میهن داکیومنت                میهن داکیومنت                      میهن داکیومنت              میهن داکیومنت

مرکز دانلود پایان نامه ، پروژه ، روش تحقیق ، مقاله 


میهن داک - میهن داکیومنت

گزارش کارآموزی هارمونیک بانکهای خازنی


کد محصول : 1000406 نوع فایل : word تعداد صفحات : 54 صفحه قیمت محصول : 7000 تومان تعداد بازدید 418

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 :


دانلود پایان نامه,خرید پایان نامه,فروش پایان نامه,پایان نامه,آرشیو پایان نامه,پایان نامه عمران,پایان نامه روانشناسی,

پایان نامه حقوق,پایان نامه اقتصاد,پایان نامه برق,پایان نامه معدن, پایان نامه کارشناسی ,پایان نامه صنایع,پایان نامه علوم سیاسی ، پایان نامه کاردانی

طراحی سایت : سایت سازان