موضوع مقاله: خودکارسازی سامانه قدرت | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # خودکارسازی سامانه قدرت | مقدمه: سیستم‌های اتوماسیون آخرین دگرگونی است که در حفاظت و کنترل پست‌های فشار قوی پدید آمده‌است. | ## بخش 1: خودکارسازی سامانه قدرت | هرچند بیش از دو دهه از پیدایش سیستم‌های اتوماسیون پست‌های فشار قوی نمی‌گذرد این دانشوری هر روز با شتاب فراوانی در حال دگرگونی و پیشرفت بوده‌است. بیشتر تمرکز این بخش بر روی شناخت سیستم‌های اتوماسیون و روشنگری دربارهٔ تفاوت پست‌های سیستم اتوماسیون با پست‌های ساده است. دستاوردهای افزوده سیستم اتوماسیون (نسبت پست‌های معمول) وامدار بهره‌گیری از شبکه‌های کامپیوتری و نرم‌افزارهای وابسته است. افزون بر آن، پیاده‌سازی پست‌ها به صورت اتوماسیون، مایه کاهش زمان هزینه انجام و بهره‌برداری پست می‌شود. داده گردانی دیگر دستاورد سیستم‌های اتوماسیون است که توانایی بهره‌برداری از آن در پست‌ها معمول نیست. با بهره‌گیری از یک سیستم اتوماسیون همه رخدادها و شمارگان اندازه‌گیری شده پست با برچسب زمان، به صورت نرم‌افزاری در یک پایگاه داده انباشته می‌شوند و در هر زمان که نیاز باشد، دسترسی پذیر می‌باشند. توانایی افزایش دستیابی و قابلیت اطمینان، از دیگر دست‌آوردهای پیاده‌سازی پست‌ها، به صورت اتوماسیون است. سنجش سیستم‌های اتوماسیون نسل‌های پیش با سیستم‌های اتوماسیون کنونی نشان از دگرگونی فراوانی است که در سیستم‌های اتوماسیون پدید آمده‌است. پیشینه سیستم‌های اتوماسیون جهشی را در زمینه کنترل، حفاظت و اندازه‌گیری پست‌های فشار قوی دربرداشته‌اند. به سخن دیگر این سیستم‌ها به جهت پیشرفت دانشوری دچار دگرگونی شده‌اند و از شکل یک سیستم سنتی و سیمی و آنالوگ به سیستم‌های نوین و هوشمند و دیجیتال تبدیل شده‌اند. فرستمان اطلاعات بدست یک کابل فیبر نوری به جای چندین کابل بسیار کلفت و پر رشته برای فرستمان سیگنال‌ها به اتاق کنترل، دگرگونی است که تا چندین سال بهره‌گیری از آن بهره برداران و کارفرمایان به این موضوع با شک و گمان نگاه می‌کردند. در این بخش یافتاری که برای نخستین بار در سیستم‌های اتوماسیون مطرح شده‌است بیان شود. در حالیکه بیش از دو دهه از بکارگیری سیستم‌های اتوماسیون در پست‌های فشار قوی نمی‌گذرد و این فناوری همچنان با سرعت زیادی در حال تغییر و پیشرفت است. این تغییرات در دهه اخیر بسیار سریع تر بوده‌است و سیستم‌های اتوماسیون پست‌های فشار قوی هر روز به جایگاه واقعی خود که کنترل وحفاظت سیستم‌های قدرت است نزدیکتر می‌شوند.D.P. کنترل و حفاظت در پست‌های فشار قوی از بدو امر تاکنون تغییرات زیادی داشته‌اند؛ ولی تاریخچه این دو کاملاً با یکدیگر متفاوت است. سیستم‌های حفاظتی در پنجاه سال اخیر دارای تغییرات رو به رشد بوده و پیشرفت‌های زیادی داشته‌اند. در گذشته، اکثر رله‌های حفاظتی به صورت الکترو مکانیکی بوده‌اند که در صورت کم یا زیاد شدن جریان، ولتاژ یا دیگر مقادیر، میدان‌های مغناطیسی خاصی تولید شده و نهایتاً رله عمل می‌نماید. با پیشرفت فناوری الکترونیک رله‌های الکترونیکی یا استاتیکی ظاهر شدند که عملکرد آن‌ها بر اساس خروجی مدارهای آنالوگ بود. با پیشرفت فناوری دیجیتال و ظهور رله‌های میکرو پروسسوری تحولی عظیم در نحوه حفاظت‌ها صورت گرفته‌است. به عنوان مثال حفاظت پیچیده‌ای مانند حفاظت دیستانس که در گذشته نسبتاً حجیم و پر هزینه بود، در حال حاضر به سادگی و در قالب منطق‌های نرم‌افزاری و با استفاده از میکرو پروسسورهای سبک و کوچک طراحی شده و عمل می‌کند. در حال حاضر محدوده زون‌های حفاظتی یک رله دیستانس توسط نرم‌افزار مشخص می‌شود و اطلاعات مربوطه در تنظیم رله اعمال می‌شودLeonard L. به همین علت رله‌های نسل جدید همگی به حافظه داخلی و پایانه مخابراتی مجهز شده‌اند و تمام تنظیمات در قالب یک فایل توسط نرم‌افزارهای پیشرفته طراحی شده و توسط کابل ارتباطی از طریق رایانه به رله‌ها اعمال می‌شوند. با پیشرفت تکنولوژی شبکه‌های کامپیوتری، طراحان به فکر استفاده از این شبکه‌ها برای انتقال اطلاعات مربوط به تنظیمات و پیکره بندی افتادند؛ لذا به جای برقراری ارتباط مستقیم با هر رله از طریق یک کامپیوتر مرکزی مستقیماً به همه رله‌ها دسترسی داشته، تنظیمات را انجام داد. تاریخچه تبدیل کنترل‌های سنتی به کنترل‌های اتوماسیون با سیستم‌های حفاظت کاملاً متفاوت است. کنترل در پست‌های معمول توسط تابلوهایی که به تابلوهای میمیک موسوم هستند صورت می‌گیرد. میمیک‌ها در واقع تک خطی پست را بر روی تابلوها رسم می‌کنند که به جای کلیدها و سکسیونرها از دیسکریپنسی یا ترکیب سمافور و کلید فشاری استفاده می‌شود. وضعیت باز وبسته کلیدهای فشار قوی و سکسیونرها توسط دو کنتاکت اصلی به المان‌های میمیک گزارش می‌شود. با توجه به اینکه در پست‌های معمولی تمام تابلوهای حفاظت و کنترل در اتاق کنترل قرار دارد فاصله بین تجهیزات فشارقوی تا اتاق کنترل بسیار زیاد است. ظهور کنترل‌کننده‌های صنعتی در بحث پست سبب شد تا میمیک‌های نسل قبل جای خود را به این المان‌ها بدهند. بدین معنی که کلیدها و سکسیونرها وضعیت‌های خود را به ورودی‌های دیجیتال این کنترل‌کننده‌ها می‌دهند و میمیک نقشه تک خطی بر روی صفحه نمایش رسم می‌شود. سیستم‌های کنترل توزیع شده پست‌هایی که مجهز به سامانه خودکار باشند پست‌های DCS یا سیستم با کنترل پخش شده نامیده می‌شوند. این نامگذاری نشان دهنده این است که کنترل پخش شده برجسته‌ترین و نخستین ویژگی پست‌های با سامانه خودکار است. برای اینکه حجم کابل‌های پست که بخش فراوانی از هزینه سراسری پست را می‌برگیرد کاهش یابد، ایده نشاندن کنترل‌کننده‌ها در جایگاه و در نزدیکی کالاهای فشار قوی بازگفته شده‌است. این ایده افزون بر کاهش هزینه ساخت پست فشار قوی، نگرانی برخاسته از تأثیر واداشتی) القایی) الکترومغناطیسی بر روی کابل‌های دراز دارای سیگنال‌های فرهی (الکتریکی) که در پست‌های ساده هستند را نیز بر طرف می‌نماید که از برای نبود تأثیر امواج الکترومغناطیسی بر روی کابل‌های از نوع بافت نوری که سیگنال‌های نوری را می‌برد است. برای کاهش حجم کابل کشی پست، کالاهای کنترلی، حفاظتی و اندازه‌گیری در اتاق‌هایی نزدیک کالاها می‌باشند که به نام اتاق‌های BCR نامیده می‌شوند. همه دانستارهایی که در کالاهای درون هر اتاق BCR انباشته می‌شود، از راه بافت‌های نوری به فرمانسرا فرستاده می‌شود و در رایانه‌های Server انباشته و پردازش می‌شود و در HMIها نمایش داده می‌شود. در هر اتاق BCR یک تابلوی پخش AC و یک تابلوی پخش DC نشانده می‌شود که به دست یک یا چند کابل ورودی تغذیه شده و پس از چند شاخه شدن در تابلو برای همه نیازهای درون اتاق BCR بخش می‌شود؛ لذا در سیستم‌های DCS افزون بر کاهش درازا کابل‌های اندازه‌گیری گردش و ولتاژ (چونکه اتاق BCR به کالاها فشار قوی نزدیک شده‌اند) و زدایش کابل‌های سیگنال و اندازه‌گیری، به دلیل بهره‌گیری از بافت نوری به جای کابل مسی، حجم کابل‌های پخش نیز کاهش یافته و با یک کابل بنیادی جایگزین شده‌است. برای نمونه، در سیستم‌های غیر پخش شده برای تغذیه هرچرخاک (موتور) وابسته به کلیدهای پست یک کابل جداگانه کشیده می‌شود ولی در سیستم‌های پخش شده همه کابل تغذیه چرخاک‌ها با یک کابل فراهم می‌شود و با پرداختن به دمدمی بودن بار چرخاک و ضریب همزمانی پایین، اندازه کابل نیز خیلی بزرگ نمی‌شود.. سطح‌های سیستم‌های اتوماسیون سیستم‌های اتوماسیون عموماً به سه لایه بخشبندی می‌شوند. برپایه استاندارد همه کارکردهای بنیادی پست مانند سیستم‌های کنترل، حفاظت، اندازه‌گیری به ناچار باید نابسته از لایه پست باشند. این لایه در واقع جایگزین تابلوهای کنترل، ER, FR و اسکادا که در پست‌های معمولی در فرمانسرا می‌بوده‌است. طبق استاندارد با از دست رفتن کل سطح پست این سطح بایستی بتواند به‌طور کامل تمام وظایف از جمله کنترل، پایش، حفاظت و اندازه‌گیری را انجام دهد؛ لذا تمام منطق‌های کنترل و اینترلاک لزوماً باید در این سطح و در داخل BCUها ساخته شود و تمام تجهیزات حفاظتی نیز در همین سطح قرار دارند. سطح تجهیزات سطح تجهیزات یا Process Level این سطح در نزدیکترین فاصله با تجهیزات فشار قوی قرار دارد و وظیفه انتقال اطلاعات از تجهیزات اندازه‌گیری فشار قوی و ارسال فرمان باز و بست به کلیدها را دارد. بر خلاف دو سطح دیگر این سطح تاکنون در پست‌های اتوماسیون پیاده‌سازی نشده‌است و کاملاً مشابه با پست‌های معمولی است. با پیدایش استاندارد IEC-61850 پیاده‌سازی این سطح یک درجه به واقعیت نزدیکتر شده‌است که در آن صورت تجهیزات فشار قوی بایستی مجهز به ورودی و خروجی‌های میکرو پروسسوری باشند تا بتوانند با تجهیزات سطح Bay ارتباط دیجیتالی برقرار نمایند. دست‌آوردها پیدایش سیستم‌های اتوماسیون دست‌آوردهای زیادی را در جنبه‌های مختلف به همراه داشته‌است. دست‌آوردهای فنی قابلیت‌های فنی سیستم‌های اتوماسیون ایده‌هایی هستند که قبل از ظهور سیستم‌های اتوماسیون پیاده‌سازی آن‌ها کاملاً غیرممکن بود. دست‌آوردهای فنی سیستم اتوماسیون (در مقایسه با پست‌های معمولی) مربوط به بهره‌گیری از شبکه‌های کامپیوتری و نرم‌افزارهای مربوطه است که بعضی از آن‌ها به شرح زیر می‌باشند: امکان ارتباط با دور دست در پست‌های معمول امکان ارتباط با شبکه بالادست تنها از طریق دیسپاچینگ و از طریق ارتباط PLC فراهم است. | ## بخش 2: خودکارسازی سامانه قدرت | امکان پیاده‌سازی منطق‌های نرم‌افزاری در پست‌های معمولی منطق‌های کنترلی به کمک رله کمکی ساخته می‌شد، که علاوه بر هزینه بربودن، طول عمرشان نیز محدود و وابسته به تعداد عملکرد آن‌ها است. تأخیرها، حجم زیاد کابل کشی بین تابلوها و شلوغی تابلوها، نیاز به تابلوی پشتیبان برای تکثیر وضعیت‌ها در سیستم‌های متداول، دیگر در سیستم‌های اتوماسیون وجود ندارد. امکان پیاده‌سازی حالت انتظار در سطح پست حالت انتظار به معنای جلوگیری از امکان فرمان دهی از دو نقطه به صورت هم‌زمان که می‌تواند منجر به اتفاقات خطرناکی در شبکه شود، است و سیستم تا زمانی که عمل اول به پایان برسد در حالت انتظار قرار می‌گیرد. در سیستم‌های اتوماسیون این عمل به سادگی و با روش‌های نرم‌افزاری قابل پیاده‌سازی است. نمایش دینامیک سیستم در پست‌های معمولی نمایش برقدار یا بی برق بودن باسبارها، خط‌ها و ترانسفورماتور غیرممکن است و اپراتور با توجه به وضعیت کلیدها و ولت‌مترها و آمپرمترها، بی برق یا برقدار و زمین بودن هر قسمت را بایستی استنباط نمایند؛ ولی سیستم‌های اتوماسیون به‌طور هوشمند و با کمک مقادیر جریان و ولتاژ و وضعیت کلیدها برق دار، بی برق، زمین بودن یا جریان دار بودن المان‌ها را با رنگ‌های مختلف نمایش می‌دهد. دست‌آوردهای اقتصادی اتوماسیون پست‌ها به صورت باعث کاهش زمان لازم و هزینه اجرا و بهره‌برداری پست می‌شود که در زیر به برخی از آن‌ها اشاره می‌شود. با توجه به اینکه در سیستم‌های اتوماسیون، حجم کابل‌های حفاظت و کنترل و کابل‌های توزیع بسیار کاهش می‌یابد و کابل‌های باز و بست نیز بسیار کوتاه و نازک‌تر می‌شوند، لذا حجم کابل مورد نیاز به میزان %۳۰ کاهش یافته و باعث %۳ کاهش در هزینه نسبت به طرح‌های معمول می‌شود. کاهش تعداد تابلو و تجهیزات جانبی علاوه بر کابل‌های بین تابلوها، پست‌های معمولی درگیرمشکلی به عنوان تعدد و شلوغی بیش از حد تابلوها است. تمام وضعیت‌ها توسط رله مکثر تکثیر می‌شود لذا در کنار تابلو کنترل اصلی ناچار به قرار دادن تابلویی که دربرگیرنده سیم‌های داخل تابلو و رله‌های کمکی است که به آن تابلو Follower گفته می‌شود؛ ولی در سیستم‌های اتوماسیون تمام وضعیت‌ها به صورت نرم‌افزاری تکثیر می‌شوند و منطق در داخل رله ساخته می‌شود و دیگر نیازی به تابلوهای Follower نیست. کاهش ابعاد ساختمانی پست کاهش تعداد تابلوها و انتقال تابلوهای کنترل و حفاظت به اتاق‌های BCR، باعث کاهش قابل توجه ابعاد اتاق کنترل می‌گردد. این کاهش ابعاد هم باعث کاهش هزینه و هم منجر به کوتاه شدن زمان عملیات ساختمانی پست می‌شود. کاهش هزینه تعمیر و نگهداری به دلیل استهلاک کمتر تجهیزات دیجیتالی، طول عمر آن‌ها به‌طور قابل ملاحظه‌ای از تجهیزات الکترومکانیکی بیشتر است؛ لذا با حذف رله‌های مکثر که دارای کنتاکت و بوبین هستند و جایگزینی آن‌ها با منطق‌های نرم‌افزاری، به طرز چشمگیری متوسط رویداد خطا در سیستم کاهش می‌یابد. کاهش زمان و هزینه کلی احداث پست تمامی دلایل ذکر شده در بالا از یک سو باعث کاهش زمان کل احداث پست می‌گردد و از طرف دیگر باعث کاهش هزینه کل احداث پست می‌گردد. مدیریت اطلاعات در پست‌های معمولی بسیاری از اطلاعات از قبیل مقادیر توان، انرژی، تعداد باز و بست‌ها و غیره یا ثبت نمی‌شود یا اگر ثبت می‌شود به صورت دستی و توسط اپراتور انجام می‌گیرد که ممکن است کامل نبوده یا دارای خطای انسانی باشد. تمام رخ دادها و مقادیر اندازه‌گیری شده پست با درج زمان به صورت نرم‌افزاری در بانک اطلاعاتی نرم‌افزار به‌طور اتوماتیک ذخیره می‌شود. این ذخیره‌سازی مدیریت اطلاعات را به همراه دارد که امکان پیاده‌سازی آن‌ها در پست‌های معمول وجود ندارد. بعضی از موارد به شرح زیر می‌باشند: امکان بازیابی اطلاعات یعنی تمام اطلاعات از جمله رویدادها، منحنی خطاها، نمودارهای توان، ولتاژ و غیره، در سیستم اتوماسیون به ترتیب زمان ذخیره می‌شود و تمام اطلاعات قابل بازیابی و دسترسی می‌باشند. امکان جستجو و فیلتر نمودن سیستم‌های اتوماسیون همانند تمام نرم‌افزارها، قابلیت جستجو و فیلتر کردن اطالاعات را با توجه به مشخصات مورد نیاز دربردارند؛ که در دست یابی سریع وصحیح به اطلاعات بسیار مفید است. امکان ارسال اطلاعات با توجه به اینکه تمام اطلاعات به صورت فایل هستند، امکان ارسال فایل‌های خروجی از طریق اینترنت یا ایمیل فراهم است. خروجی مربوط به تعمیرات یکی از قابلیت‌هایی که به سبب مدیریت اطلاعات حاصل می‌شود، امکان تولید خروجی‌هایی است که به خروجی تعمیرات موسوم است. درا ین خروجی تعداد باز یا بسته شدن هر کلید را می‌توان از بانک اطلاعاتی استخراج کرد و در سر رسید زمان معین آلارم مربوط به زمان بازدید دوره‌ای را فعال نمود. امکان افزایش دست یابش در پست‌های معمول تنها از طریق تابلوهای میمیک کنترل امکان ارسال فرمان پذیر است. این درحالی است که در پست‌های اتوماسیون نقاط دسترسی متفاوتی در سطوح دسترسی مختلف وجود دارد. با اضافه کردن نقاط دستیابی، دست یابش سیستم نیز افزایش می‌یابد؛ که این مورد در پست‌های معمول امکان‌پذیر نیست. امکان افزایش قابلیت اعتماد کنترل از طریق سیستم‌های معمولی صرفاً به صورت تکی است و امکان اجرای مسیرهای تکرار در بسیاری از موارد وجود ندارد. این در حالی است که در سیستم‌های اتوماسیون اجرا هرگونه تکرار به سادگی امکان‌پذیر است. قرار دادن دو سرور و اتصال دوگانه تجهیزات را می‌توان در رابطه با افزایش قابلیت اطمینان مثال زد. نسل قبل سیستم‌های اتوماسیون سیستم‌های اتوماسیون طی سال‌های اخیر پیشرفت‌های زیادی کرده‌اند و از هیچ جهتی با تکنولوژی نسل قبل خود که به کمتر از پنج سال پیش مربوط می‌گردد، قابل مقایسه نمی‌باشند. کنترل و پایش مهمترین وظیفه سیستم اتوماسیون کنترل و پایش تجهیزات فشارقوی (کلید، سکسیونر، ترانسفورمرو…) و تجهیزات فشارضعیف (رله‌ها، کنترل‌کننده‌ها و…) است. کنترل و پایش شامل موارد زیر است: الف: پایش وضعیت تمام کلیدها ی فشار قوی، سکسیونرهای خط و زمین، بی برق یا برقدار یا زمین بودن خطوط و باسبارها، نمایش جریان‌ها و ولتاژهای خطوط، باسبارها و تمام نقاط پست. ب: پایش و نمایش وقوع هر گونه خطا و عملکرد رله‌های حفاظتی و همچنین کلیدهای حفاظتی فشار قوی با دقت میلی ثانیه. ج: پایش تمام تجهیزات مربوط به اتوماسیون شامل سوییچ‌ها، سرورها و کنترل‌کننده‌ها و رله‌ها د: پایش وضعیت باتری‌های پست ه: پایش وضعیت اتاق‌های BCR شامل باز یا بسته بودن درب، دمای اتاق و سایر اطلاعات لازم و: پایش وضعیت خروجی‌های سیستم تغذیه پست شامل LVAC و LVDC مبنی بر عملکرد حفاظت‌های فیدرها ز: کنترل تمام کلیدهای فشار قوی، ارسال فرمان و اجرای صحیح منطق کنترل ح: کنترل اتوماتیک سیستم‌های تغذیه پست شامل LVAC و 110 VDC و 48 VDC و تغذیه اینورتر حفاظت کاربردی که سیستم اتوماسیون پست را نسبت به سیستم‌های اتوماسیون دیگر صنایع متمایز می‌کند، کاربرد حفاظتی سیستم اتوماسیون است. البته ذکر این نکته در ابتدای امر ضروری است که تاکنون هیچ استفاده حفاظتی از سیستم‌های اتوماسیون نشده‌است و سیستم حفاظت پست کاملاً مجزا از سیستم اتوماسیون پیاده‌سازی شده‌است. بدین ترتیب که اندازه جریان و ولتاژ توسط کابل‌های مسی به رله گزارش می‌شود و همچنین فرمان‌های باز و بسته شدن کلیدها از طریق کابل‌های مسی به کلیدها ارسال می‌گردد. علت این امر نگرانی از عدم عملکرد صحیح و سریع و با قابلیت اطمینان کافی سیستم اتوماسیون است. سیستم‌های اتوماسیون تقریباً ناشناخته هستند و رفتار آن‌ها تابع اتفاقات احتمالی است. ترافیک شبکه و در دسترس بودن یا نبودن المان‌ها از عواملی هستند که عملکرد سیستم اتوماسیون را تحت تأثیر قرار می‌دهد. امور زیر را می‌توان به عنوان وظیفه سیستم حفاظت در نظر گرفت: جریان و ولتاژ با گزارش اندازه جریان و ولتاژ به یکی از گره‌های شبکه، تمام رله‌های حفاظتی و کنترل‌کننده‌ها می‌توانند از این مقادیر استفاده کنند. در حالی که در حال حاضر برای تک تک رله‌های حفاظتی اندازه جریان به‌طور مستقیم گزارش می‌شود که با احتساب اندازه‌هایی که به تجهیزات اندازه‌گیری گزارش می‌شود، ترانسفورمرهای جریانی دارای چهار الی شش سیم پیچ تبدیل جریان می‌باشند. درصورتی‌که در صورت استفاده از قابلیت‌های سیستم اتوماسیون با گزارش یک مقدار به شبکه تعداد سیم پیچ‌های ترانسفورمر جریان به یک یا دو سیم پیچ کاهش خواهد یافتR. با توجه به تعدد کلیدها و سکسیونرهای پست وزیاد بودن فاصله بین تجهیزات فشار قوی و اتاق BCR، کابل‌های Trip/close حجم زیادی از کابل‌های پست را تشکیل می‌دهند. همانند تجهیزات اندازه‌گیری، این موضوع نیاز به مجهز نمودن کلیدهای فشارقوی به تجهیزات شبکه دارد که در حال حاضر یا دست کم در آینده نزدیک این کار عملی به نظر نمی‌رسد . گفتگو بین رله‌ها در کاربردهای فراوانی نیاز به این است تا دو رله حفاظتی با یکدیگر گفتگو داشته باشند. به وارون دو حالت پیش این کاربرد خیلی باور نکردنی نمی‌باشد، زیرا هم‌اکنون همه رله‌ها توانایی شبکه شدن را دارند و با این شبکه هم‌اکنون توانایی پیوند مستقیم و گفتگو رله‌ها با یکدیگر بودن دارد. اما علت اینکه این امر تاکنون انجام نشده‌است این است که هنوزبه سامانه خودکار اعتماد لازم وجود ندارد تا وظایف حفاظتی را پذیرا شود. با شمردن زمان مورد نیاز برای تصمیم‌گیری رله، زمان از دست رفته در درون شبکه دست بالا ۵ میلی ثانیه می‌تواند باشد. اما با بهره‌گیری از توانایی‌های سامانه خودکار می‌توان این داد و ستد سیگنال را بدون سیم‌کشی و از روش شبکه پدید آمده انجام داد. زیرا همانگونه که گفته شد در سامانه خودکار همه رله‌ها به سیستم وصل بوده و رفتار خود را به یکدیگر و سرورگزارش می‌نمایند. | ## بخش 3: خودکارسازی سامانه قدرت | افزون بر آن، این فرمان را بدون هیچگونه هزینه‌ای می‌توان به چندین رله فرستادن نمود تا مایه افزایش قابلیت اطمینان گردد. اندازه‌گیری وظیفه دیگر سیستم اتوماسیون، انتقال اطلاعات مربوط به مقادیر اندازه‌گیری شده به سطح پست است. با توجه به تجدید ساختار شدن سیستم‌های انرژی الکتریکی و لزوم دقت و قابلیت اطمینان ارسال اطلاعات، اتصال تجهیزات اندازه‌گیری نیز به این سیستم بسیار مهم است. همچنین اطلاعات، با توجه به توپولوژی شبکه، توسط سوییچ‌ها به سرور منتقل شده و HMIها مقادیر اندازه‌گیری شده را نمایش می‌دهند. ارتباط با اسکادا در پست‌های معمولی تمام اطلاعات پست شامل وضعیت کلیدها و تجهیزات بایستی با قابلیت اطمینان بالا و سرعت مناسب به اسکادا ارسال شود. اطلاعات حفاظت و کنترلی و همچنین اندازه‌گیری از تجهیزات به سرور ارسال شده و از آن به‌طور مستقیم برای Gateway ارسال می‌گردد. امکان برقراری ارتباط و تعمیرات از راه دور و نیز ارتباط با پست‌های مجاور از امکانات دیگر ارتباط با شبکه بالا دست است. هماهنگی تجهیزات مهمترین مشخصه سیستم اتوماسیون پست‌های فشار قوی در مقایسه با اتوماسیون دیگر صنایع که از جهت ابعاد بسیار بزرگتر از آن است، نیاز به دقت بسیار بالای زمان رویداد حوادث است؛ لذا لازم است تمام تجهیزات حفاظتی دارای زمان مشابه و سنکرون باشند. وظایف دیگر سیستم اتوماسیون وظایف دیگری نیز دارد که بعضی از این وظایف عبارتند از چاپ، ارسال و بازیابی مقادیر تنظیم و پیکره بندی رله‌ها و نیز برقراری منطق کنترل بینBayهای مختلف. طرح‌های متداول اولین مشخصه‌ای که سیستم‌های اتوماسیون را از یکدیگر متمایز می‌کند، هم‌بندی تجهیزات است. در این بخش به معرفی مهم‌ترین طرح‌هایی که برای ارتباط بین تجهیزات استفاده می‌شود پرداخته می‌شود. اتصال ستاره دوگانه در این طرح ستون اصلی شبکه را ارتباط سوییچ‌هایی که به صورت سری بسته شده‌اند تشکیل می‌دهد و تجهیزات به صورت ستاره به سوییچ‌ها متصل شده‌اند، تشکیل می‌دهند. این طرح هنگامی مناسب است که تجهیزات حفاظتی و کنترلی دارای دو پورت ارتباطی باشند و بتوان آن‌ها را به دو سوییچ متصل کرد. نقطه اتصال این دو شبکه Serverها می‌باشند و هر سطح داده مورد نیاز خود را از سرور دریافت می‌کنند. طرح اتصال حلقه کامل در این طرح تجهیزات سطح بی و پست در یک یا دو حلقه کامل قرار می‌گیرند. این توپولوژی هنگامی به کار می‌رود که ارتباط تجهیزات به سیستم تنها از یک مسیر برقرار گردد. محدودیت‌های سیستم اتوماسیون سیستم‌های اتوماسیون، علی‌رغم تمام قابلیت‌های فنی که دارند، نتوانسته‌اند برتری‌ها و توانایی‌های خود را نشان دهند. این روند تا جایی پیش رفته‌است که بسیاری از پست‌های جدید و بزرگ به صورت معمولی اجرا می‌شوند یا به عنوان مثال هنوز، ذخیره و یادداشت اطلاعات از پست‌ها برای ارائه به بازار برق به همان روش سنتی انجام می‌شود. دلایل فنی و غیر فنی زیادی را برای این چالش‌ها می‌توان ذکر کرد که بعضی از آن‌ها به شرح زیر است. ناشناخته بودن سیستم مهمترین مشکل در زمینه سیستم‌های اتوماسیون ناشناخته بودن سیستم است. این سیستم‌ها تکنولوژی‌های نوظهوری در صنعت پست‌های فشار قوی می‌باشند که تاکنون مطالعات زیادی در زمینه آن‌ها نشده‌است. بهره برداران، طراحان و سایر کسانی که تاکنون در حال طراحی پست‌ها به صورت معمول بوده‌اند، با سیستم‌هایی مواجه شده‌اند که هیچگونه شناختی از آن‌ها ندارند. صحت عملکرد سیستم، قابلیت اطمینان و تأخیر از جمله مواردی هستند که در مورد این سیستم‌ها کاملاً ناشناخته‌است. وابستگی به سازنده یکی از مهم‌ترین مشکلات سیستم اتوماسیون انحصاری بودن تکنولوژی به چند شرکت انگشت شمار است. برخلاف سیستم‌های معمول که شرکت‌های داخلی زیادی در ساخت تجهیزات آن‌ها نقش داشته‌اند، کشور ما در زمینه سیستم‌های اتوماسیون چه از نظر قطعات، نرم‌افزار و طراحی مهندسی کاملاً وابسته به‌شمار می‌رود. یعنی سیستم‌های پیاده‌سازی شده معمولاً دارای طرح‌های ثابتی هستند که معمولاً امکان توسعه در آینده در آن‌ها دیده نشده‌است یا در بردارنده هزینه زیادی می‌باشند. مشکل هنگامی بروز می‌نماید که سیستم نیاز به تغییر داشته باشد که در این صورت علاوه بر هزینه‌های گزافی که فرایند به همراه دارد نیاز به حضور نماینده فنی شرکت مربوطه نیز است. مهندسی و طراحی در سالیان اخیر براستی شرکت‌های زیادی برای دریافت گواهی نامه از شرکت‌های خارجی و انجام امور مهندسی بسیار کوشیده‌اند تا خودکفایی کشور در گستره مهندسی نصب و اجرای تجهیزات را به ارمغان آورند؛ ولی ناکافی بودن اطلاعات در رابطه با سیستم مورد نظر از یک طرف و کمبود اطلاعات علمی در مورد شبکه‌های کامپیوتری و مخابرات و سیستم‌های نرم‌افزاری از طرف دیگر، ضعف در طراحی‌هایی که در این زمینه صورت گرفته را به ارمغان آورده‌است. آنچه مسلم است تجربه سالیان دراز شرکت‌های طراح در زمینه طراحی پست‌های معمولی را نمی‌توان با تجربه یک یا دو ساله مهندسین داخلی در سیستم‌های اتوماسیون مقایسه کرد. اشتباه در طراحی دلایل فراوانی هست که مایه آن می‌شود تا احتمال لغزش در برنامه‌ریزی سیستم‌های اتوماسیون بیشتر شود. همه چرخه (مدار)های برنامه‌ریزی شده از سوی شرکت طراح چندین بار از سوی مشاور، کارفرما، مهندسان سوارکننده و دیگران بررسی می‌شود. آزمون‌های فراوانی در چهارچوب تابلو، چرخه و غیره می‌تواند رفتار هر چرخه (مدار) را بررسی نماید. در این سیستم به جای مدارهای الکتریکی از مدارهای فرزانی (منطقی) به کار گرفته می‌شود که بررسی آن‌ها بسیار دشوارتر از مدارهای فرهی است. زیرا هیچ نگاشته نوشته شده‌ای بین طراح و مشاور دادو ستد نمی‌گردد و مدارک طراح از سوی هیچ گروه دیگر بازبینی دوباره نمی‌شود. پیآمد، اینکه برنامه‌ریزی که برای سیستم‌های اتوماسیون انجام گرفته‌است میانگین وار دارای لغزیدگی‌های بیشتری است. اپراتورهای زیادی در این زمینه آموزش دیده‌اند و تجربیات زیادی در نحوه بهره‌برداری معمولی بدست آمده‌است. حذف تمام تابلوهای کنترل که روی آن‌ها میمیک رسم شده و تک خطی کل پست را نمایش داده می‌شد و جایگزینی آن با یک صفحه نمایش برای کاربر نامأنوس است. استفاده از کامپیوتر نیاز به آموزش و تخصص دارد که استفاده از اپراتورهایی آشنا به امر را نیاز دارد. لازم است ذکر شود که گزارش‌های زیادی مبنی بر استفاده نابجا از کامپیوترهای اپراتوری در دست است. مشکلات نرم‌افزارها نرم‌افزارها نقش بسیار مهم و اساسی در سیستم‌های اتوماسیون به عهده دارند. به همین دلیل هرگونه اختلال در نرم‌افزارها مشکلات زیادی را برای کل سیستم به وجود می‌آورد. متاْسفانه گزارش‌های کاربران پست نشان دهنده آسیب‌پذیر بودن نرم‌افزارهای سیستم اتوماسیون است؛ که این امر به شدت از کارایی سیستم اتوماسیون می‌کاهد. ناهماهنگی سیستم‌ها یکی از اهداف اولیه در سیستم‌های اتوماسیون یکپارچه‌سازی انتقال اطلاعات در سطوح پست بوده‌است؛ ولی متأسفانه سیستم‌های اتوماسیون در نیل به این هدف کاملاً شکست خورده‌اند. برای بعضی از محصولات نیاز به مبدل محیط (مثلاً فیبر نوری به سیم مسی یا برعکس) است. در بعضی حالات به هیچ روشی نمی‌توان دو سیستم را به هم متصل کرد؛ ولی آنچه مسلم است این مبدل‌ها علاوه بر هزینه‌ای که به همراه دارند باعث تأخیر در سیستم و از دست رفتن اطلاعات اولیه می‌شود. پیشرفت تکنولوژی سبب می‌گردد که نسل سیستم به کار رفته در طرح اولیه در زمان توسعه کاملاً منسوخ شده باشد. | ## جمع‌بندی | سیستم دومی که برای توسعه استفاده می‌شود حتی اگر دو طرح از یک سازنده باشند، کاملاً با سیستم اولیه ناسازگار است.