لزوم کنترل و پایش جریان نشتی در یک سامانه اسکادای ریلی-بخش دوم

بخش اول این مطلب را از لینک زیر مشاهده بفرمایید

لزوم کنترل و پایش جریان نشتی در یک سامانه اسکادای ریلی بخش-اول

  • روش های کنترل و کاهش جریان سرگردان و ولتاژ ریل

روش های کاهش جریان جهت هر شبکه و منطقه و سامانه متفاوت می باشد، به طور کلی روش های کنترل جریان و ولتاژ ریل در سامانه های حمل و نقل برقی DC به صورت زیر بیان می شود[۴]:
افزایش مقاومت الکتریکی بین ریل و زمین (عایق سازی بین ریل و زمین)؛
کاهش مقاومت طولی ریل (ریل ها در طول و عرض به هم پیوسته باشد)؛
افزایش مقاومت الکتریکی بین زمین و تأسیسات فلزی دفنی؛
بگارگیری سامانه ی زمین مؤثر در پست؛
نصب سامانه جمع کننده جریان های سرگردان بین ریل ها و سازه های فلزی مجاور؛
کاهش فاصله بین پست های DC؛
افزایش دامنه ی ولتاژ DC تغذیه کننده ی خط؛
استفاده از تجهیزات کنترل کننده پتانسیل ریل؛
افزایش استقامت سامانه؛
استفاده از حفاظت کاتدیک برای سازه های دفنی مجاور خطوط.

  • زمین کردن سامانه قدرت در خطوط ریلی برقی

زمین کردن سامانه قدرت در خطوط ریلی برقی مربوط به زمین کردن ریل های حرکت قطار و شینه منفی پست های DC به منظور حداقل کردن جریان سرگردان و افزایش ایمنی برای افراد و تجهیزات می باشد. برای رسیدن به اهداف فوق، زمین کردن سامانه باید دو شرط اصولی زیر انجام شود:
حداقل نمودن جریان سرگردان DC تحت شرایط عادی؛
کاهش دامنه ی ولتاژ های تماسی خطرناک ریل ها تحت شرایط غیر عادی سامانه (شرایط خطا)؛
طرح های مختلفی برای سامانه ی زمین وجود دارد که مهم ترین آنها زمین کردن شناور، زمین کردن مستقیم، زمین کردن دیود، و زمین کردن تجهیزات کنترل ولتاژ ریل می باشد. نوع زمین کردن بر دامنه ولتاژ ریل و جریان سرگردان مؤثر است. در روش زمین کردن جریان به وسیله ی دیود عمده ی جریان مطابق شکل ۴ از مسیر دیودها به شینه منفی بر می گردد، لذا می توان به راحتی جریان سرگردان را اندازه گیری و مانیتور کرد[۵].

پایش جریان نشتی , اسکادای ریلی , جریان های سرگردان , صنعت هوشمند , انجمن صنفی شرکت های اتوماسیون صنعتی
شکل ۴. سامانه ی کنترل شده با دیود مجهز به سامانه جمع کننده جریان

در سامانه زمین شده به وسیله کنترل پتانسیل ریل (RPCD) از مدارات الکترونیک قدرت و کنترلی برای کنترل پتانسیل ریل استفاده می شود. وقتی مقدار ولتاژ ریل از مقدار آستانه افزایش یابد این تجهیزات ریل را مستقیماً به زمین متصل می کنند (ساختار کلی مطابق شکل ۵ می باشد). سامانه VLD می تواند در صورتی که اختلاف ولتاژ ریل و زمین از ۶۰ ولت بیشتر شود عمل نماید وضعیت باز یا بسته شدن مقاومت شناور ریل در سامانه اسکادا قابل رؤیت می باشد[۶].

  • سامانه پایش جریان های سرگردان

براساس استاندارد EN50122-2:2011 برای به دست آوردن میزان جریان سرگردان در هر لحظه سامانه ای برای پایش در نظر گرفته شده است که ولتاژ بین ریل و زمین را در قسمت های مختلف پایش و اندازه گیری می نماید. بدین صورت می توان در هر لحظه نقاط آسیب پذیر مسیر از لحاظ جریان های نشتی را مشخص و در جهت بهبود آن برنامه ریزی کرد. شکل .. نحوه ی پایش جریان های نشتی را در طول مسیر نشان می دهد.

این سامانه شرایط جریان سرگردان تراک و تشخیص عیوب عایقی را ارزیابی می نماید، بدین گونه از خطرات ناشی از خوردگی جریان سرگردان جلوگیری می نماید.

پایش جریان نشتی , اسکادای ریلی , جریان های سرگردان , صنعت هوشمند , انجمن صنفی شرکت های اتوماسیون صنعتی
شکل ۵.  ساختار کلی از تجهیزات کنترل پتانسیل ریل
پایش جریان نشتی , اسکادای ریلی , جریان های سرگردان , صنعت هوشمند , انجمن صنفی شرکت های اتوماسیون صنعتی
شکل ۶. سامانه پایش جریان های سرگردان در ریل ها
پایش جریان نشتی , اسکادای ریلی , جریان های سرگردان , صنعت هوشمند , انجمن صنفی شرکت های اتوماسیون صنعتی
شکل ۷. ثبت اطلاعات مقادیر پتانسیل نوعی

پایش جریان نشتی , اسکادای ریلی , جریان های سرگردان , صنعت هوشمند , انجمن صنفی شرکت های اتوماسیون صنعتی

مطابق شکل ۷ در نمودار بالایی مقادیر مدت طولانی و مدت کوتاه نمایش داده می شود. از آنالیز این مقادیر عیب عایق بیان می شود. این مقادیر در بازه ی طولانی گرایش سامانه تحلیل می شود. در نمودار پایینی مقادیر پتانسیل، جایگاه عیب عایقی را تعیین می کند. ]۷[،]۸[ و ]۹[
ویژگی های این سامانه به صورت زیر بیان می شود:

  • پایش شرایط پتانسیل تراک در طول عملیات؛
  • مکان یابی نقص عایقی؛
  • نمایش و آرشیو سازی و آنالیز پتانسیل تراک ریلی

 

  • جمع بندی
    همان طور که اشاره گردید از بزرگ ترین مشکلات استفاده از ریل های حرکت به عنوان هادی برگشت جریان در سامانه ی برقی DC ، افزایش ولتاژ ریل نسبت به زمین و مشکلات ناشی از تزریق جریان می باشد. دامنه ی این پارامترها به مشخصه ی سامانه ی برقی بستگی دارد. جایابی بهینه ی نقاطی از مسیر که بتوان جریان های سرگردان را زمین کرد از اهمیت ویژه ای برخوردار است . اما در عمل پس از نصب و استقرار تجهیزات کنترل و پایش این پارامترها باید در دستور کار قرار گیرد تا با تجهیزات کنترل پتانسیل ریل بتوان بهترین انتخاب را برای زمین سامانه ی ریلی برقی DC داشت.

 

مراجع: 

[۱]-Waters, Donald and Stauffer, Blaine “Corrosion Control Considerations of the Metro Rail ” Project in Los Angeles”, Paper 160, ” Corrosion/84, New Orleans, LA, NACE, 1984.
[2]- Zipse, D.W., “Electrical Shock Hazard Due To Stray Current”, Current”, IEEE Industrial and Conference, 1999.
[3]- Bahra, K.S., and Catlow, R.B., “Control Of Stray Currents For DC Traction System”
Int. Conf. Electric Railways in a United Europe, Amsterda, System”, Proc. IEE , pp. 136–۱۴۲.
[۴]- C. H. Lee and H. M. Wang, “Effects Of Current In Taipei Rail Transit Systems”148-154.
[5]- B. Y. Ku, C. Y. Lee, K. H. Yen, J. J. Yang and C.F. Lin Of Diode Grounded DC Traction Systems”Power Engineering, 1998, pp. 677-681.
[6]- R. S. Thomas and K. D. Pham, “Design of Grounding Systems for TRI Light Traction Power Substations”, IEEE IEEE/ASME Joint Railroad Conference, Dallas, Texas,1999.
[7] Http://WWW.Tehranmetro.com.
[8] WWW.secheron.com
[9]- WWW.Siemens.com

درباره مدیر سایت

بررسی بیشتر

پاندمی COVID-19 , اتوماسیون صنعتی , رباتیک , ربات های ضدعفونی کننده

نبرد میان اتوماسیون صنعتی و پاندمی COVID-19

نبرد میان اتوماسیون صنعتی و پاندمی COVID-19 بخش دوم ربات ها و سیستم های اتوماسیون …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *