگیری نمود. حذف بار و برقراری تعادل بین تولید و مصرف به یکی از سه روش زیر و یا ترکیبی از آنها امکان‌پذیر می‌باشد.
تجزیه شبکه بهم پیوسته به اجزاء و یا شبکه‌های مجزا
حذف بار بطور اتوماتیک با استفاده از رله‌های فرکانس کم
کنترل بار و فرکانس با استفاده از سیستمهای کنترل واحدها
بدنبال بروز حوادث حاد و از دست رفتن قسمت قابل توجهی از تولید حفظ تداوم در برقرسانی و جلوگیری از گسترش حادثه بستگی به قابلیت و عملکرد کنترل کننده مولدها در مرحله اول، جداسازی قسمت‌های حادثه دیده از سیستم بهم پیوسته و در نهایت حذف بار بطور اتوماتیک می‌باشد. در واقع تحت چنین شرایطی حذف بار توسط رله‌های فرکانس کم آخرین اقدام در جهت حفظ شبکه حادثه دیده می‌باشد. بنابراین عملکرد صحیح و دقت در تنظیم پله‌های فرکانسی و مقدار بار حذف شده در هر پله از اهمیت خاصی برخوردار می‌باشد.
1 تغییرات فرکانسی:
11 نوسانات دینامیکی فرکانسی و نقش رله‌های حذف بار:
نوسانات فرکانس شبکه در هر لحظه به تبادل بین توان مکانیکی ورودی به گراننده اولیه مولدهای در مدار و توان الکتریکی مصرف شده بستگی دارد. بدنبال از دست رفتن قسمتی از تولید و پیش از آنکه سیستمهای اتوماتیک کنترل بار واحدها بتوانند وارد عمل شده و توان مکانیکی را افزایش دهند، فرکانس شبکه در نتیجه عدم تعادل بین توان مکانیکی و توان الکتریکی از حد نامی کاهش می‌یابد. در واقع فزونی توان الکتریکی به توان مکانیکی بصورت شتاب منفی بر روی جرم دوار کلیه مولدها اعمال و در مجموع باعث افت فرکانس در سیستم می‌گردد. در صورت تداوم نامتعادلی بین توان الکتریکی و مکانیکی، افت فرکانس می‌تواند منجر به خروج تسلسلی واحدها و از دست رفتن بخش بیشتری از تولید گردد. این روند نهایتاً می‌تواند منجر به از دست رفتن سیستم گردد. نقش رله‌های حذف بار در فرکانس پائین کاهش سرعت افت فرکانس و برگردانیدن فرکانس به حد فرکانس نامی از طریق حذف بار بصورت پله‌ای و نهایتاً برقراری تعادل بین تولید و مصرف می‌باشد. میزان بار حذف شده باید حداقل لازم جهت از بین بردن نامتعادلی بین توان مکانیکی و بار الکتریکی باشد. از آنجایی که میزان نامتعادلی و مقدار بار حذف شده در هر پله بنوع حادثه و موقعیت آن، نوع بار مصرفی، عملکرد کنترل کننده‌های سرعتو تحریک و اثر فرکانس پائین بر روی پره توربین ژنراتورها بستگی داشته و با تغییر فرکانس و ولتاژ میزان نامتعادلی نیز تغییر می‌یابد، محاسبه دقیق مقدار باری که باید در هر حادثه بصورت پله‌ای حذف گردد به سادگی امکان‌پذیر نمی‌باشد. ولی با در نظر گرفتن محدوده تغییرات بار 24 ساعته و همچنین وابستگی بار مصرفی به فرکانس و ولتاژ شبکه، میتوان روش محاسبه موثری جهت تنظیم رله‌های حذف بار در فرکانس پائین بدست آورد که در غالب حالت‌ها جوابگو بوده و با استفاده از امکانات کامپیوتریبررسی حالات مختلف و تعیین مناسبترین تنظیمات را ممکن می‌سازد.
21 وابستگی بار به فرکانس و ولتاژ:
از پارامترهای مهم در محاسبات رله‌های حذف بار در فرکانس پائین تاثیر نوسانات فرکانس و ولتاژ در بار یا توان الکتریکی مصرفی می‌باشد.
بطور کلی انواع مصرف کننده‌های برقی را میتوان به سه گروه تقسیم نمود:
بارهای امپدانسی وسایل گرمازا و روشنایی
بارهای موتوری
بارهای با جریان ثابت مانند کار خانه‌های شیمیایی و شیشه سازی