دانلود مقاله کامل درباره توان الکتریکی که اغلب به عنوان برق یا الکتریسیته شناخته می شود

اختصاصی از کوشا فایل دانلود مقاله کامل درباره توان الکتریکی که اغلب به عنوان برق یا الکتریسیته شناخته می شود دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 61

توان الکتریکی که اغلب به عنوان برق یا الکتریسیته شناخته می شود، شامل تولید و ارایه انرژی الکتریکی به میزان کافی برای راه اندازی لوازم خانگی، تجهیزات اداری، دستگاه های صنعتی و فراهم آوردن انرژی کافی برای روشنایی، پخت و پز، گرمای خانگی و صنعتی و فرایندهای صنعتی بکار می رود.

تاریخچه

اگرچه که الکتریسته به عنوان نتیجه واکنش شیمیایی ای که در یک پیل الکترولیک از زمانی که الساندرو ولتا در سال1800م این آزمایش را انجام داد، شناخته می شده است، اما تولید آن به این روش گران بوده و هست. در سال 1831م، میشل فارادی ماشینی ابداع کرد که از حرکت چرخشی تولید الکتریسته می کرد، اما حدود پنجاه سال طول کشید تا این فن آوری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه شود. در سال 1878م، توماس ادیسون جایگزین عملی تجاری ای را برای روشنایی های گازی و سیستم های حرارتی ایجاد کرد و به فروش رساند که از الکتریسته جریان مستقیمی استفاده می کرد که بطور منطقه ای تولید و توزیع شده بود، استفاده می کرد. در سیستم جریان مستقیم ادیسون، ایستگاه های تولید توان اضافی می بایست نصب می شدند. بدلیل اینکه ادیسون قادر نبود سیستمی را تولید کند که به ژنراتورهای چندگانه اجازه بدهد که به یکدیگر متصل شوند، گسترش سیستم او نیاز داشت که تمامی ایستگاه های تولید جدید مورد نیاز ساخته شوند. نیاز به نیروگاه های اضافی ابتدا توسط قانون اهم بیان شده است: بدلیل اینکه تلفات با مربع جریان یا بار و با خود مقاومت متناسب است، بکار بردن کابل های طولانی در سیستم ادیسون به مفهوم داشتن ولتاژهای خطرناک در برخی نقاط یا کابل های بزرگ و گران قیمت و یا هر دوی اینها بود. نیکولا تسلا که مدت کوتاهی برای ادیسون کار می کرد و تئوری الکتریسته را بگونه ای درک کرده بود که ادیسون درک نکرده بود، سیستم جایگزینی را ابداع کرد که از جریان متناوب استفاده می کرد. تسلا بیان داشت که دو برابر کردن ولتاژ جریان را نصف می کند و منجر به کاهش تلفات به میزان 4/3 می شود و تنها یک سیستم جریان متناوب اجازه انتقال بین سطوح ولتاژ را در قسمت های مختلف آن سیستم ممکن می سازد. او به توسعه و تکمیل تئوری کلی سیستم اش ادامه داد و جایگزین تئوری و عملی ای را برای تمامی ابزارهای جریان مستقیم آن زمان ابداع کرد و ایده های بدیعش را در سال 1887م در 30 حق انحصاری اختراع به ثبت رساند. در سال 1888م کار تسلا مورد توجه جرج وستینگهاوس که حق انحصاری اختراع یک ترانسفورماتور را در اختیار داشت و یک کارخانه روشنایی را از سال 1886م در گریت بارینگتون، ماساچوست راه اندازی کرده بود، قرار گرفت. اگرچه که سیستم وستینگهاوس می توانست از روشنایی های ادیسون استفاده کند و دارای گرم کننده نیز بود، اما این سیستم دارای موتور نبود. توسط تسلا و اختراع ثبت شده اش، وستینگهاوس یک سیستم قدرت برای یک معدن طلا در تلورید، کلورادو در سال 1891 ساخت که دارای یک ژنراتور آبی 100 اسب بخار(75 کیلو وات) بود که یک موتور 100 اسب بخار (75 کیلو وات) را در آنسوی خط انتقالی به فاصله 5/2 مایل (4 کیلومتر) تغذیه می کرد. سپس در یک قرارداد با جنرال الکتریک که ادیسون مجبور به فروش آن شده بود، شرکت وستینگهاوس اقدام به ساخت یک نیرگاه در نیاگارا فالس کرد که دارای سه ژنراتور تسلای 5000 اسب بخار بود که الکتریسته را به یک کوره ذوب آلومینیوم در نیاگارا ، نیویورک و به شهر بوفالو، نیویورک به فاصله 22 مایل (35 کیلومتر) انتقال می داد. نیروگاه نیاگارا در 20 آوریل 1895م شروع به کار کرد.

انرژی الکتریکی در حال حاضر

امروزه سیستم انرژی الکتریکی جریان متناوب تسلا کماکان مهمترین ابزار ارایه انرژی الکتریکی به مصرف کنندگان در سراسر جهان است. با وجود جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVXC) برای ارسال مقادیر عظیم الکتریسته در طول فواصل بلند بکار می رود، اما قسمت اعظم تولید الکتریسته، انتقال توان الکتریکی، توزیع الکتریسته و داد و ستد الکتریسته با استفاده از جریان متناوب محقق می شود. در بسیاری از کشورها شرکت های توان الکتریکی کلیه زیرساخت ها را از نیروگاه ها تا زیرساخت های انتقال و توزیع در اختیار دارند. به همین علت، توان الکتریکی به عنوان یک حق انحصاری طبیعی در نظر گرفته می شود. صنعت عموماْ به شدت با کنترل قیمت ها کنترل می شود و معمولا مالکیت و عملکرد آن در دست دولت است. در برخی کشورها بازارهای الکتریسته وسیع با تولید کننده ها و فروشندگان الکتریسته، الکتریسته را مانند پول نقد و سهام معامله می کنند.

ترانسفورماتور

مهندسی و فن‌آوری > مهندسی > مهندسی برقعلوم طبیعت > فیزیک > الکتریسیته م مغناطیس > الکتریسیتهعلوم طبیعت > فیزیک > فیزیک جامد و الکترونیک > فیزیک الکترونیک

(cacheX)

مقدمه

قسمت اعظم انرژی الکتریکی مورد نیاز انسان در تمام کشورهای جهان ، توسط مراکز تولید مانند نیروگاههای بخاری ، آبی و هسته‌ای تولید می‌شود. این مراکز دارای توربینها و آلترناتیوهای سه فاز هستند و ولتاژی که بوسیله ژنراتورها تولید می‌شود، باید تا میزانی که مقرون به صرفه باشد جهت انتقال بالا برده شود. گاهی چندین مرکز تولید بوسیله شبکه‌ای به هم مرتبط می‌شوند تا انرژی الکتریکی مورد نیاز را بطور مداوم و به مقدار کافی در شهرها و نواحی مختلف توزیع کنند.

دانلود مقاله نقش توان راکتیو در شبکه های انتقال و فوق توزیع

اختصاصی از کوشا فایل دانلود مقاله نقش توان راکتیو در شبکه های انتقال و فوق توزیع دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مشخصات این فایل
عنوان: نقش توان راکتیو در شبکه های انتقال و فوق توزیع
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 105

این مقاله درمورد نقش توان راکتیو در شبکه های انتقال و فوق توزیع می باشد.

خلاصه آنچه در مقاله نقش توان راکتیو در شبکه های انتقال و فوق توزیع می خوانید :

فصل سوم:
خازن های سری
مقدمه
بانکهای خازنی سری و موازی ابزاری هستند که در بهبود بازده سیستم وافزایش توانایی انتقال توان خطوط نقش مفیدی دارند میزان رشد هر دوی آنها به طور قابل ملاحظه ای از میزان رشد تولید توان اکتیو بیشتر بوده است .
خازنهای موازی توان راکتیو تولید نموده و سعی می کنند مقدار توان راکتیو عبوری از شبکه را کاهش دهند . خازنهای موازی معمولاٌ نزدیک بار در یک شبکه نصب می گردند تا در کاهش تلفات سیستم و کنترل ولتاژ بیشتر مؤثر باشند .
از خازنهای سری بیشتر برای کاهش راکتانس اندوکتیو خط انتقال استفاده می گردد خازنهای سری معمولاٌ در محلی دور از بار مثلاٌ در نقطه میانی خط انتقال نصب می گردند ودارای فواید زیر می باشند :
1-بهبود پایداری ماندگار سیستم
2- بهبود پایداری گذرای سیستم
3-تقسیم بهتر بار بر روی خطوط موازی
4-کاهش افت ولت در نواحی بار در خلال اغتشاشات شدید
5-کاهش تلفات سیستم انتقال
6-تنظیم بهتر بار گیری خطوط

تاریخچه
خازنهای سری اولین بار در سال 1928 در پست Power & Light در Spa
 New York  Ballston نصب گردید .این خازن های سری یک بانک خازنی 1/25 MVAr شامل واحدهای خازنی 10KVAr‌ بود که در مدار 33KV به منظور کنترل تقسیم بار بین مدارهای موازی به کار گرفته شد .
از آن زمان به بعد, تاسیسات خازنی موفقی تا ولتاژ خط 550KV و مقدار نامی بانک خازنی 800MVAr انجام گرفته است .همین طور مقدار نامی (ظرفیت) واحدهای خازنی افزایش یافته طوری که از نظر مقدار نامی می توان آنها را یکسان با آنچه در کاربردهای موازی است فراهم کرد .
شکل الف رشد اندازه واحدهای خازنی نصب شده در تاسیسات خازنهای سری را از سال 1920 نشان می دهد .
3-1-  خازن های سری
1-3-1-طراحی تجهیزات
2-3-2 - واحدهای خازن
در طراحی خازن مسئله اقتصادی هنوز ایجاب می کند که در تجهیزات خازنی سری و موازی مقدار نامی توان راکتیو مورد لزوم را از طریق ترکیب سری- موازی  واحدهای خازنی مجزا بدست آورد شکل 9 برش یک واحد خازن قدرت نمونه را نشان می دهد .
گر چه خازن سری و خازن موازی اساساٌ از نظر ساختمان با هم تفاوت چندانی ندارند, اما در طراحی واحد خازنی که در کاربردهای سری استفاده می شود, لازم است که در مقدار نامی آن – نسبت به خازن موازی – محتاطانه عمل کرد
شکل 9- روند خازنهای سری از سال 1920، که نشان دهنده رشد مداوم در ظرفیت نصب اندازه بانک خازنی و اندازه واحد خازنی است.
از سال 1914 که اولین خازنهای قدرت تولید شد, تاکنون بهبودهای متعددی در ساختمان آن انجام گرفته است . در اوایل سال 1930 با معرفی کاغذ سخت نازک و جایگزینی آن با لایه کتانی, و جایگزینی روغن با آسکارل مقدار نامی هر واحد خازنی مجزا به میزان 15KVAr ممکن گردید .
شکل 10- واحد خازن قدرت نمونه برای کاربردهای سری یا موازی
در سال 1960 با تصفیه های پر هزینه ای که در دی الکتریک کاغذ /آسکارل انجام گرفت مقدار نامی100KVAr معرفی گردید .
در سال 1965 جنرال الکتریک با استفاده از سیستم عایق که آسکارل/ پلی پروپیلن واحد 150KVAr را طراحی کرد .گرچه امروزه مقدارنامی اقتصادی برای هر واحد 200-300KVAr می باشد لیکن با انجام تصفیه های بیشتر می توان مقدار نامی هر واحد مجزا را به 600KVAr رساند . جایگزینی آسکارل با مایعات Non-PCB که در سال 1976 انجام گرفت چندان اثری بر روی اندازه و مقدار نامی واحد خازنی نگذاشت . واحدهایی که در آنها دی الکتریک تماماٌ از پلی پروپیلن تشکیل شده است علاوه بر بهبودی که در اندازه و مقدار نامی حاصل گردیده, در کاهش دادن تلفات و احتمال انفجار محفظه دارای مزیت آشکاری هستند .
3-2- حفاظت با فیوز
در آمریکا اغلب بانکهای خازنی اعم از خازنهای سری یا موازی بر اساس کاربرد فیوزهای خارجی (یک فیوز برای هر واحد) طراحی شده اند. البته کاربرد فیوزهای خارجی در نقطه مقابل کاربرد متداول فیوزهای داخلی قرار دارد . واحدهایی که توسط فیوز داخلی حفاظت می شوند دارای این مزیت هستند که با از کار افتادن عنصری در داخل واحد, منجر به از کار افتادن کل سیستم نمی گردد. اما, از آنجایی که در این نوع حفاظت نشانه مرئی از فیوز سوخته شده وجود ندارد, بازرسی دائمی –که شامل اندازه گیری دقیق کاپاسیتانس است –ضروری است چنین بازرسی معمولاٌ سالیانه انجام می گیرد کاربرد فیوزهای داخلی همچنین مقدار ولتاژ نامی خازن را محدود می نماید, به طور نمونه تا ولتاژ 5KV یا کمتر, بنابراین در طراحی بانک خازنی قابلیت انعطاف کمتری وجود دارد . این محدودیت ولتاژ به این دلیل است که بایستی تعداد شاخهای موازی در درون هر واحد خازنی, محدود باشد تا در هنگام از کار افتادن عنصر هر شاخه, اضافه ولتاژ بر روی عناصر باقیمانده در حد معقولی پایین باشد البته از چندین تاسیسات خازن سری 500KV با حفاظت فیوزهای داخلی در طول 10 سال به طور موفقیت آمیز بهره برداری شده است .

3-3- فاکتورهای جبران سازی
جبران سازی برای خطوط طویل تر از 200mi مقرون به صرفه خواهد بود,گر چه خازنهای سری را می توان در خطوط کوتاه تر نیز یافت در خطوط طولانی تر بار اقتصادی, باری است که به بار امپدانس ضربه ای خط نزدیک باشد .
اگر از مقاومت اهمی صرفنظر شود, حداکثر توان انتقالی ac به وسیله معادله زیر بدست می آید :
Pmax~(E1E2)/(Xl-Xc)                                                                                                
که در آن E2‌و E1 مقادیر ولتاژهای ترمینال خط می باشند . X1 راکتانس القائی بین ولتاژهای ترمینال,  Xc راکتانس خازنهای جبران کننده است . در خطوط EHV به طور نمونه جبران سازی در محدوده%70-25 قرار دارد .البته عوامل دیگری وجود دارند که ممکن است محدودیتهای بر سطح جبران سازی اعمال نمایند, از آن جمله پایداری زیر هارمونیک, رزونانس زیر سنکرون و گذرای کلید زنی را می توان نام برد .
3-4- وسایل حفاظتی
از آنجایی که به طور تقریب هزینه متناسب با مجذور جریان افزایش می یابد, به لحاظ اقتصادی نمی توان تجهیزات خازن سری را طوری طراحی کرد که تمامی ولتاژهای غیر عادی ناشی از جریانهای فوق العاده خط و اتصال کوتاه, را تحمل نماید . بنابراین تجهیزات طوری طراحی می شوند که بتوانند ولتاژ های غیر عادی معینی که در خلال پاره ای از اغتشاشات سیستم تولید می شوند به خصوص وقتی که لازم است در آن زمان خازنهای سری عمل کنند (مثلاٌ, وقتی که لازم است پایداری گذرا را حفظ نمایند) را تحمل نمایند . گر چه استاندارد های صنعتی برای خازنهای سری وجود دارد (IEC-143 ANSIC55/2) اما کاربردها آنچنان متفاوت است که طراح بایستی در هر مورد پس از مطالعه کامل برروی تحلیل گر گذرا یا کامپیوتر, آنها را برای کاربرد معین مطابقت دهد .
تجهیزات خازن سری طوری طراحی می شوند که هنگامی که ولتاژ از سطح طراحی شده افزایش می یابد, قسمتهای از آنها به طور خودکار و لحظه ای بای پاس (کنارگذر)می گردند . این مشابه چیزی است که در موقع وقوع اتصال کوتاه خط انجام می گیرد . به سبک سنتی این کار به وسیله جرقه یا تریگر کردن فاصله الکترودهای موازی با خازن انجام می گرفته است . تکنولوژی واریستور اکسید روی در حفاظت اضافه ولتاژ, نسبت به روش سنتی, بهبود قابل ملاحظه ای را ارائه می کند .پس از رفع اتصال کوتاه, مدارهای کنترل, وارد کردن مجدد خازن به مدار, را آغاز می کنند . برای تجهیزاتی که در قسمتهای غیر اتصالی قرار دارند, این بدان معناست که وسایل حفاظتی بایستی جریان را قطع نموده وترکیبی از ولتاژهای ناشی از وارد کردن مجدد بانک خازنی بای پاس شده و اغتشاش سیستم الکترومکانیکی را بدون ایجاد جرقه تحمل نمایند .
در مورد بانک خازنی که اساساٌ برای بهبود پایداری گذرا نصب گردیده, رفع سریع اتصال کوتاه و وارد کردن سریع خازنها پس از رفع اتصال کوتاه, هر دو در افزایش ظرفیت بارگیری خط ضرورت دارند .
در الکترودهای جرقه با هوای فشرده,اگر چنانچه به محض تشخیص جریان عبوری از این مسیر هوای فشرده دمیده شود,عمل وارد کردن مجدد خازنها سریعتر انجام می گیرد از معایب این روش این است که جرقه بین الکترودها در هر نقطه صفر جریان خاموش می شود و به وسیله افزایش فشار هوا در فاصله الکترودها, مجدداٌ در ولتاژهای بالاتر از ولتاژ جرقه(تنظیم شده) روشن می شود .این جرقه های مکرر در مقایسه با وارد شدن خازن با تک جرقه, وظیفه سنگین تری را بر خازن اعمال می کند.
در سیستمی که از دو خط موازی تشکیل شده است در اثر وقوع اتصال کوتاه و بای پاس شدن قسمتهای بانک خازن, نوسان شدید جریان و ولتاژ,جریانهای اضافه بار و ولتاژ های گذرای ناشی از وارد شدن مجدد خازن, می تواند رخ دهد . با رفع قسمت خط اتصال کوتاه شده,این تجهیزات بایستی جریان نوسانی کامل سیستم را, که پس از وارد شدن مجدد خازن ایجاد می شود و بیش از دو برابر جریان عادی خط است,حمل نمایند. جریان اضافه بار پس از وقوع نوسان, ممکن است در حدود دو برابر جریان بار قبل از اتصال کوتاه باشد غالباٌ چنین اضافه باری مقدار نامی جریان پیوسته بانک خازن را مشخص می کند .

3-5- روش های وارد کردن مجدد خازن  
همانطور که قبلاٌ بحث شد, تاخیر زمانی که از لحظه ای رفع اتصال کوتاه تا وارد کردن مجدد خازن وجود دارد, می تواند عامل بحرانی در عملکرد سیستم باشد هر قدر این تاخیر زمانی کوتاه تر باشد,حد پایداری گذرا بیشتر خواهد بود, تاخیر زمانی وارد کردن مجدد خازن به سرعت کنترل عملکرد رله, زمان باز شدن کلید بای پاس, و مشخصه ولتاژ برگشت (بازیافت ) الکترودهای جرقه حفاظتی بستگی دارد .
در سیستم وارد کردن مجدد خازن با سرعت کم معمولاٌ از الکترودهای جرقه ای که خود بخود  جرقه را رفع نمی کنند, استفاده می شود, و وقتی که جرقه رخ می دهد کلید بای پاس شروع به مسدود شدن می نماید . پس از رفع اتصال کوتاه,تاخیر زمانی کافی برای غیر یونیزه کردن فاصله بین الکترودها و برقرار کردن مقاومت دی الکتریک فراهم می شود, پس از آن کلید مجدداٌ باز می شود . زمان وارد کردن مجدد خازن در سیستم با سرعت کم معمولاٌ یک ثانیه یا بیشتر است.
سیستم وارد کردن مجدد خازن با سرعت زیاد, سیستمی است که در آن چند سیکل پس از رفع اتصال کوتاه خازن مجدداٌ وارد مدار می شود اینکار با استفاده از کنترل و کلیدهای سریع و فاصله ای الکترودهای که به سرعت مقاومت عایقی خود را باز می یابند .- نظیر فاصله خلاء یا فاصله الکترودی که خود بخود جرقه را رفع می کند- انجام می گیرد .یک فاصله الکترودی که خود بخود جرقه را رفع می کند می تواند از هوایی با فشار زیاد یا کم استفاده نماید که در آن جریان هوا در موقع رفع اتصال کوتاه شروع می شود تاخیر زمانی وا‏‏رد کردن مجدد خازن در فاصله های الکترودی که خود بخود جرقه را رفع می کنند تابعی از اندازه جریان اتصال کوتاه و مدت زمان آن است زیرا این پارامترها بر مشخصه های بازگشتی ( باز یافتی) تاثیر می گذارند .
 وارد کردن لحظه ای خازن به وسیله ای ایجاد جریان هوا در فاصله ای الکترود در موقع وقوع جرقه و بازیافتن سریع مقاومت عایقی انجام می گیرد . فاصله ای الکترود پس از بازیافتن مقاومت عایقی خود سعی می کند که در خلال اتصال کوتاه در هر نقطه صفر جریان خازن را وارد مدار نماید تا اینکه ولتاژ خازن کمتر از ولتاژ تحمل فاصله ای الکترود گردد از معایب این روش اینست که واحدهای خازنی در معرض پالسهای مکرر ولتاژ بالا قرار می گیرند و ممکن است در حالی که جریان هوا برقرار است , ولتاژ خازن به طور خطرناک بیش از مقدار تنظیم جرقه افزایش یابد.

3-6- اثرات رزونانس با خازنهای سری
یک خازن سری با اندوکتانس خط انتقال تشکیل یک مدار رزونانس-سری با فرکانس طبیعی زیر می‌دهد.
fe=1/(2  3.14(LC)^.5)=f(Xcr/X1)^.5                                                         
که در آن XCr راکتانس خازن هر فاز و Xl راکتانس کل خط در فرکانس پایه است .از آنجایی که درجه جبران سازی ,Xcr/Xl معمولاٌ در محدوده %70-25 است ,fe معمولاٌ کوچکتر از فرکانس پایه است و ما اینطور بیان می کنیم که سیستم دارای رزونانس زیر هارمونیک یا (مد) است Xl بایستی در برگیرنده راکتانس سری ژنراتورها و بارهای متصل شده به ابتدا وانتهای خط باشد . در عمل این اجزاء همانند خط دارای مشخصه های پاسخ – فرکانس پیچیده ای هستند , و برای پیش بینی دقیق پدیده رزونانس بایستی از مدل مداری دقیق سیستم قدرت استفاده شود .
اولین اثر رزونانس زیر هارمونیک این است که در خلال هر اغتشاش , جریانهای گذرا در فرکانس رزونانس زیر هارمونیک fe تحریک می شوند , این جریانها بر روی جریان فرکانس پایه افزوده می شوند و معمولاٌ به واسطه مقاومت خط و مقاومت ژنراتورها وبارهای متصل به آن میرا می گردند .
به طور کلی, هر اغتشاشی به انضمام عمل کلید زنی تمامی مدهای طبیعی سیستم رابه درجات متفاوت تحریک می کنند . عموماٌ تمامی جریانهای گذرای ناشی از آن بطور مثبت و به درجات متفاوت میرا می گردند .
تحت شرایط معین مد زیر هارمونیک مربوط به خازنهای سری می تواند از ماشینهای گردان چند فازه ac تاثیر ناپایداری بپذیرد در بدترین حالت در صورتی که اقدامات تصحیح انجام نگیرد منجر به ناپایداری می گردد. تاثیر ناپایداری خود را به صورت مقاومت منفی در مدار معادل ماشینهای سنکرون و القائی نشان می دهد .
مد زیر هارمونیک الکتریکی به ندرت ایجاد مزاحمت می کند مگر در جایی که رزونانس زیر سنکرون (SSR) بتواند رخ دهد, از آنجایی که در جهت مخالف روتور و میدان اصلی می چرخد, میدان زیر هارمونیک گشتاور متناوبی با فرکانس  f-fe بر روتور اعمال می نماید اگر این تفاضل فرکانس بر یکی از رزونانس های پیچشی طبیعی سیستم محور ماشین منطبق گردد, نوسانات پیچشی تحریک می گردد . این شرایط به رزونانس زیر سنکرون موسوم است SSR ترکیبی از مد طبیعی یا رزونانس الکتریکی /مکانیکی است و مشابه مد زیر هارمونیک الکتریکی خالص, براساس میزان میرای می تواند پایدار یا ناپایدار باشد گر چه مقاومت منفی در ماشینهای سنکرون می تواند تاثیر ناپایداری داشته باشد, ناپایداری مد زیر سنکرون به احتمال زیاد از جابجایی های فاز در مدار خارجی ژنراتوری که محور آن در نوسان است, نتیجه می شود نوسان منجر به تولید مدولاسیون فرکانسی از فرکانس پایه با باندهای جانبی هارمونیک و زیر هارمونیک می گردد و باندهای جانبی زیر هارمونیک ممکن است به وسیله این جابجایی ها فاز ناپایدار گردند .
پی آمدهای SSR می تواند در کوتاه مدت خطرناک باشد , اگر چنانچه نوسانات ناپایدار باشند و به قدر کافی تقویت شوند منجر به بریدن محور می گردد. اما حتی اگر نوسانات نسبتاٌ میرا شده باشند اغتشاشاتی (نظیر کلید زنی, رفع اتصال کوتاه و غیره )می توانند باعث خستگی محور گردند .
این اثر تخریبی کند , ((خستگی سیکل –پایین ))نامیده می شود و در سالهای اخیر کوشش قابل ملاحظه ای در جهت فهمیدن کمی آن انجام گرفته است .

اقدامات تصحیح SSR عبارتند از :
1-    خارج کردن بخش های از خط , یا بای پاس کردن خازنهای سری , به کمک رله های حفاظتی که به سطوح کوچکی از جریان زیر هارمونیک حساس هستند .
2-    نصب کردن مدارهای فیلتر زیر هارمونیک مخصوص .اینها می توانند به شکل فیلترهای مسدود کننده (از نوع رزونانس – موازی ) سری با خط انتقال, یا مدارهای میراکننده موازی با خازنهای سری باشند .
3-    بکارگرفتن کنترل تحریک (مدوله کردن جریان تحریک ) در توربین – ژنراتورها  طوری که در فرکانس زیر هارمونیک میرایی مثبت فراهم گردد.
4-    به کار گرفتن جبران کننده استاتیک و مدوله کردن ولتاژ مرجع طوری که در فرکانس زیر هارمونیک میرایی مثبت فراهم گردد .
در موارد شدیدتر ترکیبی از روش های (1) الی (3) همراه با 4 فیلتر مسدود کننده موازی به منظور میرا کردن هر یک از 4 رزونانس زیر سنکرون در سیستمی که مجهز به خازنهای سری در نقاط متعددی از سیستم بوده است ,به طور موفقیت آمیز بکار رفته است.
خازن های سری:
1-3-7- کاربرد خازن های سری (متوالی):
خازن های سری سالهای زیادی در مدارهای توزیع و فوق توزیع در سطح محدودی مورد استفاده قرار گرفته اند . خازنهای موازی تقریباً به طور متداول در سیستم های قدرت به کار گرفته می شوند. زیراً عملاً در تمام نقاط سیستم، اثرات سود بخش آنها مطلوب است. خازن های متوالی وسیله ای از نوع اختصاصی تر بوده و گسترش کاربرد آن بسیار محدودتر است. کیلووار کل خازنهای موازی نصب شده برروی یک سیستم. اغلب توسط مطالعه تمام سیستم با محل های واقعی مشخص شده توسط مطالعه مشروح مناطق کوچک، تعیین می گردد. نصب خازنهای متوالی در تغذیه کننده ها و خطوط فوق توزیع به طور معمول در شرایط خاصی توصیه می شود به دلیل وجود مشکلات خاصی در رابطه با نصب خازنهای متوالی مقدار زیادی کار مهندسی و مطالعاتی لازم است. به همین دلیل نصب خازنهای متوالی با اندازه کوچک، به طور معمول توصیه فنی ندارد.
یک خازن متوالی مقداری مقاومت القایی را جبران می نماید، هنگامی که یک خازن متوالی در یک تغذیه کننده یا خط انتقال جاگذاری می شود، مقاومت القایی از دید دو نقطه که خازن را نیز شامل می گردد. با میزان مقاومت خازنی خازن کاهش می یابند. اثر خازنهای متوالی کاهش افت ولتاژ ناشی از مقاومت القایی  در خط یاتغذیه کننده می باشد. این امر موجب می شود مقاومت القایی خط با تغذیه کننده پائین تر به نظر برسد.
برای این کاربرد معین بهتر است در مورد خازن متوالی بعنوان تنظیم کننده ولتاژ که تقویت ولتاژی متناسب با دامنه ضریب قدرت جریان گذرنده را ارائه می دهد، فکر کنیم. این اختلاف اساسی میان اثرات خازنهای متوالی در مقایسه با خازنهای موازی است. خازنهای معمولی موازی طی مدتی که جریان گذرنده، تغییرات قابل ملاحظه ای را در ولتاژ موجب نمی شود، تقویت ولتاژ ثابتی را مستقل از جریان عبوری ارائه می دهد. اگر جریان بار موجب افت ولتاژ قابل ملاحظه ای گردد. تقویت ولتاژ خازن کاهش می یابد این یک تغییر در جهت ناخواسته است. بنابراین، یک خازن موازی ممکن است تنظیم ولتاژ را واقعاً بی ارزش سازد. خازنهای موازی زمانی که با کنترل های مناسب کلید زنی شوند، همانند یک تنظیم کننده ولتاژ عمل می نمایند. از طرفی خازن متوالی با افزایش بار، ولتاژ را افزایش می دهد. بعلاوه در ضریب قدرتهای پائین تر که موجب افت بیشتر خط می گردد. خازن متوالی افزایش ولتاژ خالص تری را ارائه می دهد. از طرفی خازن متوالی را می توان بعنوان تنظیم کننده ولتاژ در نظر گرفت. عملکرد خازن متوالی برای کاهش افت ولتاژ در شکل 11 نشان داده شده است.
افت ولتاژ در یک تغذیه کننده تقریباً برابر است با:
V = RICos  + IXlSin                                                                                    
در جایی که R، مقاومت اهمی تغذیه کننده، XL مقاومت القایی تغذیه کننده و  زاویه ضریب قدرت می باشد. اگر جمله دوم، بزرگتر یا مساوی مقدار اصلاح ولتاژ دلخواه باشد، خازن های متوالی را می توان بکار برد. دامنه جمله دوم بخش نسبتاً بزرگتری از کل افت ولتاژ است. در جایی که ضریب قدرت پائین بوده و نسبت مقاومت اهمی تغذیه کننده به مقاومت غیر حقیقی کوچک می باشد. با یک خازن متوالی جایگزین شده شکل (11-ب)، افت ولتاژ برابر می شود با:
IRCos + I(XL – XC) Sin                                                                                         
و یا به سادگی زمانی که XC با XL مساوی است، افت ولتاژ برابر IRSin می گردد.
شکل 11-  نمایش های برداری برای یک مدار با ضریب قدرت تأخیری

الف) بدون خازن متوالی
ب) با خازن متوالی، خازن متوالی ولتاژ نقطه دریافت را افزایش داده و بدین ترتیب از افت ولتاژ می کاهد.
در بیشتر کاربردها، مقاومت خازن کوچکتر از مقاومت غیر حقیقی تغذیه کننده است. عکس این موضوع نیز صادق است یعنی وضعیت فوق جبران نیز وجود دارد فوق تحریک در جایی مشهود است که مقاومت تغذیه کننده نسبتاً بالا بوده و I(XL – XC) را منفی می سازد. هر چند که اگر میزان ظرفیت خازن برای بار عادی انتخاب شده باشد، حالت فوق جبران وضعیت مطلوبی نخواهد بود. زیرا در طول راه اندازی یک موتور پر قدرت جریان تأخیری ممکن است موجب افزایش ولتاژ به میزان بیش از حد گردد. این وضعیت برای روشنایی مضر بوده و موجب سوسو زدن لامپها می گردد. ضریب قدرت جریان بار عبوری از یک مدار بایستی به منظور کاهش قابل ملاحظه ای افت ولتاژ بین نقاط ارسال و دریافت، برای یک خازن متوالی پس فاز باشد. اگر ضریب قدرت پیش فاز باشد، ولتاژ نقطة دریافت با افزودن خازن متوالی کاهش می یابد. اگر ضریب قدرت نزدیک به واحد باشد. Sin و به دنبال آن جمله دوم معادله (30) به صفر نزدیک می شود. در چنین مواردی خازنهای متوالی مقادیر نسبتاً کمی دارند. زمانی که یک خازن متوالی بطور مناسب در شبکه به کار می رود، مقاومت ظاهری را کاهش داده و به موجب آن ولتاژ تحویلی افزایش می یابد این حالت ظرفیت کیلوولت آمپر تغذیه کننده شعاعی را افزایش داده و برای همان کیلوولت آمپر بار، جریان خط را کمی کاهش می دهد، هر چند که یک خازن متوالی جایگزین برای مس خط نمی باشد.
1-3-8- کاربرد خازن های متوالی در مدارهای فوق توزیع:
خازن های متوالی ممکن است در مدارهای فوق توزیع برای تغییر تقسیم بار میان خطوط موازی یا کاهش تنظیم ولتاژ مورد استفاده قرار گیرند. خاصیت القایی یک خط فوق به میزان کمی تحت تأثیر اندازه هادی قرار می گیرد.
اگر دو خط هر دو به یک شینه وصل شوند، پخش قدرت ما بین آنها، بطور معکوس با طول نسبی دو خط رابطه دارد. اغلب یک خط انتقال با ظرفیت حرارتی بالاتر با خط قدیمی تر موازی خواهد شد. این امکان وجود دارد که بتوان خط جدید را بدون اضافه بار کردن خط قدیمی تا ظرفیت نهایی آن بارگذاری نمود. در موقعیتی مشابه این دو راه حل وجود دارد. ممکن است از یک مبدل جابجایی فاز برای تنظیم پخش قدرت حقیقی استفاده نمود یا ممکن است یک خازن متوالی برای جبران بخشی از مقاومت غیرحقیقی خط با ظرفیت حرارتی بالاتر ، مورد استفاده قرار گیرد. هر یک از این راه حل ها تقسیم بار مناسب میان دو خط را موجب می گردد. این امر امکان پذیر است، زیرا پخش قدرت در یک خط انتقال با رابطه زیر داده می شود:
.....

بخشی از فهرست مطالب مقالهنقش توان راکتیو در شبکه های انتقال و فوق توزیع

چکیده:   ۰
فصل اول:   ۱
جبران بار   ۱
مقدمه   ۲
۱- جبران بار   ۴
۱-۱- اهداف درجبران بار:   ۴
۲-۱- جبران کننده ایده ال   ۷
۳-۱- ملا حظات عملی   ۷
۱-۳-۱- بارهائیکه به جبران سازی نیاز دارند.   ۷
۴-۱- مشخصا ت یک جبران کننده بار :   ۸
۵-۱- تئوری اسا سی جبران   ۹
۱-۵-۱- اصلاح ضریب توان و تنظیم ولتاژ در سیستم تکفاز :   ۹
۲-۵-۱- ضریب توان و اصلاح آن :   ۱۰
۶-۱- بهبود ضریب توان :   ۱۳
۷-۱- جبران برای ضریب توان واحد   ۱۵
۸-۱- تئوری کنترل توان راکتیو در سیستم های انتقال الکتریکی در حالت ماندگار   ۱۵
توان راکتیو:   ۱۵
۹-۱- نیازمندیهای اساسی در انتقال توان AC   ۱۷
۱۰-۱- خطوط انتقال جبران نشده   ۲۰
۱-۱۰-۱پارامتر های الکتریکی   ۲۰
۱۱-۱- خط جبران نشده در حالت بارداری :   ۲۱
۱-۱۱-۱- اثر طول خط   توان بار و ضریب توان بر ولتاژ و توان راکتیو   ۲۱
۱۲-۱- جبران کننده های اکتیو و پاسیو   ۲۳
۱۳-۱- اصول کار جبران کننده های استاتیک   ۲۷
۲-۱۳-۱- موارد استعمال جبران کننده ها   ۲۷
۳-۱۳-۱- مشخصا ت جبران کننده های استاتیک   ۲۷
۱۴-۱- انواع اصلی جبران کننده   ۲۸
۱۵-۱- TCRهمراه با خازنهای موازی   ۳۰
فصل دوم:   ۳۳
وسایل تولید قدرت راکتیو   ۳۳
۲-۱- مقدمه   ۳۴
۲-۳- ساختمان خازن ها   ۳۶
۲-۴- محل نصب خازن   ۳۷
۲-۵- اتصال مجموعه خازنی   ۳۸
۲-۶- حفاظت مجموعه خازنی   ۴۰
۲-۷- اشکالات مخصوص خازنهای موازی و شرایط آنها   ۴۰
۱-۲-۷- جریان لحظه ای اولیه Inruch current   ۴۰
۲-۲-۷- استفاده از راکتور برای محدود کردن جریان لحظه ای اولیه   ۴۱
۳-۲-۷- هارمونیکها   ۴۲
۴-۲-۷- قوس مجدد در دیژنکتورها   ۴۳
۵-۲-۷- تخلیه Discharge   ۴۳
۶-۲-۷- تهویه   ۴۴
۷-۲-۷- ولتاژ کار   ۴۵
۸-۲-۷- کلیدهای کنترل خارجی (دیژنکتور)   ۴۶
۹-۲-۷- کنترل خودکار خازنها   ۴۶
۲-۸- آزمایش خازنها   ۴۷
۱-۲-۸- آزمایش نمونه ای   ۴۷
۲-۲-۸- آزمایش های جاری   ۴۸
۲-۹- اطلاعاتی که در زمان سفارش و یا خرید به سازنده باید داده شود.   ۴۸
فصل سوم:   ۵۱
خازن های سری   ۵۱
مقدمه   ۵۲
۳-۱-  خازن های سری   ۵۳
۱-۳-۱-طراحی تجهیزات   ۵۳
۲-۳-۲ – واحدهای خازن   ۵۳
۳-۲- حفاظت با فیوز   ۵۵
۳-۳- فاکتورهای جبران سازی   ۵۵
۳-۴- وسایل حفاظتی   ۵۶
۳-۵- روش های وارد کردن مجدد خازن   ۵۷
۳-۶- اثرات رزونانس با خازنهای سری   ۵۸
خازن های سری:   ۶۰
۱-۳-۷- کاربرد خازن های سری (متوالی):   ۶۰
۱-۳-۸- کاربرد خازن های متوالی در مدارهای فوق توزیع:   ۶۳
ظرفیت نامی خازن:   ۶۴
۱-۳-۹- کاربرد در مدارهای تغذیه کننده های فشار متوسط:   ۶۶
فصل چهارم:   ۶۸
جبران کننده های دوار   ۶۸
مقدمه   ۶۹
۴-۱- جبران کننده های دوار:   ۷۰
۱-۴-۱- ژنراتورهای سنکرون:   ۷۰
۲-۴-۱- کندانسورهای سنکرون:   ۷۰
۳-۴-۱- موتورهای سنکرون:   ۷۰
۴-۲- خازن ها:   ۷۰
۴-۲-۱- کلیات:   ۷۰
۳-۴-۲- اندازه گیری قدرت راکتیو و ضریب قدرت:   ۷۲
– تعیین قدرت خازن:   ۷۳
۲-۴-۱- بهای قدرت راکتیو مصرفی:   ۷۴
۲-۴-۲- کاهش تلفات ناشی از اصلاح ضریب قدرت:   ۷۴
۲-۴-۳- مصارف جدید (اضافی) که می توان به پست ها، کابل ها و ترانسفورماتورها متصل نمود:   ۷۴
۲-۴-۴- انتقال اقتصادی تر قدرت در یک سیستم برق رسانی جدید در صورت منظور نمودن خازن اصلاح ضریب:   ۷۵
۲-۴-۵- خازن های مورد نیاز جهت کنترل ولتاژ:   ۷۵
۲-۴-۶- راه اندازی آسان تر ماشین های بزرگ که در انتهای خطوط شبکه با مقطع نامناسب قرار دارند:   ۷۵
۴-۵- نکاتی پیرامون نصب خازن:   ۷۵
۴-۶- جبران کننده ها:   ۷۶
۴-۶-۱-جبران کننده مرکزی:   ۷۷
۴-۶-۲- جبران کننده گروهی:   ۷۷
۴-۶-۳- جبران کننده انفرادی:   ۷۸
۴-۷- بانک های خازن اتوماتیک:   ۷۹
فصل پنجم:   ۸۱
ترجمه متن انگلیسی   ۸۱
۱-۵-مدل سرنگی ( اینجکش )   ۸۲
۲-۵- کاربرد ابزار FACTS در جریان برق   ۸۴
۳-۵ : نتایج :   ۸۵
تغییر دهنده فاز :   ۹۰
۲-۵- نتایج   ۹۱
۳-۵-کنترلگر جریان برق یکنواخت   ۹۳
۱-۳-۵-مدل سرنگی UPFC   ۹۴
۲-۳-۵- نتایج   ۹۷
۴-۵-شبکه هال   ۱۰۳
منابع و مآخذ:   ۱۰۴

پایان نامه کارشناسی برق - بررسی اجمالی یک نوع UPS توان بالا

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه کارشناسی برق - بررسی اجمالی یک نوع UPS توان بالا دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه ................................................................................................................................................. 8
9.............................................................................................................................. UPS نمای کلی از
چیست ؟ ................................................................................................................................. 10 UPS
موارد استفاده از بارهای حساس ........................................................................................................ 10
مشکلات موجود در برق شهر ........................................................................................................... 11
بعنوان راه حل ......................................................................................................................... 15 UPS
یوپی اس چیست ............................................................................................................. 15 Back Up
16........................................................................................................................................UPS توان
های موجود ............................................................................................................................ 18 UPS
22..................................................................................................................UPS سیستمهای توان بالا
28....................................................................................................................................UPS ساختار
29............................................................................................................................. On-Line سیستم
خراب شود چه اتفاقی می افتد ؟ ....................................................................................... 33 UPS اگر
34..................................................................................................... UPS اجزای اصلی تشکیل دهنده
تبدیل ولتاژ....................................................................................................................................... 35
روش متداول استفاده از ترانس ......................................................................................................... 36
باتری ) .......................................................................................................... 38 ) DC Busbar ولتاژ
39.................................................................................................................Inverter Regulation
روش بدون ترانس .......................................................................................................................... 39
41.......................................................................................... (Rectifier ) بخش قدرت یکسو کننده
اصول کنترل کننده فاز .................................................................................................................... 41
یکسو کننده 6- پالس ..................................................................................................................... 44
ضریب توان ورودی ........................................................................................................................ 48
بخش قدرت اینورتر ........................................................................................................................ 51
روش ساخت اینورتر با استفاده از تغییر فاز ........................................................................................ 52
7
تولید ولتاژ خروجی ) .......................................................................................... 53 ) AC به DC تبدیل
مدولاسیون پهنای پالس ..................................................................................................................... 56
خروجی اینورتر ................................................................................................................................ 60
سوئیچ استاتیک ................................................................................................................................ 64
طرز کار سوئیچ استاتیک .................................................................................................................. 65
66.......................................................................... Emerson نحوه روشن و خاموش کردن یوپی اس
باتریها .............................................................................................................................................. 68
باتری چیست ................................................................................................................................... 68
باتری سرب اسید ............................................................................................................................. 69
اندازه و مکان باتریها ........................................................................................................................ 70
اتصال سری .................................................................................................................................... 71
اتصال موازی .................................................................................................................................. 72
جعبه های اتصال ............................................................................................................................. 73
74........................................................................................................................... RoomBattery
کابینت باتری ................................................................................................................................. 75
عمر تعیین شده باتری ..................................................................................................................... 76
76............................................................................................. Undercharge سولفاته شدن باتری
شارژ بیش از حد باتری .................................................................................................................. 77
ایمنی باتری ................................................................................................................................... 81
82........................................................(AH) و آمپر ساعت باتری مورد نیاز UPS روش محاسبه توان
تکفاز و باتری آن .................................................................................................... 83 UPS محاسبه
سه فاز و باتری آن ................................................................................................... 84 UPS محاسبه
88.................................................................................... 400KVA UPS Emerson مشخصات
و عکسهای مربوطه ............................................................. 90 UPS Emerson نقشه ها و مدارات
منابع ............................................................................................................................................ 10

توجه :

لطفا از این پروژه در راستای تکمیل تحقیقات خود و در صورت کپی برداری با ذکر منبع استفاده نمایید.

بهبود کیفیت توان هارمونیک، فلیکر و گذرا برای صنایع فولاد با استفاده از عناصر FACTS

اختصاصی از کوشا فایل بهبود کیفیت توان هارمونیک، فلیکر و گذرا برای صنایع فولاد با استفاده از عناصر FACTS دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

استفاده از عناصر FACTS در پروژه های صنعتی از جمله صنایع فولاد و ذوب فلزات، موجب کاهش انتقال نوسانات ولتاژ و هارمو نیک به شبکه اطراف مناطق صنعتی شده و تامین برق مطمئن و با کیفیت را جهت استفاده مشترکین عمومی تضمین می نماید.

مزایای عناصر FACTS عبارتند از : بهره برداری مناسبتر از سیستمهای موجود – افز ایش قابلیت اطمینان و در دسترس بودن شبکه – افز ایش پایداری دینامیکی و گذرای شبکه – افز ایش کیفیت تغذیه برای صنایع حساس – مزایای زیست محیطی. با انتخاب مناسب ا ین عناصر و با ظرفیت مناسب برای هر نوع واحد صنعتی هارمونیک زا می توان از آثار زیانبار نوسانات هارمونیکی بنحو موثری کاست.

عناصر FACTS بخصوص نسل جدید آن جایگاه خود را در شبکه های قدرت و توز یع کشورهای پیشرفته بعنوان مولدهای پاک و با بازده بالای جبران توان راکتیو و نوسانات هارمونیکی تثبیت کرده اند.

در این پروژه ابتدا به طراحی جامع یک نمونه از عناصر نسل قدیم  (SVC) که هم اکنون در گروه ملی فولاد اهواز در حال نصب می باشد، پرداخته و روشهای طراحی فشار قوی و ضعیف و نحوه حفاظت این سیستم به تفصیل مورد بررسی قرار می گیرد. سپس با معرفی مختصر عناصر FACTS (نسل قدیم و جدید) به مقایسه نوع STATCOM با سیستم SVC خواهیم پرداخت. اگرچه از SVC منصوبه در این کارخانه جهت کاهش اثر نوسانات فلیکر و جبران توان راکتیو استفاده شده است ولی دلایل دیگری نظیر افزایش تولید کوره و کاهش تلفات انرژی نیز مد نظر بوده است.

در گام اخیر، قابلیت حائز اهمیت سیستم SVC بعنوان یک فیدر انعطاف پذیر تغذیه سیستم قدرت در توسعه آینده این کوره ذوب نیز بسیار مهم و قابل توجه می باشد.

با نصب سیستم SVC، بدلیل افزایش ارائه توان راکتیو ، کارائی کوره ذوب الکتریکی و میزان مصرف الکترود بطور قابل ملاحظه ای بهبود یافته است.

هدف از این مقاله، باتوجه به شبیه سازی های اولیه منجر به طراحی این سیستم ، اثبات کارائی سیستم SVC موجود، در عمل می باشد.

مقدمه

– هدف

اهداف مورد نظر در پروژه حاضر را می توان به چهار دسته کلی تقسیم نمود.

الف: بهبود کیفیت توان در شبکه توزیع اطراف نواحی صنعتی هارمونیک زا:

باید اشاره نمود که در کنار عوامل سنتی کاهنده کیفیت توان (مثل صاعقه، کلیدزنی – قطع و وصل بانک های خازنی و غیره) پدیده های دیگری نیز از قبیل کمبود (فلش ) ولتاژ (sag)، بیشبود ولتاژ (swell)، موج ضربه ای (Impulse)، هارمونیک ها (Harmonics)، مطرح می باشند . این پدیده ها نه تنها برروی مشترکین بلکه برروی تجهیزات شرکت های توزیع نیروی برق نیز می توانند اثرات سوئی مانند عملکرد نامطلوب سیستم های کنترل راه دور (remote)، افزایش دمای کابلها، افزایش تلفات فوکو ، عملکرد نامطلوب تجهیزات حفاظتی، خطا در قرائت کنتورها و… ایجاد کنند.

ب: جبرانسازی توان راکتیو جهت افزایش ظرفیت خط انتقال:

باید متذکر شد که مصرف توان راکتیو در شبکه اجتناب ناپذیر است. انتقال انرژی راکتیو، انتقال جریان الکتریکی است و انتقالش نیازمند به کابل با سطح مقطع بزرگتر، دکل های فشار قوی و در نتیجه هزینه های مازاد است. همچنین افزایش تلفات الکتریکی و کاهش راندمان شبکه را نیز به همراه دارد.

در مواردی مانند کاربرد عناصر الکترونیک قدرت و متعادل سازی بارهای نامتعادل، حتی انتقال انرژی راکتیو هم کارساز نبوده و باید انرژی در محل تولید گردد.

ج: بهینه سازی هزینه انرژی و برگشت سریع سرمایه با جبرانسازی توان راکتیو:

این بحث در اثر توجه شرکتهای برق به عدم تساوی مصرف کننده ها، از دید توان اکتیو و راکتیو، آغاز گردید. بعنوان مثال ، یک مصرف کننده که 10kw برق را برای لامپ روشنایی مصرف می کند با یک مصرف کننده صنعتی که 10kw برای جوشکاری مصرف می کند از دید شرکت برق یکسان نیستند ولی هر دو هزینه برق پرداخت کنند. در حالی که دستگاه جوشکاری مشکلات متعددی نظیر نوسانات ولتاژ، صدمه به لوازم برقی و… را همراه دارد.

در اینجا بود که موضوعی بنام کیفیت مصرف برق مطرح شد که در آن هزینه پرداختی مصرف کنندگان فقط به توان اکتیو و راکتیو آنها بستگی ندارد و به نحوه مصرف برق نیز بستگی دارد.

از طرف دیگر مصرف کنندگان برق نیز باتوجه به اینکه دستگاه های برقی روز به روز حساستر می شوند، نیاز به برق سالمتر و با کیفیت بهتر دارند که در دهه اخیر مصرف کنندگان نیز مدعی خرید برق با کیفیت مورد نظر خود هستند و این موضوع بحث کیفیت توان را جدی تر نموده است.

د: افزایش تولید و بهره وری در کارخانجات فولاد:

با مجزا نمودن تغذیه بار کوره ها از شبکه سراسری که عمدتاً توان راکتیو می باشد و لذا اجتناب از ایجاد پست فشار قوی جدید مختص این کارخانجات، به مراه استفاده موثر از ظرفیت کابلهای تغذیه ترانس کوره جهت انتقال حداکثر توان راکتیو تا حد تحمل حرارتی و لذا کاهش زمان ذوب و نیز کاهش مصرف الکترود کوره، کارخانجات صنعتی را وادار به استفاده از لوازم الکترونیک قدرت نوین نموده است.

وسایل ساخته شده به این منظور (جلوگیری از اختلالات کیفیت توان ) در سالهای اخیر مبتنی بر تکنولوژی الکترونیک قدرت بوده و مبدلهای منبع ولتاژ و کنترلهای خاص با توانایی حذف و مجزا ساختن اغتشاشات، بکار گرفته شده اند.

– مراحل انجام پروژه:

در راستای انجام پروژه بنیادی حاضر مراحل زیر برای آن در نظر گرفته شده است.

مرحله اول: در این مرحله به مطالعه شبکه های هارمونیک زای صنعتی و خصوصیات آنها و مشکلات ایجاد شده توسط آنها پرداخته خواهد شد.

مرحله دوم: با توجه به مطالعات مرحله قبل و جمع آوری اطلاعات مربوطه، طراحی بهینه جبرانساز SVC برای فولاد اهواز انجام خواهد شد. همچنین به اختصار تجهیز STATCOM و کارایی آن در مقابل اغتشاشات هارمونیک و فلیکر مطالعه می شود.

مرحله سوم: در این مرحله پاسخ تجهیزات STATCOM و SVC در برابر اغتشاشات فلیکر و اعوجاج هارمونیکی مدلسازی و مقایسه شده و کارائی SVC اجرا شده در عمل بررسی می گردد.

مرحله چهارم: با استناد بر مطالعات فصول قبل و با مقایسه سایر پارامترها، با استفاده از سایل اندازه گی خاص، کارائی سیستم SVC در عمل اثبات می شود.

تعداد صفحه : 187

چکیده
مقدمه
هدف 2
مراحل انجام پروژه 4
مروری بر ساختار گزارش نهایی 4
فصل اول : مقدمه و تاریخچه ای بر مسئله کیفیت توان در کارخانجات فولاد
1-1 : مقدمه 7
2-1 : مروری بر چند پروژه جبرانساز توان راکتیو در کارخانجات صنعتی 9
3-1 : نتیجه گیری از بررسی سوابق موضوع 11
برای بهبود کیفیت توان 12 FACTS 4-1 : کاربرد ادوات جبرانگر
منصوبه در فولاد اهواز SVC فصل دوم : اصول طراحی بهینه،نحوه عملکردوسیستم کنترل و حفاظت
1-2 : مقدمه 14
15 ( SVC) 2-2 : جبرانساز ایستای توان راکتیو
در فولاد اهواز 15 SVC 1-2-2 . هدف از نصب
2-2-2 . نحوه جبران سازی توان راکتیو کنترل شده 16
3-2-2 . اجزاء جبران کننده 17
4-2-2 . مروری بر تئوری عملکرد 19
28 ( STATCOM ) 3-2 : جبرانساز ایستای توان راکتیو
فولاد اهواز 30 SVC 4-2 : طراحی بخش فشارقوی تجهیزات
30 SVC 1-4-2 . مبنای طراحی جانمایی تجهیزات
32 SVC 2-4-2 . طراحی سیستم زمین سایت
3-4-2 . طراحی کابل های انتقال توان 38
( SVC و پست فشارقوی تا سایت (PCC) ( از اتاق سوئیچگیر
42 SVC 4-4-2 . مبنای طراحی و انتخاب تجهیزات
(بانکهای خازنی ، راکتورها ، فیلتر هارمونیک، ... )
ب
5-2 : طراحی فشار ضعیف 66
66 SVC و تحلیل ورودیها به سیستم حفاظت SVC 1-5-2 . تک خطی حفاظتی سیستم
68 SVC و راهکارهای بهینه سازی حفاظت SVC 2-5-2 . بررسی رله های حفاظتی سیستم
92 SVC 3-5-2 . بررسی سیستم کنترل
97 SVC 4-5-2 . مدلسازی جزئی سیستم کنترل فرمان آتش
نصب شده در فولاد اهواز 104 SVC 6-2 : شبیه سازی سیستم
104 (FACTS) 1-6-2 . مقدمه ای به سیستم های انتقال انعطاف پذیر
اهواز 107 SVC 2-6-2 . انتخاب اجزاء شبکه نمونه
2-2-6-2 کوره القایی (ذوب الکتریکی) 109
2-2-6-2 مفهوم اعوجاج شکل موج در مدل کوره القائی 110
فصل سوم : بررسی نتایج شبیه سازی ادوات کیفیت توان در پروژه فولاد اهواز
115 STATCOM 1-3 : نتایج شبیه سازی در فیدر کوره با حضور
بمنظور کاهش فلیکر کوره ذوب کارخانه فولاد اهواز 123 svc 2-3 : تحقیق اثر کاربرد
1-2-3 : مقدمه 123
2-2-3 : مشخصه اصلی کوره ذوب الکتریکی 123
123 (SVC) 3-2-3 : جبرانساز استاتیکی توان راکتیو
4-2-3 : اثر فیدر کوره روی شبکه 124
5-2-3 : اثر فلیکر ولتاژ روی شبکه 125
126 svc 6-2-3 : ساختار پایه
7-2-3 : تست کارائی سیستم 127
1-7-2-3 : ضریب توان 128
2-7-2-3 : تست عدم تعادل ولتاژ 129
3-7-2-3 : نوسان هارمونیکی 131
4-7-2-3 : فلیکر ولتاژ 142
147 svc 8-2-3 : خلاصه نتایج تست کارائی
فصل چهارم : نتیجه گیری و پیشنهادات
نتیجه گیری 151
پیشنهادات 151
پیوست ها 152
نقشه تک خطی و جانمائی تجهیزات 152
آرایش کلی سیستم زمین 153
جداول مربوط به ضرائب انتخاب سطح مقطع و ظرفیت جریانی کابلها 154
155 SVC تک خطی حفاظتی سیستم
روش محاسبه فلیکر ولتاژ تک فرکانسی 156
فهرست مطالب
عنوان مطالب شماره صفحه
ج
خذ 157 Ĥ منابع و م
فهرست منابع فارسی 157
فهرست منابع لاتین 158
سایت های اطلاع رسانی 160
چکیده انگلیسی 161

کنترل ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور با به کارگیری تپ چنجر و جبرانگر استاتیکی توان راکتیو

اختصاصی از کوشا فایل کنترل ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور با به کارگیری تپ چنجر و جبرانگر استاتیکی توان راکتیو دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

کنترل ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور با به کارگیری تپ چنجر و جبرانگر استاتیکی توان

Voltage Control Of Secondary Side Of Transformer with coordination Of SVC and ULTC

چکیده

کنترل ولتاژ در یک شبکه قدرت همواره یکی از مهمترین چالش های صنعت برق بوده است. از این رو در این پایان نامه، به منظور دستیابی به ولتاژ با دامنه ثابت و مطلوب، از ترکیب همزمان ترانسفورماتورهای مجهز به تپ چنجر و جبرانگرهای استاتیکی توان راکتیو استفاده شده است. و از آنجایی که سرعت پاسخگویی SVC و ULTC متفاوت می باشد بایستی در ترکیب آنها، سیاست های کنترلی ویژه ای در نظر گرفته شود تا از این طریق بتوان با ایجاد نوعی هماهنگی در ترکیب، در امر کنترل از مشارکت هردو المان بهره برد.

با توجه به دینامیک گسسته ULTC و همچنین به سبب آنکه مشخصه کنترلی جدیدی که برای SVC مدنظر قرار داده شده است، دارای طبیعتی هایبرید، یعنی ترکیبی از دینامیک پیوسته و گسسته می باشد، جهت طراحی سیستم کنترل هماهنگ کننده از نظریه کنترل نظارتی بهره گرفته می شود. مزیت استفاده از این روش را می توان به طور خلاصه عدم نیاز به در نظر گرفتن مسائلی از قبیل وجود تاخیر زمانی، وجود باند مرده در دینامیک تپ چنجر و یا غیرخطی بودن رفتار فرآیند برشمرد. اما چالش اساسی در به کارگیری این نظریه، مشکلات مربوط به پیاده سازی عملی آن می باشد.

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه

کنترل ولتاژ و تثبیت آن در یک شبکه قدرت به منظور پایداری شبکه و نیز حفظ محدوده مجاز عملکرد تجهیزات، امری اجتناب ناپذیر و همواره یکی از مهمترین مسائل این حوزه بوده است. به منظور دستیابی به این مهم، در سیستم های قدرت از سه روش عمده استفاده می شود.

1- تغییر ست نقطه تنظیم سیستم تحریک ژنراتورها

2- تغییر تپ ترانسفورماتورها

3- استفاده از جبرانسازی موازی

در روش نخست، محدودیت حرارتی سیم پیچ ژنراتورها به عنوان یک قید میزان توان راکتیو تولیدی / مصرفی نیروگاه ها را محدود می کند. در سال های اخیر مطالعات زیادی به منظور ارائه روش های نوین کنترل توان راکتیو و ولتاژ جهت افزایش سطح امنیت و پایداری سیستم ارائه شده است.

ترانسفورماتورهای مجهز به تپ چنجر به صورت گسترده ای جهت تنظیم ولتاژ در شبکه های قدرت به کار گرفته می شوند. با پیشرفت روزافزون صنعت و از آنجا که دسته وسیعی از تجهیزات الکتریکی نظیر موتورهای القایی، لامپ های روشنایی و… جهت کارایی مناسب نیاز به آن دارند که همواره در ولتاژ نامی کار کنند، در بسیاری از موارد بخصوص در شبکه های توزیع انرژی الکتریکی، جهت تثبیت ولتاژ علاوه بر ULTC از یکسری از ادوات جبرانگر نیز استفاده شده است.

یکی از مهمترین اجزا سیستم های قدرت، ادوات FACTS می باشند. امروزه برخی از انواع آنها از جمله SVC در سطح وسیعی در صنعت انتقال و توزیع انرژی الکتریکی جهت کنترل توان راکتیو و ولتاژ مورد استفاده قرار گرفته است. SVC برای اولین بار در سال 1970 میلادی برای جبران توان راکتیو و بهبود پایداری دینامیکی سیستم های قدرت به کار گرفته شد و در بهبود پایداری ولتاژ اثرات مثبتی نشان داد.

امروزه SVC، یکی از المان های کلیدی سیستم قدرت می باشد که بخاطر سرعت پاسخگوئی بالای آن، قابلیت اطمینان شبکه بهبود می یابد و همچنین می تواند علاوه بر تثبیت ولتاژ، جهت دستیابی به شرایط دینامیکی پایدار، مثل پایداری گذرا و میرا نمودن نوسانات توان نیز به کار آید. بخاطر همین قدرت پاسخگویی سریع، زمانی که با تثبیت کننده های دیگر ولتاژ نظیر ULTC در مدار بکار می روند، پاسخ های زمانی کاملا متفاوتی داشته و SVC قبل از ULTC به انحراف ولتاژ پاسخ می دهد. در نتیجه زمانی که خروجی SVC در حین اختلاف ولتاژهای حالت دائمی به ماکسیمم حد ظرفیت خازنی خود رسید، خواص کنترلی خود را از دست داده و نظیر بانک خازنی موازی ثابت عمل می نماید. با توجه به آنکه استفاده از SVC به عنوان یک کنترل کننده اضطراری برای اعمال پاسخ سریع به تغییرات ناگهانی ولتاژ اجتناب ناپذیر است، باید به طریقی ظرفیت آن برای پاسخ به تغییرات احتمالی ولتاژ در لحظات آینده حفظ شود. بنابراین به کارگیری یک استراتژی کنترلی هماهنگ کننده جهت هماهنگی ULTC , SVC لازم است.

در این راستا مشخصه V-I جدیدی برای SVC به کار گرفته می شود که در آن نوعی رفتار سوئیچینگ مشاهده می گردد. و از آنجا که ULTC نیز دارای رفتار سوئیچینگ می باشد، جهت طراحی سیستم کنترل هماهنگ کننده می توان از نظریه کنترل نظارتی بهره گرفت. مزیت استفاده از این روش را می توان به طور خلاصه عدم نیاز به در نظر گرفتن مسائلی از قبیل وجود تاخیر زمانی، وجود باند مرده در دینامیک تپ چنجر و یا غیرخزی بودن رفتار فرایند برشمرد. در این پایان نامه با استفاده از روش کنترل نظارتی متمرکز یک کنترل ناظر برای سیستم، طراحی می نماییم.

ساختار پایان نامه به این صورت است که در فصل دوم مروری بر سیستم های گسسته پیشامد و کنترل نظارتی آنها و روشهای متعدد طراحی کنترل نظارتی داشته، پس از آن ساختار و عملکرد چند نمونه از ادوات کنترل ولتاژ و مزایا و معایب آنها را بررسی می کنیم. سپس به مطالعه کارهای مختلف انجام شده در این زمینه که غالبا با ترکیب دو یا چند نمونه از این ادوات بوده پرداخته و مزایا و معایب آن را بر می شماریم.

در فصل سوم سیستم به کار گرفته شده معرفی و پس از آشنایی بیشتر با المان های آن به سراغ طراحی کنترل کننده با هدف کنترل ولتاژ می رویم و کنترل کننده ای را برای هریک از اجزای مدار معرفی می نماییم.

در فصل چهارم کنترل کننده حلقه بازی را برای کنترل سیستم طراحی کرده، نتایج حاصل حاکی از نامطلوب بودن پاسخ است. بنابراین با استفاده از ULTC کنترل حلقه بسته ای برای مدار طراحی می نماییم. این کنترل کننده در راستای تحقق و رسیدن به هدف گام برمی دارد، اما نسبت به تغییر پارامترها مقاوم نیست. جهت نیل به هدف از ترکیب دو المان SVC و ULTC بهره می گیریم. از آنجا که سرعت پاسخگویی این المان ها یکسان نمی باشد لذا کنترل کننده حلقه بسته ای جهت هماهنگ نمودن عملکرد این دو المان طراحی می نماییم. پاسخ ها نشان می دهد، علاوه بر بهبود نتایج حاصل از کنترل کننده قبلی نسبت به تغییر پارامترها نیز مقاوم می باشد.

تعداد صفحه : 97