OMAR
17-08-2004, 03:02 AM
بسم الله الرحمن الرحيم
أخوكم المهندس OMAR يقدم هذه السلسلة عن مركز توزيع الأحمال .......
مقدمة :
بما أن شركات الكهرباء في جميع دول العالم هي المسؤول الأول عن توفير الطاقة الكهربائية وإيصالها للمشتركين فلابد لها من إعداد العدة لذلك من إنشاء محطات توليد الطاقة الكهربائية بمختلف أنواعها ، وخطوط نقل الطاقة ، وخطوط التوزيع بالإضافة إلى أقسام الحماية وإنشاء مراكز لخدمة المشتركين وغيرها من المرافق .
ونظراً للتزايد السريع في معدلات التوليد ونقل الطاقة الكهربائية ومن ثم توزيعها أدى إلى زيادة تعقيد الشبكة الكهربائية وزيادة حجمها مما نتج عنه صعوبة في تشغيل تلك الشبكة يدوياً ، حيث يكون الإشراف على تلك الشبكة منوط بعدة أقسام هي قسم التوليد وقسم النقل وقسم الحماية وقسم التوزيع ونظراً للحاجة إلى إدارة هذه الشبكة ومراقبتها والتنسيق بين الأقسام المختلفة فيها تأتي الحاجة إلى مركز توزيع الأحمال ( أو مركز التحكم ) .
*مركز توزيع الأحمال (Load Dispatch Center ( LDC :
يعتبر مركز توزيع الأحمال أو مركز التحكم نقطة الارتكاز وحجر الزاوية في منظومة الطاقة الكهربائية حيث يمثل حلقة الوصل بين محطات التوليد ومنظومة النقل والحماية ومحطات التحويل وشبكات التوزيع داخل المدن .
* أهم و أبرز أعمال مركز توزيع الأحمال :
(1) إدارة الشبكة الكهربائية فنياً وذلك بالتحكم والسيطرة في المحطات الكهربائية المختلفة التي تُكوِّن الشبكة الكهربائية لتأمين أعلى درجة من الموثوقية في استمرار تدفق الطاقة الكهربائية إلى المستهلك بجهد وتردد ثابتين .
(2) المحافظة على استقرار الشبكة الكهربائية بواسطة عمليات التحكم في خرج المولدات والمحافظة على صلاحية المحطات بعدم السماح بتجاوز الأحمال المقررة لكل مغذي .
(3) كذلك تأمين تغذية كهربائية بديلة في حال تعطل أو خروج إحدى المحطات المختلفة أو المغذيات .
(4) دراسة الأحمال المختلفة وعمل الإحصائيات المطلوبة من أجل تطوير الشبكة أو إنشاء محطات جديدة تضاف إلى الشبكة ، نظراً لزيادة الأحمال أو التوسعات المستمرة في المناطق المختلفة .
**غرفة التحكم في مركز توزيع الأحمال Control Room :
وهي غرفة العمليات الرئيسية في مركز توزيع الأحمال .
* أبرز مهامها :
- السرعة : نلاحظ أن السرعة عامل مهم من حيث استقبال البيانات وتحليلها والرد عليها في وقت قصير لأن أي بطء أو إهمال في غرفة التحكم قد يربك الشبكة الكهربائية بأكملها في المنطقة أو يؤدي إلى انقطاعها .
-العمل على مدار 24 ساعة : فالطاقة الكهربائية ضرورة من ضروريات الحياة ، ويجب توفيرها على مدى 24 ساعة بدون خلل أو انقطاع وهي من أبرز مميزات غرفة التحكم .
-ضبط التردد في الشبكة : وذلك بالعمل على تثبيت قيمتـه في حـدود ( 60 هيرتز ) قدر المستطاع .
-ضبط الجهد الكهربائي على المستويات المختلفة : سوءاً أكان ( 380ك.ف، 110ك.ف، 33ك.ف، 13.8ك.ف، 11ك.ف ) .
-تأمين تغذية الأحمال الكهربائية في الشبكة بصفة مستمرة .
-مراقبة تحميل المعدات الكهربائية بالشبكة : مثل خطوط النقل والمحولات وغيرها بحيث تكون في المدى المسموح به في التشغيل ، بحيث لو زاد الحِمل على أحد الخطوط أو المحولات يتم نقل جزء من الحِمل إلى خط أو محول آخر ضمن المدى المسموح به .
-معالجة حالات الفصل الاضطراري للمعدات بالشبكة : وذلك بتحريك فرق الصيانة وتوجيهها إلى أماكن الفصل للتعامل مع الحالات المختلفة .
-مراقبة الإنذارات المختلفة : وإبلاغ الأقسام المختصة عنها سواءاً أكانت في محطات التوليد، محطات التحويل ، خطوط النقل .. أو غيرها .
-التنسيق مع الأقسام المختلفة : مثل التوليد والنقل والتوزيع والحماية لإجراء برامج الصيانة المجدولة على المعدات الكهربائية المختلفة .
-التنسيق مع محطات التوليد : لتشغيل أو إيقاف المولدات بناءاً لأحمال الشبكة ، وذلك عن طريق دراسة لتوقعات الأحمال على المدى القصير أو البعيد .
**كما تتعامل غرفة التحكم مع بعض الأمور الهامة التي تحصل أثناء عملية التشغيل من أهمها :
(1) أوامر الفصل والتوصيل SHUT-DOWN :
فعند الحاجة لإجراء الصيانة الدورية يتم استقبال خطابات الصيانة المجدولة للمعدات الكهربائية من الأقسام المختلفة ، وبعد التنسيق معها والموافقة يتم نقل أحمال هذه المعدات المراد صيانتها إلى معدات أخرى ضمن المدى المسموح به في عملية التشغيل ، ثم تتم عملية الصيانة من قبل فرق الصيانة الميدانية بإشراف ومتابعة من غرفة التحكم ، وبعد الانتهاء من عمل الصيانة يتم التأكد من صلاحية المعدة الكهربائية قبل دخولها في الخدمة بإشراف من الغرفة وفرق الصيانة أيضاً ، وبعد التأكد من سلامة وكفاءة المعدة يتم إعادة أحمالها إليها وإدخالها في الخدمة مرة أخرى.
(2) الخروج الكلي BLACK-OUT :
وهو انقطاع التيار الكهربائي عن مناطق كبيرة نسبياً كالمدن أو أجزاء كبيرة من المدن ، وللخروج الكلي عدة أسباب من أهمها : حدوث خلل أو عطل في إحدى محطات التوليد الرئيسية أو إحدى محطات التحويل الكبيرة ( 380ك.ف/110ك.ف) والتي غالباً ما تُغذي مناطق كبيرة من المدن ، أو حصول انقطاع في عدة خطوط نقل ذات جهد عالي (380ك.ف) بسبب أحد الكوارث الطبيعية مثل ( الرياح و العواصف ، الصواعق المدمرة ، الأمطار والسيول الجارفة ... إلخ ) .
فعند حصول الخروج الكلي بسبب أو بآخر وبعد انتهاء هذا السبب وإعادة تأهيل الشبكة مرة أخرى ، يتم فصل جميع المحطات ذات الجهد العالي والمتوسط والمنخفض وإعادة تغذيتها محطة بعد محطة بشكل متسلسل وليس دفعة واحدة حتى يتم تغذية وإعادة الشبكة بالكامل للخدمة، وذلك تفادياً لحصول خروج كلي آخر أثناء عملية التغذية .
(3) الاحتياطي الدَّوار (ACTUAL SPINNING RESERVE ( ASR :
وهو قدرة التوليد والحِمل الاحتياطي الموجود في ماكينة التوليد أثناء عملها ، حيث أن أي ماكنية توليد يجب أن يتوافر فيها هذا الاحتياطي الدوار ، فمثلاً ماكينة تُنتج (45ميجاوات) والحمل الفعلي عليها (35ميجاوات) فالاحتياطي الدوار يكون (10ميجاوات) .
ويستفاد من هذا الاحتياطي الدوار عند حدوث عطل في أحد المولدات وخروجه من الخدمة أو عند زيادة أحمال الشبكة بصورة مفاجئة ، فعندئذ يستفاد منه في سد هذه الأحمال وذلك بإدخاله في الخدمة على صورة توليد .
(4) طرح الأحمال LOAD SHED :
عند تعطل أحد المولدات أو زيادة الأحمال بصورة مفاجئة في الشبكة والتي لا يمكن تغطيتها بالاحتياطي الدوار ، يحدث اختلال في تردد الشبكة وعليه لابد من فصل بعض الأحمال ليعود التردد إلى وضعه الطبيعي ويعرف هذا الفصل بطرح الأحمال ، ويلاحظ أن عملية الفصل تتم لبعض الأحمال الغير حساسة في الشبكة كالمرافق العامة وبعض القرى والمشتركين العاديين ويُتجنب فصل أحمال المستشفيات و المطارات والمرافق الحيوية الأخرى ، وتستمر عملية الفصل إلى أن يتم تأهيل الشبكة ومن ثم إعادة التيار الكهربائي للمشتركين المفصول عنهم . وقد تحدث عملية الفصل هذه بطريقة أوتوماتيكية أو بطريقة يدوية من قِبل المشغل المشرف في غرفة التحكم.
وسوف نكمل بقية الموضوع في مقال آخر ........ وشكراً
الرجاء التعليق على الموضوع للفائدة العلمية .
أخوكم المهندس OMAR يقدم هذه السلسلة عن مركز توزيع الأحمال .......
مقدمة :
بما أن شركات الكهرباء في جميع دول العالم هي المسؤول الأول عن توفير الطاقة الكهربائية وإيصالها للمشتركين فلابد لها من إعداد العدة لذلك من إنشاء محطات توليد الطاقة الكهربائية بمختلف أنواعها ، وخطوط نقل الطاقة ، وخطوط التوزيع بالإضافة إلى أقسام الحماية وإنشاء مراكز لخدمة المشتركين وغيرها من المرافق .
ونظراً للتزايد السريع في معدلات التوليد ونقل الطاقة الكهربائية ومن ثم توزيعها أدى إلى زيادة تعقيد الشبكة الكهربائية وزيادة حجمها مما نتج عنه صعوبة في تشغيل تلك الشبكة يدوياً ، حيث يكون الإشراف على تلك الشبكة منوط بعدة أقسام هي قسم التوليد وقسم النقل وقسم الحماية وقسم التوزيع ونظراً للحاجة إلى إدارة هذه الشبكة ومراقبتها والتنسيق بين الأقسام المختلفة فيها تأتي الحاجة إلى مركز توزيع الأحمال ( أو مركز التحكم ) .
*مركز توزيع الأحمال (Load Dispatch Center ( LDC :
يعتبر مركز توزيع الأحمال أو مركز التحكم نقطة الارتكاز وحجر الزاوية في منظومة الطاقة الكهربائية حيث يمثل حلقة الوصل بين محطات التوليد ومنظومة النقل والحماية ومحطات التحويل وشبكات التوزيع داخل المدن .
* أهم و أبرز أعمال مركز توزيع الأحمال :
(1) إدارة الشبكة الكهربائية فنياً وذلك بالتحكم والسيطرة في المحطات الكهربائية المختلفة التي تُكوِّن الشبكة الكهربائية لتأمين أعلى درجة من الموثوقية في استمرار تدفق الطاقة الكهربائية إلى المستهلك بجهد وتردد ثابتين .
(2) المحافظة على استقرار الشبكة الكهربائية بواسطة عمليات التحكم في خرج المولدات والمحافظة على صلاحية المحطات بعدم السماح بتجاوز الأحمال المقررة لكل مغذي .
(3) كذلك تأمين تغذية كهربائية بديلة في حال تعطل أو خروج إحدى المحطات المختلفة أو المغذيات .
(4) دراسة الأحمال المختلفة وعمل الإحصائيات المطلوبة من أجل تطوير الشبكة أو إنشاء محطات جديدة تضاف إلى الشبكة ، نظراً لزيادة الأحمال أو التوسعات المستمرة في المناطق المختلفة .
**غرفة التحكم في مركز توزيع الأحمال Control Room :
وهي غرفة العمليات الرئيسية في مركز توزيع الأحمال .
* أبرز مهامها :
- السرعة : نلاحظ أن السرعة عامل مهم من حيث استقبال البيانات وتحليلها والرد عليها في وقت قصير لأن أي بطء أو إهمال في غرفة التحكم قد يربك الشبكة الكهربائية بأكملها في المنطقة أو يؤدي إلى انقطاعها .
-العمل على مدار 24 ساعة : فالطاقة الكهربائية ضرورة من ضروريات الحياة ، ويجب توفيرها على مدى 24 ساعة بدون خلل أو انقطاع وهي من أبرز مميزات غرفة التحكم .
-ضبط التردد في الشبكة : وذلك بالعمل على تثبيت قيمتـه في حـدود ( 60 هيرتز ) قدر المستطاع .
-ضبط الجهد الكهربائي على المستويات المختلفة : سوءاً أكان ( 380ك.ف، 110ك.ف، 33ك.ف، 13.8ك.ف، 11ك.ف ) .
-تأمين تغذية الأحمال الكهربائية في الشبكة بصفة مستمرة .
-مراقبة تحميل المعدات الكهربائية بالشبكة : مثل خطوط النقل والمحولات وغيرها بحيث تكون في المدى المسموح به في التشغيل ، بحيث لو زاد الحِمل على أحد الخطوط أو المحولات يتم نقل جزء من الحِمل إلى خط أو محول آخر ضمن المدى المسموح به .
-معالجة حالات الفصل الاضطراري للمعدات بالشبكة : وذلك بتحريك فرق الصيانة وتوجيهها إلى أماكن الفصل للتعامل مع الحالات المختلفة .
-مراقبة الإنذارات المختلفة : وإبلاغ الأقسام المختصة عنها سواءاً أكانت في محطات التوليد، محطات التحويل ، خطوط النقل .. أو غيرها .
-التنسيق مع الأقسام المختلفة : مثل التوليد والنقل والتوزيع والحماية لإجراء برامج الصيانة المجدولة على المعدات الكهربائية المختلفة .
-التنسيق مع محطات التوليد : لتشغيل أو إيقاف المولدات بناءاً لأحمال الشبكة ، وذلك عن طريق دراسة لتوقعات الأحمال على المدى القصير أو البعيد .
**كما تتعامل غرفة التحكم مع بعض الأمور الهامة التي تحصل أثناء عملية التشغيل من أهمها :
(1) أوامر الفصل والتوصيل SHUT-DOWN :
فعند الحاجة لإجراء الصيانة الدورية يتم استقبال خطابات الصيانة المجدولة للمعدات الكهربائية من الأقسام المختلفة ، وبعد التنسيق معها والموافقة يتم نقل أحمال هذه المعدات المراد صيانتها إلى معدات أخرى ضمن المدى المسموح به في عملية التشغيل ، ثم تتم عملية الصيانة من قبل فرق الصيانة الميدانية بإشراف ومتابعة من غرفة التحكم ، وبعد الانتهاء من عمل الصيانة يتم التأكد من صلاحية المعدة الكهربائية قبل دخولها في الخدمة بإشراف من الغرفة وفرق الصيانة أيضاً ، وبعد التأكد من سلامة وكفاءة المعدة يتم إعادة أحمالها إليها وإدخالها في الخدمة مرة أخرى.
(2) الخروج الكلي BLACK-OUT :
وهو انقطاع التيار الكهربائي عن مناطق كبيرة نسبياً كالمدن أو أجزاء كبيرة من المدن ، وللخروج الكلي عدة أسباب من أهمها : حدوث خلل أو عطل في إحدى محطات التوليد الرئيسية أو إحدى محطات التحويل الكبيرة ( 380ك.ف/110ك.ف) والتي غالباً ما تُغذي مناطق كبيرة من المدن ، أو حصول انقطاع في عدة خطوط نقل ذات جهد عالي (380ك.ف) بسبب أحد الكوارث الطبيعية مثل ( الرياح و العواصف ، الصواعق المدمرة ، الأمطار والسيول الجارفة ... إلخ ) .
فعند حصول الخروج الكلي بسبب أو بآخر وبعد انتهاء هذا السبب وإعادة تأهيل الشبكة مرة أخرى ، يتم فصل جميع المحطات ذات الجهد العالي والمتوسط والمنخفض وإعادة تغذيتها محطة بعد محطة بشكل متسلسل وليس دفعة واحدة حتى يتم تغذية وإعادة الشبكة بالكامل للخدمة، وذلك تفادياً لحصول خروج كلي آخر أثناء عملية التغذية .
(3) الاحتياطي الدَّوار (ACTUAL SPINNING RESERVE ( ASR :
وهو قدرة التوليد والحِمل الاحتياطي الموجود في ماكينة التوليد أثناء عملها ، حيث أن أي ماكنية توليد يجب أن يتوافر فيها هذا الاحتياطي الدوار ، فمثلاً ماكينة تُنتج (45ميجاوات) والحمل الفعلي عليها (35ميجاوات) فالاحتياطي الدوار يكون (10ميجاوات) .
ويستفاد من هذا الاحتياطي الدوار عند حدوث عطل في أحد المولدات وخروجه من الخدمة أو عند زيادة أحمال الشبكة بصورة مفاجئة ، فعندئذ يستفاد منه في سد هذه الأحمال وذلك بإدخاله في الخدمة على صورة توليد .
(4) طرح الأحمال LOAD SHED :
عند تعطل أحد المولدات أو زيادة الأحمال بصورة مفاجئة في الشبكة والتي لا يمكن تغطيتها بالاحتياطي الدوار ، يحدث اختلال في تردد الشبكة وعليه لابد من فصل بعض الأحمال ليعود التردد إلى وضعه الطبيعي ويعرف هذا الفصل بطرح الأحمال ، ويلاحظ أن عملية الفصل تتم لبعض الأحمال الغير حساسة في الشبكة كالمرافق العامة وبعض القرى والمشتركين العاديين ويُتجنب فصل أحمال المستشفيات و المطارات والمرافق الحيوية الأخرى ، وتستمر عملية الفصل إلى أن يتم تأهيل الشبكة ومن ثم إعادة التيار الكهربائي للمشتركين المفصول عنهم . وقد تحدث عملية الفصل هذه بطريقة أوتوماتيكية أو بطريقة يدوية من قِبل المشغل المشرف في غرفة التحكم.
وسوف نكمل بقية الموضوع في مقال آخر ........ وشكراً
الرجاء التعليق على الموضوع للفائدة العلمية .