اتوماسیون سیستم های توزیع

با گذشت بیش از یك قرن از طراحی و راه‌اندازی اولین شبكه انرژی الكتریكی با یك نیروگاه متمركز و بار توزیع‌شده در سال 1882 توسط توماس ادیسون، كه تعداد 59 مشترك را با ولتاژ 110 ولت مستقیم تغذیه می‌كرد و مقایسه آن با وضعیت كنونی شبكه‌های عظیم تأمین انرژی الكتریكی می‌توان علاوه بر مشاهده‌ی پیشرفت سریع این صنعت به افزایش باور نكردنی تقاضای مصرف‌كنندگان برای این انرژی پی برد. با افزایش این نیاز شبكه‌های برق نیز دچار تغییر و گستردگی و پیچیدگی شدند و این گستردگی تا به حدی افزایش پیدا كرد كه هم‌اكنون شبكه‌های برق‌رسانی، در سطح تولید، انتقال و توزیع به عنوان عظیم‌ترین ساخته دست بشر محسوب می‌شوند. مهم‌ترین ویژگی‌ این شبكه، به هم‌پیوستگی آن است، به طوری كه ناپایداری در نقطه‌ای كوچك از شبكه قادر خواهد بود تمام نقاط شبكه را تحت تأثیر قرار دهد و این امر لزوم كنترل و نظارت دقیق را بر قسمت‌های مختلف شبكه روشن می‌سازد.

از طرف دیگر انرژی الكتریكی نیز مانند سایر انرژی‌های دیگر پیرو نظام اقتصادی عرضه و تقاضا می‌باشد و لذا بالا بردن سود و كاهش هزینه از اصلی‌ترین اركان حفظ بقاء آن است. انرژی الكتریكی همواره از سه سطح تولید، انتقال و توزیع مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای افزایش بهره‌ باید برق را با حداقل تلفات از نیروگاه‌ها به دست مصرف‌كننده رساند. كه در این بین با خصوصی‌سازی و واگذاری مدیریت بخش‌های مختلف، هر كدام از سه بخش تولید، انتقال و توزیع باید حداقل تلفات را برای بالا بردن بهره اقتصادی خود ایجاد كنند. داده‌های آماری بیان‌گر این مطلب است كه بخش عظیمی از تلفات انرژی الكتریكی در سطح توزیع صورت می‌گیرد، یعنی بخش كم‌تری از انرژی رسیده به سطح 20KV به مصرف‌كننده می‌رسد. این امر سبب شده تا بخش توزیع مورد توجه قرار گرفته و راه‌هایی برای بالا بردن كارایی آن ایجاد شود.

اتوماسیون یكی از راه‌هایی است كه می‌تواند با نظارت و مانیتورینگ شبكه توزیع، امكان كنترل‌پذیری این شبكه را بیش‌تر كند.

طرح‌های اتوماسیون در سطوح تولید و انتقال از مدت‌ها پیش مورد توجه قرار گرفته و انجام شده‌اند. روند كلی اتوماسیون در سطح جهانی برای سیستم‌های توزیع از اواسط دهه‌ی 70 میلادی آغاز شد و تاكنون ادامه دارد.

پایان‌نامه‌ی حاضر با عنوان «اتوماسیون سیستم‌های توزیع» سعی دارد تا در سطحی مشخص به معرفی این سیستم و بررسی ویژگی‌های آن بپردازد. لازم به ذكر است كه اتوماسیون زمینه‌ای گسترده داشته و پرداختن به همه جوانب آن در یك پایان‌نامه‌ی سطح كارشناسی ممكن نمی‌باشد. این پروژه شامل بیان كلیاتی در مورد اتوماسیون بوده و بیش‌تر جنبه تئوری دارد ولی در عین حال، هر كجا لازم بوده اشاره‌ای به پژوهش‌ها و پروژه‌های كاربردی و عملیاتی در این زمینه شده است.

بنابر توصیه استاد راهنما در برخی از بخش‌ها وارد جزئیات مطالب شده و بیش‌تر به آن‌ها پرداخته شده است، كه از جمله آن می‌توان به بخش مخابرات اشاره كرد.

پروژه حاضر به دلیل گستردگی مطلب، شامل گرایش‌های مختلفی ازجمله گرایش‌های مخابرات، الكترونیك و كنترل می‌باشد. البته زمینه‌ی اصلی اتوماسیون توزیع، بنابر كاربرد آن مربوط به گرایش قدرت است لذا آشنایی و تسلط بر مفاهیم مختلف هر گرایش در كنار درك عمیق از سیستم‌های قدرت زمینه را برای درك مفاهیم آماده می‌سازد

فهرست مطالب

-مقدمه 7

-فصل اول: كلیاتی در مورد اتوماسیون10

انواع روشها و سیستمهای اتوماسیون شبكه توزیع 12

اجزاء سیستم اتوماسیون 15

انتخاب وظایف اتوماسیون 16

سطوح اتوماسیون 19

اتوماسیون و اقتصاد 33

- فصل دوم : سیستم جمع آوری، پردازش وانتقال اطلاعات 51

نیازهای پست 52

نیازهای كابینت telecontrol 53

RTU و اجزاء آن 53

RTUCAN (نمونه داخلی) 67

Sectionalizer 70

Recloser 74

Capacitor control 94

- فصل سوم : مخابرات اتوماسیون 98

مخابرات دیجیتال 101

اجزاء سیستم مخابراتی دیجیتال 102

مدولاسیون 106

ضرورت مدولاسیون 107

انواع مدولاسیون 108

ISI و BER 120

همزمانی(synchronization) 124

QPSK 128

OQPSK 131

MSK 132

GMSK 134

كدكننده ها 143

كنترل خطا 145

فرمت داده 147

نمونه عملی 149

مودم رادیویی UHF ، NRM-400 151

سیستمهای مخابراتی 156

سیستمهای رادیویی 156

مایكروویو 158

TDMA 159

سیستم رادیو بسته ای 160

سیستم رادیویی سلولی 161

مودم رادیویی 162

تكنولوژی spread spectrum 163

VSAT 167

DLC 173

امكانات شركت مخابرات ایران 178

شبكه تلفن عمومی 178

شبكه داده X.25 180

كابل مخابراتی 180

مخابرات فیبر نوری 181

مزایا و معایب روشهای مختلف مخابراتی 187

نمونه هایی از شبكه های مخابراتی 192

-فصل چهارم : بررسی اتوماسیون در دیگر كشورها 196

هندوستان 197

سنگاپور 200

كره جنوبی 207

پروژه اتوماسیون مقیاس بزرگ امریكا 212

سیستم اتوماسیون ژاپن 221

اتوماسیون توزیع در كانادا 225

- منابع و مآخذ 237