هارمونیک بانکهای خازنی
دانلود تحقیق هارمونیک بانکهای خازنی
فرمت فایل: ورد قابل ویرایش
تعداد صفحات: 31
فهرست
مقدمه :
از دیر باز، بکارگیری بانک های خازنی بعنوان یک ضرورت در طراحی فیدرهای توزیع پذیرفته شده است . ملاحظاتی که در طراحی منظور میشوند معمولاً فاکتورهای سنتی نظیر حفظ ولتاژ ، ضریب قدرت و آزادسازی ظرفیت میباشد . اما از آنجا ییکه در سیستم های مشترکین امروزی از ادوات الکترونیک قدرت استفاده میشود بنابراین طراحی شبکه توزیع در آینده شامل ملاحظات مربوط به کیفیت توان نیز خواهد بود .
کلمه «کیفیت توان » معانی مختلفی دارد ، شاید به تعداد توصیفاتی که برای بیان اثرات آن بر عملکرد شبکه بکار می روند .
شرکت برق ممکن است کیفیت توان را به عنوان قابلیت اطمینان توصیف کند وبا استناد به آمار ادعا کند که سیستم به میزان 95% .99 قابل اطمینان میباشد . اغلب کارخانجات سازنده ، کیفیت توان را به عنوان مشخصات مورد انتظار منبع تغذیه تعریف می کنند . بنابراین چنین تعریفی از دیدگاه سازندگان مختلف کاملاً متفاوت است که از مشکلات کیفیت توان تاثیر می پذیرد و بهترین تعریف ، تعریفی است که در آن دیدگاه مصرف کننده نیز لحاظ شده باشد . با توجه به این موضوع ، تعریف زیر اغلب بکاربرده میشود :
« هر مشکل بوجود آمده بر روی توان که ناشی از ولتاژ ، جریان و تغییرات فرکانس بوده و منجر به خروج یا عملکرد نامطلوب تجهیزات مشترکین گردد ، یک مشکل کیفیت توان محسوب میشود » .
وقایع زیادی در سیستم موجب ایجاد مسأله کیفیت توان می گردند . اغلب تجزیه و تحلیل این وقایع مشکل میباشد بدلیل این حقیقت که اختلال حاصل ممکن است مربوط به عملیات کلید زنی یا خطای تجهیزات شبکه قدرت در محلی که صدها مایل با نقطه تحت بررسی فاصله دارد ، ایجاد شده باشد .
در این فصل اثر بانک های خازنی در ایجاد اغتشاشات کیفیت توان در شبکه توزیع ، بررسی میگردند.
کلید زنی مکرر بانک های خازنی در سیستم توزیع همراه با افزایش بکارگیری تجهیزات حساس توسط مصرف کنندگان توان ، توجه ویژه به رخداد وقایع زیر را لازم می دارد :
افزایش گذراهای کلید زنی خازنی ؛ قطع ناخواسته راه اندازی تنظیم کننده سرعت ؛این امر بخصوص در شرایطی که شرکت ها جرایم سنگینی برای ضریب قدرت قرار داده و به موجب آن ، مشترکین را به نصب خازنهای تصحیح ضریب قدرت ترغیب می نمایند ، بسیار مهم است .
امروزه ، بارهای غیرسنتی از قبیل راه اندازهای تنظیم کننده سرعت بخاطر ویژگی هایی نظیر بهبود بازه و انعطاف پذیریشان ، به تعداد زیاد بکاربرده میشوند . این نوع بار به اضافه ولتاژهای ناشی از کلید زنی خازنی بسیار حساس است .
عمده ترین روشهایی که برای کنترل این گذراها بکار می روند عبارتند از: استفاده از روشهای کنترل کلید زنی ( وصل سنکرون ، وصل با مقاومت /سلف ) و یا بکارگیری اندوکتانسهای سری که اغلب همانند یک Chock رفتار می کنند .
بعلاوه ، این بارها اغلب جریان هارمونیکی زیادی را تولید نموده و میتوانند سطوح اعوجاج ولتاژ غیر قابل قبولی را در شبکه توزیع صنعتی و سیستم برقرسانی ایجاد نماید . ترکیب خازنها و امپدانس سطح اتصال کوتاه سیستم با هم رزونانس ایجاد کرده و میتواند سطوح هارمونیکی را به بالاتر از حد قابل قبول افزایش دهد . معمول ترین راه حل برای مسائل هارمونیکی ، بکارگیری فیلترهای هارمونیکی می باشند .
2-5) کلید زنی خازن توزیع :
الف - مرور کلی:
کلیدزنی خازنی واقعه ای معمول در سیستم های توزیع بوده و گذراهای ناشی از آن ، عموماً برای تجهیزات شبکه مشکل ساز نمی باشند . اما اگر مشترک خازنهای تصحیح ضریب قدرت فشار ضعیف داشته باشد ، این گذراها میتوانند در تأسیسات وی افزایش یابند ، بعلاوه حتی اگر مشترکین از این خازنها استفاده نکنند ممکن است در اثر این گذراها ، قطع ناخواسته راه اندازهای تنظیم کننده سرعت ، اتفاق افتد . از آنجائیکه ولتاژ خازن نمی تواند بصورت آنی تغییر کند ، انرژی دار کردن یک بانک خازنی ، افت سریع ( به سمت صفر ) در ولتاژ سیستم ایجاد میکند که بلافاصله بدنبال آن ، یک ولتاژ بازیابی سریع ( Overshoot ) و نهایتاً گذرای نوسانی بر روی شکل موج اصلی ایجاد می گردد .
پیک دامنه ولتاژ ، به ولتاژ سیستم در لحظه انرژی دار شدن بستگی دارد . در بدترین شرایط ، پیک ولتاژ میتواند به دو برابر پیک ولتاژ سیستم برسد . اما معمولاً دامنه به علت وجود بارهای متصل به سیستم و میراسازی در سیستم ( وجود المانهای مقاومتی ) کمتر از این مقدار خواهد بود . در شبکههای توزیع معمول ، سطوح اضافه ولتاژ در محدودة 1/1تا 6/1 پریونیت می باشند. معمولاً فرکانسهای گذاری ناشی از کلید زنی خازنی در شبکه توزیع در حدود (hz ) 10000-300 است .
اضافه ولتاژهای گذرا شبکه توزیع را تهدید نمی کنند ، زیرا دامنه های پیک شان پایین تر از سطحی است که تجهیزات حفاظتی ضربه ای از قبیل برقگیر را وادار به عمل نماید . اما این گذراها به دلیل فرکانس نسبتاً پایینی که دارند از ترانسفورماتور کاهنده عبور کرده و بار مشترکین را تحت تأثیر قرار می دهند . اضافه ولتاژهای ثانویه ایجاد شده ، موجب افزایش قابل توجه ولتاژ یا قطع ناخواسته در راه اندازهای تنظیم کننده سرعت میشوند .
مشکلات کیفیت توان ناشی از کلیدزنی خازن توزیع شامل خروج و یا خرابی تجهیزات مشترکین ( بخاطر اضافه ولتاژ زیاد ) ، قطع ناخواسته راه اندازهای تنظیم کننده سرعت و یا خاموشی تجهیزات در سایر فرایندها ( ناشی از اضافه ولتاژ ایجاد شده روی باس dc ) ، خروج TVSS و بروز مشکلات در شبکه کامپیوتری میباشد .
ب - تقویت اضافه ولتاژهای گذرا :
پدیده تقویت اضافه ولتاژهای گذرا وقتی اتفاق می افتد که نوسانات گذرای حاصل از انرژی دار کردن بانک خازنی توزیع ، یک رزونانس سری را در سیستم فشار ضعیف ایجاد نماید . نتیجه این پدیده ایجاد یک اضافه ولتاژ گذرای بیشتر در باس فشار ضعیف است . مطالعات نشان داده است که بدترین اضافه ولتاژ گذرا تحت شرایط زیر اتفاق می افتد:
اندازه بانک خازنی سوئیچ شده بصورت قابل ملاحظه ای ( بیش از ده برابر ) بزرگتر از بانک خازنی تصحیح کننده ضریب قدرت فشار ضعیف باشد ( برای مثال3Mvar در برابر 200Kvar که 15 برابر بزرگتر از آن است ) ؛ فرکانس انرژی دار کردن، نزدیک به فرکانس رزونانس سری تشکیل یافته توسط ترانسفورمر کاهنده و بانک خازنی تصحیح ضریب قدرت فشار ضعیف باشد . ( برای مثال Hz 490= و Hz670 = ) بار فشار ضعیف ، بخش میرا کننده ( مقاومتی ) بسیار کوچکی داشته باشد( ساختار سایتهای صنعتی معمول ، بار موتوری ) ؛
شبیه سازی کامپیوتری و اندازه گیری در کارخانه ( سایت ) ، گذراهایی بین 2 الی 4 پریونیت را نشان داده است که احتمالاً بیشتر از حد قابل تحمل توسط خازن های فشار ضعیف میباشد . بطور کلی ، اضافه ولتاژهای گذرا ، به ادوات حفاظتی کم انرژی (MOV ها) آسیب رسانده و یا موجب قطع ناخواسته ادوات الکترونیک قدرت میشوند . اما در این فصل ، مواردی که منجر به خسارت جدی به تجهیزات مشترکین می گردد ، مورد بررسی قرار خواهد گرفت .
دانلود مقاله تحقیقی با موضوع شبکه های قدرت.Doc
دانلود مقاله تحقیقی با موضوع شبکه های قدرت
نوع فایل : Word
تعداد صفحات : 29
فهرست محتوا
1-6) مقدمه :
ازدیاد اخیر بارهای غیرخطی در شبکه های قدرت به ایجاد مساله جدی هارمونیکها هم برای تولیدکنندگان و هم برای مصرف کنندگان منتهی شده است تغییر اندازه یا تغییر مکان خازنهای اصلاح ضریب قدرت ممکن است سبب افزایش اعوجاج هارمونیکی در باسهای اصلی سیستم قدرت گردد.
بنابراین مساله جایابی بهینه خازنها باید با یک هدف خاص مطالعه شود که نه تنها فقط تلفات سیستم را در نظر بگیرد بلکه ولتاژهای هارمونیکی را برای شرایط مختلف بارگذاری در یک سیستم داده شده مورد بررسی قرار دهد.
کارخانجات بانکهای خازنی شنت را برای کنترل کردن ضریب توان به کار میبرند که در نتیجه تلفات ایجاد شده در شبکه قدرت کاهش می یابد . از لحاظ تاریخی مساله جایابی بهینه خازنها , در مورد مکان، اندازه و نوع خازنهای قرار گرفته در سیستمهای قدرت فقط به منظور کاهش تلفات توان و کاهش هزینه خازنها بحث می کرد.
در فصول قبل چندین روش برای حل این مساله ارائه شده است. تعدادی از این روشها ، روشهای جستجوی ابتکاری را به کار می برند .در حالیکه بعضی دیگر این مساله را به عنوان یک مساله بهینه سازی عمومی دسته بندی می کنند . معمولی ترین فرمول این مساله حل محاسباتی سنگین و طاقت فرسا را میطلبد. اگر جریانهای هارمونیکی هم در فرمول مساله گنجانده شود مساله جایابی بهینه خازنها پیچیده تر نیز خواهد شد …
2-6) فیلترهای غیر فعال :
1-2-6) انواع فیلترهای غیرفعال :
2-2-6) پارامترهای فیلترهای غیرفعال :
فرکانس تنظیم :
فرکانس قطع :
کیفیت :
3-2-6) طراحی فیلترهای تک تنظیمه :
4-2-6) طراحی فیلترهای دو تنظیمه :
5-2-6) طراحی فیلترهای بالا گذر :
3-6) فیلترهای فعال موازی :
4-6) دسته بندی کردن مساله :
5-6) پیشنهاد :
1-5-6) پخش بار با تقریب :
2-5-6) راه حل هارمونیکی سریع :
6-6) نتیجه گیری :
هارمونیک بانکهای خازنی
دانلود تحقیق هارمونیک بانکهای خازنی
فرمت فایل: ورد قابل ویرایش
تعداد صفحات: 31
فهرست
مقدمه :
از دیر باز، بکارگیری بانک های خازنی بعنوان یک ضرورت در طراحی فیدرهای توزیع پذیرفته شده است . ملاحظاتی که در طراحی منظور میشوند معمولاً فاکتورهای سنتی نظیر حفظ ولتاژ ، ضریب قدرت و آزادسازی ظرفیت میباشد . اما از آنجا ییکه در سیستم های مشترکین امروزی از ادوات الکترونیک قدرت استفاده میشود بنابراین طراحی شبکه توزیع در آینده شامل ملاحظات مربوط به کیفیت توان نیز خواهد بود .
کلمه «کیفیت توان » معانی مختلفی دارد ، شاید به تعداد توصیفاتی که برای بیان اثرات آن بر عملکرد شبکه بکار می روند .
شرکت برق ممکن است کیفیت توان را به عنوان قابلیت اطمینان توصیف کند وبا استناد به آمار ادعا کند که سیستم به میزان 95% .99 قابل اطمینان میباشد . اغلب کارخانجات سازنده ، کیفیت توان را به عنوان مشخصات مورد انتظار منبع تغذیه تعریف می کنند . بنابراین چنین تعریفی از دیدگاه سازندگان مختلف کاملاً متفاوت است که از مشکلات کیفیت توان تاثیر می پذیرد و بهترین تعریف ، تعریفی است که در آن دیدگاه مصرف کننده نیز لحاظ شده باشد . با توجه به این موضوع ، تعریف زیر اغلب بکاربرده میشود :
« هر مشکل بوجود آمده بر روی توان که ناشی از ولتاژ ، جریان و تغییرات فرکانس بوده و منجر به خروج یا عملکرد نامطلوب تجهیزات مشترکین گردد ، یک مشکل کیفیت توان محسوب میشود » .
وقایع زیادی در سیستم موجب ایجاد مسأله کیفیت توان می گردند . اغلب تجزیه و تحلیل این وقایع مشکل میباشد بدلیل این حقیقت که اختلال حاصل ممکن است مربوط به عملیات کلید زنی یا خطای تجهیزات شبکه قدرت در محلی که صدها مایل با نقطه تحت بررسی فاصله دارد ، ایجاد شده باشد .
در این فصل اثر بانک های خازنی در ایجاد اغتشاشات کیفیت توان در شبکه توزیع ، بررسی میگردند.
کلید زنی مکرر بانک های خازنی در سیستم توزیع همراه با افزایش بکارگیری تجهیزات حساس توسط مصرف کنندگان توان ، توجه ویژه به رخداد وقایع زیر را لازم می دارد :
افزایش گذراهای کلید زنی خازنی ؛ قطع ناخواسته راه اندازی تنظیم کننده سرعت ؛این امر بخصوص در شرایطی که شرکت ها جرایم سنگینی برای ضریب قدرت قرار داده و به موجب آن ، مشترکین را به نصب خازنهای تصحیح ضریب قدرت ترغیب می نمایند ، بسیار مهم است .
امروزه ، بارهای غیرسنتی از قبیل راه اندازهای تنظیم کننده سرعت بخاطر ویژگی هایی نظیر بهبود بازه و انعطاف پذیریشان ، به تعداد زیاد بکاربرده میشوند . این نوع بار به اضافه ولتاژهای ناشی از کلید زنی خازنی بسیار حساس است .
عمده ترین روشهایی که برای کنترل این گذراها بکار می روند عبارتند از: استفاده از روشهای کنترل کلید زنی ( وصل سنکرون ، وصل با مقاومت /سلف ) و یا بکارگیری اندوکتانسهای سری که اغلب همانند یک Chock رفتار می کنند .
بعلاوه ، این بارها اغلب جریان هارمونیکی زیادی را تولید نموده و میتوانند سطوح اعوجاج ولتاژ غیر قابل قبولی را در شبکه توزیع صنعتی و سیستم برقرسانی ایجاد نماید . ترکیب خازنها و امپدانس سطح اتصال کوتاه سیستم با هم رزونانس ایجاد کرده و میتواند سطوح هارمونیکی را به بالاتر از حد قابل قبول افزایش دهد . معمول ترین راه حل برای مسائل هارمونیکی ، بکارگیری فیلترهای هارمونیکی می باشند .
2-5) کلید زنی خازن توزیع :
الف - مرور کلی:
کلیدزنی خازنی واقعه ای معمول در سیستم های توزیع بوده و گذراهای ناشی از آن ، عموماً برای تجهیزات شبکه مشکل ساز نمی باشند . اما اگر مشترک خازنهای تصحیح ضریب قدرت فشار ضعیف داشته باشد ، این گذراها میتوانند در تأسیسات وی افزایش یابند ، بعلاوه حتی اگر مشترکین از این خازنها استفاده نکنند ممکن است در اثر این گذراها ، قطع ناخواسته راه اندازهای تنظیم کننده سرعت ، اتفاق افتد . از آنجائیکه ولتاژ خازن نمی تواند بصورت آنی تغییر کند ، انرژی دار کردن یک بانک خازنی ، افت سریع ( به سمت صفر ) در ولتاژ سیستم ایجاد میکند که بلافاصله بدنبال آن ، یک ولتاژ بازیابی سریع ( Overshoot ) و نهایتاً گذرای نوسانی بر روی شکل موج اصلی ایجاد می گردد .
پیک دامنه ولتاژ ، به ولتاژ سیستم در لحظه انرژی دار شدن بستگی دارد . در بدترین شرایط ، پیک ولتاژ میتواند به دو برابر پیک ولتاژ سیستم برسد . اما معمولاً دامنه به علت وجود بارهای متصل به سیستم و میراسازی در سیستم ( وجود المانهای مقاومتی ) کمتر از این مقدار خواهد بود . در شبکههای توزیع معمول ، سطوح اضافه ولتاژ در محدودة 1/1تا 6/1 پریونیت می باشند. معمولاً فرکانسهای گذاری ناشی از کلید زنی خازنی در شبکه توزیع در حدود (hz ) 10000-300 است .
اضافه ولتاژهای گذرا شبکه توزیع را تهدید نمی کنند ، زیرا دامنه های پیک شان پایین تر از سطحی است که تجهیزات حفاظتی ضربه ای از قبیل برقگیر را وادار به عمل نماید . اما این گذراها به دلیل فرکانس نسبتاً پایینی که دارند از ترانسفورماتور کاهنده عبور کرده و بار مشترکین را تحت تأثیر قرار می دهند . اضافه ولتاژهای ثانویه ایجاد شده ، موجب افزایش قابل توجه ولتاژ یا قطع ناخواسته در راه اندازهای تنظیم کننده سرعت میشوند .
مشکلات کیفیت توان ناشی از کلیدزنی خازن توزیع شامل خروج و یا خرابی تجهیزات مشترکین ( بخاطر اضافه ولتاژ زیاد ) ، قطع ناخواسته راه اندازهای تنظیم کننده سرعت و یا خاموشی تجهیزات در سایر فرایندها ( ناشی از اضافه ولتاژ ایجاد شده روی باس dc ) ، خروج TVSS و بروز مشکلات در شبکه کامپیوتری میباشد .
ب - تقویت اضافه ولتاژهای گذرا :
پدیده تقویت اضافه ولتاژهای گذرا وقتی اتفاق می افتد که نوسانات گذرای حاصل از انرژی دار کردن بانک خازنی توزیع ، یک رزونانس سری را در سیستم فشار ضعیف ایجاد نماید . نتیجه این پدیده ایجاد یک اضافه ولتاژ گذرای بیشتر در باس فشار ضعیف است . مطالعات نشان داده است که بدترین اضافه ولتاژ گذرا تحت شرایط زیر اتفاق می افتد:
اندازه بانک خازنی سوئیچ شده بصورت قابل ملاحظه ای ( بیش از ده برابر ) بزرگتر از بانک خازنی تصحیح کننده ضریب قدرت فشار ضعیف باشد ( برای مثال3Mvar در برابر 200Kvar که 15 برابر بزرگتر از آن است ) ؛ فرکانس انرژی دار کردن، نزدیک به فرکانس رزونانس سری تشکیل یافته توسط ترانسفورمر کاهنده و بانک خازنی تصحیح ضریب قدرت فشار ضعیف باشد . ( برای مثال Hz 490= و Hz670 = ) بار فشار ضعیف ، بخش میرا کننده ( مقاومتی ) بسیار کوچکی داشته باشد( ساختار سایتهای صنعتی معمول ، بار موتوری ) ؛
شبیه سازی کامپیوتری و اندازه گیری در کارخانه ( سایت ) ، گذراهایی بین 2 الی 4 پریونیت را نشان داده است که احتمالاً بیشتر از حد قابل تحمل توسط خازن های فشار ضعیف میباشد . بطور کلی ، اضافه ولتاژهای گذرا ، به ادوات حفاظتی کم انرژی (MOV ها) آسیب رسانده و یا موجب قطع ناخواسته ادوات الکترونیک قدرت میشوند . اما در این فصل ، مواردی که منجر به خسارت جدی به تجهیزات مشترکین می گردد ، مورد بررسی قرار خواهد گرفت .
روشهای حفاظت خازن های اصلاح ضریب قدرت در برابر هارمونیک ها روی شبکه قدرت
چکیده :
با بکارگیری فزاینده ادوات و تجهیزات الکتریکی و نیز مصرف تصاعدی انرژی الکتریکی ، منابع الکترومغناطیسی مزاحم Electro Magnetic Interference –EMI نیز افزایش یافته است شناخت این منابع ونیز بررسی آثار مخرب ناشی از آن برروی عملکرد صحیح تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی مجاور که میتواند بصورت هدایتی ، القایی و تشعشعی انجام گیرد از اهمیت به سزایی برخوردار می باشد .
شبکه قدرت ایده آل ، شبکه‌ای است که در آن انرژی الکتریکی به صورت ولتاژ و جریان سینوسی در فرکانس ثابت و در سطوح ولتاژ مشخص از سوی نیروگاه ها به مراکز مصرف منتقل می شود اما در عمل وجود عناصر و تجهیزات با مشخصه غیر خطی و بخصوص ادوات الکترونیک قدرت در بخش های مختلف تولید انتقال و مصرف انرژی الکتریکی؛ موجب پیدایش اعوجاجات هارمونیکی در شکل موج سینوسی جریان وولتاژ در شبکه قدرت می شود این موضوع از اهیمت آشنایی و مطالعه هارمونیک ها در شبکه قدرت را به عنوان یک شاخه جدید در مهندسی قدرت مطرح می نماید.
پروژه ارائه شده شامل 4 فصل اساسی می باشد :
فصل اول به بررسی هارمونیک ها و معرفی منابع مهم تولید هارمونیک ها در شبکه قدرت می پردازد .
فصل دوم مطالبی در مورد طراحی ، کنترل و حفاظت بانکهای خازنی مطرح شده است.
فصل سوم کهمیتوانگفت یکیاز مهمترین فصل این پروژه است آثار ناشی ازهارمونیک‌ها روی خازنهای اصلاح ضریب قدرت مورد بررسی قرار می دهد.
تعداد صفحات: 115 صفحه
کتاب هارمونیک ها و تاثیرات آن بر سیستم های قدرت
کتاب هارمونیک ها و تاثیرات آن بر سیستم های قدرت
121 صفحه