حفاظت برای خطوط انتقال مختلط؛ قسمت اول

فرانسیسکو خاویر مارتین هررا

مترجم: رضا کیانی موحد

خط انتقال فشار قوی شرکت رد الکتریکا اسپانا (آر.ئی.ئی) شامل یک خط هوایی به همراه یک قسمت کوتاه کابل زیرزمینی می باشد. امروزه به منظور سازگاری بصری با محیط زیست تعداد خطوط فشار قوی مختلط ،که شامل خطوط هوایی و کابلهای زمینی باشند، در حال افزایش هستند.

در صورتی که خطایی در خطوط هوایی اتفاق بی افتد وصل خودکار جریان یکی از مسائل اصلی حفاظت است. بیشتر خطاها در خطوط هوایی موقت هستند و بنابراین یک ریکلوزر خودکار به صورت طبیعی خطا را برطرف کرده و سیستم را آماده ی بهره برداری می کند. به هرحال، خطاها در خطوط زمین عمدتا دائمی هستند و استفاده از ریکلوزر می تواند آسیب وارد شده به کابل را بیشتر کند.

بنابراین، الگوهای حفاظتی برای خطوط مختلط دچار چالش شده اند زیرا که آنها شامل کابلهای زیرزمینی هستند. توانایی کشف اینکه خطا در کابل زیرزمینی روی داده است بسیار مهم است زیرا که باید از عملکرد ریکلوزرها جلوگیری شود. قابل اعتماد ترین راه برای رسیدن به این هدف توسط بکارگیری حفاظت دیفرانسیل در قسمتی است که کابلهای زمینی داریم اما این روش می تواند گران قیمت باشد و غالب اوقات از نظر عملی غیرممکن.

تکنولوژی انتخابی

در نتیجه ی در نظر گرفتن محدودیتهای تکنولوژیهای تجاری در دسترس ،آر.ئی.ئی. ، بهره بردار خطوط فشار قوی اسپانیا، به دنبال یک تکنولوژی به تکامل رسیده برای استفاده ی عملی بود که بتواند عملکرد تعیین محل خطا در کابلهای زیرزمینی و خطوط هوایی را بهبود ببخشد.

برای حل این مشکل آر.ئی.ئی از تکنولوژی توسعه یافته توسط شرکت آرتک استفاده کرد که بر اساس سنسورهای نوری غیرفعال ،برای اندازه گیری جریانهای مورد نیاز یک رله ی دیفرانسیل معمولی، در ابتدا و انتهای کابلهای زمینی کار می کند. تمام سنسورهای نصب شده توسط یک تجهیز کنترل شده اند. این تجهیز یک واحد پردازش سیگنال و کشف خطا است (CFD) که در نزدیک ترین پست برق نصب شده است. ارتباط بین سنسورهای و سی.اف.دی توسط فیبرنوری صورت می گیرد.

یکی از اهداف اصلی این پروژه میسرکردن عملکرد سی.اف.دی بدون تغییر در زیرساختهای موجود و مداخله در عملکرد حفاظتهای موجود بود. در نتیجه، سیستم باید با بیشترین سطح یکپارچه سازی و کاهش اثر بر روی تجهیزات نصب شده بر روی خط هوایی طراحی می شد.

یک سنسور اپتیک نصب شده بر روی کابل زمینی در زیر بوشینگ

راه حل انتخابی

جریانهای توسط سنسورهای نوری غیرفعال توسط اثر فاراده اندازه گیری می شوند. این حقیقت که سنسورها غیرفعال هستند نکته ی کلیدی سیستم است. این سنسورهای می توانند در نقاط مورد نظر بدون هیچ منبع تغذیه ای ،بر خلاف  سنسورهای دیگری مانند سیم پیچ های روگووسکی، نصب بشوند. این ویژگی، به همراه این حقیقت که ارتباط بین سنسورهای و سی.اف.دی با استفاده از فیبرنوری صورت می پذیرد، بکارگیری روشهای اندازه گیری از راه دور و کاهش زیرساختها را در پی دارد.

از فیبر نوری برای ارتباط بین سنسورهای سی.اف.دی استفاده شده است. چون این فیبر قیمت بالایی دارد طراحی سیستم به گونه ای صورت گرفته که تنها از دو زوج فیبرنوری برای تمامی سیستم استفاده شود. به علاوه، برای نصب راحت تر، جعبه های اتصالی برای مدارات نوری استفاده شده اند.

هر سنسور نوری یک سیم پیچ قابل انعطاف دارد که محاط بر عایق کابل می باشد و طراحی شده تا به دور کابلهای ولتاژ بالا بپیچد و زیر پایین ترین بوشینگ خط هوایی نصب می شود. این سیم پیچ باید کابل و اتصالات زمین شیلد کابل را در بر بگیرد. این شیلد نیز از میان بوشینگ عبور کرده است، بنابراین سیستم می تواند خطای کابل و بوشینگ ،که عمومی ترین خطاهای کابلهای زیرزمینی هستند، را تشخیص دهد.

یک مزیت دیگر سیستم اندازه گیری غیرفعال جریان از راه دور در این است که نیاز به نگهداری یا کالیبراسیون مجدد پس از نصب ندارد. بنابراین، سیستم دائما در اتصالات نوری خود را مانیتور میکند و هر اشکالی که در اتصالات باشد به صورت آنی اخطاری در پی خواهد داشت.

با اندازه گیری جداگانه ی جریانهای فازی ،که توسط 6 سنسور صورت می گیرد، سی.اف.دی نقش یک رله دیفرانسیل سنتی را بازی می کند. زمانی که یک خطای جریان در کابل یا بوشینگها ایجاد شود سیستم آن را گشف می کند و یک خروجی دیجیتال بر روی سی.اف.دی سبب از کارافتادن ریکلوزرهای خطوط هوایی می شود.

برای تکمیل سیستم تجهیزات زیر مورد نیازند:

• 6 عدد سنسور
• 2 جفت کابل فیبر نوری
• یک واحد پردازش و کشف خطا

پی نوشت: دوستان می توانند برای کمک مالی به این وبلاگ هر مبلغی را که مایل بودند به شماره کارت زیر واریز نمایند.

6104-3378-7718-1469

بانک ملت به نام رضا کیانی موحد