بررسی عملکرد ژنراتورهای فشار قوی Power Former، مهندسي برق | شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه

پایان نامه بررسی عملکرد ژنراتورهای فشار قوی Power Former، مهندسی برق

عنوان: پایان نامه بررسی  عملکرد ژنراتورهای فشار قوی Power Former، مهندسی برق

رشته:  پروژه پایانی دوره کارشناسی‌،مهندسی برق

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: ۶۵

مقدمه 
فصل اول مروری بر ماشینهای الکتریکی سنکرون 
فصل دوم سیم پیچی Power former و مدل تلفات جریان گردابی در آن 
فصل سوم  استاتور Power former
فصل چهارم جریان های خطا در Power former
فصل پنجم مزایای Power former
فصل ششم نصب Power former در نیروگاه ها 
نتیجه گیری 
منابع و ماخذ

مقدمه
تولید برق یکی از مهمترین دستاوردهای صنعت برای تمدن بشر می باشد و این حرکت در حدود صد سال است که آغاز گردیده است. در سال ۱۸۶۴ تئوری الکترومغناطیسی توسط جیمز کلرک ماکسول در یک شکل عمومی ارائه گردید و به صورت یک قاعده کلی در آمد، که معادلات ماکسول نام گرفت.
اولین ماشین های الکتریکی به نام جدلیک مجارستانی (۱۸۶۱) و ورلی انگلیسی (۱۸۶۶) ثبت گردیدند. در سال ۱۹۰۵ تلاشهای پروفسور مانگارینی و مهندسین شرکت گانز منجر به ساخت دو ژنراتور ۴۵ هرتز، ۴۵۰ دور در دقیقه با ظرفیت نامی ۲/۵ مگاولت آمپر و ولتاژ ۳۰ کیلوولت شد. این دو ژنراتور توان تولیدی خود را به شهر رم که در ۵۵ کیلومتری قرار داشت انتقال می دادند.
اولین گام قابل توجه توسط سر چارلز پرسونز و جان روزن در سال ۱۹۲۸ برداشته شد. بدین ترتیب که آنان توانستند یک توربو ژنراتور ۲۵ مگاولت آمپری سه فاز که دارای ۳۳ کیلوولت و سرعت ۳۰۰۰ دور در دقیقه بود بسازند. به کمک فناوری پرسونز در طول ۶ سال ۸ ژنراتور ۶ کیلوولتی ساخته شد، اما در فاصله دو جنگ جهانی اول و دوم ولتاژ شبکه در اروپا و آمریکا به سرعت از ۲۲ به ۲۳۰ کیلوولت افزایش پیدا کرد و لازم گردید ترانسفورماتورهای افزاینده برای اتصال ژنراتورها به شبکه نقش اساسی را ایفا کنند. در طول ۲۵ سال گذشته بدلیل پیشرفت در فناوری ساخت نیروگاههای بزرگ از جمله نیروگاه هسته ای، ظرفیت ژنراتورها به بیش از ۱۵ برابر افزایش یافته، در صورتی که ولتاژ خروجی آنها به دلیل محدودیتهای عایقی هرگز به بیش از ۳۶ کیلو ولت نرسیده است.
از آنجا که صنعت برق یک صنعت فراگیر می باشد افزایش راندمان و استفاده بهینه از ظرفیت های بالقوه به ما این امکان را می دهد تا با استفاده از داشته های محدود تولید وعرضه را افزایش داده و عوامل یا وسائلی را که بر بازده این صنعت تأثیر منفی بجای می گذارند حذف و یا به حداقل کاهش دهیم.
امروزه ژنراتورهای فشار قوی به طریقی ساخته می شوند که ولتاژ خروجی آنها به kv30 محدود می شود. شبکه های قدرت با ولتاژهای بالاتر از ولتاژ تولیدی این ژنراتورها مستقیماً نمی توانند توسط آنها تغذیه شوند. به همین علت است که امروزه نیروگاههای بزرگ از ترانسفورماتورهای افزاینده برای تبدیل ولتاژ تولیدی به یک سطح ولتاژ مناسب برای اتصال به شبکه قدرت استفاده می کنند. ترانسفورماتورهای افزاینده مشکلات زیادی برای نیروگاه ایجاد می کنند که از جمله می توان کاهش راندمان، هزینه نگهداری بالا و اشغال فضای زیاد را نام برد. در طول قرن گذشته، تلاشهای زیادی برای تولید ژنراتورهای فشار قوی که توانایی اتصال مستقیم به شبکه قدرت بدون نیاز به ترانسفورماتور افزاینده را داشته باشند، صورت گرفته است. با وجود اینکه ولتاژ های شبکه به kv 800 یا بیشتر رسیده اند، امروزه ژنراتورها حداکثر برای ولتاژهای kv30 ساخته می شوند.
ایده ای که باعث تغییر کلی در طرح معمولی ژنراتورها شده، اولین بار به طور جدی در سال ۱۹۹۱ مطرح شد. به این صورت که چگونه میتوان ژنراتوری ساخت که دارای ولتاژ خروجی بالایی بوده و در عین حال بارگذاری یکنواخت روی مشخصه های تجهیزات آن تضمین شود.
نگاه اولیه به طرح ژنراتور با یک سؤال ساده شروع شد.

آیا ژنراتور جدید مانند نوع فعلی خواهد بود؟
جواب سؤال: یک طرح کاملاً جدید با نتایج عالی برای نیروگاههای برق آبی و حرارتی، مانند دیگر تجهیزات الکتریکی خواهد بود.

عایق جامد، شیارهای با طرح استوانه ای در هسته استاتور و ترتیب بی نظیر سیم پیچ از نوع کابل فشار قوی، از مزایای اصلی این طرح جدید است. این کابل های فشار قوی در درون شیارها قرار می گیرند.
این مشخصه برجسته طرح، ازاشکالات معمول درخصوص فرض کردن میدان های مغناطیسی، جلوگیری می کند. شکل استوانه ای شیارها در طرح جدید، اجازه می دهد که معادلات ماکسول به روش آسان و بدون تقریب بکار برده شوند. شرکت ABB در یک همکاری نزدیک با یک شرکت سوئدی به نام واتنفال یک ژنراتور فشار قوی با ساختار جدید که توانایی اتصال مستقیم به شبکه انتقال را دارد تولید کرده است که ولتاژ خروجی آن می تواند به سطح ولتاژ kv 400 برسد. با این تکنولوژی جدید، در آینده نیروگاههایی بدون نیاز به ترانسفورماتور ساخته می شوند که شکل جدیدی از انتقال قدرت را به وجود می آورند.
این ماشین جدید که power former نامیده می شود مزایایی از قبیل راندمان بالاتر، دسترسی بهتر، هزینه تعمیر و نگهداری کمتر، تلفات کمتر و تأثیرات منفی کمتر بر محیط زیست را داراست.
نام power former از ترکیب دو کلمه
power generator و trans former انتخاب گردیده است
اولین ژنراتور برق آبی دنیا از این نوع پس از تست کارخانه ای در بهار ۱۹۹۸ در مرکز برق آبی پورجو سوئد راه اندازی شده است.[۱]