پایان نامه اتوماسیون پست های فوق توزیع و بررسی چالش های ارزیابی ریسک در پست های بدون اپراتور
فهرست:
مقدمه 1
فصل اول : مجتمع کردن اتوماسیون پست ها 2
1-1- تاریخچه و تعاریف 3
1-2- مزاياي واقعي 5
1-3- معايب 6
1-4- كنترل از راه دور ايستگاه ها و تجهيزات آن 7
1-5-گفتههاي گروهكاري 8
1-6- درگاه ها 9
1-7- رابط هاي غيرمبهم مناسب كاربر 11
1-8- پيشرفت در اقتصادي شدن طرح 11
1-9- لزوم وجود پشتيبان براي سيستم 12
1-10- بررسي ساير موانع 12
1-11- مطالعه وضعيت اتوماسيون پست ها در چند شركت برق 13
1-11-1- شركت انرژي استراليا 13
1-11-2- شركت قدرت الكتريكي آمريكا 14
1-11-3- شركت آمريكا 15
فصل دوم : اتوماسیون صنعت برق و بررسی چالش های پیش روی شرکت های برق منطقه ای 17
2-1- مقدمه 18
2-2- اتوماسیون 18
2-3- اتوماسیون در صنعت 19
2-4- ظهور اتوماسیون در صنعت برق 20
2-5- تاريخچه پست های در ايران 21
2-6- ساختار کلی پست های 21
2-7- ساختار کلی پست های 22
2-8- مزایای پست های 23
2-9- معایب و مشکلات پست های 24
فصل سوم : طراحی و ساخت وسایل هوشمند الکتریکی(IED) با هدف کار در شبکه اتوماسیون 26
پست های انتقال نیرو
3-1- اتوماسیون پست 27
3-2- ساختار ارتباطی 27
3-2-1- لایه کاربردی 28
3-2-2- لایه شبکه 29
3-3- ساختار یک 29
3-4- لایه فیزیکی 30
3-5- استفاده از مدل اشیاء 30
3-6- راه حل شبکه 31
3-7- امکانات سیستم 31
3-8- قابلیت های مورد نیاز شبکه در 31
فصل چهارم :يكپارچه سازي مكانيزاسيون تعميرات و نگهداري پست هاي انتقال نيرو 32
در سيستم اتوماسيون جامع پست
4-1- مقدمه 33
4-2- سيستم مونيتورينگ و كنترل يكپارچه اتوماسيون جامع پست 34
4-3- بخش نرم افزاري مكانيزاسيون تعمير و نگهداري 35
4-4- پايگاه اطلاعاتي نرم افزار مكانيزاسيون. 35
4-5-آناليز داده ها 36
فصل پنجم : چالش هاي ارزيابي ريسك در پست هاي بدون اپراتور 37
5-1- مقدمه 38
5-2- امنيت فيزيكي 39
5-2-1- ارزيابي ريسك 41
5-2-2- شناسايي راه حل ها 41
5-2-3- طرح هاي امنيت فيزيكي 42
5-2-4- معيارهاي ارزيابي امنيت فيزيكي پست 44
5-3- ريسك قطع اسكادا 44
5-3-1- ثبت آمار و ارقام ايستگاه 46
5-4- ساختار مسئله 48
5-5- داده هاي مورد نياز جهت اندازه گيري ريسك قطع اسكادا 50
5-6- حساسيت پست 51
5-7- مطالعه موردي 52
پيشنهادات و نتايج 55
منابع
مقدمه
كشورهاي توسعه يافته با مدرنيزه نمودن صنايع زيرساختي خود درجنبه هاي صنعتي به پيشرفتهاي شگرفي نائل شده اند.كليداين امر اتوماسيون دانسته شده و ازآن بعنوان راهي براي بهره وري وكاهش هزينه ها نام برده اند.ابزار اتوماسيون پستها (سيستمهاي اسكادا) بطور وسيعي در سيستمهاي قدرت بمنظور مانيتورينگ ، بهره برداري وكنترل بكار مي روند.
باتغييرسياستهاي بهره برداري درخصوص برنامه ريزي براي اتوماسيون پستها، بهره برداري از بعضي از اين پستها،بدون اپراتوربدون مراقبت درنظرگرفته شده است. اتخاذ چنين تصميمي بايدمبتني بر ريسك باشد، دراين پایان نامه با توجه به حذف اپراتور ونگهبان پست كه هريك وظايفي بعهده دارند،به ارزيابي ريسك مرتبط با اين تغييرات پرداخته ايم.
فصل اول :
مجتمع کردن اتوماسیون پست ها
1-1- تاریخچه و تعاریف
در دهه70 ميلادي، باپيدايش ميكروپروسسور، سازندگان تجيهزات سعي كردند وسايل الكترومكانيكي را با وسايل نيمه هادي مجهز به ميكروپروسسور جايگزين كنند. اين وسايل در صنعت به نام وسايل الكترونيكي هوشمندشناخته شدند. قابليت ها و تواناييهاي اضافي به وسايل افزودند نظير تشخيص خطا و چك كردن خودشان، داشتن رابط هاي مخابراتي و قابليت ذخيره داده ها و وقايع سيستم. همچنينها باعث شدند تا وسايل تكراري، حذف شوند چون قابليت چندكار را داشتند.
مجتمع كردن سيستم كنترل ايستگاهي (بهم پيوستن تمامهابه يك سيستم كنترل مجتمع پست باعث كم شدن هزينه سيمكشي، ارتباط، نگهداري و بهرهبرداري ميشود و كيفيت برق و قابليت اطمينان آن را افزايش ميدهد. با تمام اين مزايادر آمريكاي شمالي پيشرفت چشمگيري نداشته و از دلايل عمده آن اين است كه رابط هاي سختافزاري و پروتكلها برايها استاندارد نشدهاند. البته زمان زيادي براي وضع استانداردها برايها صرف شده است اما عليرغم فوري بودن اين مساله توسط صنايع، استاندارد مشخصي پذيرفته نشده است.
موضوع مهمي كه درمجتمع كردندر يك سيستم كنترل دستگاهي بايد مورد توجه قرار گيرد اين است كه بسياري ازها تنهاداراي يك پورت ارتباطي هستند وموقع ارسال فرمان توسط كاربريا عامل به، دادههاي ديگربرايقابل دسترس نيستند.اين وضعيت براي حالتيكه اين دادهها براي عمليات زمان حاضر لازم باشند، يك وضعيت بحراني است. سيستم بايد بتواند اين شرايط را تشخيص داده و به ديگر عاملان سيستم اعلام كند. درحال حاضر بسياري از سازندگان محصولات خود را با دو پورت (ورودي و خروجي) توليد ميكنند تا ازاين مشكل جلوگيري شود.
درنياز به يك شبكه ارتباطي داريم وشبكه محلي توپولوژي مناسبي است. در يك شبكه محلي سرعت مسير ارتباطي بايد بالا باشد. براي حفاظت ايستگاه، زمان انتقال بايد 2تا 4 ميليثانيه باشد و بايد زمان انتقال بدترين حالت، محدود و قابل پيشبيني باشد. (دقت در حد ميلي ثانيه بندرت در پروتكل هاي سطح بالا رعايت ميشود.بايد قابليت سنكرون كردن را داشته باشد. اين يك قابليت حياتي براي سيستم هاي امروزي است تا بتوانند حوادث گذشته را تحليل كنند و ترتيب اتفاقات (متوالي) در يك سيستم را مشخص كنند.
رابطه انسان و ماشين شايد مهمترين قسمت دركلباشد. اطلاعات بايد به صورت واضح و با يك روش مناسب،بدون هيچ خطا وابهامي براي كاربر بيان شود.درحال حاضربراي اين كارانتخاب شده است.آنچه سرمايهگذاري برايرا توجيه ميكند اين است كه بتواند از نرمافزارهاي نگهداري و بهره برداري به خوبي استفاده كند.نرمافزارهاي در دسترس يا در حال توسعه تحت اين عناوين طبقهبندي ميشوند:
- براي افزايش بازدهي نظير كاهشمتعادل كردن بار فيدرو بار انتقالي
- براي قابليت اطمينان نظير تشخيص خطا، مديريت بار و كليدزني خازن ها و بار انتقالي
- براي كاهش نگهداري سيستم نظير ثبت ديجيتالي خطاها و ضبط ترتيب حوادث و وقايع
- پيشبيني قانونمند نگهداري سيستم كه اين مورد هنوز يك فنآوري نوظهور است.
- در به دليل قابليت اطمينان بايد سيستم تغذيه مجهز بهباشد و وسايل و تجهيزات حياتي از پشتيبان همزمان و موازي برخوردار باشند.
سيستم هاي كامپيوتري اتوماسيون پست ها حداقل ازپنج سال پيش، نصب شدهاند. براي پاسخگويي به برخي مسائل نظير ايمني كاركنان كه باطيف وسيعي از تجهيزات برقي سروكار دارند. افزايش بازده كاري وصرفه جويي در سرمايه باعث شده تا بسياري از شركت ها به سيستم هايي با رابط تصويريبراي كاربران رو بياورند.
براي كاربران به عنوان يك جايگاه عملياتي است تا هم شرايط پستها را نظارت كنند و هم از طريق آن عمليات معمول يا اضطراري مربوط به كليدها را انجام دهند.در حقيقت تنها قسمتي از يك سيستم كنترل مجتمع اتوماسيون يك پست برق است و ساير قسمتها عبارتند از:
وسايل الكترونيكي هوشمند،شبكههاي ارتباطي،سايت هاي كامپيوتر و سيستم هاي عامل.دراين فصل مزايا و معايب واقعي و پيشنهاديبررسي و چگونگي بكارگيري ومجتمع كردن تكنولوژيهاي قسمت مختلف و روش رفع موانع آن در يك سيستم كنترل پست برق تحليل ميشود.
حركت بسمت استفاده بدون خطر از تجهيزات به خاطر اينكه هر وسيله، مشخصات فني خاص خود را دارد و صنعتبرق در بسياري از جاها با طيف وسيعي از تجهيزات برقي مربوط به سال هاي مختلف روبروست و به لحاظ ايمني كاركنان عملياتي سيستم، به خصوص در محدوده پست ها، اين كاركنان تنها روي چند وسيله محدود كار ميكنند (تا خوب به آن مسلط باشند). اين مساله باعث ميشود كه قابليت انعطاف سيستم اداري كاركنان كم شود، يعني شرايط استخدام مشكل و هزينه آموزش و تربيت نيروي ماهر زياد ميشود. پيشبيني ميشودكه پيشرفت شغلي آن دسته از كاركناني كه آموزشهاي اضافي (و به روز) ميبينند، محدود شده و اين باعث افزايش خطرپذيري آنها در كارهاي عملياتي شود.
برخي شركتهاي برق براي انجام عمليات در محوطه پست ها، يك در اختيار كاركنان قرار مي دهند تا كاركنان بتوانند از طريق آن به قطعكنندهها، ترانسفورماتورها وسايرتجهيزات فرمان قطع ووصل بدند. اپراتور را ازحركت دراطراف پست بينياز ميكند و در نتيجه خطراتي كه متوجه افراد است ر ا كاهش ميدهد.
1-2- مزاياي واقعي
بخاطر هزينه زياد تجهيزات ورشد كم تقاضاي (مصرف) سيستم، كمتر اتفاق ميافتد كه تجهيزات دو پست كاملاً يكسان باشد. بنابراين اگرتجهیزات از سازندگان مختلفي تهيه شوندكه تكنولوژي، رابط ها و پيكربندي وسايل آنها با يكديگر اختلاف داشته باشد، امري عاديست. حتي براي تجهيزات يكسان، تنظيمهاي عملياتي (مانند محدودكنندههاي بار و تنظيم حفاظت) براي هر وسيله به صورت اختصاصي تنظيم مي شود. در نتيجه بخاطر ايمني كاركنان عملياتي سيستم، بخصوص در محدوده پست ها، آنها تنها روي چند وسيله محدود كار ميكنندتا خوب به آن مسلط باشند.اپراتور را از حركت در اطراف تجهيزات بينياز ميكند و در نتيجه خطرات را كاهش ميدهد اين بحث در سال هاي آينده يكي از مباحث مهم ايمني و سلامت شغلي است. به خصوص در پست هاي قديمي كه قطعكنندههاي مدار براي فرونشاندن قوس ناشي از قطعكنندهها، امكانات كافي ندارند.
با بالا رفتن سرعت وصحت عمل كاركنان، شركت ها ميتوانند از كاركنان خبره در قسمت هاي ديگر سيستم نيز استفاده كنند و بازده كاري افراد بالا ميرود. تابلوهايكه فنآوري قبلي مورد استفاده در پست ها بود، دو اشكال اساسي دارند. يكي اينكه آنها از تعداد زيادي اجزاي جداگانه تشكيل شده است كه نياز به نگهداري زيادي دارد. ديگر اينكه اضافه كردن يك نمايشگر يا كنترلكننده به سيستم خيلي پرهزينه است. اين معايب را ندارد، ميزان خرابي نرمافزار و سختافزار مربوط به آن (پس از نصب و آزمايش) خيلي كم است. تنها قسمتي كه احتمال بيشترين خرابي را دارد صفحه نمايش است. اما چون در مواقعي كه استفاده نميشود معمولاً خاموش است.درمقايسه با صفحات نمايش با كاربردهاي معمول، عمر بيشتري دارد.
همچنين در مقايسه با روش تابلو از نظر فضا صرفهجويي زيادي دارد و اگر براي اتوماسيون يك پست جديداز اين روش استفاده كنيم. ازنظركارساختماني نيز صرفهجويي اساسي ميشود. با واگذاري عمليات نظير تنظيم ولتاژترانسفورماتور ومديريت بار به نرمافزار،كاهش بيشتري درتعداد تجهيزات امكانپذير ميشود. كمترشدن تجهيزات نظارت وكنترل كاهش هزينههاي نگهداري است.
اتوماسيون پستهاي مبتني بر نرمافزار، ميتواند فرصت خود چك كردن و تشخيص خطاي قابل ملاحظهاي را فراهم كند. مثلاً اشكالات ولتاژ را تشخيص دهد و به ساير اپراتورهاي محلي يا دورتر اعلام كند. ازديگر امكانات بيان راحت و ساده امكانات تصويري مانند طرح و صفحه تصوير رنگ ها، قلم ها، نشانههاي تجهيزات و متحركسازي (برخي فرايندهاي سيستم) است.
اپراتورهاي پست هاي امروزي، ممكن است فردا اپراتورهاي مركزكنترل باشند، لذا كار روزمره با حد اقل فايدهاي كه براي شركت وخود اودارد، آمادگي بيشتربراي آموزش هاي آينده است. اپراتورهاي پست امروزي، ممكن است فردا اپراتورهاي مركز كنترل باشند. لذا كار روزمره با حداقل فايده كه براي شركت وخود او دارد. آمادگي بيشتر براي آموزش هاي آينده است. اپراتورهاي پست هاي امروزي ممكن است فردا اپراتورهاي مركز كنترل باشند.
در بعضي از سيستم ها، ميتوان در يك زمان اطلاعات سيستم را هم به سيستم محلي و هم به ايستگاه مركزي ارسال كرد. در اين حالت ايمني ذاتي سيستم بخاطر اينكه دو اپراتور به اطلاعات يكساني از سيستم دسترسي دارند بيشترميشود. البته دواپراتوري بودن سيستم همهجا مناسب نيست. پارامترهايي مانندمباحث كاري، ظرفيت و انعطافپذيري ايستگاه اصلي و نرمافزار ايستگاه فرعي، پروتكل ارتباط و محدوديت هاي باند فركانسي مهمترين مباحثي هستند كه در هر وضعيت و حالتي بايد موردتوجه قرار گيرد.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.