نیاز به اصلاحات سیستم توزیع برق و آموزش مشترکان

سیستم توزیع نیروی برق دارای پراكندگی جغرافیایی زیادی است. افزایش حجم و پیچیدگی سیستم مذكور بتدریج در الزامات كنترل و پایش پارامترهای سیستم تغییراتی را به وجود آورده است. تعداد مشتركان برق به صورت تصاعدی در حال فزایش است. بیشتر تاسیسات برق در حال حاضر توجه بیشتری را به اصلاحات بخش تولید نیرو و انتقال معطوف كرده‌اند. مشتركان مرتبط با شبكه توزیع به استمرار تامین نیروی دارای كیفیت خوب نیازمندند. تجهیزات برقی یا الكترونیكی بسیار ظریفی كه نیازمند یك نیروی برق با كیفیت هستند به بازار عرضه می شوند. در اصل، كیفیت خوب برق به سطح ولتاژ مناسب مربوط میشود.
رشد سریع در تقاضای برق در سراسر جهان قابل انتظار است. بسیاری از كشورها از جمله هندوستان به منظور افزایش كارایی و كاهش هزینه‌های خود، در حال تجدید ساختار صنعت نیروی برق است. محیط رقابتی بازار برق ایجاد شده و این موضوع، ساختار و مالكیت صنعت تامین نیرو را تحت تاثیر قرار خواهد داد. بخش توزیع اینك از مشاركت بخش خصوصی استقبال میكند كه این امر باعث ترغیب به رقابت خواهد شد. هر طرف خواهد كوشیدتا مشتركانی راجذب كرده و تلاش خواهد كرد تا كیفیت تامین نیرورا حفظ كند. ما برای تضمین این كه ولتاژ و استمرار نیروی تحویلی به مشتركان رادر یك سطح قابل قبولی نگه خواهیم داشت نیاز به سیستم‌های موثر و كارا داریم. ایمنی و به صرفه بودن عملیات نیز از یكی دیگر از جوانب مذكور محسوب میشود.
در صورتی كه اصلاحات انجامی در بخش توزیع، كیفیت خوب نیروی برق را تضمین كند آنگاه مشتركان ترغیب خواهند شد تا از حداكثر نیروی برق استفاده كنند. یك تصمیم غیرعاقلانه توسط مشتركان مبنی بر استفاده از حداكثر نیرو بدون بهینه‌سازی استفاده از برق، بار سنگینی را بر آنها تحمیل خواهد كرد. انتظار نداریم كه آنها برای صرفه‌جویی در هزینه، برق خود را خاموش یا قطع كنند ولی میتوانیم روشهای صرفهجویی در نیروی برق توسط آنها را با گزینش تجهیزات برقی دارای كیفیت مناسب، آموزش دهیم. در صنایع هندوستان در اكثر موارد، كیفیت محصولات نهایی حفظ نمیشود آنها به منظور كاهش هزینه تولید خود از كیفیت آن میكاهند. تولیدات یاد شده كارآیی در انرژی نداشته و بدون ارایه خروجی مطلوب، نیروی بیشتری را نیز مصرف میكنند. از این رو باید آموزشهای لازم به مشتركان داده شود به طوری كه بتوانند در بهره‌برداریهای خاص از تجهیزات مناسبی استفاده كنند.
ما برای تضمین تامین پایا و مستمر نیرو از پستهای توزیع برق و بهره‌برداری موثر و كارا از برق توسط مشتركان باید روی طراحی، معیارهای مناسبی جهت حفظ سیستم توزیع و برنامه آموزشی جامعی در مورد مشتركان تاكید كنیم. نویسندگان متعددی در حیطه مدیریت بار و آموزش اپراتور، نظریات و كمكهای خود را ارایه كردهاند ولی هیچ كدام از آنها در مورد آموزش مشتركان حرفی به میان نیاوردهاند. قبل از طرح‌ریزی یك برنامه آموزشی مناسب،به منظور اتخاذ تصمیم در مورد سرفصل دروس و طرح كاری آموزشهای یاد شده، نیاز به تحقیق و مطالعه مشتركان در مناطق مختلف وجود دارد.
این مقاله در اساس، جوانب متعدد آموزش مشتركان را برجسته میسازد. همراه با استدلالهای انجامی، نتایج آزمایشات مختلف نیز ارایه میشود.
●اصلاحات در سیستم توزیع نیرو:
مسوولیت تامین مستمر نیروی مشتركان متعدد مناطق مختلف در اصل بر عهده افراد بهرهبردار و تعمیر و نگهداری سیستم است. روز به روز بر بار سیستم یاد شده افزوده میشود ولی سیستم نیرو همگام با آن گسترش نمییابد. این امر به تریپهای متناوب سیستم میانجامد. بار اضافی بر خطوط توزیع و تامینكنندگان نیرو و خارج از محدوده ایمنی آنها تحمیل میشود كه باعث افزایش افتهای توزیع میشود. حتی اگر ما از افتهای نیروی ناشی از دزدیهای رخداده صرف‌نظر كنیم سایر افتهای فنی مرتبط با حجم نامناسب سیمها و بار نامتوازن، مقدار بسیار قابل توجهی را به خود اختصاص میدهند. افتهای ناشی از هارمونیك‌های تولیدی در سیستم توسط تجهیزات مدرن تا بحال مورد توجه واقع نشدهاند. بار سیستم توزیع نیرو نیز متعادل و متوازن نمیشود. مشتركان، به دلخواه خود به برق متصل میشوند. اگر یك فاز از برق قطع میشود او وسایل و تجهیزات خود را به فاز دیگری وصل میكند. سیستم توزیع در خانه مشترك، بوسیله یك سیمكش خصوصی نگهداری میشود در حالی كه اداره ذیربط از كمبود شدید نیروی بهرهبردار رنج میبرد.
اصلاحات سیستم توزیع بطور طبیعی شامل جوانب بهره‌برداری سیستم به شرح مندرج در زیر میشود:
۱- اندازهگیری (كنتور خوانی) پستهای برق
۲- تعادل بار
۳- تعمیر و نگهداری خط
۴- پاسداری و ایمنسازی خط
۵- برنامهریزی مجدد یا ناحیهبندی فیدر (در صورت بروز خطا) و طراحی
۶- سوییچینگ ظرفیت به منظور كنترل ولتاژ
۷- تعمیر و نگهداری پست‌های برق
۸- ممیزی انرژی
۹- تجزیه و تحلیل پارازیت یا جریان مزاحم
۱۰- كنترل سطح ولتاژ توسط OLTC
۱۱- حفظ و نگهداری كاركنان مناسب ویژه تعمیر و نگهداری
●آموزش مشتركان:
عادات مصرف برق هندی‌ها به شكل جدی ناكارآمد است. آنها بطور طبیعی از كیفیات محصولات در دسترس در بازار اطلاعی ندارند. نمیدانند كه الزامات بهینه در قبلا نیازشان چیست و چگونه و كجا یك وسیله برقی را نصب كنند. هر فرد در مورد خانهسازی، دوختن لباس و تهیه غذا و غیره بیش از اندازه مورد نیاز برق مصرف میكند. برخی از افراد زندگی خود را بر پایه درآمد خود پیریزی نمیكنند زیرا با كمال بیدقتی و نابخردانه مصرف كرده و میشود گفت كه ولخرجی میكنند. آنها موفق به استفاده بهینه از دانش و آگاهی خود – درصورت وجود- نمیشوند و در اغوا شدن در قبال محیط فریبآمیز خود استعداد نشان میدهند. این وظیفه آموزش است كه رفتارهای آنها را اصلاح كرده و آنها را تربیت كند.
ما در آموزش مشتركین باید در وهله نخست، مشتركین را در گروههای مختلف طبقهبندی كنیم. این طبقهبندی هم میتواند بر اساس گروه درآمد باشدو هم میتواند بر پایه طبقهبندی تحصیلی و آموزشی انجام پذیرد. یك طبقه‌بندی فرعی دیگر نیز میتواند بر اساس نوع تجهیزات برقی مورد استفاده در زندگی روزمره آنها صورت بگیرد. پیش از طراحی سرفصل‌های آموزشی باید در وهله اول به سوالات زیر توجه كنیم:
۱- چرا به مشتركان آموزش میدهیم؟
۲- چه چیزی باید آموزش داده شود؟ – فعالیتها، نگرشها و غیره
۳- آموزش در كجا باید اجرا شود(در خانههای مشتركان یا مراكز آموزش)
۴- با چه تجهیزات و وسایلی (چند عدد و دفترچه‌های راهنمای آموزش خاص)
۵- آموزش چه زمانی و به چه مدتی ارایه میشود (یك هفته یا یك ماه)
۶- تواتر و ترتیب آموزش چگونه خواهد بود؟
۷- فعالیتها چگونه انجام میشود.؟
۸- روش تدریس مطالب آموزشی چگونه خواهد بود؟
۹- مدرس دوره آموزشی كیست؟
۱۰- كارآموزان دوره آموزشی چه كسانی خواهند بود؟
۱۱- روش ارزشیابی چگونه خواهد بود؟
۱۲- مشكلات، خطاها و روشهای اجرای آموزش چگونه مورد پایش قرار میگیرند؟
۱۳- نگرش و نظر كارآموزان در قبال آموزش چیست؟
آموزش مشتركان باید با حذف اتلاف مصرف انرژی، بهبود استانداردها و مشكلات مالی آنها مرتبط باشد. ما در این مقاله عملكرد لامپهای مختلف برق، لامپ‌های كوچك فلوئورسنت، فنها، پایدارسازها و پمپهای آب را بررسی كرده و عملكرد آنها را در سطوح مختلف ولتاژ مورد آزمایش قرار دادیم كه نتایج آن به صورت مقابلهای و مقایسهای ارایه میشود. با استفاده از نتایج این آزمایش میتوانیم مشتركان را در مورد انتخاب یك وسیله خاص نه تنها بر اساس هزینه آن بلكه به استناد كیفیت و عملكرد آن متقاعد سازیم. جمع خالص مقدار هزینه صرفه‌جویی شده در طول عمر مفید وطبیعی این تجهیزات را میتوان بر اساس این آزمایشات پیشبینی كرد.●لامپ‌های معمولی و فلوئورسنت كوچك:
ما در مقایسه با كشورهای توسعه یافته كه بطور میانگین بین ۸ الی ۹ درصداز نیروی برق تولیدی را صرف روشنایی میكنند حدود ۱۷ تا ۲۰ درصد را صرف این كار میكنیم. میانگین سطوح روشنایی در تاسیسات مهم حتی در سطح استفاده بسیار بالا حدود ۴۰ الی ۵۰ درصد كمتر از موردمشابه كشورهای توسعه یافته است كه از منافع فناوریهای پیشرفته و بهترین فعالیت‌های تعمیر و نگهداری سودی برند. این امر حاكی از آن است كه دامنه شمول مصرف انرژی با استفاده از فناوریهای موثر و كارای روشنایی به عنوان ذخیره نیرو، تاثیر مستقیمی روی محیطزیست ما دارد. ثابت شده است كه صرفه‌جویی یك واحد نیروی برق در نقطه استفاده آن، صرفه‌جویی دو واحدی در نقطه تولید را بدنبال دارد.
لامپهای روشنایی كارای انرژی نه تنها از حداقل منابع طبیعی ما استفاده میكنند بلكه در كنار لامپهای الكترونیكی تنظیم‌كننده جریان و دارای كارایی بالا میتوانند به عنوان بهترین گزینه در روشنایی موثر داخل منازل تلقی شوند. همیشه در هنگام اتخاذ تصمیم در مورد انتخاب وسایل و تجهیزات روشنایی مصرف انرژی، نیروی كلی سیستم را مدنظر قرار داده و هزینه اجرا و تعمیر و نگهداری را با توجه به صرفه‌جویی اقتصادی، صرفه‌جویی بار سیستمهای تهویه هوا و صرفه‌جویی در پخش گرمای تجهیزات روشنایی را با استفاده از لامپ‌های الكترونیكی مدرن و منابع روشنایی موثر انرژی، محاسبه كنید. به محض نصب تجهیزات روشنایی، همانقدر كه دفع هر گونه گرد و غبار از روی لامپ و قطعات تجهیزات روشنایی ساز كه ضریب خروجی نور را كاهش میدهند اهمیت دارد به همان اندازه نیز نگهداری تجهیزات روشنایی حائز اهمیت است. همچنین بجای صبر كردن برای فرا رسیدن خرابی لامپها، آنها را باید بر طبق اطلاعات كارخانه سازنده آن عوض كرد زیرا نور آنها پس از عمر مفید و اعلام شده لامپ كه معمولاً بیشتر است كاهش مییابد. بسیاری از تولیدات مربوط به فناوری قدیمی حتی اگر شما عدد صفر را در برابر هزینه‌های سرمایهای آنها قرار دهید از طریق هزینه‌های زیادتر اجرایشان، جیبتان را خالی میكنند.
در حال حاضر چوكهای الكترونیكی (Choke) در بازار موجود است كه در مقایسه با چوك Cooper دارای كیفیت خوب، ضمن ارزانتر بودن، سبكتر نیز است. ما برای تولید نوری همانند نور ایجاد شده با لامپ الكترونیكی در مقایسه یا نور لامپ مغناطیسی، به حدود ده درصد كمتر از نیروی لامپ نیاز داریم. این موضوع در كنار این حقیقت كه افت وات لامپ در مورد لامپ‌های الكترونیكی فقط در حدود ۵/۱ الی ۳ وات است در بهبود كارایی كل سیستم به مقدار سیدرصد نتیجه میدهد.
●لامپ نئون:
لامپهای نئون ۶۰ و ۱۰۰ واتی معمولاً برای روشنایی منازل مورد استفاده قرار میگیرند. این لامپ‌ها در بازار با نام‌ها و نرخ‌های مختلفی وجود دارند. جدول زیر عملكرد لامپ‌های متفاوت را نشان میدهد. مصرفكننده باید در مورد نحوه محاسبه كردن مقدار خالص صرفه‌جویی در هزینه انرژی را در عین حال كه سطح مطلوب روشنایی مورد نیاز را تضمین كرده و از لامپ دارای كیفیت مناسب بهره میگیرد، آموزشی ببیند.
●فنهای سقفی:
فن‌های سقفی در اندازه‌ها و قدرتهای مختلف در بازار وجود دارند. بطور طبیعی فن‌هایی با اندازههای ۱۲۰۰ میلیمتر و ۱۴۰۰ میلیمتر در دسترس است. مشتركان نمیتوانند تصمیم بگیرند كه فن مناسب بزرگی اتاقشان كه هوای خوبی را نیز تولید كند كدام است. این فنها بسته به حجم و اندازه خودشان، نیروی برق متفاوتی را مصرف میكنند. مقدار هوای تولیدی به زاویه تیغهها وابسته بوده و این زاویه مصرف نیرو را نیز تحت تاثیر قرار میدهد. از این رو، در مورد انتخاب اندازه و كیفیت مناسب فن، لازم است كه مشترك آموزش ببیند.
●پایدارسازها:
در بیشتر خانه‌ها به دلیل اینكه سطح ولتاژ مناسب توسط شركتهای توزیع برق در یك سطح ثابتی نگه داشته نمیشود استفاده از این پایدارسازها ضروری است. واریاسیون و تغییرات در سطوح ولتاژ بین ۱۴۰ تا ۲۵۰ ولت است. این امر استفاده از پایدارسازها را در مسیر كنتور اصلی و یا منحصراً ویژه یخچال و فریزر، تلویزیون و سایر دستگاهها و تجهیزات برقی الزامی میكند. قطعه اصلی این پایدارسازها را ترانسهای افزاینده یا كاهنده تشكیل میدهد. اگر چه ترانس طوری ساخته شده كه یك دستگاه كارا و موثری باشد ولی در صورتی كه سیمهای برق و موارد درونی آنها از كیفیت نازلی برخوردار باشند، این موضوع كارایی ترانس را كاهش میدهد. چون پایدارسازهای یاد شده همیشه به كنتورهای اصلی وصل میشوند از این رو، بطور طبیعی افتهای ولتاژ، مستمر است. جدول زیر مقایسه‌های از نیروی مصرف شده توسط یك پایدارساز یك كیلوولت آمپری را در شرایط بیباری نشان میدهد.
●معكوس‌كنندهها و UPS ها (منابع غیرقابل قطع نیرو):
مطالعه‌های در مورد محل اقامت مشتركان كه حدود یك هزار خانه را شامل میشد انجام شد. یافته‌های این تحقیق حاكی از آن بود كه بیش از پنجاه درصد مشتركان از معكوس سازهای ۵/۰ كیلووات آمپر استفاده میكنند. این دستگاه مقدار قابل توجهی از نیرو را هنگام شارژ استفاده كرده و به دلیل وجود تراشهای تعبیه شده در درون آن، باعث افت مستمر نیرو میشود. همچنین این دستگاهها همچنین منبع مهمی از تولید هارمونیك‌ها، در سیستم شده و كیفیت نیروی برق تامین شده را كاهش میدهد. جدول زیر عملكرد انواع متفاوتی از معكوس سازها و UPSها را نشان میدهد.
●پمپ‌های آب:
سطح آب روز به روز پایینتر رفته و شركت‌های شهرها در بسیاری از ایالات از آب رودخانه استفاده نمیكنند. آنها مجبورند درجهت تامین آب، اقدامات و ترتیبات خود را انجام دهند. در این حالت بیرون كشیدن آب توسط پمپهای چاههای عمیق بسیار مفید است. این پمپ‌ها بصورت عادی در ضریب نیروی پسماندی بین ۶۲ تا ۷۲ درصد كار میكنند. صفحه كنترل پمپ‌های سطح پایین، دارای خازن‌هایی مخصوص افزایش ضریب نیرو نیستند. مشتركان باید در صفحات كنترل این پمپ‌ها، خازن‌هایی را نصب كنند.
تشعشعات الكترومغناطیسی تولید شده توسط برخی از دستگاههای مصرف‌كننده انرژی تا به حال مورد بررسی قرار نگرفته است. این تشعشعات الكترومغناطیسی، سلامتی كاربر این دستگاهها را تحت تاثیر قرار میدهند. ما باید بعضی از حفاظها را تهیه كرده و این دستگاهها را درمحلهایی قرار دهیم كه امكان تاثیرامواج مذكور وجود نداشته باشد. ما دراین رابطه، تحقیق پرهزینه‌های را انجام میدهیم كه بزودی نتایج پربار آن ارایه خواهد شد.
ما همچنین سرمایه تلف شده در افت‌های ناخواسته ناشی از دستگاهها و تجهیزات برقی دارای كیفیت نازل را محاسبه كردهایم.
در موردفن‌های سقفی با درجهبندی نیروی بیشتر و یك فن كارا و موثر در صورتی كه كاركرد نرمال آن در ۲۴ ساعت حدود ۱۵ ساعت باشد تفاوت درجه‌بندی نیروی آن ۴۸ وات است (وات ساعت
۵۴۰ = ۱۵*۳۶). برای مثال انرژی تلف شده هشت ماههٔ استفاده از فن در سال درحدود ۱۲۲ كیلووات ساعت یا به عبارتی Rs۳۶۶ در هر سال خواهد بود. این موضوع نشانگر این است كه حتی اگر ما در وهله اول در مورد فن با كیفیت برتر هزینه بیشتری را متحمل شویم میتوانیم در بلند مدت بیش از آن مقدار را به دست آوریم.
در خصوص پایدارسازهای ولتاژ، تجهیزات به مدت ۲۴ ساعت در حالت بیباری به آنها متصل شده و در حالی كه ولتاژ ورودی آن ۲۰۰ ولت است جمع افت نیرو (توان) در یك روز حدود ۴۵۶ وات یا به عبارتی ۱۶۷ كیلووات ساعت انرژی در هر سال یعنی افتی تقریبی برای با Rs۵۲۵ به ازاء هر مشترك خواهد بود. این مقدار در صورتی كه تعداد كل مورد استفاده این دستگاهها دركشور مدنظر قرار داده شوند مبلغ متنابهی را تشكیل میدهد. اگر ماافت انتقال را در زیر بار كامل مورد توجه قرار دهیم این افت بیشتر تغییر خواهد یافت. این ارقام به پایدار سازهای یك كیلوواتی مربوط میشوند ولی در واقع دامنه آن از ۲۵درصد تا ۵ كیلوولت آمپر متغیر است. از این رو، درصورتی كه نیروی برق با ولتاژ ثابت در اختیار باشد این افت درآمد را میتوان بكلی حذف كرد.
‌‌نتیجه‌گیری:
مشتركان را باید ترغیب كرد تا از دستگاهها و تجهیزات دارای صرفه اقتصادی و موثر و كارای برق استفاده كنند از طرف دیگر كمیسیونهای تنظیم كننده تعرفه برق باید تضمین كنند كه جهت حصول اطمینان از نگهداری انرژی، تعرفه‌های برق نباید دارای هزینه حداقل باشند. دولت نیز باید این اطمینان را بوجود آورد كه تجهیزات برقی موجود در بازار از كیفیت مناسبی برخوردار هستند.
استفاده از لامپهای روشنایی، فن‌ها، پایدارسازهای موثر و كارانه نه تنها باعث ذخیره شدن انرژی میشود بلكه باعث عدم اتلاف سرمایه میشود. از این رو، انرژی ذخیره شده را میتوان در جایی دیگر به كار گرفت. علاوه بر آن، اگر ما سیستم توزیع نیروی برق خود را حفظ كرده و از طریق نصب جبرانكنندههای مناسب ولتاژ، سطح ولتاژ را در محدوده قابل قبولی نگهداریم و بتوانیم تامین مستمر برق را داشته باشیم آنگاه بحران كلی نیروی برق میتواند برطرف شده و نیاز به پایدارسازهای ولتاژ و UPS از بین میرود.

مترجم: مهندس حمید توحیدی

منبع : ماهنامه صنعت برق