مقدمه
در سیستم های قدرت پیشرفته انرژی الکتریکی توسط ژنراتورهای سه فاز تولید می شود که پس از انتقال به صورت سه فاز توزیع می شود . به دلایل اقتصادی از ایستگاه تا مصرف ولتاژ چندین بار افزایش و کاهش می یابد .در هر باز افزایش و کاهش ولتاژ ت سه فاز موردنیاز است . بدین جهت در سیستم های قدرت سه فاز از تعداد زیادی ترانسفورماتور سه فاز استفاده می شود . برای هر تبدیل ولتاژ از مقداری به مقدار دیگر ممکن است از سه واحد ترانسفورماتور تک فاز یا یک واحد ترانسفورماتور سه فاز استفاده شود . در ترانسفورماتورهای قدرت و توزیع جریان تحریک تنها درصد کوچکی ( 2 تا 6%) از جریان نامی است . پدیده هارمونیک در ترانسفورماتورهای قدرت بسیار مهم است . زیرا تحت شرایط معینی هارمونیک های جریان تحریک باعث عمل عمدی تجهزات حفاظتی می گردند ممکن است باعث تداخل در مدارهای مخابراتی شوند . نظر به این مسئله مهندسین مخابرات و سیستم انرژی باید قادر به بررسی و حذف چنین شرایط باشند . از این رو هارمونیک در ترانسفورماتور از اهمیت ویژه ای برخوردار است .
اولین مورد از مشکلات اعوجاجات هارمونیکی در سال 1893 در شهر هارتفورد امریکا پیش آمد،به این صورت که یک موتور الکتریکی با گرم شدن زیاد باعث خرابی عایقبندی خود شد. پس از آزمایشات معلوم شد که علت این امر تشدید ایجاد شده در خط انتقال ، ناشی از وجود هارمونیکها بوده است. مشکل بعدی ،یک ژنراتور سه فاز 125 هرتز با ولتاژ 8/3 کیلوولت ساخت شرکت جنرال الکتریک امریکا بود. در این موردهمه محاسبات با تقریبهای خوبی انجام شده بودولی بازهم تشدید در خط انتقال بود . با محاسبه اندوکتانس و ظرفیت خازنی خط انتقال و احتمالاً اندوکتانس بار،مشاهده شد که در فرکانس حدود 1600 هرتز ( هارمونیک سیزدهم ) در خط تشدید ایجاد می شود.شکل موجهای ولتاژ ژنراتور نیروگاه و موتور سنکرون دارای مؤلفه های هارمونیکی قابل توجه بودند.
فهرست مطالب :
چکیده
مقدمه
فصل ۱- شناخت ترانسفورماتور
۱-۱- مقدمه
۱-۲- تعریف ترانسفورماتور
۱-۳- اصول اولیه
۱-۴- القاء متقابل
۱-۵- اصول کار ترانسفورماتور
۱-۶- مشخصات اسمی ترانسفورماتور
۱-۶-۱- قدرت اسمی
۱-۶-۲- ولتاژ اسمی اولیه
۱-۶-۳- جریان اسمی
۱-۶-۴- فرکانس اسمی
۱-۶-۵- نسبت تبدیل اسمی
۱-۷- تعیین تلفات در ترانسفورماتور ها
۱-۷-۱- تلفات آهنی
۱-۷-۲- تلفات فوکو در هسته
۱-۷-۳- تلفات هیسترزیس
۱-۷-۴- مقدار تلفات هیسترزیس
۱-۷-۵- تلفات مس
۱-۸- ساختمان ترانسفورماتور
۱-۸-۱- مدار مغناطیسی ( هسته )
۱-۸-۲- مدار الکتریکی ( سیم پیچها )
۱-۸-۳- مخزن روغن
۱-۸-۴- مواد عایق
۱-۸-۵- وسایل حفاظتی
۱-۹- جرقه گیر
۱-۱۰- پیچ ارت
فصل ۲- بررسی بین منحنی B–H و آنالیز هارمونیکی جریان مغناطیس کننده
۲-۱- مقدمه
۲-۲- منحنی مغناطیس شوندگی
۲-۳- پس ماند ( هیستر زیس )
۲-۴- تلفات پس ماند ( تلفات هیستر زیس )
۲-۵- تلفات هسته
۲-۶- جریان تحریک
۲-۷- پدیده تحریک در ترانسفورماتور ها
۲-۸- تعریف و مفهوم هارمونیک ها
۲-۸-۱- هارمونیک ها
۲-۸-۲- هارمونیک های میانی
۲-۹- ناپایداری هارمونیکی مرتبط با هسته ترانسفورماتور در سیستم های AC- DC
۲-۱۰- واکنشهای فرکانسی AC-DC
۲-۱۱- چگونگی ایجاد ناپایداری
۲-۱۲- تحلیل ناپایداری
۲-۱۳- کنترل ناپایداری
۲-۱۴- جریان مغناطیس کننده ترانسفورماتور
۲-۱۴-۱- عناصر قابل اشباع
۲-۱۴-۲- وسایل فرومغناطیسی
فصل ۳- تاثیر هارمونیکهای جریان و ولتاژ بر روی ترانسفورماتورهای قدرت
۳-۱- مقدمه
۳-۲- مروری بر تعاریف اساسی
۳-۳- اعوجاج هارمونیکها در نمونه هایی از شبکه
۳-۴- اثرات هارمونیکها
۳-۵- نقش ترمیم در سیستم های قدرت با استفاده ازاثر خازنها
۳-۵-۱- توزیع هارمونیکهای جریان در یک سیستم قدرت بدون خازن
۳-۵-۲- توزیع هامونیکهای جریان در یک سیستم پس از نصب خازن
۳-۶- رفتار ترانسفورماتور در اثر هارمونیکهای جریان
۳-۷- عیوب هارمونیکها در ترانسفورماتور
۳-۷-۱- هارمونیکهای جریان
۳-۷-۲- هارمونیک های ولتاژ
۳-۸- حذف هارمونیکها
۳-۹- طراحی ترانسفورماتور برای سازگاری با هارمونیکها
۳-۱۰- چگونگی تعیین هارمونیکها
۳-۱۱- اثرات هارمونیکهای جریان مرتبه بالا( High orde Harmonics ) روی ترانسفورماتور
۳-۱۲- مفاهیم تئوری
۳-۱۲-۱- مدل سازی
۳-۱۳- نتایج عملی
۳-۱۴- راه حل ها
۳-۱۵- نتیجه گیری نهایی
فصل ۴- بررسی عملکرد هارمونیکها در ترانسفورماتورهای قدرت
۴-۱- مقدمه
۴-۲- پدیده هارمونیک در ترانسفورماتورهای سه فاز به عوامل زیر بستگی دارد
۴-۳- اتصال ستاره (بدون اتصال زمین)
۴-۳-۱- ترانسفورماتورهای با مدار مغناطیسی مجزا ومستقل
۴-۳-۲- ترانسفورماتورها با مدار مغناطیسی پیوسته یا تزویج شده
۴-۴- اتصال Yy ستاره با نقطه خنثی
۴-۵- اتصال Dy
۴-۶- اتصال yd
۴-۷- اتصال Dd
۴-۸- سیم پیچ ثالثیه یا پایدار کننده
۴-۹- تلفات هارمونیک در ترانسفورماتور
۴-۹-۱- تلفات جریان گردابی در هادی های ترانسفورماتور
۴-۹-۲- تلفات هیستر زیس هسته
۴-۹-۳- تلفات جریان گردابی در هسته
۴-۹-۴- کاهش ظرفیت ترانسفورماتور
فصل ۵- جبران کننده های استاتیک
۵-۱- مقدمه
۵-۲- راکتور کنترل شده باتریستور TCR
۵-۲-۱- ترکیب TCR و خازن های ثابت موازی (TCR/FC)
۵-۳- راکتوراشباع شده SR
۵-۳-۱- شیب مشخصه ولتاژ
نتیجه گیری
منابع و ماخذ ایرانی
منابع و ماخذ خارجی
خلاصه پایان نامه:
دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی
عنوان انگلیسی مقاله:
عنوان فارسی مقاله:
تعداد صفحات انگلیسی:7
تعداد صفحات فارسی به فرمت ورد:27
Abstract
A sliding mode voltage control strategy is proposed in this paper to capture the maximum electrical energy from wind. This control strategy mainly includes a fuzzy logic controller and a sliding mode voltage controller. The fuzzy logic controller is designed to derive the optimum DC-side voltage, while the sliding mode voltage controller is employed to track the derived optimum voltage with minimum steady-state error and hence to capture the maximum wind energy. This paper illustrates how major issues in the design and implementation of the two controllers can be handled effectively. Comparative experimental results demonstrate that significant performance improvements in maximum wind energy capture can be achieved by using the proposed control strategy
چکیده
در این مقاله یک استراتژی کنترل ولتاژ مد لغزشی برای بهرهگیری از ماکزیمم انرژی الکتریکی باد، ارائه شده است. این استراتژی کنترلی اساسا شامل یک کنترل کنندهای منطق فازی و یک کنترل کنندهای ولتاژ مد لغزشی است. کنترل کنندهای منطق فازی برای استخراج ولتاژ بهینه سمت DC طراحی میشود، در حالی که از کنترل کننده ولتاژ مود لغزشی برای ردیابی ولتاژ بهینه استخراج شده با مینیمم خطای حالت پایدار و در نتیجه برای بهرهگیری از ماکزیمم انرژی بادی، استفاده میشود. این مقاله نشان میدهد که چگونه مسائل اصلی در طراحی و پیادهسازی دو کنترل کننده میتواند بصورت موثری بکار روند. نتایج تجربی مقایسهای نشان میدهند که بهبود عملکرد بسیار زیادی در بهرهگیری از ماکزیمم انرژی بادی با استفاده از استراتژی کنترلی ارائه شده بدست میآید.
قالب : WORD
مقدمه
روش تغییر نسبت تبدیل ترانسفورماتورها با استفاده از تپ قدمتی به اندازه خود ترانسفورماتور دارد.از دیرباز ترانسفورماتورهای دارای نسبت تبدیل متغییر با حدود مشخص در انتقال توان الکتریکی مورد استفاده بوده اند چرا که این ساده ترین راه کنترل سطح ولتاژ وتوان اکتیو وتوان راکتیو در شبکه های الکتریکی است. در بدو توسعه ترانسفورماتورها وجود تپ های متصل به بوشینگ ها در خارج از تانک ترانسفورماتور که بر اساس نیاز های شبکه استفاده می شدندکافی به نظر می رسید.یک روش ساده تر اتصال تب ها به کلید های تپ که امروزه تپ چنجرهای بدون بار یا خارج از مدار نامید می شوند بود.این تپ چنجر ها فقط هنگامی که ترانسفورماتور بی برق است امکان عمل دارند.واضح است که این وسیله ساده فقط اجازه می داد که گهگاهی نسبت تبدیل ترانسفورماتور اصلاح شود و امکان کنترل افت ولتاژ در اثر تغییرات بار شبکه میسر نبود.در آن زمان کنترل افت ولتاژ فقط در نیروگاه امکانپذیر بود. جهت حل این مسئله تجهیزات کلید زنی نیازبودند که زیر بار یعنی بدون قطع جریان بار قابلیت تغییر تعداد دور ترانسفورماتور ها را داشته باشند.چنین تجهیزات کلید زنی که امروزه تپ چنجر های زیر بار نامیده می شوند بیش از 70 سال قبل به صنعت ترانسفورماتور سازی معرفی شدند. در دهه 1920که مصرف توان الکتریکی سهم روبه رشدی داشت به دلیل نیاز بهم پیوستگی و توسعه شبکه های الکتریکی استفاده از تپ چنجر های زیر بار در سیستم قدرت به یک موضوع بسیار ضروری تبدیل گردید.رشد بسیار سریع سیستم های قدرت در عرض چندین سال راه حل های کاملا" قابل قبولی برای بهربرداری کارا و مطمئن از سیستم به ارمغان آورد و در عرض چند سال به دلیل افزایش پیوسته سطح ولتاژ انتقال وتوان منتقل شده رشد تپ چنجر های زیر بار سرعت گرفت.
فهرست مطالب
فصل اول مقدمه
مقدمه
فصل دوم تحلیل پایداری ولتاژ
مقدمه
افت ولتاژ در خطوط و خط بار راکتیو سیستم
دسته بندی پایداری
نقش بار در پایداری ولتاژ
سقوط ولتاژ
رابطه پایداری ولتاژ با پایداری رتور
تحلیل حساسیت
فصل سوم معرفی ساختمان تپ چنجرهای ترانسفورماتور های قدرت
تعویض کننده های انشعاب
تعویض کننده های انشعاب مقاومتی
ساختمان تپ چنجر یا تعویض کننده انشعاب
قسمت میکانیکی تپ چنجر از داخل ترانسفورماتور و سیستم الکتریکی و میکانیکی آن
قسمت میکانیکی فرمان تپ چنجر
سیستم فرمان الکتریکی تپ چنجر
مقایسه بین مدار های ترتیب یافته با راکتانس و مقاومت
فرمان الکتریکی از فاصله اتوماتیک
مشخصه های تعویض کننده انشعاب (تپ چنجر)
فصل چهارم مدارات ترانسفورماتور های تنظیم ولتاژ دارای تپ چنجر زیر بار
اصول تنظیم ولتاژ
مدارات تنظیم ولتاژ
فصل پنجم انتخاب تپ چنجر زیر بار
سطوح عایقی
جریان گذرنده نامی
جریان اضافه بار
جریان اتصال کوتاه
ظرفیت قطع
تعداد موقعیت های تپ
مسائل تخلیه با انتخاب کننده های تغییر وضعیت
عمر میکانیکی
مکانیزم موتور درایو
آزمایشات خلائ و فشار
شرایط دمای کم
سطوح عایقی درونی و بیرونی
فصل ششم کاربرد های خاص تپ چنجر های زیر بار
کاربرد های خاص
توالی کلید زنی C-B-A
تپ چنجر های زیر بار برای کاربرد های خطی
تپ چنجر های زیر بار با انتخاب کننده تغییر وضعیت مثلث –ستاره
آرایش های سیم پیچی تپ درشت/ظریف چند گانه
آرایش سیم پیچ تپ با حلقه های بایاس
ترانسفورماتور جابهجا کننده فاز با تپ چنجر
اصول تنظیم زاویه فاز
فصل هفتم تفاوت در روش آنالیز ناپایداری تپ چنجر بین شبکه های حلقوی وشعاعی
خلاصه
مقدمه
تشخیص ناپایداری تپ چنجر
نتایج شبیه سازی
نتیجه
این فایل در قالب ورد و قابل ویرایش در 120 صفحه می باشد .
مقدمه
هدف اصلی
عبارت کیفیت گاهی اوقات به عنوان مترادف کلمه قابلیت اطمینان برای نشان دادن وجود منبع قدرت مناسب و مطمئن بکار می رود . تعریف جامع تر به صورت « کیفیت سرویس » مطرح شده است که شامل سه نقطه نظر قابلیت اطمینان منابع تغذیه ، کیفیت توان تحویل داده شده و نیز تهیه و دسترسی به اطلاعات شبکه است . با استفاده از عناوین مقالات و پروژه های مختلف در سالهای اخیر می توان کیفیت توان را کیفیت ولتاژ نیز تعریف کرد . با افزایش اعمال کنترل با استفاده از سیستمهای الکترونیک قدرت در شبکه های انتقال و شرکنهای توزیع ، تعریف دوم کیفیت توان مقبولیت بیشتری پیدا نموده است .
اکثر کارهای پیشین در زمینه کیفیت توان با مسئله هارمونیکها مرتبط بوده است در حالیکه اعوجاج هارمونیکها یکی از مشکلات فزاینده کیفیت است ، مفهوم وسیع تر کیفیت توان شامل تغییرات گذرا و غیر پریودیک شکل موج ایده آل نیز میگردد. چنین انحرافاتی برای ارزیابی سازکاری الکترو مغناطیسی( E M C ) به کار می رود، موضوعی که شامل عملکرد مناست تجهیزات و سیستم ها بدون تداخل با یکدیگر و یا تداخل ناشی از دیگر تجهیزات سیستم بر روی خود تجهیز است . چون سیستم قدرت وسیله ای برای انتقال تداخلات بین مصرف کنندگان مختلف است لذا مشخصه مهم کیفیت سیستم قدرت شامل قابلیت سیستم قدرت در انتقال و تحویل انرژی الکتریکی به مصرف کنندگان در محدوده های مشخص شده توسط استانداردهای E M C میباشد .
در این قسمت هدف اصلی یعنی کیفیت توان سیستم های قدرت ، همراه با تشریح اجمالی انحرافات ایجاد شده در شکل موج ها و اثر این انحرافات بر روی عملکرد سیستم قدرت مورد بحث و بررسی قرار میگیرد . این موارد سپس با مقدمه ای اجمالی به مبحث مونیتورینگ و روشهای تخمین حالت که در بررسی و ارزیابی کیفیت توان مورد استفاده قرار میگیرند ، دنبال می شود .
اغتشاشات
در مبحث کیفیت توان ، اغتشاش همان انحراف موقتی از حالت دائمی شکل موج است که به علت خطاهای کوتاه مدت و یا تغییرات ناگهانی در سیستمهای قدرت ایجاد می شود . اغتشاشات براساس نظریه I E C شامل فرورفتگی و لتاژ ، قطعی های کوتاه مدت ، افزایش ولتاژ و گذرا های ضربه ای و نوسانی است .
فرورفتگی ولتاژ ( کاهش کوتاه مدت ولتاژ )
فرورفتگی ولتاژ ، به کاهش ناگهانی (بین 10% تا 90% ) ولتاژ در یک نقطه از سیستم الکتریکی گفته میشود که از نیم سیکل تا چند ثانیه طول می کشد ( شکل 1 ـ 1 ) . فرورفتگی هایی که دوام آنها کمتر از نیم سیکل است به صورت گذرا در نظر گرفته می شوند .
فرورفتگی ولتاژ ممکن است به علت عملیات کلید زنی ناشی از قطع شدن منبع تغذیه ، عبور جریان های بالا ناشی از راه اندازی بارهای موتوری بزرگ یا عبور جریان های خطا بوجود آید . این وقایع ممکن است ناشی از مشترکین یا خطا در شبکه برق باشد . دلیل اصلی فرورفتگی های لحظه ای ولتاژ ، احتمالاً بر خورد صاعقه می باشد .
فرورفتگیها بر حسب زمان در سه گروه دسته بندی می شوند : 4 سیکلی ( زمان تقریبی بر طرف شدن خطا ) ، 30 سیکلی ( زمان باز بست لحظه ای کلیدهای قدرت ) و 120 سیکلی ( زمان بازبست تأخیری کلید های قدرت ) . در اکثر مواردی که امروزه مشاهده می شوند اثر فرورفتگی ولتاژ بر تجهیزات بستگی به مقدار فرورفتگی ولتاژ و مدت زمان تداوم فرورفتگی دارد . مطالعات نشان میدهد که حدود %40 مواقع این کاهش ، به اندازه ای است که از میزان تحمل قابل قبول داده شده در استاندارد تجهیزات کامپیوتری بیشتر است . از دیگر تأثیرات ممکن میتوان به : خاموشی لامپ های تخلیه ، عملکرد نادرست ادوات کنترلی ، نوسان سرعت یا توقف موتورها ، فرمان قطع کنتاکتورها ، عدم کارکرد مناسب سیستم کامپیوتری یا خطا در کموتاسیون اینورتورها اشاره نمود . راه حل ممکن برای رفع فرورفتگی های ولتاژ استفاده از منابع قدر ت غیر قابل قطع یا بهبود دهنده توان می باشد .
فهرست مطالب:
مقدمه 2
هدف اصلی 2
اغتشاشات 14
فرورفتگی ولتاژ ( کاهش کوتاه مدت ولتاژ ) 14
قطعی های کوتاه مدت 15
برامدگی ولتاژ ، افزایش ولتاژ کوتاه مدت 16
گذراها 17
شکاف ولتاژ 19
اعوجاج 22
1ـ منابع کوچک و قابل پیش بینی 25
2 : منابع بزرگ و تصادفی 26
3-مبدل های استاتیک ( منابع بزرگ و قابل پیش بینی ) 27
نوسانات ولتاژ 30
فیلکر 31
علل فلیکر 34
اثرات فلیکر 35
ارزیابی کیفیت 36
تخمین حالت کیفیت توان 38
نامتعادلی ولتاژ 39
نوسان ولتاژ و فلیکر 40
ثبت وقایع 46
فلیکرمتر I E C 48
فلیکر متر دیجیتال در حوزه زمان 50
طراحی فیلتر وزنی دیجیتال 53
5 ـ 7 ـ 3 : فلیکر متر دیجیتال در حوزة فرکانس 56
5 ـ 7 ـ 5 : بر اورد فلیکر حالت مانا 60
ارزیابی فیلکر ناشی از کارخانة فولاد الیاژی ایران واقع در استان یزد 64
قسمت اول: مفاهیم اولیه و استانداردها 64
مقدمه 64
شکل (2) شکل موج سینوسی فیلکر 66
شکل (3) شکل موج غیرسینوسی فیلکر (پوش منحنی) 67
شکل (4) شکل موج نامتناوب فیلکر (پوش منحنی) 67
ارزیابی فیلکر 67
بررسی اثر جمعی بارهای اغتشاشی 71
شکل (7) منحنیهای مشخصکنندة حدود رؤیتپذیری و ازار فیلکر به همراه منحنی ضریب تصحیح g(f) 73
روشهای جدید ارزیابی فیلکر 73
شکل (8) منحنی قابلیت احساس فیلکر مطابق با استاندارد 868 IEC 74
شکل (9) طرحی از فیلکرمتر UIE/IEC 76
شکل (10) سطح لحظهای فلیکر (IFL) به صورت یک تابع متغیر با زمان 76
شکل (11) تابع توزیع تجمعی پایداری سیگنال IFL در کلاسهای 1 تا 10 77
نتیجه 81
قسمت دوم: روشهای تخمین 84
مقدمه 84
تخمین فلیکر ناشی از کورههای قوس الکتریکی 84
محاسبه درصد نوسان ولتاژ میانگین 85
محاسبة «تنزل ولتاژ اتصال کوتاه» 85
شکل (14) SCVD برحسب ظرفیت نامی کوره یا مجموعة کورهها 86
محاسبة شاخصهای کوتاهمدت و بلندمدت شدت فلیکر 86
سطح احتمالاتی نمونههای Pst 86
ضریب مشخصة انتشار (Kst) 87
جدول (3) نمونههایی از نتایج اندازهگیری فلیکر به وسیلة فلیکرمتر UIE/IEC 88
ظرفیت اتصال کوتاه کورة معادل 88
ضریب انتقال فلیکر (CHV/LV) 89
ضریب جبرانسازی (Rcomp.) 90
قسمت سوم: تجزیه و تحلیل دادهها و نتیجهگیری 90
مقدمه: 90
تشریح شبکة داخلی و تغذیة کارخانة فولاد الیاژی ایران 92
بخش کوره 92
بخش نورد 93
بارهای موجود در سایر بخشها 94
تجهیزات جبرانساز کارخانة فولاد الیاژی ایران 94
مقادیر تضمین شدة شدت فلیکر توسط پیمانکار و مفروضات در نظر گرفته شده 95
ظرفیت اتصال کوتاه شینة تغذیه 99
پیمانکار 101
انتخاب ظرفیت جبرانساز 101
بررسی اثر اغتشاشی بخش نورد 103
انتخاب استاندارد 104
2نتیجه 111
مراجع 112