سایت در حال بارگذاری است ...

پایان نامه نقش توان راكتيو در شبكه هاي انتقال و فوق توزيع، مهندسی برق

عنوان پروژه: پایان نامه نقش توان راكتيو در شبكه هاي انتقال و فوق توزيع، مهندسی برق

رشته: مهندسی برق،پروژه تحقيقاتي دوره كارشناسي

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات: 110

فهرست مطالب

چکیده: ۰
فصل اول: 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: 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: 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: 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: 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

چكيده:
در اين پروژه در مورد نقش توان راكتيو در شبكه هاي انتقال و فوق توزيع بحث شده است و شامل 5 فصل
مي باشد كه در فصل اول در مورد جبران بار و بارهايي كه به جبران سازي نياز دارند و اهداف جبران بار و جبران كننده هاي اكتيو و پاسيو و از انواع اصلي جبران كننده ها و جبران كننده هاي استاتيك بحث شده است و در فصل دوم در مورد وسايل توليد قدرت راكتيو بحث گرديده و درمورد خازنها و ساختمان آنها و آزمايش هاي انجام شده روي آنها بحث گرديده است و در فصل سوم در مورد خازنهاي سري و كاربرد آنها در مدارهاي فوق توزيع و ظرفيت نامي آنها اشاره شده است و در فصل چهارم در مورد جبران كننده هاي دوار شامل ژنراتورها و كندانسورها و موتورهاي سنكرون صحبت شده است و در فصل پنجم ترجمه متن انگليسي كه از سايتهاي اينترنتي در مورد خازنهاي سري مي باشد كه در مورد UPFC مي باشد.

فصل اول:
جبران بار

مقدمه
توان راكتيو يكي از مهمترين عواملي است كه در طراحي و بهره برداري از سيستم هاي قدرت AC منظور مي گردد علاوه بر بارها اغلب عناصر يك شبكه مصرف كننده توان راكتيو هستند بنابراين بايد توان راكتيو در بعضي نقاط سيستم توليد و سپس به محل‌هاي موردنياز منتقل شود.
در فرمول شماره (1-1) ملاحظه مي گردد
قدرت راكتيو انتقالي يك خط انتقال به اختلاف ولتاژ ابتدا و انتها خط بستگي دارد همچنين با افزايش دامنه ولتاژ شين ابتدائي قدرت راكتيو جدا شده از شين افزايش مي‌يابد و در فرمول شماره (2-1) مشاهده مي گردد كه قدرت راكتيو توليد شده توسط ژنراتور به تحريك آن بستگي داشته و با تغيير نيروي محركه ژنراتور مي توان ميزان قدرت راكتيو توليدي و يا مصرفي آن را تنظيم نمود در يك سيستم به هم پيوسته نيز با انجام پخش بار در وضعيت هاي مختلف مي‌توان ديد كه تزريق قدرت راكتيو با يك شين ولتاژ همه شين ها را بالا مي برد و بيش از همه روي ولتاژ همه شين تأثير مي گذارد. ليكن تأثير زيادي بر زاويه ولتاژ شين ها و فركانس سيستم ندارد بنابراين قدرت راكتيو و ولتاژ در يك كانال كنترل مي شود كه آنرا كانال QV قدرت راكتيو- ولتاژ يا مگادار- ولتاژ مي گويند در عمل تمام تجهيزات يك سيستم قدرت براي ولتاژ مشخص ولتاژ نامي طراحي مي شوند اگر ولتاژ از مقدار نامي خود منحرف شود ممكن است باعث صدمه رساندن به تجهيزات سيستم يا كاهش عمر آنها گردد براي مثال گشتاور يك موتور القايئ يك موتور با توان دوم و ولتاژ ترمينالهاي آن متناسب است و يا شارنوري كه لامپ مستقيماً با ولتاژ آن تغيير مي نمايد بنابراين تثبيت ولتاژ نقاط سيستم از لحاظ اقتصادي عملي نمي باشد از طرف ديگر كنترل ولتاژ در حد كنترل فركانس ضرورت نداشته و در بسياري از سيستم ها خطاي ولتاژ در محدوده 5% تنظيم مي شود. توان راكتيو مصرفي بارها در ساعات مختلف در حال تغيير است لذا ولتاژ و توان راكتيو بايد دائماً كنترل شوند در ساعات پربار بارها قدرت راكتيو بيشتري مصرف مي كنند و نياز به توليد قدرت راكتيو زيادي در شبكه مي باشد اگر قدرت راكتيو موردنياز تأمين نشود اجباراً ولتاژ نقاط مختلف كاهش يافته و ممكن است از محدوده مجاز خارج شود. نيروگاه هاي داراي سيستم كنترل ولتاژ هستند كه كاهش ولتاژ را حس كرده فرمان كنترل لازم را براي بالا بردن تحريك ژنراتور و درنتيجه افزايش ولتاژ ژنراتور تا سطح ولتاژ نامي صادر مي كند با بالا بردن تحريك (حالت كار فوق تحريك) قدرت راكتيو توسط ژنراتورها توليد مي شود ليكن قدرت راكتيو توليدي ژنراتورها به خاطر مسائل حرارتي سيم پيچ ها محدود بوده و ژنراتورها به تنهايي نمي تواند در ساعات پربار تمام قدرت راكتيو موردنياز سيستم را تأمين كنند بنابراين در اين ساعات به وسايل نياز است كه بتواند در اين ساعات قدرت راكتيو اضافي سيستم را مصرف نمايند نياز مي باشد. وسائلي را كه براي كنترل توان راكتيو و ولتاژ بكار مي روند «جبران كننده» مي ناميم.
همانطوري كه ملاحظه مي شود توازن قدرت راكتيو در سيستم تضميني بر ثابت بودن ولتاژ و كنترل قدرت راكتيو به منزله كنترل ولتاژ مي باشد.
به طور كلي كنترل قدرت راكتيو ولتاژ از سه روش اصلي زير انجام مي گيرد.
1- با تزريق قدرت راكتيو سيستم توسط جبران كننده هائي كه به صورت موازي متصل مي شوند مانند خازن- راكتيو كندانسور كردن و جبران كننده هاي استاتيك
2- با جابجا كردن قدرت راكتيو در سيستم توسط ترانسفورماتورهاي متغير ازقبيل پي و تقويت كننده ها
3- از طريق كم كردن راكتانس القائي خطوط انتقال با نصب خازن سري
خازنها و راكتورهاي نشت و خازنهاي سري جبرانسازي غير فعال را فراهم مي آورند اين وسايل با به طور دائم به سيستم انتقال و توزيع وصل مي شوند يا كليد زني مي شوند كه با تغيير دادن مشخصه هاي شبكه به كنترل ولتاژ شبكه كمك مي كنند.
كندانسورهاي سنكرون و SVC ها جبرانسازي فعال را تأمين مي كنند توان راكتيو توليد شده يا جذب شده به وسيله آنها به طور خودكار تنظيم مي شود به گونه اي كه ولتاژ شينهاي متصل با آنها حفظ شود به همراه واحدهاي توليد اين وسايل ولتاژ را در نقاط مشخصي از سيستم تثبيت مي كنند ولتاژ در محلهائي ديگر سيستم باتوجه به توانهاي انتقالي حقيقي و راكتيو از عناصر گوناگون دارد ازجمله وسايل جبرانسازي غيرفعال تعيين مي شود.

جبران بار
1-1- اهداف درجبران بار:
جبران بارعبارتست از مديريت توان راكتيوكه به منظور بهبود بخشيدن به كيفيت تغذيه در سيستم هاي قدرت متناوب انجام مي گيرد.اصطلاح جبران بار در جايي استعمال مي شود كه مديريت توان راكتيو براي يك بار تنها (يا گروهي از بارها ) انجام مي گيرد و وسيله جبران كننده معمولا در محلي كه در تملك مصرف كننده قرار دارد , در نزديك بار نصب مي شود. پاره اي از اهداف و روشهاي به كار گرفته شده در جبران بار با آنچه كه در جبران شبكه هاي وسيع تغذيه (جبران انتقال) مورد نظر است , به طور قا بل ملاحظه اي تفاوت دارد. در جبران بار اهداف اصلي سه گانه زير مورد نظر است.
1-اصلاح ضريب توان
2- بهبود تنظيم ولتاژ
3- متعادل كردن بار
خاطر نشان مي كنيم كه اصلاح ضريب توان ومتعادل كردن بار حتي درمواقعي كه ولتاژ تغذيه فوق العاده((محكم)) است (يعني ثابت و مستقل از بار است ) مطلوب خواهند بود.
2-1- جبران كننده ايده ال
با معرفي اجمالي اهداف اصلي در جبران بار, هم اكنون مي توان مفهوم جبران كننده ايده ال را بيان كرد . جبران كننده ايده ال وسيله اي است كه در نقطه تغذيه (يعني به موازات بار)متصل و وظايف سه گا نه زير را به عهده
مي گيرد:
1- ضريب توان را به مقدار واحد تصحيح مي كند
2- تنظيم (تغيير)ولتاژرا حذف مي كند و يا مقدارش را تا سطح قابل قبولي كاهش مي دهد .
3- جريان هاي يا ولتاژ سه فاز را متعادل مي كند .
جبران كننده ايده ال در حذف اعواج ناشي از هارمونيك كه در جريان يا ولتاژ هاي تغذيه موجود است,,نقشي ندارد (اين عمل به عهده فيلتر مناسب مي باشد), ليكن جبران كننده ايده ال خودش نبايستي توليد هارموني اضافي نمايد. از خواص ديگر جبران كننده ايده ال توانائيش در پاسخ لحظه اي است كه مي تواند نقش سه گانه فوق را انجام دهد . مفهوم پاسخ لحظه اي, تعريف كردن ضريب توان لحظه اي و عدم تعادل فاز لحظه اي را ايجاب مي كند. جبران كننده ايده ال همچنين توان متوسط را مصرف نمي كند يعني بدون تلفات در نظر گرفته مي شود .
عمليات اصلي سه گانه جبران كننده ايده ال مستقل از يكديگر هستند .البته , اصلاح ضريب توان و متعادل كردن فازها خود به خود منجر به بهبود در وضع تنظيم ولتاژ مي گردد .در حقيقت در بعضي از موارد, مخصوصاٌ وقتي كه تغييرات بار كند يا وقوع آن كم است, جبران كننده اي كه براي اصلاح ضريب توان و يا متعادل كردن فاز ها طراحي شده است لازم نيست كه عمل خاصي را به منظور تنظيم ولتاژ انجام دهد.
3-1- ملا حظات عملي
1-3-1- بارهائيكه به جبران سازي نياز دارند.
مساله اينكه آيا يك بار معين در شرايط پايدار نياز به اصلاح ضريب توان دارد يا خير, يك مساله اقتصادي است كه جواب آن به عوامل مختلفي از آن جمله تعرفه برق, اندازه بار و ضريب توان جبران نشده بستگي دارد . براي بارهاي صنعتي بزرگ با ضريب توان جبران نشده كمتر از 0.8 اصلاح ضريب توان از نظر اقتصادي مقرون به صرفه خواهد بود .
بارهاي كه منجر به تغييرات سريع ولتاژ تغذيه مي شوند بايستي براي اصلاح ضريب توان و همچنين تنظيم ولتاژ جبران شوند .
نمونه بارهائيكه مستلزم جبران هستند عبارتند از كوره هاي الكتريكي, كوره هاي القائي, دستگاه جوش الكتريكي, دستگاه جوش القائي, انواع دستگاه غلطك براي شكل دادن فلزات به كار مي رود . موتور هاي بزرگ (بخصوص آنهائي كه به كرات روشن و خاموش مي شوند) ,دستگاه چوب بري, دستگاههاي مثل سينكروترون كه نياز به منبع تغذيه با قدرت بالاي پالسي دارند .اين بارها را مي‌توان به بار هاي كه ذاتاٌ رفتار غير خطي دارند و بارهائي كه با قطع و وصل آنها ايجاد اغتشاش مي شود, طبقه بندي كرد . بارهاي غير خطي معمولاٌ علاوه بر توليد هارمونيك باعث تغييرات ولتاژ فركانس پايه مي گردند .كه براي حذف هارمونيك ها از فيلتر مناسب استفاده مي كنند.
در صورتي كه تعدادي از محرك هاي موجود در مراكز صنعتي به جاي موتور القائي از نوع موتور سنكرون باشند, در ضريب توان و تنظيم ولتاژ بهبود حاصل مي شود,زيرا موتور سنكرون قادر است كه مقدار قابل كنترل توان راكتيو را وارد شبكه يا از آن جذب نمايد. موتور سنكرون همچنين به واسطه داشتن قسمت گردان, انرژي جنبشي را در خود ذخيره كرده و مي تواند سيستم تغذيه را در موقع افزايش ناگهاني بار حمايت كند .
4-1- مشخصا ت يك جبران كننده بار :
پارامترها و فاكتورهائي كه بايستي در تعريف يك جبران كننده بار در نظر گرفت, در ليست زير به طور اجمال آمده است . منظور ارائه ليست كامل نيست بلكه هدف ارائه يك ايده از نوع عملي جبران كننده و در نظر گرفتن ملاحظات مهم است.
1-حداكثر توان راكتيو پيوسته مورد لزوم كه بايستي جذب يا توليد گردد .
2-مقدار نامي اضافه بار و مدت زمان آن
3-ولتاژ نامي و حدود ولتاژ كه مقدار نامي توان راكتيو نبايستي از آن حدود تجاوز نمايد .

منابع و مآخذ:
1- كتاب كنترل توان راكتيو در سيستم هاي الكتريكي تأليف تي-جي ال ميلر ترجمه دكتر رضا قاضي
2- كتاب پايداري و كنترل سيستم هاي قدرت تأليف پرفسور پرابها شانكار كندور ترجمه دكتر حسين سيفي و دكتر علي خاكي صديق
3- كتاب بررسي سيستم هاي قدرت2 تأليف احد كاظمي
4- سايتهاي اينترنتي
5- جزوات دانشگاه آزاد اسلامي واحد يزد

مطلب مفیدی برای شما بود ؟ پس به اشتراک بگذارید برای دوستانتان
درباره این مطلب نظر دهید !

محصولات مرتبط ...

محصولات زیرا حتما ببینید ...