تماس و مشورت با مدرس دوره : 09120821418

چکیده

در سال‌های اخیر استفاده از طرح‌های حفاظت ویژه بدلیل تاثیر قابل توجه این طرح‌ها در بهبود عملکرد سیستم‌های قدرت، کاربرد روزافزونی پیدا کرده است. از جمله مزایای طرح‌های حفاظت ویژه می‌توان به بهبود بهره‌برداری از سیستم قدرت، امکان استفاده از سیستم قدرت نزدیک به حدود پایداری خود، افزایش ظرفیت انتقال شبکه، جبران تأخیر در احداث خطوط وپست‌ها و نیروگاه‌های جدید، افزایش امنیت سیستم در مقابل حوادث شدید که منجر به فروپاشی شبکه می‌گردند، اشاره کرد.به طور کلی یک طرح حفاظت ویژه با بررسی دقیق شرایط موجود بهره‌برداری سیستم شکل می‌گیرد. سپس لیستی از اختلالات بحرانی برای شرایط مختلف کار سیستم تهیه و تبعات این اختلالات تجزیه و تحلیل می‌شود. برای جبران این تبعات راهکارهای مناسب در نظر گرفته می‌شود. اگر شرایط بحرانی رخ دهد، طرح حفاظت ویژه کنترل‌هایی را براساس راهکارهای یاد شده فعال می‌کند. اتصال نیروگاه اتمی بوشهر با ظرفیت 1000 مگاوات به شبکه سراسری برق کشور، شبکه برق جنوب کشور را با شرایط جدیدی مواجه ساخته است. حساسیت نیروگاه‌های اتمی اقتضا می‌کند توان خروجی این نیروگاه‌ها تحت تمام شرایط محتمل به شبکه منتقل شوند تا از تغییرات ناگهانی و شدید در وضعیت راکتور جلوگیری گردد. در شرایط حاظر نیروگاه اتمی بوشهر با دو خط 400 کیلوولت از طریق پست چغادک، و دو خط 230 کیلو ولت دیگربه شبکه برق سراسری کشور متصل شده است. هدف از این پایان‌نامه طراحی یک طرح حفاظت ویژه برای مقابله با پیشامدهای شدیدی است که در صورت وقوع علاوه بر فروپاشی شبکه بر روی انتقال توان نیروگاه اتمی بوشهر تاثیر گذار خواهند بود. به همین منظور، ابتدا با استفاده از ارائه یک گراف از شبکه ناحیه فارس که نیروگاه اتمی در آن واقع شده است، یک تصویر واضح و روشن از مسیرهای انتقال توان اطراف نیروگاه اتمی بدست آمد. سپس پیشامدهای بحرانی در شبکه انتقال ناحیه فارس از طریق الگوریتم تحلیل پیشامد ارائه شده در این پایان‌نامه با استفاده از نرم‌افزار DigSILENT بررسی و شناسایی شدند. در نهایت پس از شناسایی این حوادث دو طرح حفاظت ویژه قطع تولید و قطع بار به عنوان طرح‌های حفاظت ویژه رایج و معمول در شبکه‌ها به همراه طرح کلیدزنی خطوط انتقال به عنوان یک طرح حفاظت ویژه جدید ارائه شده در این پایان‌نامه برای مقابله با این پیشامدها ارائه ‌گردیده است، تا راه حلی با استفاده از مفهوم حفاظت ویژه برای انتقال کامل توان نیروگاه اتمی بوشهر در شرایط قطع برخی از خطوط انتقال موجود، پیشنهاد شود. نتایج بدست آمده از اجرای این طرح‌ها نشان‌دهنده کارایی و عملکرد قابل قبول این طرح‌ها در مقابله با حوادث و پیشامدهای شناسایی شده را دارد.


مقدمه

انرژی الکتریکی توسط سیستم های قدرت تولید شده است، سیستم های قدرت دارای زیر ساختهای بحرانی هستند که در سرویس بودن آن ها برای اقتصاد ملی حیاتی میباشد. تولید پیوسته انرژی الکتریکی برای برطرف کردن تقاضای مصرف از لحاظ فنی کاری است پیچیده، کـه تخمـین حالـت زمـان واقعـی سیستم به همراه کنترل و هماهنگی واحدهای تولیدی در تحویل دادن انرژی الکتریکی ایمن بـه مصـرف کننده را درگیر میکند. در نتیجه، امنیت سیستم قدرت یک نگرانی بزرگ در سرتاسر دنیا میباشد. به هـر حال، به خاطر ایجاد خصوصیسازی در صنعت برق، سیستم های قدرت نزدیکتر به ظرفیـت بارگـذاری ماکزیمم خود بهرهبرداری شده اند. علاوه بر این، قیود محیط زیستی مانع از گسـترش شـبکههـای انتقـال قدرت با توجه به رشد تقاضای بار در آینده شده است. بنابراین، سیستمهای قدرت نسبت بـه اخـتلالات شدید مثل خطاهایی که بر روی تجهیزات اصلی سیستم قدرت (ژنراتور، خطوط و ترانسفورماتورها) رخ میدهد آسیب پذیرتر شده اند. چنین پیشامدهایی ممکن است باعث خرابیهای پیدرپیو1 نهایتاً منجر بـه خاموشی بخش بزرگی از سیستم شوند. بنابراین، نیاز به طراحی طرح های کنترلی جدید با هدف کـاهش این خطر وجود دارد .[1]

از طرف دیگر، حفاظت های سنتی در سیستم های قـدرت نسـبت بـه جداسـازی سـریع و اتومـاتیکی عناصر خطا، به منظور اطمینان از ایمنی انسان ها و المان هـای قـدرت و بـرای ضـمانت عملکـرد نرمـال بخش های سالم استفاده شدهاند. خطاها به طور کلی اختلالات بزرگی برای سیستمهای قـدرت هسـتند و ممکن است سبب گردند که سیستم قدرت به سمت خاموشی یا رخ داد فروپاشی به خـاطر اضـافه بـار، اضافه/ کاهش فرکانس، اضافه / کاهش ولتاژ و نوسانات قدرت برود، برای مثال خاموشی بخش شـمالی شبکه سراسری برق ایران در 12 فروردین سال 1392 یا خاموشی سراسری 31 خرداد سال 1380 شـبکه برق ایران از چنین مواردی میباشد.

حال، در برخی از موارد شدید، اگر وضعیت سیستم بسیار سریع خراب شود، خاموشیهای جدی ممکن است قبل از اینکه هر گونه اقدامی بتواند توسط تجهیزات اتوماتیک اجرا شود، اتفاق بیفتد. به عـلاوه، در تجهیزات اتوماتیک سنتی و رلههای حفاظتی، تصمیم گیریها تنها بر اساس اقدامات محلی ساخته شده و از این رو تنها سیستم میتواند به صورتمحلی حفاظت شده باشد. مطمئناً اگر تنهـا اقـدامات محلـی در سیستم حفاظتی به کار گرفته شده باشد، نگهداریپایداری و امنیت کل سیستم کاملاً سخت میباشد.


یکی از پیشنهادات برای جلوگیری یا کاهش نتایج ناشـی از خاموشـیهـا پیـاده سـازی سیسـتمهـای حفاظت ویژه1 برای کنترل وضعیت های شدید در سیستم است. در دهههای گذشته، بـرای جلـوگیری از اختلالات ناحیه گسترده و افزایش قابلیت اطمینان سیسـتم قـدرت شـکل هـای مختلفـی از SPS توسـط شبکههای برق در سرتاسر دنیا طراحی و پیاده سازی شده است. یکی از نگرانیهای عمـده در گسـترش SPS این است که آیا سیستم با خصوصیات ابزارهای قابلیت اطمینان در شـرایط قابـل اعتمـاد و امنیـت مناسبی قرار خواهد داشت یا نه. زمانیکه بهرهبرداری به درستی انجام شود، SPS میتواند پاسخ سیستم به اختلالات را بهبود بخشد. به هر حال، اگر SPS موفق به شناسایی دقیق شـرایط تعریـف شـده یـا انجـام اقدامات بازیابی از قبل تعیین شده و یا اتخاذ اقدامات غیر ضروری نشود، این شرایط میتواند پیامـدهای پر هزینه و جدی را به دنبال داشته باشد. بنابراین طراحی SPS باید جنبههای عملکردی ریسک و قابلیت اطمینان را شامل امنیت، هزینه ها و قابلیت اطمینان دربر بگیرد. به منظور حفظ عملکرد صحیح، هر زمـان که تغییرات عمدهای در شیوههای بهره برداری یا ساختار فیزیکی سیستم حفاظت شـده بـه وجـود آیـد، بررسیهای SPS باید انجام شود. اگر با بررسی طرح حفاظتی مشخص شود کـه برخـی تغییـرات طـرح موجود ضروری است، بنابراین یک بررسی کامل از طرح باید انجام شود به طوری که ارزیابی ریسـک و قابلیت اطمینان نیز شامل شود.

از طرف دیگر حفاظت ناحیه گسترده بر اساس اندازه گیریهای ناحیه گسترده توسعه یافتـه و بسـیار امید بخش تشخیص داده شده است. از سال 1997 حفاظت ناحیه گسـترده یـک فضـای تحقیقـی بسـیار جالب توجهی به خود اختصاص داده است، و یک گروه خاصی بر روی حفاظت ناحیه گسترده و کنتـرل اضطراری در کنفرانس بین المللی سال IEEE 1998 برای تحقیق درباره چگـونگی اسـتفاده از اطلاعـات ناحیه گسترده نسبت به بهبود کنترل اضطراری سیستم تنظیم شد. پس از آن مهمت کابـا و همکـارانش از شرکت ABB اجرای ارزیابی بهنگام امنیـت را بـر اسـاس اطلاعـات ناحیـه گسـترده و توابـع حفـاظتی، مانیتورینگ و کنترلی پیشنهاد کردند .[2]


فصل اول مقدمه 1
1-1 مقدمه 2
1-2 حالت‌های مختلف بهره¬برداری از سیستم قدرت 4
1-2-1 حالت عادی و ایمن 5
1-2-2 حالت هشدار 5
1-2-3 حالت اضطراری 5
1-2-4 حالت بحرانی 6
1-2-5 حالت بازیابی 6
1-3 بیان مسئله 6
1-4 مروری بر کارهای گذشته 7
1-5 ساختار پایان¬نامه 11
فصل دوم طرح¬های حفاظت ویژه 14
2-1 مقدمه 15
2-2 پدیده¬های خطرناک سیستم قدرت 17
2-3 اساس طرح¬های حفاظت ویژه 19
2-3-1 تعریف طرح¬های حفاظت ویژه 19
2-3-2 دلایل استفاده از طرح¬های حفاظت ویژه 20
2-3-3 ساختار کلی طرح حفاظت ویژه 21
2-3-4 کاربردهای طرح¬های ناحیه گسترده، محلی، از راه دور، مرکزی و محدود 23
2-3-5 شاخص¬های کنترل و تشخیص برای طرح¬های حفاظت ویژه 25
2-4 اقدامات اصلاحی برای طرح¬های حفاظت ویژه 28
فصل سوم مرور اجمالی بر نیروگاه¬های هسته¬ای 33
3-1 مقدمه 34
3-2 معرفی عملکرد نیروگاه‌های هسته ای 35
3-3 انواع راکتورهای هسته ای 38
3-3-1 رأکتور آب سبک 38
3-3-2 راکتور آب سنگین 40
3-3-3 راکتور نیروگاه هسته¬ای بوشهر 40
3-4 ضرورت انتقال مطمئن توان نیروگاه های اتمی 41
3-4-1 ملاحظات اقتصادی 41
3-4-2 ملاحظات فنی 42
3-4-3 ملاحظات ایمنی 44
فصل چهارم تحلیل پیشامد و بررسی سناریوهای مختلف به منظور شناسایی حوادث تأثیرگذار بر روی نیروگاه اتمی 45
4-1 مقدمه 46
4-2 تحلیل پیشامد 47
4-3 تحلیل پیشامد در شبکه برق ایران 48
4-3-1 تحلیل پیشامدها در حالت پرباری 56
4-3-2 تحلیل پیشامدها در حالت کم¬باری 65
4-3-3 تحلیل پیشامدها در حالت میان¬باری 69
فصل پنجم طراحی طرح¬های حفاظت ویژه برای مقابله با پیشامدهای شناسایی شده 72
5-1 مقدمه 73
5-2 فرآیند طراحی SPS 74
5-2-1 مطالعه سیستم 74
5-2-2 پیشنهاد راه¬حل 75
5-2-3 پیاده سازی راه حل¬ها 77
5-2-4 تست 78
5-2-5 آموزش و مستندسازی 78
5-3 نیازمندی¬های طراحی 78
5-4 طراحی طرح¬های حفاظت ویژه در شبکه برق ایران 79
5-4-1 طراحی طرح¬های حفاظت ویژه برای مقابله با پیشامدهای N-2 حالت پرباری 87
5-4-2 طراحی طرح¬های حفاظت ویژه برای مقابله با پیشامدهای N-3 در حالت پرباری 92
5-4-3 طراحی طرح¬های حفاظت ویژه برای مقابله با پیشامدهای N-3 حالت میان¬باری 100
فصل ششم نتیجه¬گیری و پیشنهادات 104
6-1 جمع¬بندی 105
6-2 نتیجه¬گیری 106
6-3 پیشنهادات 108
پیوست 110
تعریف برخی اصطلاحات استفاده شده در این پایان¬نامه 110
مراجع 112

————————————————————————————————————————————–

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

پایان نامه های موجود در سایت فقط در صورت دریافت پکیج آموزش دیگساینلت قابل دریافت است.
برای دریافت این پایان نامه و تمامی پایان نامه های سایت، پکیج آموزش دیگساینلت را خریداری بفرمایید. پس از خریداری پکیج آموزشی لینک دانلود پایان نامه ها فعال خواهد شد.
شماره های تماس :
05142241253
09120821418

دریافت پکیج آموزش

————————————————————————————————————————————–