چکیده:
استفاده از سیستمهای وصل مجدد که بوسیله آنها در کمترین مدت ممکن و حداقل زمان قطعی، خطوط انتقال حالت عادی خود را دوباره پس از وقوع اتصالی و قطع دیژنکتور های دو طرف خط باز می‌یابند بصورت گسترده‌ای در شبکه‌های انتقال کشورهای مختلف مرسوم میباشد. موفقیت سیستمهای مذکور، بسته به نوع شبکه و چگونگی انتخاب سیستم انتقال همیشه با مسائلی مواجه می‌باشند که در این باره تجربیات تئوریک و عملی زیادی وجود دارد. هدف از تهیه این مقاله، طرح مسائل و تا اندازه‌ای چگونگی رفع آنها در شبکه 400 کیلوولت ایران میباشد.
شرح مقاله:
استفاده از سیستم وصل مجدد، بطور تاریخی برای اولین بار در سالهای 1900 ب روی فیدرهای شعاعی در شبکه‌های توزیع که بوسیله رله‌های لحظه‌ای و فیوز محافظت می‌شده‌اند، مورد توجه قرار گرفته است.
آمارهای بدست آمده از تجربیات بهره‌برداری شبکه‌های انتقال کشورهای مختلف نشان می دهد که حداقل 80% اتصال کوتاه‌های خطوط به صورت گذرا و زودگذر می‌باشند که بدین ترتیب وصل سریع آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار میباشد. استفاده از سیستمهای وصل مجدد با اهداف بالاتر بردن درجه اطمینان شبکه از نظر حفظ پایداری، کوتاه نمودن زمان قطعی خطوط و در موارد زیادی صرفه‌جویی در انجام سرمایه‌گذاریهایی در احداث خطوط اضافی پر هزینه میباشد.
در شبکه‌ای شبیه ایران به دو دلیل عمده، استفاده از سیستمهای وصل مجدد بایستی مورد توجه قرار گیرد. یکی نا مساعد بودن مسیر خطوط 400 کیلوولت (شکل 1) که عمدتاً از مناطق کوهستانی برفگیر نظیر زاگرس، البرز و یا از مناطق آلوده جنوب عبور می‌نماید که بر ترتیب در فصول زمستان و تابستان با اتصال کوتاه‌های گذرای زیادی مواجه می‌شوند و دیگری، ضعیف شدن شبکه 400 کیلوولت به خصوص در فصول زمستان میباشد. (به طور مثال در زمستان 64 دو خط 400 کیلوولت حسن کیف زیاران و کارون اراک به دلیل عوامل جوی، برای مدتی از شبکه خارج بوده‌اند) که لزوم در مدار آوردن سریع بقیه خطوط مورد بهره‌برداری پیرو اتصالیهای گذرا در حفظ پایداری شبکه از ضرورت زیادی برخوردار می‌باشند.
آمار اتصالی‌ها:
اکثر اتصال کوتاه‌های اتفاقی بر روی خطوط با ولتاژ بالا، به صورت تک فازی زمین می‌باشند و آمار منعکسه در جدول شماره 1، مقایسه‌ای است از اتصال کوتاه‌های دو خط 400 کیلوولت نکا جلال 926 NL و 927 NL در فاصله سالهای 1359 تا 1364 با شبکه یکی از شرکتهای برق آمریکا در ولتاژ 500 کیلوولت بین سالهای 1967 تا 1973 و شبکه 400 کیلوولتی سوئد، در سالهای 1951 تا 1975.
امروزه روشهای مختلفی در وصل مجدد خطوط انتقال مرسوم می باشدکه مهمترین آنها، وصل مجدد سریع (High Speed)، با تأخیر زمانی (Time Delayed)، وصل تک یا چند ضربه‌ای (single or multishot) و بالاخره به صورت سه فاز یا تک فاز می‌باشند.
در شبکه 400 کیلوولتی ایران، به دلیل حفظ پایداری معمولاً از وصل مجدد سریع تک ضربه‌ای به صورت سه فاز یا تک فاز استفاده می‌گردد. هر چند دژنکتورهای 400 کیلوولتی بکار برده شده از نظر سرعت مکانیزم راه‌انداز و درجه اطمینان بالا از بهره‌برداری آنها حداقل توانایی سیکل عملکرد 0 + 0.3Sec + Co + 3Min + Co را دارا می‌باشند ولی عموماً طراحی سیستم های وصل مجدد بکار برده شده بر اساس تک ضربه‌ای (Single shot) انجام گردیده است. شکل 2 نشان دهنده تعریف زمانی پارامترهای مختلف در سیستمهای وصل مجدد میباشد.
بطور کلی جهت دستیابی به ریکلوزینگ موفق در خطوط، ضروری است که قبل از وصل مجدد، مسیر اتصال کوتاه از خاصیت عایقی کافی برخوردار گردیده باشد و عوامل مؤثر در انجام این کار عبارتند از:
(جداول و تصاویر در فایل اصلی موجود است)
1 طراحی خط و ساختمان آن
2 زمان برطرف شدن اتصال کوتاه
3 دامنه جریان اتصال کوتاه
4 موقعیت خط انتقال در رابطه با آلودگی طبیعی و غیر طبیعی
5 شرایط جغرافیایی محیط
6 تعداد دفعات صاعقه
7 آثار القائی خطوط موازی به صورت کاپاسیتو و اندوکتیو
8- لحظه‌ای از موج ولتاژ منبع که خط دوباره برقرار می‌گردد
9 آثار مربوط به راکتورهای موازی و کاپاسیتورهای سری و با رهائی که در بین راه از خطوط گرفته می‌شوند.
از آنجا که عدم موفقیت وصل مجدد سه فازه به دلیل ادامه اتصال کوتاه به احتمال زیاد باعث بروز صدماتی بهژنراتورها می‌گردد و از طرفی حفظ پایداری شبکه و تداوم انتقال انرژی در خطوط ارتباطی بار یکلوزینگ تک فاز از اهمیت ویژه‌ای در شبکه 400 کیلوولتی ایران برخوردار میباشد، لذا بکارگیری صحیح این نوع وصل مجدد را بایستی با دقت خاصی مورد بررسی قرار داد. هر چند در زمان باز بودن یکی از فازها (در زمان dead time از طریق زمین بین نقاط صفر سیستم و دو فاز سالم دیگر تداوم انتقال انرژی میسر است ولی طولانی شدن بی‌حد زمان سیرکولاسیون مسائلی را در هماهنگی سیستمهای حفاظتی زمین بوجود می‌آورد.
اهمیت وصل مجدد سریع تکفاز را می‌توان بطور عمده در رابطه با اتصال خط 400 کیلوولتی آینده زیاران تبریز. خطوط 400 کیلوولت اتصال دهنده شبکه جنوب شرقی به سراسری به خصوص در زمانهایی که یکی از اتصالات یزد تیران یا سیرجان فسا بدلایلی خارج از مدار باشند و همینطور در مواردی که اتصال نیروگاه نکا به شبکه سراسری از طریق یک خط 400 کیلوولت امکان‌پذیر باشد، در نظر گرفت.
آثار سوء ریکلوزینگ ها:
در عین اینکه استفاده از سیستم های وصل مجدد در بهره‌برداری مطمئن و اقتصادی از شبکه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار میباشد، علیهذا، عدم موفقیت و حتی موفقین آنها نشان دهنده میزان احتمال آسیب‌پذیری محور توربوژنراتورها در برابر وصلهای مجدد مختلف در شبکه‌های انتقال میباشد. بر اساس همین اطلاعات است که در شبکه ایران استفاده از ریکلوزینگ سه فاز، به خصوص در موارد ناموفق بودن آنها در نزدیکی نیروگاه‌ها می‌تواند توأم با خطرات جبران ناپذیری باشد و بدین جهت است که از استفاده وصل مجدد سه فاز بویژه در خطوط اتصالی به نیروگاه‌ها بایستی اجتناب کرد.