1 Load Flow :
مدار 6 شینه شکل زیر را ببندید والمانهای قدرت را براساس شکل نامگذاری کنید
پس ازتکمیل شدن شماتیک تک خطی سیستم قدرت اطلاعات مربوط به تک تک المانها راازطریق کلیک دوبل یاData Manager وارد می کنیم.
برای شروع,اطلاعات مربوط به ترمینال هارامطابق جدول زیروارد می کنیم .
(فقط کافی است داده هایی که لازم وقابل تغییر میباشند راتغییردهیم بقیه مقادیردرحالت پیش فرض صحیح می باشند)
تمام ترمینالهای شبکه 400کیلوولت وسه فاز متناوب هستند.
-اطلاعات مربوط به تنها باس بارشبکه به صورت زیراست: اطلاعات مربوط به ژنراتورهاارطریق دابل کلیک روی تک تک آنهاوانتخاب گزینه New Project Type برای نوع ژنراتوروسپس ورود اطلاعات دربرگه مختلف آن شامل EMT ,RMS مطابق جدول زیر امکان پذیر است: اطلاعات فوق مربوط به مشخصات طراحی انواع ماشینهای سنکرون میباشد واطلاعات مربوط به استفاده این ژنراتورها دراین شبکه برای نقطه کارمطلوب بصورت زیردربرگه Load Flow Data است: مقادیروکمیتهای مربوط به خطوط نیزباایجاد New Project Type وانتخاب گزینه Line type وانتخاب New Project Type وویرایش این خطوط مطابق جداول زیربرای Basic Data و Load Flow Data انجام می گیرد: اطلاعات مربوط به طول خطوط بصورت زیراست : بارهای متصل به شینها دارای اطلاعات مربوط به جدول زیر هستند وچون همه بارها دارای Type یکسانی هستند بنا براین یک Type تعریف می کنیم وبرای بقیه از روش New Project Type وGeneral Load Type استفاده می کنیم: بعد ازورود اطلاعات مربوط از سیستم قدرت پخش بارمیگریم.
بعد ازانجام پخش بارخطاهای زیر درخروجی بارنگ قرمز چاپ میشود: DIgSI/wrng – 'Labl\G1.ElmSym': DIgSI/wrng – Maximum Active Power Limit Exceeded (223.48 MW>100.00 MW) DIgSI/wrng – 'Labl\G6.ElmSym': DIgSI/wrng – Maximum Active Power Limit Exceeded (325.00 MW>100.00 MW) 1-چه ژنراتورهایی از حدود مجاز خارج شده اند؟
G1= (223.48 WM>100.00 MW) G6= (223.48 WM>100.00 MW) G3 باتغییرNominal Apparent Power مربوط به Type ژنراتورها به عنوان مثال برای G1:300 MVA رابرای G6:420MVA کلیه ژنراتورهارا ازOver Loading خارج می کنیم وباانجام پخش بار بارگذاری رابه حد متعادل می رسانیم 3- مقادیرانتخابی رابیان کنید وبارگزازی خطوط رابا این داده ها بدست آورید؟
G3=150 MVA Loading خط 4-1 برابر با %101.54 است: Ps=97.65 MW,Qs=46.73 Mv Pr=-97.54 MW,Qr=-30.7 Mv Loading خط 6-5 برابر با %115.01 است : Ps=102.78 MW,Qs=60.15 Mvar Pr=-98.12 MW,Qr=-45.95Mvar 4ـ دیاگرام بار ـ ولتاژ را برای تمام ترمینالها و بارها با انتخاب آنها و کلیک راست و سپس انتخاب Show و گزینه Bar diagram برای ولتاژ ترسیم کنید.
.5-مشکل مربوط به افت ولتاژ پالسها را چگونه توجیه می کنید در باسهای B4 و B5 ژنراتور نداریم پس تولید نخواهیم داشت و در نتیجه به خاطر مصرفی بودن این باسها افت ولتاژ خواهیم داشت.
6-چه خطوطی دارای بارگذاری بالایی هستند؟
مقدار این Loading چقدراست؟
line 1-4 , 5-6 چون از 80 درصد به بالا بارگذاری را در نظر گرفته ایم پس در نتیجه این خطوط بارگزاری بالایی خواهند داشت .
خط1-4 برابر با %101.54 خط 6-5 برابر با %115.01 7ـ روشی که در عمل ممکن است استفاده شود، احداث خطوط جدید با موازات خطوط قبلی Overload شده است.
با این روش خطوطی که Overload شده اند را با ترسیم خط موازی با همان Type و همان طول خط از حالت Loading دور کنید.
اگر اینکار را بدرستی انجام دهید بعد از پخش بار هیچ مشکلی در شبکه نخواهید داشت.
8ـ مقادیر جریانهای خطوط و Loading آنها را بدست آورید و در جدولی یادداشت کنید؟
9ـ دیاگرام ولتاژ و جریان مربوط به هر یک از خطوط را ترسیم کنید؟
اختلاف زوایا و دامنه بین مقادیر ابتدا و انتهای خطوط را در جدول فوق اضافه کنید؟
1-2 : I=0.041 KA /-176.59 I=0.042 KA / 13.58 V=237.867 KV / -3.08 V=240.178 KV / 0 1-4 : I=0.087 KA /-25.79 I=0.09 KA / 150.83 V= 240.178 / 0 V=221.606 / -4.84 1-6 : I= 0.103 KA / -13.46 I=0.105 KA / 161.8 V=240.178 KV / 0 V=…….
2-3 : I=0.041 KA / - 25.89 I= 0.43 KA / 156.45 V=237.86 KV / -3.98 V= 230.94 KV / -6.59 3-4: I= 0.05 KA / 116.13 I=0.064 Ka / 68.29 V=230.94 KV / -6.59 V=221.606 KV /-4.84 10ـ اگر ژنراتور G3 از مدار خارج شود (out of service) چه مشکلاتی در مدار از لحاظ loading پیش می آید.
به نظر شما راه حل کاهش خطرات ناشی از خروج G2 چیست؟
مقادیر مربوط به تغییرات Loading سایر ژنراتورها و خطوط به چه نحو تغییر می کنند؟
(Comparing of result on/off) .
ژنراتور G3 را دوباره وارد مدار کنید.
ولتاژهای باس 3و4و5 پائین آمده است.بار گذاری خط 6-1 از 80% بیشتر شده است .
بار گذاری G1,G6 نیز بیش از حد شده است .
G1=%22.9 G6= %1.68 G2= % 4.71 Line1-2 : %20.54 line 1-4 : % 15.93 line 1-6 : %15.23 Line 2-3 : %34.16 line 3-4 : %15.14 line 4-5 : %23.18 Line 5-6 : %12.84 2) Station control این نوع کنترل شامل پخش باری است که در نهایت توانهای اکتیو و راکتیو ژنراتورها را طوری تنظیم می کند که ولتاژ نقطه ای از شبکه در ستینگ داده شده ثابت باقی بماند.
1ـ بدین منظور روی G2 , G1 کلیک راست کنید و گزینه Station control در برگه Load Flow مطابق شکل زیر ترمینال B4 را بعنوان شیئی که ولتاژ آن باید در ا پر پونیت تثبیت شود و سهم ژنراتورها را در تولید توان مطابق با توان نامی در نظر می گیریم.
پخش بار را اجرا و نتیجه مشاهده شده ناشی از Loading را بررسی کنید.
2ـ بار متصل به شینه B4 را به مراتب زیاد کنید و نتایج حاصل از پخش بار با وجود این کنترل مقایسه کنید؟
برای 110 MW برای P=150 MW 3)- Reaative Power Limit: 1ـ توان بار L4 را به 150 مگاوات افزایش دهید و دوباره پخش بار بگیرید.
چه پیغام خطایی در خروجی ظاهر می شود و چرا؟
(Q= 90 Mvar) Grid\G1.Elmsym Maximum Reactive Power Limit Exceeded (374.21mvar>300 mvar) Grid\G2.Elmsym Maximum Reactive Power Limit Exceeded (124.74mvar>100 mvor) 2ـ شبکه را از لحاظ بارگذاری max بررسی کنید؟
به طور خلاصه می توان گفت هر چه بار B4 زیاد تر شود Over load شبکه بیشتر میشود.
3ـ با وجود Station control چه تاثیری در شبکه دارد؟
توان G1 بیشتر می شود.
G1: P=285.63Mw Q=374.21Mvar 4ـ دوباره پخش بار با فعال بودن ستینگ Consider Reactive Power limit اجرا کنید؟
تفاوت این پخش بار با حالت قبل چیست؟
قبل از فعال کردن ستینگ Consider Reactive Power limit: .
G1: Loading=156.92 P=285.63Mw Q=374.21Mvar بعد از فعال کردن ستینگConsider Reactive Power limit : G1: Loading=136.65 P=279.38Mw Q=300Mwar اگر شبکه بدون over load باشد، تغییر نمی کند.مثلاً B4= 0/15 است، در غیر اینصورت بحای 0/15 ، مقدار 1 قرار می دهیم.
در حالت Consider Reactive Power limit خطوط متصل به B4 از مقدار p.u کاسته می شود و ولتاژ B4 هم از 400 کیلو ولت کمتر می شود.
B4 از مقدار P.U کمتر می شود.
5ـ آیا در این حالت Station control قادر است ولتاژ باس B4 را در 1 p.u حفظ کند؟
خیر (در حدود 0/99P.U قادر به حفظ می باشد **شبکه را به حالت قبل بدون Station control و با همان بار L4، 100 مگاوات و 10 مگا وار بازگردانیده و گزینه Consider Reactive Power Limit را در برگه پخش بار غیر فعال کنید و دوباره پخش بار بگیرید؟
باس بار 2 و 3 از حد مجاز بیشتر (قرمز رنگ)، ژنراتور 2 و 3 و خطوط 3 و 4 max loading هستند.
4- Automatic Tap adjst: مطابق شکل یک ترمینال شامل بار که از طریق ترانس به شبکه 400 کیلو وات در ترمینال B4 متصل است را به مدار اضافه کنید.
مقادیر المانها بصورت زیر است: Load Terminal: 20 kv Low Load: 20 mw , 10 mVar 2- winding transformer: New project Type: 50 MVA 400kv 20 kv (load flow) Additional volage per tap: 1% minimum poston: -5 maximum positon: 10 1ـ چه مشکلی در شبکه بعد از پخش بوجود دارد دارد؟
G1 مشکل دارد: G1 > over load > % 82.03 G1: P=236.85Mw Q=66.81Mvar در برگه مربوط به Loade Flow ترانسفور ماتور گزینه Automatic Tap changing را فعال کنید و اطلاعات مربوط را مطابق شکل وارد کنید.
اینبار پخش بار را با فعال بودن گزینه Automotic Top adjust of Trans Formers اجرا کنید.
2ـ Tap ترانس چه تغییری می کند؟
تپ ترانس از مقدار 0 به 4- می رسد.
3ـ ولتاژ ثانویه ترانس چقدر است؟
V1= 11/39 Kv P= -20 MW Q= -10 Mvar 4ـ نوع کنترل را به Q در نقطه تنظیم –9 mvar تغییر داده و دوباره پخش بار بگیرد.
چه نوع تغییری در Tap ایجاد می شود؟
Tap = 0 می شود.
5– Line Routes , Feeders , Voltage protiles , feeder scaling 3 بار در طول خط L2-3 اضافه می کنیم که فواصل آنها در طول خط مطابق شکل بوده و همه دارای توان اکتیو 10 مگاوات و توان راکتیو 4 مگاوار هستند.
با این کار خط به چهار Route تقسیم کردیم.
1ـ از مدار تغییر یافته پخش بار بگیرید.
چه مشکلی با وجود این بارها پیش می آید.
V load terminal = 0.95 Over load : L1-6 (%82.51) , G1 (%92.09) 2ـ روی Cubicle بالایی خط L 1-2 کلیک راست کرده وگزینه Define و سپس گزینه Feeder را انتخاب کنید.
3ـ دوباره پخش بار گرفته و با کلیک راست روی یک از خطوط، گزینه Show و سپس گزینه Voltage Profile را ترسیم کنید.
5ـ صفحه مربوط به تنظیمات فیدر را مطابق شکل و تنظیم اوان اکتیو که ممکن است بصورت واقعی برای نقطه تعریف فیدر اندازه گیری شده و بعنوان مثال 50 مگات است را تکمیل کنید.
6ـ در برگه Load flow تمام بارها گزینه Adjusted by load scaling را فعال کنید.
7ـ گزینه Feeder load scaling را درصفحه تنظیمات پخش بار فعال و آنرا اجرا کنید.
8ـ چه تغییراتی در پخش بار نقطه تعریف فیدر و نیز بارها مشاهده می کنید؟
دلیل این نتایج را توضیح دهید؟به تغییر پروفیل ولتاژ نیز توجه کنید؟
B4= 0.95 Load ter,inal = 0.98 G1=%100.69 G2=%80.35 L1-6 =% 94.08 L1-2=%47.55 Short circuit calculation-9 : انواع محاسبات اتصال کوتاه با نرم افزاری Power factory: ANSI (آمریکا)، IEC (اروپا) و VDE (المان) و نیز روش Complete method که همه انواع عیبهای متقارن و نا متقارن را شامل می شود.
کاربرد اتصال کوتاه در شبکه ها: اطمینان از اینکه ظرفیت اتصال کوتاه تعریف شده برای تجهیزات با توسعه شبکه و قدرتمند شدن سیستم فراتر نمی رود.
برای هماهنگی تجهیزات حفاظتی (فیوزها، لوله های اصافه جریان و دیستانس) برای رسیدن بسطوح کافی ظرفیتی خطا در نقاط متصل به بار رسیدن به ظرفیت دمایی مجاز کابلها و خطوط هوایی و چندین کاربرد سیستمی: اطمبنان به حدود اتصال کوتاه در تغییر ساختار شبکه تعیین رله گذاری خط و نیز تعیین فیوز.
تعیین مکان خطا برای رله های حفاظتی استفاده شده.
آنالیز خطاهای سیستمی به حصنی قطع درست و عملکرد صحیح رله ها برای خاص خطای نود.
آنالیز تداخل متقابل ممکن برای خطاهای موازی در هنگام وقوع عیب.
1ـ برای محاسبه اتصال کوتاه در هر ترمینال رباسی بار کافیست روی باس بار مورد نظر کلیک راست و گزینه Calculate و سپس گزینه Short circmt در صفحه باز شده انواع روشها و حالتهای اتصال کوتاه قابل تغییر است که این پنجره بصورت مستقیم از منوی اصلی با انتخاب آیکون و سپس انتخاب نقطه اتصال کوتاه قابل دستیابی است.
2ـ بر روی ترمینال B3 اتصال کوتاه 3 فاز را با روش IEC اجرا کنید.
Bus 3 : Skss=1510.93 MVA Ikss=2.296 KA Ip=5.375 KA 3ـ جدولی تهیه کنید و کلیه مقادیر اتصال کوتاه برای ترمینالهای مختلف ناشی از وقوع اتصال کوتاههای متنوع و قابل اجرا در باس B3 را یادداشت کنید.
اتصال کوتاه تکفاز: اتصال کوتاه سه فاز اتصال کوتاه دو فاز: 4ـ این جدول را برای اتصال کوتاههای متنوع سایر باسها تک تک اجرا کنید و نتایج را مقایسه کنید.
5ـ راه حل ساده تر استفاده از گزینه At All Bus Bars در برگه محاسبه اتصال کوتاه است.
2-Phase Short-Circuit 3-Phase Short-Circuit 6ـ بیشترین قدرت قدرت اتصال کوتاه مربوط به کدام باس و چه نوع اتصال کوتاهی است و چرا؟
اتصال کوتاه سه فاز B6 Skss=3300 باس 6 یک فاز به زمین، چون توان ژنراتور باس 6 بیشتر است از بقیه در نتیجه جریان بیشتر می کنند.
به همین دلیل بیشترین قدرت اتصال کوتاه مربوط به باس 6 است.
7ـ از روش Complete برای باس فوق و نوع اتصال کوتاه مربوط استفاده کنید و نتایج را مقایسه کنید.
روش Complete از نتایج پخش بار در محاسبات اتصال کوتاه استفاده کرده و بارها و ژنراتورها را نیز در اتصال کوتاه مدل می کند و در واقع از جمع آثار بهره می گیرد.
8ـ در جدول اتصال کوتاه می توان مقاومت و راکتانس عیب را هم وارد کرد.
برای روش فوق مقاومت 10 ohm را امتحان کنید.
تکفاز Single Phase to Ground سه فاز 3-Phase Short-Circuti 2-Phase Short-Circuit 9ـ دیاگرام برداری جریانهای تمام خطوط را برای حالت قبل ترسیم کنید.
Line 1-2 Line 1-4 Line 1-4(1) Line 1-6 Line 3-4 Line 4-5 Line 5-6 Line 5-6(1) Line Route (1) Line Route (2) Line Route (3) Line Route Terminal حالت دیگر اتصال کوتاه روی خطوط انتقال است.
بدین منظور روی خط کلیک راست و گزینه Short Circuit Calculate را انتخاب و در حدی از فاصله خط را که اتصال کوتاه در آن روی می دهد (برای تنظیم ستینگ رله ها) را وارد کنید 10ـ روی خط L1-4 اتصال کوتاه 3 فاز در 90 درصدی خط اجرا کنید.
برای سایر خطوط نیز می توان انواع اتصال کوتاهها را با روشها ووحالتهای مختلف و در فواصل مختلف اجرا کرد و مقادیر حاصل را با هم مقایسه کرد.
روش دیگری که برای محاسبات اتصال کوتاه بطور همزمان در چندین الحان سیستم وجود دارد و شامل تعریف Multiple Fault است.
بدین صورت است که المانهای مورد نظر را با هم انتخاب و سپس گزینه Calculate و بعد Multiple fault را اجرا کرد که از روش Complete (جمع آثار) برای محاسبات استفاده می کند.
11ـ برای ترمینالهای B1 و B4 اتصال کوتاه همزمان را اجرا کنید و جریانهای خطوط را مقایسه کنید 12ـ برای هر 2 اتصال کوتاه مقاومت عیب 10 onm استفاده و نتیجه را با حالت قبل مقایسه کنید.
B1 >> 8.202 B2 >> 1.765 L1-2 >> 0.12 L 1-4 >> 0.221 L 1-6 >> 1.233 L 3-4 >> 0.408 L 4-5 >> 1.029 13ـ قدرت اتصال کوتاه دوباس نسبت به حالت قبل چه تغییری کرد؟
B1 >> 8.202 KA کمتر شده است B4 >> 1.765 KA زیادتر شده است %28.050.04 KA2-1%59.880.09 KA4-1%59.880.1 KA2-4-1%70.120.04 KA6-1%28.480.05 KA3-2%42.610.01 KA4-3%3.910.08 KA5-4%55.250.08 KA6-5%55.250.08K2-6-5 B1: U1=0 U=0 Phiu = 0B2: Phiu =-3 degB3 : U1=-29.33 U=-0.071 P.U Phiu = -4.12 degB4: U1=-9.25 KV U=-0.02 P.U Phiu =-1.3 degB5 : U1=-6.35 U= -0.02 P.U Phiu = -1.09 degB6 : Phiu +-0.66 deg G1: P=228.44 Q=329.78 Loading = %139.72G2: P=0 Q=109.92 Loading = %109.93G6: P=325 Q= -151.1 Loading = %85.34G3: P=60 Q=-53.5 Loading = %53.75B1 U= 1.74 B2 U= 1.16 P.U B3 U= 1B4 U= 1 B5 U= 0.99 B6 U= 1.01 L1-2 Loading = % 33.75L 2-3 Loading = % 84.25L1-4 Loading =% 80.09L1-6 Loading = % 197.04L4-5 Loading = % 42.38 B1 U1=1.36 KV U=0B2 U1=1.44 KvB3 u1=0 U=0B4 U1=0 U=0B5 U1= -0.02 U= 0 B6 U1=0 U= 0 G3 P=0 Q= -2.02 Loading =%0.91G2 P=0 Q= 2.85 Loading =% 2.85G1 P=11.32 Q=8.54 Loading = %4.5 L3-4=%0.95L2-3 =%1.83L1-2 =%0.98L4-5=%1.26L1-6 =%5.19L1-4 =%2.46L5-6 =%1.41 B6 U1=0 U=0B5 U1=-0.09 U=0B4 U1=0 U=0B3 U1=0 U=0B2 U1=7.39 U=0.022B1 U1=6.93 U= 0.02 G6 P=0 Q=-27.9 Loading =%3.01G1 P=57.19 Q=44.43 Loading=%23.2 B2 Skss: A= 461.68 Ikss : A=1.999 Ip=4.586B1 Skss : A = 1165.75 Ikss : A = 5.048 ip : A =12.19B4 Skss :A=680.17 Ikss : A=2.945 Ip : A=6.373B3 Skss : A=601.05 Ikss : A=2.603 Ip : A=6.092B6 Skss : A=1284.37 Ikss : A=5.561 Ip : A=13.375B5 Skss : A=656.13 Ikss : A=2.841 Ip : A=6.13 B2 Skaa: A= 1236.49 Ikss : A=1.785 Ip=4.094B1 Skss : A = 3037.49 Ikss : A = 4.384 ip : A =10.587B4 Skss :A=1897.88 Ikss : A=2.739 Ip : A=5.927B3B6 Skss : A=3300.36 Ikss : A=4.762 Ip : A=11.807B5 Skss : A=1836.01 Ikss : A=2.650 Ip : A=5.718 Load Terminal Skss : A=925.44 Ikss : A=26.715 Ip : A=65.609 Skss: A=6022 Ikss : A=8.69 kA ip: A =24.59 kA B2 Skss: A= 385.57 Ikss : A=1.67 Ip=4.722B1 Skss : A = 1423.06 Ikss : A = 6.162 ip : A =17.429B4 Skss :A=659.34 Ikss : A=2.855 Ip : A=8.075B3 Skss : A=511.13 Ikss : A=2.213 Ip : A=6.26B6 Skss : A=1469.49 Ikss : A=6.363 Ip : A=17.997B5 Skss : A=639.78 Ikss : A=2.71 Ip : A=7.836 Load Terminal Skss : A=12.99 Ikss : A=1.125 Ip : A=3.182 B2 Skss: A= 227.44 Ikss : A=1.207 Ip=3.398B1 Skss : A = 2098.2 Ikss : A = 9.086 ip : A =25.698B4 Skss :A=670.02 Ikss : A=2.901 Ip : A=8.206B3 Skss : A=375.45 Ikss : A=1.626 Ip : A=4.598B6 Skss : A=1808.51 Ikss : A=7.831 Ip : A=22.15B5 Skss : A=666.58 Ikss : A=2.886 Ip : A=8.162 Load Terminal Skss : A=12.99 Ikss : A=1.125 Ip : A=3.181 L3-290 درصدی Skss: A= 1143.7 Ikss : A=1.651 Ip=4.669L3-290 درصدی Skss: A= 1143.7 Ikss : A=1.651 Ip=4.669L1-2 90 درصدی Skss : A = 835.47 Ikss : A = 1.206 ip : A =3.411L1-2 90 درصدی Skss : A = 835.47 Ikss : A = 1.206 ip : A =3.411L3-410 درصدی Skss :A=1790.46 Ikss : A=2.584 Ip : A=7.31L3-410 درصدی Skss :A=1790.46 Ikss : A=2.584 Ip : A=7.31L1-2 10 درصدی Skss : A=2777.7 Ikss : A=4.009 Ip : A=11.34L1-2 10 درصدی Skss : A=2777.7 Ikss : A=4.009 Ip : A=11.34قسمت اول => اتصال کوتاه در 90 درصدی L1-4 Skss : A=1742.78 Ikss : A=2.515 Ip : A=7.115قسمت اول => اتصال کوتاه در 90 درصدی L1-4 Skss : A=1742.78 Ikss : A=2.515 Ip : A=7.115 L1-2>> 0.237 L2-3 >>0.281 L1-6 >> 1.591 B1 به تنهائی >> 10.103 KA L3-2>> 0.51 L1-4 >> 0.658 L 4-5 >> 1.245 B2 به تنهائی >> 3.06 KA L1-2 >> 0.128 L 1-6 >> 1.46 L 3-2 >> 0.377 L 4-5 >> 0.957 هر 2 با هم B1 >> 9.355 و B4 >> 1.329