|
|
|
imail: ali.jovein@gmail.com
محدودساز جريان خطا از نوع ابررسانايي HTS
يك محدودساز جريان به منظور جلوگيري از خسارات وارد شده به تجهيزات الكتريكي به
هنگام تشكيل جريان زياد بويژه هنگام اتصال كوتاه يا خطا در سيستم قدرت طراحي شده و
باعث پايداري و توزيع مناسب قدرت در شبكههاي برق خواهد شد. محدودسازهاي جريان خطا
عموماً در سيستمهاي انتقال و توزيع انرژي الكتريكي مخصوصاً براي وسايل الكتريكي و
مصرفكنندههاي بزرگ انرژي در حال رشد و همچنين براي نواحي داراي چگالي بار زياد نصب
ميشوند. كاربرد محدودسازهاي جريان خطا بطور عمومي داراي مزاياي زير هستند:
· افزايش ميزان ايمني و قابليت اطمينان در سيستم قدرت
· بهبود كيفيت انرژي الكتريكي
· سازگاري با تجهيزات حفاظتي موجود
· انعطافپذيري بيشتر سيستم نسبت به ماكزيمم مقدار جريان مجاز آن
· كاهش سرمايهگذاري اوليه بخاطر پيشبيني طرحهاي توسعه آينده سيستم
كشف متحولكننده ابررساناهاي دما بالا (HTS) در سال 1986 به منظور پيشرفتهاي بنيادي،
منجر به تحول و توليد نوع جديدي از سيمها براي صنايع قدرت شد. البته پيشرفت در
فنآوري سيم، بيشتر از يك قرن است كه ادامه دارد. در ايالات متحده، اروپا و ژاپن
رقابت سختي بر روي تجارت توليد آينده سيمهاي ابررسانايي وجود دارد.
سيمهاي ابررساناي HTS ساخت آمريكا بهترين درجه عملكرد را در هدايت جريان (بالغ بر
100 بار بيشتر از هاديهاي آلومينيومي و مسي مرسوم) در همان شرايط پيشنهاد و عرضه
ميكنند.
اين نوع سيمها از نظر اندازه، وزن و بازدهي داراي كارآيي موثرتري بوده بطوري كه
امروزه توليدكنندگان اصلي تجهيزات الكتريكي در سراسر دنيا سعي ميكنند با استفاده از
تكنولوژي HTS با هزينهاي كمتر و افزايش ظرفيت و قابليت اطمينان بيشتر، تجهيزات
الكتريكي سيستمهاي قدرت را توليد كنند.
محدودسازهاي ابررسانايي جريان خطا زده جديدي از وسايل را ارايه ميكنند كه ميتوانند
شبكههاي قدرت را از اضافه جهشهاي جرياني خطرناكي كه باعث قطعي برق پرهزينه و خسارت
به قطعات سودمند سيستم ميشوند حفاظت كنند.
يك محدودساز ابررسانايي جريان خطا، حفاظت پيوستهاي مشابهي را بدون صرف تلفات انرژي
كه معمولاً بصورت تلفات گرمايي و افت ولتاژ است، فراهم ميكند. محدودسازهاي
ابررسانايي بصورت آني جريان اضافي را محدود ميكنند. اين كار بدين صورت انجام ميگيرد
كه با افزايش جريان و افزايش گرماي سيمپيچ ابررسانا، يكباره مقاومت آن افزايش يافته
و جريان خطا را بشدت محدود ميكند.
برآورد اوليه بخش ابررسانايي EPRI نشان ميدهد كه هزينه تعريف شده ذخيره شده و
استفادههاي عملياتي از محدودسازهاي ابررسانايي جريان يك بازار فروش با درآمد حدود 3
تا 7 ميليون دلار در 15 سال آينده بوجود خواهد آمد.
مزاياي محدودسازهاي ابررسانايي جريان خطا
1- كاهش هزينه كليدهاي قدرت و فيوزها
سطوح جريان خطا بر روي ترانسفورماتورهاي عمومي ميتواند 10 تا 20 برابر جريان حالت
ماندگار (نامي) ترانسفورماتور باشد. يك راهحل موجود براي محدود كردن جريان خطا
استفاده از كليدهاي قدرت با سرعت بالاتر و فيوزهاي قويتر است كه سرمايهگذاري اوليه
را افزايش ميدهد و لذا ضرورتي براي افزايش مقادير نامي كليدهاي قدرت و فيوزها وجود
نخواهد داشت. با طراحي يك محدودساز ابررسانايي ميتوان مقدار جريان خطا را به 3 تا 5
برابر رميزان جريان نامي تجهيزات محدود كرد. همچنين اين نوع محدودسازهاي جريان،
تلفات انرژي ذخيره شده را كاهش داده و انعطافپذيري بهتري را در استفاده از كليدهاي
قدرت و فيوزهاي با سرعت پايينتر موجود، فراهم ميكنند.
2- كاهش نياز به توسعه آينده سيستم
از آغاز بازسازي امكانات، همواره سعي شده ظرفيت وسايل موجود شبكههاي برق به منظور
جوابگويي به هر افزايش تفاضاي برق افزايش داده شود. با افزايش ظرفيت شبكه، سطح
اتصال كوتاه نيز افزايش يافته كه خود مشكل آفرين است، لذا استفاده از محدودساز
جريان ميتواند مانع از افزايش سطح اتصال كوتاه شود. با نصب يك محدودساز ابررسانايي،
سطوح جريان خطا كاهش خواهند يافت و نياز به افزايش ظرفيت پرهزينه و اساسي تجهيزات
پست نخواهد بود.
3- ظرفيت عملياتي تقويت شده براي سيستم قدرت
محدودسازهاي جريان خطاي موجود از نوع مسي (مثلاً راكتورهاي خط) ميتوانند با افزودن
راكتانس به سيستم سبب ناپايداري ولتاژ در سيستم الكتريكي شوند و براي برقراري توازن
عناصر راكتيو لازم است خازن به مدار اضافه شود. اما با محدودسازهاي ابررسانايي ديگر
هيچ نيازي به تصحيح خازني نيست زيرا آنها هيچ راكتانسي نداشته و در شرايط عادي
سيستم، غيرفعال باقي ميمانند.
4- محدودسازهاي ابررسانايي جريان ميتوانند با اندازههاي مناسب براي كليدهاي قدرت
پستهاي مرسوم ساخته شده و در آرايش سيستم الكتريكي موجود نيز نصب شوند.
ماهنامه صنعت برق تير ماه 1385 شماره 120