اتوماسیون ریکلوزر هوایی

اتوماسیون ریکلوزر چیست؟

در این مقاله اتوماسیون ریکلوزر شامل مزایای آن و تجهیزات مورد نیاز جهت پیاده سازی آن را بررسی میکنیم. به صورت کلی یک دستگاه ریکلوزر هوایی در سطح فشار متوسط شامل بریکر قابل نصب در فضای آزاد، تابلوی کنترل، کابل های ارتباطی، ترانس تغذیه و یراق آلات نصب است. برای آشنایی با بخش های ذکر شده می توانید مقالات ریکلوزر انتک مدل EPR و ریکلوزر انتک مدل EVR را مطالعه کنید. با توجه به تفاوت ساختمان بریکر در مدل های ذکر شده، پروسه ی نصب مدل EPR و نصب مدل EVR در دو مقاله ی جداگانه شرح داده شده است.

عملکرد خودکار ریکلوزر

همانگونه که در بخش های قبلی شرح داده شد یک ریکلوزر هوایی می تواند به صورت انفرادی یا به همراه تجهیزات دیگر مانند ریکلوزر، سکشنالایزر، اتو سکشن سوئیچ، سکسیونر موتور دار و غیره در یک فیدر نصب شود. به منظور دستیابی به حداکثر کارایی تجهیزات ذکر شده می توان عملکرد آن ها را به یکدیگر وابسته گرده و پروسه ی خطایابی و مانور بار را به صورت خودکار و بدون دخالت انسان انجام داد.

خودکار سازی این سیستم می تواند بر اساس کمیت های الکتریکی، زمان، بستر مخابراتی بین تجهیزات و یا ترکیبی از این موارد انجام شود. به عنوان مثال نمونه ای از عملکرد خودکار چند ریکلوزر در یک شبکه را می توانید در مقالات کنترل حلقه و …. مطالعه کنید. قابل ذکر است که عملکرد خودکار بر اساس کمیت های الکتریکی بیشتر بر پایه ی رولیاژ (رلیاژ) یا رله حفاظت استوار بوده و تجهیزات دخیل در این شبکه باید به لوازم اندازه گیری و حفاظتی مجهز باشند.

اتوماسیون ریکلوزر 

علاوه بر خودکار سازی سیستم ها بر اساس کمیت های الکتریکی و زمان می توان از روش های دیگری مانند ارتباط تجهیزات با مرکز کنترل نیز به منظور افزایش قابلیت اطمینان شبکه استفاده کرد. این کار با نصب تجهیزات جمع آوری اطلاعات دیجیتال و آنالوگ، شرایط صدور فرمان،  ایجاد بستر مخابراتی و راه اندازی نرم افزار مدیریت ایستگاه ها ( اسکادا) در مرکز کنترل انجام می شود. به انجام مجموعه عملیات ذکر شده و اتصال ایستگاه ها به سیستم مدیریت از راه دور به صورت کلی اتوماسیون گفته می شود. اتوماسیون تجهیزات به المان های بسیار زیادی بستگی داشته و می تواند در جمع آوری اطلاعات از وضعیت شبکه نیز بسیار مفید باشد.

به عنوان مثال از اطلاعات جمع آوری شده توسط سیستم اتوماسیون می توان به وضعیت بریکرها و سکسیونرها، کمیت های الکتریکی زنده یا Real Time، عملکردهای خودکار در حال انجام، رخ دادهای قبلی، اشکالات سیستمی و غیره اشاره کرد. این اطلاعات در راهبری شبکه بسیار مفید بوده و می تواند زمان تصمیم گیری و عکس العمل ها را به شدت کاهش دهد.

قابل ذکر است که  ایستگاه اتوماسیون در شبکه های توزیع به محلی گفته می شود که دارای یک یا چند تجهیز الکتریکی برای قطع و وصل، تبدیل ولتاژ، اندازه گیری، صدور هشدار یا ترکیبی از تمام موارد ذکر شده است. تجهیزات اتوماسیون نصب شده در این ایستگاه ها ممکن است به صورت جداگانه داخل یک تابلو قرار گرفته و یا به صورت مشترک در تابلوی ریکلوزر، سکسیونر موتور دار، تابلوی توزیع پست هوایی یا کنترل باکس سکسیونرها و بریکرهای زمینی نصب شوند.

مزایای اتوماسیون یک ریکلوزر

بررسی مزایای اتوماسیون را از اتصال یک دستگاه ریکلوزر به سیستم مدیریت از راه دور یا اسکادا آغاز می کنیم. همانگونه که شرح داده شد این تجهیز برای خطایابی و کاهش زمان خاموشی ها استفاده شده و شامل بریکر هوایی و یک رله ی پیشرفته است. این رله تمام فانکشن های حفاظتی مورد نیاز در شبکه های توزیع را داشته و علاوه بر آن می تواند اطلاعات زیادی را اندازه گیری و ذخیره کند.

نصب ریکلوزر در شبکه ی توزیع از مرحله ی جایابی آغاز می شود. در این مرحله مطالعات کافی از نوع شبکه، طول آن، مسیرهای دستری، مشترکین و غیره انجام شده و یک نقطه برای نصب ریکلوزر انتخاب می شود. در ادامه ریکلوزر طبق دستورالعمل های شرکت سازنده نصب شده و تحویل واحد رولیاژ می گردد. این واحد ضمن بررسی صحت نصب ریکلوزر وارد تنظیمات رله شده و فانکشن های حفاظتی را فعال می کند. این کار با توجه به نوع ریکلوزر می تواند به صورت دستی یا توسط نرم افزار انجام شود.

در این مرحله بهره برداری از ریکلوزر آغاز شده و همانند تمام تجهیزات دیگر نیاز به بازرسی های برنامه ریزی شده دارد. بازدیدها بر اساس برنامه ی PM یا نت (نگهداری و تعمیرات) انجام شده و با توجه به شرکت ها می تواند شامل مراحل مختلفی باشد. به صورت معمول در بازدیدهای برنامه ریزی شده ابتدا وضعیت فیزیکی ریکلوزر بررسی و در ادامه عملکرد سیستم آن کنترل می شود.

به منظور بررسی وضعیت عملکرد ریکلوزر  می توان با کامپیوتر و نرم افزار ارائه شده توسط شرکت سازنده  به رله متصل شده و اطلاعات آن را دانلود کرد. اطلاعات دانلود شده با توجه به نوع ریکلوزر گستردگی بسیار زیادی داشته و می تواند شامل تغییرات کمیت های الکتریکی، تغییرات سیستمی، تعداد و نوع خطاهای رخ داده، شکل موج خطاها و غیره باشد. این اطلاعات در تحلیل وضعیت ریکلوزر و شبکه بسیار مفید بوده و باید به دقت بررسی شود. در اغلب شرکت ها نتیجه ی تحلیل اطلاعات در اختیار واحدهای دیگر نیز قرار می گیرد. به عنوان مثال تعداد و نوع خطاهای رخ داده در یک بازه ی مشخص می تواند اطلاعات مفیدی از اشکالات شبکه داشته باشد.

از طرفی بسیاری از اطلاعات ثبت شده با گذشت زمان اعتبار خود را از دست می دهند. در ضمن حافظه ی ثبت اطلاعات در ریکلوزرها محدود بوده و ممکن است با رخ دادن شرایط جدید برخی از آن ها حذف شوند. علاوه بر این شرکت های توزیع به کندی متوجه ی تغییرات فیزیکی مانند صدمه، سرقت و یا موارد مشابه خواهند شد. برای رفع مشکلات فوق می توان ریکلوزر را به یک بستر مطمئن مخابراتی مجهز کرده و اطلاعات آن را به صورت زنده دریافت کرد. از جمله اطلاعات مهم که در سیستم اتوماسیون به صورت زنده قابل دریافت است می توان به این موارد اشاره کرد:

• پایش شبکه و وضعیت کمیت های الکتریکی مانند ولتاژ، جریان، توان و غیره
• پایش وضعیت ایستگاه مانند سلامت باطری ها، باز شدن درب، قطع تغذیه خارجی و غیره
• پایش سلامت رله مانند رخ دادن انواع خطای داخلی یا هشدار های Self Check
• رخ دادن خطاهای الکتریکی و عملکرد خودکار سیستم
• نوع فانکشن های حفاظتی در خطاهای فوق مانند نوع اتصال کوتاه، سطح اتصال کوتاه، فازهای درگیر و غیره
• رخ دادن خطای ماندگار و لاک شدن ریکلوزر

تصور کنید نیاز باشد تا یک فانکشن حفاظتی یا عملکردی ریکلوزر مانند خط گرم، خطای زمین، خطای زمین حساس، حالت های لوپ کنترل و غیره را فعال و غیر فعال کنیم. علاوه بر این در بسیاری از شرایط نیاز است تا برای رفع خاموشی یا مانور بار یک یا چند ریکلوزر را قطع و وصل کنیم.  این کار اغلب توسط اعزام نیروی انسانی به محل ریکلوزر انجام شده و بسیار پرهزینه و زمان بر است. این عملیات به ظاهر ساده در شرایط خاص مانند رخ دادن چندین خطای همزمان، شرایط نامساعد جوی، ساعت غیر اداری، خرابی خودروها و غیره می تواند قابلیت اطمینان شبکه را تهدید کرده و زمان مورد نیاز برای عکس العمل را به شدت افزایش دهد.

برای رفع این مشکل می توان شرایط ارسال دستور به ریکلوزر را در کنار مانیتورینگ کمیت های آن ایجاد کرد. قابلیت ارسال دستور و دریافت بازخورد از ریکلوزر می تواند نیاز به اعزام نیروی انسانی را به شدت کاهش داده و زمان مورد نیاز برای انجام عملیات های ذکر شده را به چند ثانیه برساند. به عنوان مثال فعال و غیر فعال کردن فانکشن خط گرم یک ریکلوزر با صد کیلومتر فاصله نسبت به مرکز کنترل تنها در چند ثانیه انجام شده و هزینه های ناشی از اعزام نیرو و حمل نقل را به صفر می رساند.

مزیت ارسال دستور از راه دور تنها مربوط به فعال یا غیر فعال کردن فانکشن ها نشده و می تواند ریکلوزر را در شرایط حساس تری مانند مانور بار، رفع خاموشی، مشخص کردن موقعیت خطا و موارد مشابه دیگر، قطع و وصل کند. تصور کنید مرکز کنترل ضمن ارسال دستور وصل به ریکلوزر بتواند دقیقا نوع رله ی حفاظتی، فازهای درگیر و میزان سطح اتصال کوتاه را مشاهده کند. این اطلاعات می تواند نقش مهمی در تعیین حدودی فاصله ی خطا و نوع خطا داشته باشد.

تجهیزات مورد نیاز برای اتوماسیون ریکلوزر

همانگونه که شرح داده شد ایجاد سیستم اتوماسیون به معنی جمع آوری اطلاعات دیجیتال و آنالوگ، شرایط صدور فرمان،  ایجاد بستر مخابراتی و راه اندازی نرم افزار مدیریت ایستگاه ها ( اسکادا) در مرکز کنترل است. جمع آوری اطلاعات در شرایط عادی نیاز به تعدادی کارت ورودی دیجیتال و آنالوگ به همراه یک مرکز پردازش به نام RTU: Remote Terminal Unit دارد. اطلاعات جمع آوری شده از طریق RTU طبق پروتکل های استاندارد مانند DNP3 بسته بندی شده و از طریق بستر مخابراتی به مرکز کنترل ارسال می شود. در مرکز کنترل این اطلاعات توسط نرم افزار اسکادا ترجمه و نتیجه ی آن در اختیار بهره بردار قرار می گیرد.

شرایط ارسال دستور به تجهیزات کمی متفاوت بوده و روند معکوسی دارد. در این حالت دستور از مرکز کنترل و طبق یک استاندارد خاص به تجهیز ارسال می شود. این دستور از طریق بستر مخابراتی به RTU رسیده و ترجمه می شود. دستور ترجمه شده توسط RTU در اختیار کارت های خروجی دیجیتال و آنالوگ قرار گرفته و در نهایت به عکس العمل الکتریکی تبدیل می شود. قابل ذکر است که برخی از دستورات تنها مربوط به ایجاد تغییر در نرم افزار بوده و نتیجه ی الکتریکی ندارند. این دستورات اغلب از طریق یک لینک شبکه بین RTU و تجهیز مورد نظر انجام می شود.

امروزه ریکلوزرها دارای RTU داخلی بوده و می توانند وظایف ذکر شده را به خوبی و بدون نیاز به تجهیزات اضافی انجام دهند. در واقع با اتصال یک بستر مخابراتی از طریق پورت های استاندارد مانند RS232 و RS482 وغیره به ریکلوزر می توان حجم زیادی از اطلاعات و دستورات را بین دستگاه و مرکز کنترل مبادله کرد. بدیهی است که برای ایجاد این شرایط باید تنظیمات خاصی در رله ی ریکلوزر انجام شود.  به عنوان مثال می توانید در مقاله ی تنظیمات رله ی ریکلوزر انتک گام های مورد نیاز برای ارتباط با شیوه های DNP3، DIALLING MODEM، MODBUS، IEC60870-5-104 و غیره  را در ریکلوزر انتک مطالعه کنید.