عنوان پروژه : بررسی کامل رله های حفاظتی در حفاظت شبکه های برق

تعداد صفحات : ۲۱۷

شرح مختصر پروژه : شبکه های برق از قبیل نیروگاه های تولید برق ، خطوط انتقال و شبکه های توزیع و مصرف کننده های الکتریکی نیاز به حفاظت الکتریکی دارند که در اکثر نقاط آن ها از رله های حفاظتی استفاده میشود.از این رو رله های حفاظتی در حفاظت شبکه های برق مبحثی است که در پروژه حاضر به آن پرداخته شده است.در فصل اول توضیح مختصری بر بحث نوسانات ولتاژ و TOV و اثر آن بر روی شبکه برق داریم و همین موضوع را بهانه ای مینماییم تا در فصل دو به بررسی وسایل حفاظتی ، انواع فیوزهای قدرت، کلیدهای قدرت یا همان circuit breaker ها میپردازیم.در فصل سه و چهار به بررسی خطوط انتقال با بار ماکزیمم و به توضیح و بررسی انواع رله های قدرت میپردازیم و توضیح هرچند مختصری بر آنها داریم.در فصل پنج حفاظت بر بررسی زمین حفاظتی مناسب برای شبکه توزیع داریم.

در فصل پنج به حفاظت بهینه هوشمند اضافه جریان در سیستمهای قدرت و در فصل ششم به بررسی تخصصی تاثیر رله اتصال مجدد در شبکه های توزیع می پردازیم و حفاظت در برابر اضافه جریان را مورد بررسی قرار میدهیم.در فصل هفتم به بررسی حفاظت بانک های خازن ، قطع شدگی فاز موتور میپردازیم.در فصل ۸ حفاظت بانک های خازنی مورد بحث وبررسی قرار گرفته است.در فصل نهم و دهم به هماهنگی بین رله ها و روش صحیح تنظیم رله ها در شبکه های توزیع گردآوری شده است.در فصل یازدهم نیز به کاربرد ژنتیک الگوریتم ژنتیک بر ستینگ رله های جریان می پردازیم.

مختصری از پروژه بررسی کامل رله های حفاظتی در حفاظت شبکه های برق

در این پروژه سعی شده است هر چند گذرا و کوتاه نگاهی اجمالی به حفاظت شبکه های قدرت مسایل و مشکلات آن داشته باشد و با معرفی انواع مختلف ادوات و وسایل مورد استفاده در سیستم های قدرت به عنوان گزینه ای برای حفاظت شبکه سعی بر این نماید که روند تکاملی هر کدام از این ادوات مورد استفاده را از دیروز تا کنون با زبانی گویا مورد بحث و بررسی قرار دهد.شاید از زمان اختراع برق و بعد تبدیل شدن آن به یک صنعت و درنهایت همگیر شدن این نعمت گران یا به مسئله حفاظت آن نیز یک مسئله قابل توجه گردید به گونه ای که میبینیم در همان ابتدا با اختراع انواع کلیدها به گونه بسیار رسا از کلیدهای چاقویی تا شستی های استارت استوپ ، انواع کلیدهای تک پل و دوپل میتوان به گونه ای ساده نوعی حفاظت در مدارهای ساده برقی معرفی نمود و با تکامل این صنعت و اختراع انواع فیوزها و وسایل قطع کننده دیگر که استفاده از آنها حیاتی گردید.

این موضوع به عنوان یکی از ابزار ضروری برقی مطرح گردید و هر روز رو به توسعه گذاشت تا از هر گونه حادثه ناخواسته از آتش سوزی و خسارت ناشی از آن در وسایل برقی تا جلوگیری از برق گرفتگی به گونه ای مناسب حفاظت نماید و با توسعه بیشتر و فاصله افتادن ما بین نیروگاه ها و مصرف کنندگان مختلف بحث حفاظت بر روی این انتقال برق شکل گرفت و شاهد به وجود آمدن انواع سیستم های حفاظتی با تکیه بر انواع رله های مغناطیسی که مبتنی بر قوانین مغناطیس استوار بود ، نیز بودیم اما با گستردگی این بحث انتقال و نهایتا بحث توزیع برق و به علت سرعت بالایی که میبایستی حتما این دستگاهها داشته باشند این وسایل مورد تجربه و تحلیل بیشتر قرار گرفت و انواع فیوزها و رله های مغناطیسی با دقت خیلی بالا و سرعت عملکرد خیلی بالا بوجود آمد.

هماهنگی بین رله های حفاظتی

از این رو رله های مغناطیسی سرعت کم جای خود را به انواع رله های دیجیتال داد و حال بحث این بود که نرم افزاری مناسب ، این رله ها را تنظیم نماید که بحث هماهنگی بین این رله ها بوجود آمد.چون که حال کل این نیروگاه ها با هم شبکه شده بود و دیگر می بایستی به گونه ای این هماهنگی نیز بین سیستم های حفاظتی آن ها بوجود آید که مهندسین حفاظت برآن داشت که از روش های مختلف منحنی بر تنظیم و هماهنگ نمودن این وسایل ، حفاظت نمایند تا در بروز هر گونه خطا و کمبود یا افزایش شاخصه های برق (ولتاژ ، جریان) به گونه ای سیستم خاموشی دهند که کمترین خسارات برای شرکت توزیع برق و تمام مصرف کنندگانی که حال این نعمت برق مانند آب برای انسان حیاتی گشته بوده تحمیل کند چونکه ممکن بود با کمترین قطعی بیجا خسارات جبران ناپذیری به چرخه صنعت وارد گردد.

به همین علت مهندسین حفاظت ، مقاله ها و پروژه های زیاد روی تنظیم و اصلاح سیستم حفاظت ارائه دادند و کم کم در این چند دهه اخیر با شکل گرفتن موضوع عای تکاملی سیستم های هوشمند و کاربردی بودن آن ها در انواع سیستم های ساخت بشر به نسبت مناسب آن ها بخش حفاظت نیز از این موضوع بی نسیب نبود و حال شاهد انواع مقایسه های تئوری و علمی در این موضع هستیم و سعی بر این است که این سیستم ها بتوانند کوچکترین خطا را در کمترین هزینه تحمیلی و خسارت برطرف نمایند تا هم شبکه پایداری داشته و هم رضایت مشترکان برق به خوبی جلب گردد.در این پروژه بر این شده است که یکجا ولی تا حدودی به طور خلاصه این انواع وسایل را ، ادوات حفاظتی را معرفی نماییم تا حدودی هرچند مختصر با این ادوات داشته باشیم.

فهرست مطالب پروژه رله های حفاظتی :

چکیده

فصل ۱- نوسانات ولتاژ و تاثیرات موقتی

۱-۱- مقدمه ای بر نوسانات ولتاژ

۱-۲- نوسانات ولتاژ ناشی از بارهای مختلف

۱-۳- روشهای جبران و تصحیح فلیکر

۱-۴- اضافه ولتاژهای ناشی از کلید زنی

۱-۵- اضافه ولتاژ

۱-۵-۱- مکانیزم انتقال الکترواستاتیکی موج ضربه

۱-۵-۲- مکانیزم الکترو مغناطیسی انتقال منبع ولتاژ ضربه به ثانویه

فصل ۲- وسایل حفاظتی برای انواع سیستم های برق

۲-۱- چکیده فصل

۲-۲- هدف فصل

۲-۳- فیوز

۲-۳-۱- فیوزهای قدرت

۲-۳-۲- MOTOR CONTROLLER

۲-۳-۳- محدوده جریان فیوزها

۲-۳-۴- Seleetive coordination

۲-۳-۵- Seleetive coordination fuses

۲-۳-۶- دستگاه مکمل اضافه جریان

۲-۴- انواع فیوزها

۲-۴-۱- کلید حفاظت از جان یا کلید (f1)

۲-۴-۲- کلیدهای قطع کننده محافظ موتور

۲-۴-۳- کلیدهای قطع کننده محافظ موتور نوع PKZM0

۲-۴-۴- قطع کننده های حفاظت – ترانسفورمر محدود کننده

۲-۴-۵- کلیدهای CL- PKZ0

۲-۴-۶- کلیدهای قطع کننده (کلیدهای اصلی )

۲-۵- دستگاه رها کننده شائت (F3) A (SHUNT RELEASE )

۲-۶- دستگاه ولتاژ پایین با همراه تاخیر زمانی uv(f4)off

۲-۷- تاثیر عومل مخرب بر عملکرد فیوزها

۲-۸- پدیده برش جریان در کلیدهای نوع هوای فشرده

۲-۹- استفاده از تجهیزات قطع و وصل جریانهای بار در مدارهای خاص

۲-۱۰- هماهنگی فیوزهای قدرت و رله اضافه جریان

۲-۱۱- هماهنگی فیوز با رله های جریان زیاد زمان ثابت (DTOC)

۲-۱۲- هماهنگی فیوز با رله های جریان زیاد معکوس (IDMT)

۲-۱۳- هماهنگی فیوز با واحد لحظه ای رله های جریان زیاد

۲-۱۴- هماهنگی با ریکلوزرها

۲-۱۵- جمع بندی

فصل ۳- خطوط انتقال با ماکزیمم بار

۳-۱- مقدمه

۳-۲- ایمنی و انتخابی بودن و عمل کرد سریع

۳-۳- خطاهای اتصال کوتاه

۳-۴- انواع رله های حفاظتی

۳-۴-۱- رله های اضافه جریان

۳-۴-۲- رله های حفاظت اتصال زمین

۳-۴-۳- حفاظت دیستانس

۳-۴-۴- برخی مشکلات و محدودیت های حفاظت دیستانس

فصل ۴- بررسی خطرات الکتریکی محیط کار

۴-۱- چکیده

۴-۲- مقدمه

۴-۳- آشنایی با جریانهای خطا

۴-۴- ولتاژ القایی

۴-۵- القاء خازنی

۴-۶- فلوی مغناطیسی القایی

۴-۷- ولتاژ های القایی ناشی از رعد و برق

۴-۸- روشهای ایجاد سیستم زمین حفاظتی

۴-۹- سیستم زمین حفاظتی تک فاز یا سه فاز

۴-۹-۱- اتصالات و بانداژها

۴-۱۰- نتیجه

۴-۱۱- منابع

فصل ۵- حفاظت بهینه هوشمند اضافه جریان در سیستمهای قدرت

۵-۱- مقدمه

۵-۲- سیستمهای خیره در حفاظت شبکه های قدرت

۵-۳- معادلات هماهنگی بهینه رله های جریان زیاد

۵-۳-۱- روش پیشنهادی

۵-۴- اجزای سیستم خیره

۵-۴-۱- پایگاه اطلاعات

۵-۴-۲- اطلاعات سیستم

۵-۴-۳- قوانین خبره مرتبط با نوع رله

۵-۵- موتور استنتاج

۵-۶- نتایج

فصل ۶- بررسی نقش رله اتصال مجدد (ریکلوزر) در شبکه های توزیع

۶-۱- مقدمه

۶-۲- عوامل موثر در ایجاد عیوب گذار

۶-۳- بررسی فنی عملکرد رله اتصال مجدد

۶-۴- دوره زمانی استفاده از رله اتصال مجدد

۶-۵- انتخاب کلیدها جهت استفاده از رله

۶-۶- بررسی اقتصادی استفاده از رله اتصال مجدد

۶-۷- نتیجه

فصل ۷- بررسی قطع شدگی فاز در موتورهای و نحوه حفاظت آنها

۷-۱- مقدمه

۷-۲- قطعی فاز در موتورهای اندوکسیونی

۷-۳- بررسی حالت تکفازه شدن موتورها در وضعیت های مختلف

۷-۳-۱- حالت بار کامل

۷-۳-۲- حالت بار ناچیز

۷-۳-۳- در حالت استارت

۷-۴- مقایسه قطع شدن فاز در موتورهای بار تورسیم پیچی شده و قفسه ای

۷-۵- روشهای مختلف حفاظت

جهت حفاظت موتورهای اندوکسیونی و سنکرون در مقابل قطعی فاز شرح ذیل می باشد:

۷-۵-۱- رله تعادل فاز ها Phase blanc relay

۷-۵-۲- رله مولفه منفی جریان زیاد لحظه ای instantaonus neqative sequencc over current

۷-۵-۳- رله جریان زیاد ovcr current relay with the delay

۷-۵-۴- رله حرارتی thermal relay

۷-۵-۵- رله ولتاژ فازهای معکوس Reverse phase vol taqe relay

۷-۵-۶- رله قطعی فاز phase failure relay

۷-۵-۷- نتیجه

فصل ۸- ارزیابی حفاظت خازنهای قدرت و بررسی علل انفجار بانکهای خازنی

۸-۱- مقدمه

۸-۲- تحول در ساختار خازنها

۸-۲-۱- طریقه و عوامل موثر در از کار انداخن سیستمهای عایق

۸-۲-۲- طریقه به کار افتادن عایق PAPER – FILM

۸-۳- طریقه از کار افتادن خازن

۸-۴- نتیجه

فصل ۹- محاسبات هماهنگی رله ها

۹-۱- خلاصه فصل

۹-۲- مقدمه

۹-۳- طرح مسئله

۹-۴- راه حل پیشنهادی

۹-۵- روش محاسباتی تنظیم رله های جریانی

۹-۶- مزایا و معایب روش پیشنهادی

۹-۷- نتیجه گیری

فصل ۱۰- روش صحیح تنظیم رله های جریانی در شبکه توزیع

۱۰-۱- مقدمه

۱۰-۲- راه حل پیشنهادی

۱۰-۳- روش محاسباتی تنظیم رله های جریانی

۱۰-۴- مزایا و معایب روش پیشنهادی

۱۰-۵- نتیجه گیری

۱۰-۶- مراجع

فصل ۱۱- هماهنگی رله های جریان زیاد با روشهای بهینه سازی

۱۱-۱- مقدمه

۱۱-۲- الگوریتم ژنتیک

۱۱-۳- تابع هدف

۱۱-۴- هماهنگی رله های جریان زیاد با استفاده از SWARM

۱۱-۵- یک طرح تطبیقی حفاظتی برای حفاظت بهینه رله های جریان

۱۱-۶- هماهنگ سازی بهینه رله های جریان

۱۱-۷- هماهنگی رله های جریان زیاد با روش برنامه ریزی تکمیلی

۱۱-۸- خلاصه

۱۱-۹- هماهنگی رله های اضافه جریان

۱۱-۹-۱- TSM پیوسته یا گسسته

۱۱-۱۰- تنظیم جریانی رله ها

۱۱-۱۱- مشخصات رله اضافه جریان

۱۱-۱۲- تابع هدف

۱۱-۱۳- گسسته یا پیوسته بودن TSM

۱۱-۱۴- اطلاعات الگوریتم ژنتیک:

۱۱-۱۵- بررسی نتایج