خانه / مهندسی برق / حفاظت / تأثیر منابع تولید پراکنده بر روی حفاظت جریان زیاد

تأثیر منابع تولید پراکنده بر روی حفاظت جریان زیاد

يكي از مهم‌ترین تأثیرات اتصال منابع توليد پراكنده در شبكه توزيع، اختلال در سيستم حفاظتي شبكه توزيع مي‌باشد. حضور DG در شبكه توزيع، سبب تغيير در ميزان جريان‌هاي عبوري از نقاط مختلف شبكه شده و سطوح اتصال كوتاه نقاط مختلف شبكه تغيير خواهد کرد.

تأثیر منابع تولید پراکنده بر روی حفاظت جریان زیاد

يكي از مهم‌ترین تأثیرات اتصال منابع توليد پراكنده در شبكه توزيع، اختلال در سيستم حفاظتي شبكه توزيع مي‌باشد. حضور DG در شبكه توزيع، سبب تغيير در ميزان جريان‌هاي عبوري از نقاط مختلف شبكه شده و سطوح اتصال كوتاه نقاط مختلف شبكه تغيير خواهد کرد. با اتصال منابع توليد پراكنده به شبكه توزيع، فرضيه شعاعي بودن شبكه از بين رفته و شبكه توزيع از چندسو تغذيه خواهد شد. بنابراین، جريان در فيدرهاي مختلف مي‌تواند در هر دو جهت عبور نمايد. همچنین ممکن است هماهنگی بین سیستم حفاظتی در برخی شرایط، از بین برود.

زمانی که یک خطایی در شبکه رخ می‌دهد، DG نیز در تأمین جریان خطا شرکت خواهد کرد. بسته به نوع تکنولوژی، فاصله از محل رخداد خطا، میزان مشارکت و پیامد DG متفاوت خواهد بود. در مطالعات حفاظتی، علاوه بر سطح جریان خطا، باید مدت‌زمان تداوم خطا نیز مدنظر قرار گیرد. پیامدهای احتمالی DGها بر روی حفاظت جریان زیاد را می‌توان به چند دسته تقسیم کرد:

  1.         ایجاد اختلال در هماهنگی بین حفاظت اصلی و پشتیبان
  2.         عملکرد اشتباه[۱] و ناخواسته و حساسیت‌زدایی[۲]
  3.         کور شدن حفاظت، دستور قطع نادرست
  4.         عدم موفقیت در حفظ کردن فیوزها

در ادامه به بررسی مختصر هرکدام از موارد بالا خواهیم پرداخت.

منابع تولید پراکنده و ایجاد اختلال در هماهنگی بین حفاظت اصلی و پشتیبان

در حین خطا، حضور DG در شبکه ممکن است میزان جریان خطا را افزایش دهد. این مقدار جریان اضافی باعث می‌شود ادوات حفاظتی سریع‌تر از زمان معین‌شده در مرحله طراحی، عمل کنند. این پدیده ممکن است باعث ایجاد ناهماهنگی بین حفاظت اصلی و پشتیبان شود. به‌عبارت‌دیگر، ممکن است حفاظت پشتیبان سریع‌تر از حفاظت اصلی عمل کند که نتیجه آن قطع بی‌مورد بعضی از مصرف‌کننده‌ها و متعاقباً کاهش قابلیت اعتماد سیستم حفاظتی و شبکه خواهد شد.

یک فیدر ساده به همراه سیستم حفاظت

شکل ‏۲‑۳ : یک فیدر ساده به همراه سیستم حفاظت

شکل ‏۲‑۳ یک فیدر ساده را به همراه سیستم حفاظت نشان می‌دهد و شکل ‏۲‑۴ منحنی مشخصه جریان-زمان رله‌های حفاظتی را نشان می‌دهد. در حالتی که DG وجود ندارد، جریان خطا برابر است با If و همان‌طور که شکل ‏۲‑۴ دیده می‌شود، رله اصلی در زمان Tm و رله پشتیبان در زمان Tb عمل خواهند کرد. بااین‌حال اگر DG به شبکه اضافه گردد، مقدار جریان خطای تولیدشده توسط دی جی (IDG) به جریان خطا در حالت قبل (If) اضافه خواهد شد. همان‌طور که شکل ‏۲‑۴ نشان می‌دهد، اگر IDG به مقدار بحرانی (IDG,cr) نزدیک شود و اگر ازلحاظ زمانی به اندازه Tcr تداوم داشته باشد، رله اصلی و پشتیبان هم‌زمان عمل خواهند کرد و کل فیدر بدون انرژی خواهد ماند.

منحنی مشخصه جریان-زمان برای حفاظت اصلی و پشتیبان

شکل ‏۲‑۴ : منحنی مشخصه جریان-زمان برای حفاظت اصلی و پشتیبان

به‌عبارت‌دیگر، حضور تولید پراکنده و متعاقباً، جریان خطا IDG، باعث می‌شود نقاط کاری M و B به نقطه X جابجا شوند (شکل ‏۲‑۴). در مقابل اگر داشته باشیم  نقاط کاری در سمت چپ نقطه X خواهند ماند و حفاظت اصلی سریع‌تر از حفاظت پشتیبان عمل خواهد کرد و درنتیجه ناهماهنگی یا تداخل عملکرد نخواهیم داشت.

در شبکه بالا اگر جریان DG برابر یا بزرگ‌تر از IDG,cr باشد ولی خیلی سریع از بین برود (سریع‌تر از Tcr) نقاط کاری حفاظت اصلی و پشتیبان از نقطه X به ترتیب به نقاط M و B باز خواهند گشت و هماهنگی نقض نخواهد شد. بنابراین تداوم جریان خطای حاصل از تولید پراکنده به همان میزان که سطح جریان خطا اهمیت دارد، دارای اهمیت است.

انواع منحنی مشخصه رله‌های جریان زیاد

شکل ‏۲‑۵ : انواع منحنی مشخصه رله‌های جریان زیاد

شکل ‏۲‑۵ انواع منحنی­های مشخصه یک سیستم حفاظتی جریان زیاد مرسوم را نشان می‌دهد. همان‌طور که این تصویر نشان می‌دهد، اگر مشارکت DG در جریان خطا، کمتر از سه سیکل (از لحظه وقوع خطا) طول بکشد، ناهماهنگی بین ادوات حفاظتی نخواهیم داشت. و اگر بین سه تا شش سیکل طول بکشد، ممکن است باعث ایجاد ناهماهنگی در رله‌های EI[3] و یا المان‌های زمان-ثابت تأخیری[۴] (با مقدار تأخیر کم) شود. و در نهایت اگر بیشتر از ۱۸ سیکل تداوم داشته باشد، می‌تواند باعث ایجاد اختلال در هماهنگی بین رله‌های جریان زیاد با مشخصه معکوس (I[5]) و یا خیلی معکوس VI[6] شود.

منابع تولید پراکنده و عدم موفقیت در حفاظت از فیوز (ذوب شدن غیرضروری فیوز)

فیوزها[۷] و ریکلوزرها[۸] دو نمونه از ادوات حفاظتی اصلی و پرکاربرد در شبکه­ های توزیع می‌باشند، و حفاظت از فیوز یکی از طرح‌های مرسوم در این شبکه‌ها می‌باشد. افزودن DG ممکن است باعث ایجاد اختلال در این طرح حفاظتی شود. در طرح حفاظتی فیوز، برای جلوگیری از ذوب شدن فیوز به ازای خطا‌های گذرا، ریکلوزر باید سریع‌تر عمل کند. همان‌طور که در شکل ‏۲‑۶ دیده می‌شود، افزودن تولید پراکنده به شبکه باعث می‌شود که در شرایط خطا میزان جریان دیده‌شده توسط فیوز بیشتر از ریکلوزر باشد، و درنتیجه فیوز سریع‌تر از ریکلوزر عمل خواهد کرد. دراین‌باره در بخش‌های بعد به­تفصیل بحث خواهد شد.

تأثیر DG بر عملکرد فیوز و ریکلوزر

شکل ‏۲‑۶ : تأثیر DG بر عملکرد فیوز و ریکلوزر

منابع تولید پراکنده و عملکرد نادرست رله­ های حفاظتی

حتی در حالتی که خطایی در نزدیکی فیدری که DG به آن متصل است، رخ دهد، ممکن است DG در جریان خطا سهیم باشد و شرایط را بدتر کند و همان‌طور که در شکل ‏۲‑۷ دیده می‌شود، جریان خطا از سمت پایین‌دست شبکه به سمت بالادست جاری شود. همان‌طور که در بخش‌های قبلی بیان شد، سیستم حفاظتی با فرض یک‌طرفه بودن شارش جریان در شبکه، طراحی‌شده است، بنابراین، رله P1 مجهز به المان تشخیص جهت نمی‌باشد. اگر سهم DG در جریان خطا به اندازه کافی بزرگ باشد و یا مدت‌زمان زیادی در حین خطا در شبکه بماند، رله P1 به‌طور ناخواسته‌ای ممکن است تریپ داده[۹] و فیدر مربوطه را قطع نماید (هرچند که در این فیدر خطایی رخ نداده).

تریپ ناخواسته رله P1 ناشی از حضور DG

شکل ‏۲‑۷ : تریپ ناخواسته رله P1 ناشی از حضور DG

[۱] False Tripping
[۲] Desensitization
[۳] Extremely Inverse
[۴] Short-Time Delay Element
[۵] Inverse
[۶] Very Inverse
[۷] Fuse
[۸] Recloser
[۹] Sympathetic Tripping

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

11 − هشت =