روشهای مطالعه و بهبود تلفات

مبحث تلفات انرژی از مهمترین مقوله هایی است كه صنعت برق با آن مواجه است و توجه به كاهش آن ضرورتی اجتنا ب ناپذیر است

مبحث تلفات انرژی از مهمترین مقوله‌هایی است كه صنعت‌برق با آن مواجه است و توجه به كاهش آن ضرورتی اجتنا‌ب‌ناپذیر است. دركشورهای صنعتی از همان ابتدای شكل‌گیری این صنعت یعنی سال ۱۹۰۰ میلادی مبحث تلفات مورد توجه قرار گرفت و تاكنون تلاشهای زیادی در این زمینه صورت گرفته و با ابداع روشهای مختلف و بكارگیری آنها نتایج خوبی بدست آورده است. در كشور ما با توجه به اینكه این صنعت هنوز در زمینه كاهش تلفات تا حد مطلوب راه طولانی را در پیش دارد ضرورت توجه به این امر را متوجه مسوولان و محققان می‌سازد.

با توجه به اینكه اكثر روشهای معمول در دنیا با شرایط جغرافیایی و آب و هوایی ایران سازگار نبوده و نتایج آنها رضایتبخش نیست ضرورت تحقیق در این مورد با استفاده از منابع و اطلاعات داخلی و شرایط طبیعی ایران دوچندان می‌شود. در این مجموعه سعی شده با ارایه مطالب مذكور بر ضرورت توجه هر چه بیشتر به تحقیق در این زمینه صحه بگذاریم.

روشهای مطالعه و بهبود تلفات را باید به دو روش كوتاه مدت و بلند‌مدت تقسیم كرد.

در روشهای بلند‌مدت از نظر آماری و در روشهای كوتاه مدت بصورت فرمولی و عملی تلفات مورد بررسی قرار می‌گیرد و نهایتاً با استفاده از تلفیق این دو روش بهترین نتیجه حاصل می‌شود.

كاهش تلفات انرژی الكتریكی بكلی عبارت است از افزایش ظرفیت تولید و افزایش ظرفیت شبكه انتقال توزیع بدون آنكه در امرتولید سرمایه‌گذاری كرده باشیم. بعنوان مثال آماری را از نشریه آمارتفسیری صنعت‌برق ذكر می‌كنیم:

بر اساس آمار این نشریه كل تلفات در شبكه انتقال و توزیع ۷۶۰۱ میلیون كیلووات ساعت بیان شده است كه میزان ۹/۱۳ درصد كل تولید را بیان می‌كند. اگر مصارف داخلی نیروگاه را هم به آن اضافه كنیم به عدد ۵/۲۰ درصد می‌رسیم این اعداد مقدار متوسط است و تلفات در پیك به مقداری حدود ۳۰ درصد هم می‌رسد اما اگر همین ۹/۱۳ درصد را در نظر بگیریم ضرری كه از این جانب به صنعت‌برق كشور تحمیل می‌شود بالغ بر ۶۰۰ میلیارد ریال در سال است. این امر نشان می‌دهد كه هنوز تلفات با همه ابعادش شناخته شده نیست. بعنوان مثال تلفات چند كشور را در نظر می‌گیریم تا فاصله ما با بقیه كشورها مشخص شود.

در سال ۱۳۶۰ تلفات شبكه توزیع ایران ۴/۱۵ درصد در ژاپن ۸/۵ درصد، كره جنوبی ۷/۶ درصد در فرانسه ۹ درصد در هندوستان ۵/۲۰ درصد بوده است در سال ۱۳۶۵ این آمار به نحو زیر است:

در ایران ۶/۱۲ درصد در ژاپن ۷/۵ درصد در كره جنوبی ۵/۶ درصد در فرانسه ۸ درصد در پاكستان ۰۹/۲۴ درصد در آلمان ۴ درصد در چین ۲/۸ درصد و هندوستان ۲۱ درصد بوده است بنابراین ما باید تلاش كنیم مقدار تلفات را به مرز عملی حداقل ۵ درصد برسانیم.

نكته‌ای كه باید متذكر شویم این است كه ازاین اعداد مقداری حدود دو سوم تلفات در شبكه توزیع است بنابراین بصورتی اجتناب‌ناپذیر باید اهم انرژی خود را صرف كاهش تلفات در شبكه توزیع كنیم و علل اساسی تلفات را ریشه‌یابی كنیم.

در عمل مدلهای موجودی كه در دنیا ارایه شده بدلیل تفاوت اقلیمی و آ‌ب و هوایی كشور ما با كشورهایی كه تحقیقاتی در آنها انجام شده كاملاً با واقعیت منطبق نیست و باید تحقیقات كاملی در این زمینه ارایه شود. طبق گزارشی كه كمیته تحقیقات وزارت نیرو ارایه كرده است نتایج

Lood flow با واقعیت منطبق نیست یا در مناطقی كه كویری است عواملی است كه باعث ازدیاد تلفات كرونا می‌شود

بنابراین باید آزمایشات انجام گرفته در ایران با شرایط حاكم مطابق باشد تا به واقعیت نزدیك شویم. مساله دیگری كه مطرح است مدیریت مصرف است. با مدیریت صحیح مصرف می‌توان به میزان قابل ملاحظه‌ای تلفات را كم كرد و توان مصرفی را آزاد كرد.

بنابراین مدیریت مصرف و كاهش تلفات بصورت تنگاتنگی به هم مربوط هستند متذكر شویم مقدار تلفات شبكه توزیع حدود دو سوم كل تلفات است این مقدار چیزی حدود ۱۰ تا ۱۱ درصد و از لحاظ توان پیك حدود ۱۴- ۱۵ درصد است.

بطور كلی این مقدار تلفات محصول علل مختلفی می تواند باشد كه آنها را می‌توان بطور اجمالی در غیرمهندسی بودن ارقام نجومی بالغ برچند صدهزار كیلومتری شبكه‌های فشار متوسط و فشار ضعیف و بار نامتناسب با شبكه یعنی بطور كلی عدم توجه به استاندارد و كیفیت برق تحویلی به مشتركان كه فی‌المثل بایدهمراه با افت ولتاژ مجاز و با حداقل قطع برق در مواقع بروز حادثه در شبكه توزیع نیرو باشد دانست.

●در مورد علل بروز تلفات می‌توان به موارد زیر اشاره كرد:

• انتخاب غیربهینه محل پستهای ۲۰kv كیلوولت، عدم تعادل بار فیمابین ترانسفورماتورهای مختلف توزیع

• پایین بودن ضریب قدرت بارهای عبوری از المانهای شبكه

• كاربرد وسیع سیمهای مقطع پایین بویژه در شبكه فشار ضعیف

• نداشتن طرح جامع توسعه شبكه

• عدم هماهنگی بین عرضه و تقاضا

• تسلط فرهنگ استادكاری در شبكه توزیع

• عدم اعمال جدی مدیریت بار

• برق‌های غیرمجاز

نصب برقگیرهای نامناسب در پست (برقگیرهای شاخكی پس از ایجاد جرقه دیگر مسیر جرقه بسته شده و باز نخواهد شد و یك مسیر دائمی جریان بوجود می‌آید و برای قطع این جریان حتماً‌باید پست را بی‌برق كنیم) كه این خود خسارتهایی را بدنبال خواهد داشت. علاوه بر شناخت و اهتمام به مسائل ذكر شده كه از علل بروز تلفات هستند باید برنامه‌های كوتاه مدت و بلند‌مدتی را هم مدنظر قرار داد. از جمله اقدامات كوتاه‌مدت موارد زیر است:

- ایجاد تقارن هر چه بیشتر در بار فازهای كلید كابلها و خطوط هوایی ۲۲۰ ولتی توزیع نیرو با جابجایی لازم انشعابات مشتركان از روی فازهای پربارتر بر روی فازهای كم بارتر.

- استفاده از ترانسفورماتورهای با نسبت تبدیل برابر و مشخصات ترانسهای برابر

- یافتن نقاط ژرف الكتریكی و شارتل‌گذاری درآن نقاط نصب خازنهای كوچك ۵ تا ۲۰ كیلوواری در انتهای خطوط فشار ضعیف دارای افت ولتاژ زیاد.

- روشهای فوق احتیاج به سرمایه‌گذاری كمی از نظر تجهیزات دارد و عمدتاً به نیروی انسانی وابسته است با انجام كارهای فوق حدود ۲ تا ۳ درصد كاهش تلفات خواهیم داشت كه از نظر توان حداقل معادل ۵۰۰ مگاوات آزادسازی ظرفیت خطوط و تولید است در مرحله بعدی باید به اقدامات بلندمدت توجه كرد كه اهم آنها به قرار زیر است:

- پیش‌بینی چگالی بار

- تهیه نقشه‌های وضع موجود شبكه فشار متوسط و ضعیف

- برقراری روش و گردش كار منظم آمارگیری

- تهیه و تصویب فلسفه سیستم توزیع

- ارتقاء سطح علمی كادر پرسنلی توزیع نیرو

- تكمیل استانداردهای مهندسی و كاربردی شبكه‌های توزیع نیرو

- ارتقاء سطح ضریب قدرت مصارف خانگی و تجاری كه با توجه به بالا بودن درصد مصرف تجاری و خانگی در ایران و پایین بودن ضریب قدرت در این نوع مصارف رقم قابل توجهی خواهد بود.

- تامین اعتبارات ارزی و ریالی به حد كفایت

- مدیریت بار و مصرف

●حال به یكی از انوع تلفات ناشی از كرونا می‌پردازیم:

با بررسی‌هایی كه انجام شده است معلوم شده كه تلفات كرونا در خطوط انتقال ایران ۵/۱۷ مگاوات است كه در هوای بارانی این تلفات به مراتب افزایش می‌یابد و ممكن است این تلفات در سطح شبكه كشور به ۳۰۰ مگاوات هم برسد البته تلفات كرونا به شرایط جوی از قبیل درجه حرارت هم وابسته است این تلفات در خطوط توزیع هم وجود دارد كه عمدتاً خط توزیع ۲۰ كیلوولت است. برای بررسی تلفات كرونا تاریخچه محاسبه این نوع تلفات را متذكر می‌شویم:

در سال ۱۹۱۱ پروفسور پیك از نتایج آزمایشگاهی روی خطوط تلفات كرونا را بصورت نقاط بسیار پراكنده بدست آورد به دلیل پراكندگی زیاد curve fitting مناسبی بدست نیامد ولی به هر حال فرمولی ارایه كردند در سال ۱۹۲۷ اقای پیترسون و در سال ۱۹۸۰، EPRI هر كدام فرمولی ارایه كردند. در همه موارد فوق بدلیل پراكندگی زیاد نقاط بدست آمده امكان بدست آوردن تابعی دقیق از منحنی مقدور نبود.

آنچه كه ما باید انجام دهیم و بهترین روش برای بدست آوردن تلفات كرونا است استفاده از روش شبكه‌های عصبی برای تعیین این تلفات است. چون شبكه عصبی تابع خاصی را نشان نمی‌دهد و برای ارتباط پراكنده بهم و بعبارت دیگر برای

curve fitting به ما جواب می‌دهد. برای این كار باید روی دكل‌ها ایستگاه‌های اندازه‌گیری ایجاد كنند تا به این ترتیب تلفات كرونا اندازه‌گیری شود تا در نهایت به جوابهای دقیقی برسیم چرا كه استفاده از فرمولهای معمولی به دلیل پایین بودن دقت در خروجی برنامه شبكه عصبی تاثیر داشته و آنرا دچار خطا می‌كند.

(در مورد شبكه عصبی باید بگوییم كه وقتی روی دكل‌ها از دستگاه‌های اندازه‌گیری استفاده كنیم در حقیقت یك شبكه كامل اندازه‌گیری یا در حقیقت شبكه‌ای از اعصاب را بوجود آورده‌ایم كه این اعصاب حس‌كننده میزان تلفات كرونا هستند و اطلاعات لازم را به مركز شبكه كه همان مركز تجزیه و تحلیل اطلاعات است می‌فرستند.)

نكته مهمی كه در اینجا باید متذكر شد این است كه هر چند تلفات كرونا در مقایسه باتلفات ژولی خیلی كم است ولی در ساعات پیك بار تاثیر مهمی در سطح كاری دارد و لذا در طراحی خطوط سعی می‌شود كه همزمان بودن پدیده كرونا با بار پیك مدنظر قرار گیرد.

مهندس ساسان صفریان

---