مشخصات فنی

معرفي كاربردها و اهميت مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان در شبكه توزيع فشار متوسط

1- كاربرد در اتوماسيون توزيع
2- كاربرد در اندازه گيري كيفيت توان
3- كاربرد در ثبت اطلاعات ولتاژ و جريان (DataLogger)
4- كاربرد در اندازه گيري انرژي (كنتور)
5- كاربرد در فروش انرژي در انشعابات ديماندي (مصرف كننده هاي سنگين)
6- ثبات خطا در فيدر هاي هوايي

1- كاربرد در اتوماسيون توزيع :

اتوماسيون توزيع، شركت هاي توزيع برق را قادر مي سازد تا شبكه توزيع را بتوانند از راه دور مونيتور ، هماهنگ و كنترل كنند. شركت هاي توزيع برقي كه سيستم اتوماسيون توزيع را در محدوده تحت پوشش‌شان پياده مي كنند، به منافع زير دست مي يابند:

•    بهره اقتصادي ناشي از عملكرد شبكه توزيع در محدوده اسمي طراحي شده
•    كاهش تلفات سيستم
•    افزايش سود بدليل بازگشت سريعتر سيستم به حالت عادي
•    كاهش ميزان عدم رضايت (شكايات) مشتريان (مصرف كنندگان)

منافع فوق با انجام موارد زير قابل دستيابي است:

•    مونيتورينگ و ثبت اطلاعات الكتريكي خطوط توزيع
•    كاهش توان راكتيو در پست ها و خطوط توزيع به منظور كنترل اتوماتيك بانك هاي خازني سوييچ شونده
•    فراهم كردن اطلاعات خطوط براي ديسپاچينگ و بهره بردار در حالت اضطراري براي سكشن كردن مناسب عيوب
•    آشكار سازي عيوب در تجهيزات ، گذرا ها و هارمونيك هاي شبكه
•    پيكربندي مجدد فيدرها به طور اتوماتيك (در اختيار داشتن اطلاعات توسط بهره‌برداران براي سكشن كردن مناسب شبكه فشارمتوسط در مواقع اضطراري

پياده سازي اتوماسيون جامع توزيع به دليل هزينه زياد ناشي از سرمايه گذاري اوليه براي خريد و نصب تجهيزات مرتبط محدود مي شود. بيشترين هزينه مربوط به لوازم اندازه گيري و پست مربوط به آن و نيز تجهيزات ارتباطي نظير RTU ها مي باشد. مقره هاي سنجش ولتاژ و جريان با استفاده از تكنولوژي جديد به عنوان جايگزيني براي ترانس هاي ولتاژ و جريان هزينه اي پايين تر از آنها دارد و مي توان به دليل مزاياي زير از آنها در اتوماسيون سيستم هاي توزيع 20 و 33 كيلوولت استفاده كرد:

-    كاهش حجم و وزن و قيمت
-    سهولت و سرعت در نصب و بدون نياز به ادوات ويژه اي براي نصب. سرعت در نصب مقره هاي اندازه گير ، مدت زمان خروج خط از مدار را كاهش مي دهد
-    اندازه گيري همزمان ولتاژ و جريان در يك تجهيز
-    خروجي استاندارد الكترونيكي كه نياز به ترانسميترها را براي كاربرد هاي مختلف حذف مي كند
-    قابليت افزودن نوع حفاظتي به نوع اندازه گيري بدون افزايش در اندازه تجهيز
-    صرفه جويي در احداث پست هوايي يا زميني
-    جايگزيني راحت اين تجهيز با مقره اتكايي خط يا پست بدون قطعه اضافي و امكان در اختيار گذاردن سيگنال هايي براي مقاصد مختلف
-    اضافه كردن سيستم اسكادا به پست هاي قديمي با نصب آسان اين تجهيز با هزينه كم
-    كنترل ولتاژ براي سوييچينگ بانك هاي خازني يا سكشنلايزر اتوماتيك(كاهش توان راكتيو(VAR) در پستها و فيدرها با كنترل هوشمند بانك‌هاي خازني)
-    اتوماتيك كردن قطع و وصل فيدر ها از راه دور با  ارسال اطلاعات مقره هاي اندازه گير به مركز ديسپاچينگ (افزايش بازده شبكه به دليل سرعت در عادي‌سازي شبكه پس از وقوع حوادث)
-    قابليت پيكربندي خروجي براي دراختيار گذاردن سيگنال هاي استاندارد ابزار دقيق

(0-1 or10 V) يا سيگنال استاندارد جريان (0-1or 5A)  و ولتاژ (110V)

امروزه سناريوهاي خاص كنترل فيدرها با دريافت 6 ولتاژ ورودي بوسيله ريكلوزرها قابل انجام است. استفاده از 6 ترانسفورماتور ولتاژ فشارمتوسط براي مصارف بيروني به دليل حجم و وزن زياد و قيمت بالا، پياده‌سازي اين سناريوها را محدود كرده‌است. با استفاده از مقره سنجش ولتاژ وجريان به دليل وزن و قيمت و نصب راحتتر، پياده‌سازي اين سناريوها دسترس‌پذيرتر خواهند شد.

2- كاربرد در اندازه گيري كيفيت توان :

بايد بدانيم چه اتفاقاتی در شبکه برق در حال رخ دادن هستند. امروزه نياز مبرم به اندازه گيري کيفيت مي باشد تا عيب يابی ها سيستم توزيع بهتر وسريع تر و اقتصادی تر انجام شوند ؛ اين فعاليت ها براي دستيابي به اهداف كاهش تلفات و افزايش بهره اقتصادي توزيع انرژي و نيز رضايت مشتريان مي باشند.

عوامل ايجاد اغتشاش در برق عبارتند از: پديده های جوی مانند صاعقه و ... ؛ خطاهای روی سيستم قدرت ماننداتصال کوتاه در پست،خط هوايي و... ؛ نوسانات سيستم قدرت ؛ خطا در تاسيسات اختصاصی مشترکين ؛ وجود بارهای خاص در کنار هم  مانند کوره های قوس،دستگاههای جوش،موتورهای با سرعت متغير، ادوات الكترونيكي سوييچينگ و ... ؛ عملکردکليد های حفاظتی يا راه اندازی بار های سنگين تجهيزات حساس به اغتشاشات کيفيت توان نيز عبارتند از : فرآيند های صنعتی (PLC و...)؛کامپيوتر ها و تجهيزات IT؛ دستگاههای الکترونيکی (کنترل دور و ...)؛ کليد ها و رله ها؛ خازن های قدرت؛ موتور های با کنترل دور؛ دستگاههای راديولوژی و ...؛ تجهيزات مخابرات از راه دور؛ بارهاي روشنايي در مقايسه با CT,PT هاي نصب شونده براي اندازه گيري كيفيت توان ، مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان از محدوده كاري وسيع تري در اندازه گيري اغتشاشات هارمونيكي و دامنه موج ها برخوردارند. از مواد مورد استفاده كمتري برخوردارند و به دليل كاهش حجم و وزن ، هزينه مربوط به تحليل كيفيت توان خطوط را كاهش مي دهد. بر خلاف CT,PT ها ، اتصال كوتاه و مدار باز در خروجي ها كه در CT,PT ها خطرناكند و مي توانند باعث سوختن آنها شوند يا خسارات جاني پديد آورند ؛ مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان هيچ مشكلي از نظر اتصال كوتاه يا مدار باز شدن در خروجي ندارند و علاوه بر آن به دليل سطح ولتاژ خروجي پايين تر، ايمني مناسبي در كار با آنها فراهم مي شود.سرعت در نصب مقره هاي اندازه گير ، مدت زمان خروج خط از مدار را كاهش مي دهد.

به طور كلي به دليل استفاده از هسته آهني در ترانس هاي ولتاژ و جريان ، و اشباع و غير خطي بودن رفتار هسته در محدوده وسيع ؛ خطا در اندازه گيري هارمونيكهاي بالا و موج هاي اغتشاشي فركانس بالا وجود دارد كه هم اكنون در كشور به دليل عدم وجود تجهيزات اندازه گيري آلترناتيو ، به وجود اين خطاها آگاهي نمي يابيم. مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان با استفاده از سنسور هاي مدرن مشكلات اشباع و فيلتر كردن هسته CT,PT هاي موجود را ندارند و مي توانند در تحليل و ارزيابي كيفيت توان ، نقش مهمي را در صنعت برق كشور بر عهده گيرند. امروزه اجبار به نصب دستگاههاي اندازه گير كيفيت توان در پست هاي زميني ، محدوديت بسياري براي شركت هاي برق در ارزيابي مشتركيني كه اغتشاشات هارمونيكي و فركانسي ايجاد مي كنند ،به وجود آورده است. با نصب آسان و اقتصادي مقره هاي اندازه گيرولتاژ و جريان به صورت هوايي در نزديكي مشتركين و نقاط دلخواه خط فشارمتوسط مي توان به ارزيابي دقيق كيفيت برق پرداخت و مديريت مناسب با آن را پياده كرد.

 


 
دستگاه اندازه گيري كيفيت توان



3- كاربرد در ثبت اطلاعات ولتاژ و جريان (Data Logger):

امروزه ثبت اطلاعات ولتاژ و جريان و توان خطوط و فيدر هاي فشارمتوسط براي مقاصد مديريت جامع فني اقتصادي و برنامه ريزي قابليت اطمينان و توسعه بهينه شبكه ضروري مي باشد. مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان با قابليت اتصال مستقيم به ورودي ديتالاگر ها بدون نياز به ترانسميتر ها ، اين امكان را فراهم مي آورند كه بتوان مطالعات و تصميم گيري هاي دقيق تري را در مديريت بار شبكه انجام داد.  اين مهم در مكان هايي كه امكان احداث پست زميني يا هوايي(MOF) بدليل محدوديت هاي فني يا اقتصادي وجود ندارد ، با استفاده از مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان ميسر خواهد بود. بدين ترتيب كه بر روي تير هاي موجود و با جايگزيني مقره هاي اتكايي با مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان و نصب ديتالاگر در يك تابلوي كوچك و استفاده از يك منبع تغذيه كمكي مي توان به راحتي يك پايگاه ثبت اطلاعات الكتريكي خط هوايي فشارمتوسط بنا كرد. يكي از مزاياي ثبت اطلاعات، به عقب انداختن عمر تجهيزات و بارگذاري آنها در مقادير نامي طراحي‌شده‌شان است.

 


ديتالاگرها


4- كاربرد در اندازه گيري انرژي (كنتور):

قرايت توان مصرفي مشتركين با استفاده از كنتور هاي ديجيتال ، امروزه توسط احداث پست هاي زميني انجام ميگيرند. در طراحي مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان اين مساله لحاظ شده است كه بتوان خروجي دستگاه را به كنتور الكترونيكي جهت قرائت و ثبت انرژي و نيز ديگر پارامتر هاي الكتريكي خط فشارمتوسط متصل نمود. همچنين در كنار مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان يك مركز الكترونيكي اندازه گيري و مانيتورينگ طراحي شده است كه ميتوان اطلاعات ولتاژ و جريان عبوري از فاز هاي خطوط هوايي را از پايين تير و توسط يك ريموت كنترل راديويي قرائت كرد تا بتوان از آن در بهره برداري بهينه و امور ديسپاچينگ استفاده كرد.همچنين در مرز بين شركت هاي توزيع برق توان رد و بدل شده با استفاده نصب آسان مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان قابل اندازه گيري است. حركت كشور به سمت پياده سازي بازار برق اهميت اين كاربرد را بيشتر نشان مي دهد. مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان در نقاطي كه به دليل محدوديت هاي فضا ، وزن و ابعاد ؛ نمي توان پست اندازه گيري نصب كرد به آساني قابل استفاده هستند.

 

كنتورهاي الكترونيكي ديجيتال

 

5- كاربرد در فروش انرژي در انشعابات ديماندي (مصرف كننده هاي سنگين):

ایده فروش انشعابات هوایی از خط هوایی فشار متوسط سالهاست که بعنوان یک نياز در صنعت توزیع برق کشور احساس می گردید و هر شرکت توزیع فراخور توان و روشهای متداول این تقاضا را پاسخ داده و به نحوی آنرا به انجام و یا با توجه به مشکلات نصب از آن صرفنظر نموده این مهم را با (ساخت ترانس های جریان و ولتاژ  out door در فضای باز) و تجهيز پستهای زمينی به انجام می رساند.

مطابق دستورالعمل واگذاري سريع انشعاب هوايي مشتركين ديماندي در ولتاژ اوليه مصوب مديريت توزيع توانير عبارت است از واگذاري سريع انشعابات ديماندي براي مشتريان مصارف سنگين ( ٢٥٠ كيلو وات به بالا) که لازمه تحويل برق بصورت ولتاژ اوليه از خطوط هوايي موجود مي باشد. اين فرايند علاوه بر ايجاد رضايت مشترکين، مزايا و محاسن اقتصادي ديگري از جمله: قيمت تمام شده کمتر در مقايسه با احداث پست زميني، صرفه جوئي در زمان اجرا، فضا وزمين مورد نياز کمتر، سهولت در بهره برداري و تعميرات و نيز امکان كاهش فاصله نقطه تحويل برق از مرکز ثقل بار ها را دارا مي باشد. در اين روش امکان برقراري سريع انشعاب هوايي برق مورد نظر و صدور صورتحساب و اخذ بهاي انرژي به همراه نرخ ديماند مربوطه براي شرکت هاي توزيع در مدت زمان كوتاه ميسر مي گردد.مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان در هر نقطه از خط كه انشعاب سنگين از آن منشعب مي شود ، بدون نياز به هر ادوات اضافي شامل تير ، كراس آرم و ... به راحتي بر روي كراس آرم هاي معمول قابل نصب هستند . خروجي سه عدد مقره اندازه گير ولتاژ و جريان ، قابل اتصال به كنتور هاي سه فاز الكترونيكي است و به راحتي مي توان با هزينه كمتر از روش  ترانس هاي ولتاژ و جريان Outdoor و پست زميني و نيز  روش استفاده از MOF ها و پست هوايي به فروش برق در انشعابات مشتركين سنگين پرداخت.

با توجه به دستورالعمل فروش انشعابات ديماندي معاونت توزيع توانير، در روش استفاده از مقره اندازه گير ولتاژ و جريان به دليل عدم نياز به تير ، سكو و ساير متعلقات و قيمت پايين تر يك ست سه فاز مقره اندازه گير ولتاژ و جريان نسبت به يك MOF سه فاز ،قيمت تمام شده فروش انشعاب ديماندي با استفاده از اين روش پايين تر از روش پست زميني و يا روش استفاده ازMOFو پست هوايي مي باشد.

6- ثبات خطا در فيدر هاي هوايي:

با طراحي ويژه مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان مي توان از آنها جهت اندازه گيري و ثبت اضافه ولتاژ ها و اضافه جريان هاي رخ داده در خط فشار متوسط استفاده كرد . همچنين مي توان با استقرار سيستم مخابراتي انتقال اطلاعات ، اين خطا ها را به مركز كنترل و مديريت توزيع منتقل كرد. با استفاده از اندازه گيري اين اطلاعات       كه به عنوان ركن اول پياده سازي مديريت جامع فني اقتصادي در توزيع انرژي الكتريكي مي باشد مي توان به حالت بهينه دست يافت . خروجي مقره هاي اندازه گير ولتاژ و جريان به راحتي و بدون هر گونه طبقه واسط يا ترانسديوسر قابل اتصال به RTU   هاي نصب شونده در شبكه فشار متوسط هستند. مي توان مقره هاي اندازه گير را در دو نوع مقره هاي اندازه گير ولتاژ و مقره هاي اندازه گير جريان طراحي و ساخت تا بدين ترتيب در نقاطي كه نياز به مونيتورينگ يا  ثبت خطاي ولتاژي يا جرياني مي باشد ؛ هزينه كمتري در مقايسه با ترانس هاي ولتاژ و جريان مغناطيسي صرف كرد.

7- كاربرد در كاهش تلفات شبكه:

دانستن وضعيت فيدرهاي مختلف از نظر ميزان تلفاتشان، اولين اقدام براي مديريت فني است تا بتواند با اولويت‌بندي و بررسي‌هاي جامع فني-اقتصادي به راهكارها و سناريوهايي دست‌زند تا بتوان به كاهش تلفات اقدام كرد. احداث ايستگاههايي كه توجيه فني و اقتصادي دارند و در زمان كوتاهي قابل نصبند و اطلاعات مرتبطي به بهره‌برداران مي‌دهند با استفاده از مقره‌هاي سنجش ولتاژ و جريان قابل‌اجرا خواهد بود.

مشخصات فنـی مقره سنجـش ولتاژ و جریان

مشخصات فنی سنسـور جریان

  • نوع سنسور جریان : ترانسفورماتور جریان
  • نوع سیگنال خروجی : 0 تا 1 آمپر AC
  • محدوده اندازه گیری یا دقت : 5 تا 120 درصد جریان اسمی
  • جریان اسمی : 200آمپر (بر اساس نیاز مشتری)
  • نوع سنسور جریان : ترانسفورماتور جریان
  • نسبت تبدیل : A1 / 200 A (قابل طراحی براساس نیاز)
  • بردن : VA 1
  • جریان زیاد زمان کوتاه : 4 کیلوآمپر
  • کلاس دقت اندازه¬ گیری : % 5/0
  • ولتاژ اسمی : 24 کیلوولت
  • ایستادگی فرکانس قدرت (خشک) : 50 کیلو ولت در یک دقیقه
  • ایستادگی ضربه صاعقه : 125 کیلوولت موج استاندارد صاعقه
  • استاندارد مرتبط : IEC 61869-1 ed 1.0 (2007-10)
  • قابلیت اتصال مستقیم به RTU و قابل اتصال به سیستم GSM/GPRS
  • قابلیت کالیبره کردن

مشخصات فنی سنسـور ولتاژ

  • نوع تجهیز : اندازه گیری
  • نوع سیگنال خروجی : 0 تا 1 ولت (سیگنال استاندارد)
  • محدوده اندازه گیری یا دقت : 80 تا 120 درصد ولتاژ اسمی خط
  • نوع سنسور : تقسیم کننده امپدانسی
  • نسبت تبدیل : 10 کیلوولت به 1 ولت AC
  • رده ولتاژی : 24 کیلوولت
  • استقامت در برابر اتصال کوتاه خروجی : مقاوم در برابر اتصال کوتاه خروجی
  • دقت اندازه گیری دامنه : % 1
  • ولتاژ اسمی : 24 کیلوولت
  • ایستادگی فرکانس قدرت (خشک) : 50 کیلوولت در یک دقیقه
  • ایستادگی ضربه صاعقه : 125 کیلوولت موج استاندارد صاعقه
  • استاندارد مرتبط : IEC 60044-7 (1999)
  • قابلیت اتصال مستقیم به RTU و قابل اتصال به سیستم GSM/GPRS
  • قابلیت کالیبره کردن

مشخصات فنی مرکز اندازه گیری (کنتور)

  • درجه حفاظتی تابلو: IP 54
  • خروجی قابل قرائت: ولتاژها و جریانهای 3 فاز فیدر هوایی 20 کیلوولت و اطلاعات توان اکتیو و راکتیو مجموع، همراه با جهت و توان ظاهری هر فاز و مجموع و ضریب توان و فرکانس و هارمونیکها تا 23 و THD و نامتعادلی جریان و ولتاژ و فرکانس
  • قابلیت انجام تنظیمات و قرائت سیستم اندازه گیری با استفاده از نرم افزار و از راه دور
  • قابل ارسال با GSM/GPRS
  • دقت اندازه گیری ولتاژ و جریان و نسبت توان : %  0/2
  • اندازه گیری انرژی اکتیو (IEC 62053-22) : Class 0/2
  • اندازه گیری انرژی راکتیو (IEC 1268) : Class 0/5
  • اندازه گیری زمان : 180 sec/year
  • اندازه گیری فرکانس : % 0/02
  • ولتاژ ورودی نامی : 1 V
  • محدوده تغییرات : 0  to 1 v
  • بردن: <0/1 VA
  • فرکانس کار نامی : 50 HZ
  • محدوده تغییرات فرکانس : 45 to 55 HZ
  • جریان ورودی نامی : (طبق سفارش) 1A
  • بردن : < 1 VA
  • حداکثر جریان قابل اندازه گیری : 1.2 In
  • حفاظت اضافه جریان : 30 In for 1 sec, 10 In for 10 sec,3 In continuously
  • ولتاژ تغذیه نامی : (طبق سفارش) 110 V AC or DC / 12 V DC
  • محدوده تغییرات : 80 to 250 V AC /10 to 14 DC
  • حداکثر توان مصرفی دستگاه : 4 W
  • حفاظت اضافه ولتاژ :/ <15 V DC 2Vx Continuously
  • شرایط محیطی
  • محدوده دمای کار مرجع : 0 to 40 °C
  • محدوده دمای کار نامی : -10 to 55 °C
  • محدوده دمای نگهداری : -40 to 70°C
  • محدوده رطوبت : (بدون شبنم) Up to 90%
  • پروتکل ارسال اطلاعات : MODBUS RTU
  • مشخصات مقره

  • طول کلی : 42 سانتیمتر
  • وزن : 5/13 کیلوگرم
  • نوع عایق داخلی : اپوکسی رزین
  • نوع عایق بیرونی : سیلیکون رابر
  • فاصله خزشی : 900 میلیمتر
  • رده ولتاژی : 24 کیلوولت
  • ایستادگی فرکانس قدرت (خشک) : 50 کیلو ولت در یک دقیقه
  • ایستادگی ضربه صاعقه : 125 کیلوولت موج استاندارد صاعقه
  • نحوه نصب : همانند مقره اتکایی، با پیچ و مهره 20 بر روی کراس آرم معمول 20 کیلوولت

تست

تستهای انجام شده بر روی مقره سنجش ولتاژ و جریان

الف. فرکانس قدرت
اضافه ولتاژ 50 کیلو ولت در یک دقیقه
ب. اضافه  ولتاژ ضربه صاعقه
در این تست که یک تست عمومی برای تمام تجهیزاتی است که روی شبکه نصب میشوند، ولتاژی معادل 120 کیلو ولت در زمان 2/1 بر 50 میکروثانیه بر تجهیز وارد میکنند.
ج. تخلیه جزیی یا PD
ولتاژی معادل 18 کیلو ولت را بر طبق مکانیزم خاصی بالا میبرند، اگر حباب یا آلودگی در تجهیز وجود داشته باشد، یون های زیادی از سیستم آزاد میشوند. اگر میزان این یونها از 20 پیکو کولن بالاتر باشد، تجهیز مردود است. مزیت این تست این است که نشان میدهد آیا این تجهیز در دراز مدت زود پیر میشود یا خیر.
د. دقت ولتاژ
که شامل دقت دامنه میشود.
ه. تست دقت جریان
که شامل دقت دامنه و دقت فاز میشود.
و. جریان زیاد زمان کوتاه
4000 آمپر را درمدت یک ثانیه به تجهیز میدهند که گاهی باعث صدمه به تجهیز میشود و گاهی دقت تجهیز را پایین می¬آورد. اگر این اتفاق نیفتاد، دستگاه تست را پاسکرده است. این تست هم یک تست عمومی است که برای تمام تجهیزاتی که بصورت سری روی خط قرار میگیرند انجام میشود.
ز. Inter turn over voltage

به اندازه جریان نامی CT به مقره جریان میدهند (100 یا 200) و CT را مدار باز قرار میدهند، در این حالت ولتاژ زیاد بر سر  CT  می افتد و دوباره تست دقت جریان میگیرند.

دریافت فایل نتایج تست های انجام گرفته توسط پژوهشگاه

گواهینامه

 

گواهی ثبت اختراع