میهن داکیومنت بزرگترین مرجع و مرکز دانلود پایان نامه (متن کامل فرمت ورد) فروش پایان نامه - خرید پایان نامه (کاردانی ، کارشناسی)همه رشته ها
حقوق اقتصاد مدیریت روانشناسی ریاضی تربیت بدنی کامپیوتر نرم افزار و سخت افزار عمران معماری برق صنایع غذایی علوم اجتماعی هنر علوم سیاسی فیزیک مکانیک حسابداری

تبلیغات کلیکی - افزایش رتبه گوگل

اگهی رایگان

گزارش کارآموزی هارمونیک بانکهای خازنی


کد محصول : 1000406 نوع فایل : word تعداد صفحات : 54 صفحه قیمت محصول : 7000 تومان تعداد بازدید 969

فهرست مطالب و صفحات نخست


هارمونیک بانکهای خازنی


مقدمه :
از دير باز، بكارگيري بانك هاي خازني بعنوان يك ضرورت در طراحي فيدرهاي توزيع پذيرفته شده است . ملاحظاتي كه در طراحي منظور مي‎شوند معمولاً فاكتورهاي سنتي نظير حفظ ولتاژ ، ضريب قدرت  و آزادسازي ظرفيت مي‎باشد . اما از آنجا ييكه در سيستم هاي مشتركين امروزي از ادوات الكترونيك قدرت استفاده مي‎شود بنابراين طراحي شبكه توزيع در آينده شامل ملاحظات مربوط به كيفيت توان نيز خواهد بود .
كلمه «كيفيت توان » معاني مختلفي دارد ، شايد به تعداد توصيفاتي كه براي بيان اثرات آن بر عملكرد شبكه بكار مي روند .
شركت برق ممكن است كيفيت توان را به عنوان قابليت اطمينان توصيف كند  وبا استناد به آمار ادعا كند كه سيستم به ميزان 95% .99 قابل اطمينان مي‎باشد . اغلب كارخانجات سازنده ، كيفيت توان را به عنوان مشخصات مورد انتظار منبع تغذيه تعريف مي كنند . بنابراين چنين تعريفي از ديدگاه سازندگان مختلف كاملاً متفاوت است كه از مشكلات كيفيت توان تاثير مي پذيرد و بهترين تعريف ، تعريفي است كه در آن ديدگاه مصرف كننده نيز لحاظ شده باشد . با توجه به اين موضوع ، تعريف زير اغلب بكاربرده مي‎شود :
« هر مشكل بوجود آمده بر روي توان كه ناشي از ولتاژ ، جريان و تغييرات فركانس بوده و منجر به خروج يا عملكرد نامطلوب تجهيزات مشتركين گردد ، يك مشكل كيفيت توان محسوب مي‎شود » .
وقايع زيادي در سيستم موجب ايجاد مسأله كيفيت توان مي گردند . اغلب تجزيه و تحليل اين وقايع مشكل مي‎باشد بدليل اين حقيقت كه اختلال حاصل ممكن است مربوط به عمليات كليد زني يا خطاي تجهيزات شبكه قدرت در محلي كه صدها مايل با نقطه تحت بررسي فاصله دارد ، ايجاد شده باشد .
در اين فصل اثر بانك هاي خازني در ايجاد اغتشاشات كيفيت توان در شبكه توزيع ، بررسي مي‎گردند.
كليد زني مكرر بانك هاي خازني در سيستم توزيع همراه با افزايش بكارگيري تجهيزات حساس توسط مصرف كنندگان توان ، توجه ويژه به رخداد وقايع زير را لازم مي دارد :
1.    افزايش گذراهاي كليد زني خازني ؛
2.    قطع ناخواسته راه اندازي تنظيم  كننده سرعت ؛
اين امر بخصوص در شرايطي كه شركت ها جرايم سنگيني براي ضريب قدرت قرار داده و به موجب آن ، مشتركين را به نصب خازنهاي تصحيح ضريب قدرت ترغيب مي نمايند ، بسيار مهم است .
امروزه ، بارهاي غيرسنتي از قبيل راه اندازهاي تنظيم كننده سرعت بخاطر ويژگي هايي نظير بهبود بازه و انعطاف پذيريشان ، به تعداد زياد بكاربرده مي‎شوند . اين نوع بار به اضافه ولتاژهاي ناشي از كليد زني خازني بسيار حساس است .
عمده ترين روشهايي كه براي كنترل اين گذراها بكار مي روند عبارتند از: استفاده از روشهاي كنترل كليد زني ( وصل سنكرون ، وصل با مقاومت /سلف ) و يا بكارگيري اندوكتانسهاي سري كه اغلب همانند يك Chock رفتار مي كنند .
بعلاوه ، اين بارها اغلب جريان هارمونيكي زيادي را توليد نموده و مي‎توانند سطوح اعوجاج ولتاژ غير قابل قبولي را در شبكه توزيع صنعتي و سيستم برقرساني ايجاد نمايد . تركيب خازنها و امپدانس سطح اتصال كوتاه سيستم با هم رزونانس ايجاد كرده و مي‎تواند سطوح هارمونيكي را به بالاتر از حد قابل قبول افزايش دهد . معمول ترين راه حل براي مسائل هارمونيكي ، بكارگيري فيلترهاي هارمونيكي مي باشند .


2-5) كليد زني خازن توزيع :
الف - مرور كلي:
كليدزني خازني واقعه اي معمول در سيستم هاي توزيع بوده و گذراهاي ناشي از آن ، عموماً براي تجهيزات شبكه مشكل ساز نمي باشند . اما اگر مشترك خازنهاي تصحيح ضريب قدرت فشار ضعيف داشته باشد ، اين گذراها مي‎توانند در تأسيسات وي افزايش يابند ، بعلاوه حتي اگر مشتركين از اين خازنها استفاده نكنند ممكن است در اثر اين گذراها ، قطع  ناخواسته راه اندازهاي تنظيم كننده سرعت ، اتفاق افتد . از آنجائيكه ولتاژ خازن نمي تواند بصورت آني تغيير كند ، انرژي دار كردن يك بانك خازني ، افت سريع ( به سمت صفر ) در ولتاژ سيستم ايجاد مي‎كند كه بلافاصله بدنبال آن ، يك ولتاژ بازيابي سريع ( Overshoot ) و نهايتاً گذراي نوساني بر روي شكل موج اصلي ايجاد مي گردد .

پيك دامنه ولتاژ ، به ولتاژ سيستم در لحظه انرژي دار شدن بستگي دارد . در بدترين شرايط ، پيك ولتاژ مي‎تواند به دو برابر پيك ولتاژ سيستم برسد . اما معمولاً دامنه به علت وجود بارهاي متصل به سيستم و ميراسازي در سيستم ( وجود المانهاي مقاومتي ) كمتر از اين مقدار خواهد بود . در شبكه‎هاي توزيع معمول ، سطوح اضافه ولتاژ در محدودة 1/1تا 6/1 پريونيت مي باشند. معمولاً فركانسهاي گذاري ناشي از كليد زني خازني در شبكه توزيع در حدود  (hz ) 10000-300 است .
اضافه ولتاژهاي گذرا شبكه توزيع را تهديد نمي كنند ، زيرا دامنه هاي پيك شان پايين تر از سطحي است كه تجهيزات حفاظتي ضربه اي از قبيل برقگير را وادار به عمل نمايد . اما اين گذراها به دليل فركانس نسبتاً پاييني كه دارند از ترانسفورماتور كاهنده عبور كرده و بار مشتركين را تحت تأثير قرار مي دهند . اضافه ولتاژهاي ثانويه ايجاد شده ، موجب افزايش قابل توجه ولتاژ يا قطع ناخواسته در راه اندازهاي تنظيم كننده سرعت مي‎شوند .
مشكلات كيفيت توان ناشي از كليدزني خازن توزيع شامل خروج و يا خرابي تجهيزات مشتركين ( بخاطر اضافه ولتاژ زياد ) ، قطع ناخواسته راه اندازهاي تنظيم كننده سرعت و يا خاموشي تجهيزات در ساير فرايندها ( ناشي از اضافه ولتاژ ايجاد شده روي باس dc ) ، خروج TVSS و بروز مشكلات در شبكه كامپيوتري مي‎باشد .
ب - تقويت اضافه ولتاژهاي گذرا :
پديده تقويت اضافه ولتاژهاي گذرا وقتي اتفاق مي افتد كه نوسانات گذراي حاصل از انرژي دار كردن بانك خازني توزيع ، يك رزونانس سري را در سيستم فشار ضعيف ايجاد نمايد . نتيجه اين پديده ايجاد يك اضافه ولتاژ گذراي بيشتر در باس فشار ضعيف است . مطالعات نشان داده است كه بدترين اضافه ولتاژ گذرا تحت شرايط زير اتفاق مي افتد:
1.    اندازه بانك خازني سوئيچ شده بصورت قابل ملاحظه اي ( بيش از ده برابر ) بزرگتر از بانك خازني تصحيح كننده ضريب قدرت فشار ضعيف باشد ( براي مثال3Mvar  در برابر 200Kvar كه 15 برابر بزرگتر از آن است ) ؛
2.    فركانس انرژي دار كردن ، نزديك به فركانس رزونانس سري   تشكيل يافته توسط ترانسفورمر كاهنده و بانك خازني تصحيح ضريب قدرت فشار ضعيف باشد . ( براي مثال  Hz 490=   و Hz670 =  )
3.    بار فشار ضعيف ، بخش ميرا كننده ( مقاومتي ) بسيار كوچكي داشته باشد
    ( ساختار سايتهاي صنعتي معمول ، بار موتوري ) ؛
شبيه سازي كامپيوتري و اندازه گيري در كارخانه ( سايت ) ، گذراهايي بين 2 الي 4 پريونيت را نشان داده است كه احتمالاً بيشتر از حد قابل تحمل توسط خازن هاي فشار ضعيف مي‎باشد . بطور كلي ، اضافه ولتاژهاي گذرا ، به ادوات حفاظتي كم انرژي (MOV ها) آسيب رسانده و يا موجب قطع ناخواسته ادوات الكترونيك قدرت مي‎شوند . اما در اين فصل ، مواردي كه منجر به خسارت جدي به تجهيزات مشتركين مي گردد ، مورد بررسي قرار خواهد گرفت .

ج - خروج ناخواسته راه اندازهاي تنظيم كننده سرعت
خروج ناخواسته به قطعي نامطلوب دستگاه راه انداز تنظيم كننده سرعت ( يا ديگر ادوات الكترونيك قدرت ) در اثر اضافه ولتاژ گذرا در باس dc ، گفته مي‎شود . اغلب اين اضافه ولتاژ بخاطر انرژي دار كردن بانك خازني شبكه توزيع اتفاق مي افتد . با در نظر گرفتن اينكه ، اكثر بانك هاي خازني توزيع با زمان كنترل مي شوند ، درك اين موضوع كه چگونه اين اختلال مي‎تواند بطور باقاعده و قابل تكراري اتفاق افتاده و موجب قطعي تعداد زيادي از فرآيندها در كارخانه گردد، ساده است .
حادثه قطع ناخواسته يك تريپ اضافه ولتاژ است كه در اثر اضافه ولتاژ ايجاد شده روي باس dc مبدل منبع ولتاژ راه انداز بوجود مي‎آيد . بطور كلي ، براي حفاظت خازن باس dc واجزاء اينورتر ، ولتاژ باس dc پايش مي‎شود و اگر مقدار آن از حد معيني بيشتر شود ، راه انداز قطع مي گردد . اين حد معين در حدود 760 ولت است
 ( براي كاربرد در ولتاژ 480 ولت ) ، كه فقط 117% ولتاژ باس dc در حالت نرمال مي‎باشد .
پتانسيل وقوع خروج ناخواسته ، به اندازه بانك خازني سوئيچ شونده ، نحوة كنترل اضافه ولتاژها روي اين بانك خازني ، اندازه خازن باس dc راه اندازهاي تنظيم كننده سرعت و اندوكتانس بين دو خازن بستگي دارد . قابل توجه است كه اين نوع ناخواسته مي‎تواند حتي در مواقعي كه مصرف كنندگان خازنهاي تصحيح ضريب قدرت نداشته باشند ، نيز اتفاق افتد .
مشكلات كيفيت توان مشتركين ، ناشي از كليد زني بانك هاي خازني را مي‎توان با استفاده از روشهاي مختلفي كنترل نمود . گام اول ، تشخيص مشكل مي‎باشد . سپس ، لازم است كه شركت برق و مشتركين براي يافتن بهترين و مقرون به صرفه ترين راه حل مهندسي با يكديگر همكاري نمايند . راه حل هاي مناسب به شرح زيرند :
1.    گذراي ناشي از انرژي دار كردن بانك خازن را مي‎توان با استفاده از وصل اوليه مقاومت / سلف يا كنترل وصل سنكرون ( تكنولوژي هايي كه معمولاً براي سيستم توزيع مورد استفاده قرارمي گيرند ) كنترل كرد .
2.    مي‎توان برقگيرهاي   MOVانرژي بالا را در سيستم فشار ضعيف بكار برد  .اين برقگيرها بايستي اضافه ولتاژ را بطور تقريبي در8/1 پريونيت محدود كنند  . ميزان جذب انرژي اين برقگيرها بايستي دقيقاً مورد بررسي قرار گيرند ( بايستي چندين هزار ژول باشد ) .
3.    مي‎توان از فيلترهاي هارمونيكي براي تصحيح ضريب قدرت استفاده نمود . فيلتر تنظيم شونده ، پاسخ مدار را تغيير داده و معمولاً سطح اضافه ولتاژ ديده شده از باس 480 ولت را كاهش مي‎دهد. براي حفاظت بيشتر ، مي‎توان در نقطه اتصال خازنها از MOV استفاده نمود .
4.    مي‎توان جهت كاهش احتمال خروج ناخواسته ، سلف هاي سري ( chok ) در اين راه اندازها نصب نمود. سلف هايي كه براي اين منظور بكار مي روند ، براحتي در بازار يافت مي‎شوند و اگر اندازه آنها 3% مقدار نامي راه انداز انتخاب گردد ، معمولاً كافي مي‎باشد. همچنين ترانسفورمرهاي ايزوله كننده با مقدار نامي مشابه مي‎توانند حفاظت لازم را فراهم آورند .
سلف هاي سري يك راه حل كم هزينه براي مسائل كيفيت توان در راه اندازهاي تنظيم كننده سرعت بوده و داراي مزاياي زير مي باشند :
1.    حذف واقعي خروج ناخواسته راه اندازها ، ناشي از كليدزني تصحيح ضريب قدرت شبكه ؛
2.    كاهش هارمونيك هاي خط ؛
3.    افزايش عمر اجزاء كليد زني ( ترانسفورمرها , SCR ها ) ؛
4.    افزايش عمر موتور ؛
5.    كاهش درجه حرارت كاركرد موتور ؛
6.    كاهش نويز قابل شنيدني موتور ؛
7.    مينيمم كردن اغتشاشات هاي قدرت ؛
8.    فيلتر كردن نويزهاي الكتريكي ( اعوجاج پالس ها و شكاف ها ) ؛
9.    بهبود شكل موج ؛

3-5) عوامل مؤثر در هارمونيك ها
الف – مرور كلي :
هدف اصلي در بهره برداري سيستم قدرت ، تغذيه هريك از مصرف كنندگان با يك ولتاژ سينوسي با دامنه ثابت است  .با وجودي كه همه بارهاي متصل به شبكه قدرت طوري طراحي شده‎اند كه با شكل موج سينوسي منبع ولتاژ كار كنند , اما بسياري از تجهيزات ,جريان غير سينوسي از منبع ولتاژ سينوسي مي كشند ، به اين قبيل بارها ، بار غيرخطي گفته مي‎شود. در بارهاي غيرخطي يعني ارتباط بين ولتاژ و جريان در هر لحظه از زمان ثابت نيست . از آنجاييكه در سيستم هاي قدرت تنظيم ولتاژ صورت مي‎گيرد ، جريان كشيده شده توسط بار تأثيري بر ادوات مجاور ندارد  ، زيرا اين ولتاژ است كه در ادوات متصل به يك باس بار مشترك است نه جريان . جريان هاي غير سينوسي توسط خود بار از شبكه كشيده مي‎شود و بارهاي متصل شده موازي از آن تأثير نمي گيرند .
ب - منابع هارمونيكي :
منابع هارمونيكي به سه دسته تقسيم مي‎شوند :
1.    ادوات قابل اشباع ؛
2.    ادوات جرقه زني ؛
3.    ادوات الكترونيك قدرت ؛
همه اين نوع بارها در سيستم مشخصه جريان / ولتاژ غيرخطي دارند . ادوات قابل اشباع و جرقه زني پسيو بوده و عملكرد غير خطي آنها ناشي از مشخصه فيزيكي قوس الكتريكي و هسته آهني مي‎باشد. در تجهيزات الكترونيك قدرت ، كليدزني قطعه نيمه هادي كه در يك سيكل از فركانس اصلي سيستم قدرت اتفاق مي افتد ، مشخصه غيرخطي را ايجاد مي‎كند . اكثر قسمت هاي اين ادوات مولفه هاي جريان هارمونيكي به سيستم قدرت تزريق مي كنند . سطح اعوجاج هارمونيكي ولتاژ بوجود آمده تابعي از امپدانس سيستم و مقدار جريان تزريق شده مي‎باشد .
ج - روشهاي آناليز هارمونيكي :
به منظور حل مؤثر مشكلات ناشي از اعوجاج هارمونيكي ، يك روش جبران سازي كه شامل نظارت در سايت ، اندازه گيري هارمونيكي و شبيه سازي كامپيوتري است ، مورد نياز مي‎باشد .  ذيلاً ، يك رويه كلي براي آناليز هارمونيكي بيان مي گردد :
1.    ارزيابي مقدماتي : براي تعيين فركانسهاي رزونانسي سيستم مي‎توان از محاسبات ساده استفاده كرد . وجود رزونانسهاي امپدانس بالا يا امپدانس پايين در نزديكي فركانسهاي هارمونيكي مشخصه بارهايي كه به عنوان منابع هارمونيكي شناخته مي‎شوند ، اولين نشانه بالقوه وقوع مشكل است .
(1-5)           
كه در آن :
  اندوكتانس سطح اتصال كوتاه (   راكتانس اتصال كوتاه )
  خازن بانك ( راكتانس بانك خازني )
  ظرفيت سطح اتصال كوتاه 
  مقدار نامي بانك خازني
  مقدار نامي ترانسفورمر كاهنده
   امپدانس ترانسفورمر كاهنده
اين رابطه ساده ، يك تست اوليه عالي را براي سنجش اينكه آيا احتمال ايجاد مشكل بوسيله هارمونيك ها وجود دارد يا خير ، ارائه مي‎كند . تقريباً ، تمامي مشكلات اعوجاج هارمونيكي وقتي اتفاق مي افتد كه اين رزونانس موازي به هارمونيك هاي مرتبه 5 ام و 7 ام نزديك مي‎شود . زيرا اين دو هارمونيك ، نوعاً بزرگترين مؤلفه هاي هارمونيكي جريان در بارهاي مصرف كننده غير خطي ( نظير راه اندازهاي تنظيم كننده سرعت ) مي باشند .
2.    اندازه گيري هارمونيكي : هدف از اندازه گيري ، مشخص كردن رفتار منابع هارمونيكي و فراهم نمودن داده هاي مقدماتي درباره شدت مسأله اعوجاج است . اين داده هاي اندازه گيري شده ، براي تائيد جزئيات مدلهاي كامپيوتري و محاسبات دستي ارزش زيادي دارند .
آشكار سازي اوليه مسائل هارمونيكي مي‎تواند با استفاده از دستگاههاي اندازه گيري جديد كه نقطه پيك شكل موجها را نشان مي‎دهد يا با استفاده از ابزارهايي كه اطلاعاتي در رابطه با نسبت مقدار مؤثر كل به مقدار مؤثر مولفه اصلي ارائه مي دهند ، انجام مي‎شود .
اغلب ، اندازه گيري ها در شبكه هاي توزيع بدليل نياز به مبدل ، بسيار مشكل تر از اندازه گيري در سمت مصرف كننده ( كارگاه صنعتي ) است . احتمالاً كلاس هاي موجود CT ها و PT هاي اندازه گير ، براي بدست آوردن داده هاي هارمونيكي استفاده مي‎شوند .
3.    محاسبات و شبيه سازي : از آنجائيكه روشهاي نمايش مولفه هاي مهم در سيستم قدرت توسعه يافته و دقتشان از طريق مقايسه با داده هاي اندازه گيري شده مورد تائيد قرار گرفته است ، به كمك آنها ، محدوده وسيعي از شرايط ايجاد شده قابل تشخيص گرديده است . از جمله مي‎توان ساختار سيستم هايي را كه ايجاد رزونانس مي كنند ، شناسائي نموده و همچنين ساختارهاي مختلف مي‎توانند از اين نظر مورد آزمون قرار گيرند .
شبيه سازي در حوزه فركانس ( مشخصه امپدانس بر حسب فركانس ) قادر است مشخص كند كه آيا ساختار سيستم مي‎تواند باعث ايجاد مسائل هارمونيكي به دليل شرايط رزونانسي بشود يا خير ( شكل (3-4) ) و شبيه سازي اعوجاج هارمونيكي براي ارزيابي تأثير فيلترهاي هارمونيكي يا تكنيك هاي ديگر در كاهش هارمونيك بكار برده مي‎شوند .
 


منابع :


 
طراحی سایت : سایت سازان