دانلود مقاله بررسی تنظیم ولتاژ (رگولاسیون خطوط انتقال نیرو)

دانلود مقاله بررسی تنظیم ولتاژ (رگولاسیون خطوط انتقال نیرو)

چکیده:
مقاله ای که پیش روی شماست تحت عنوان بررسی تنظیم ولتاژ (رگولاسیون خطوط انتقال نیرو) می باشد .یک از مسائل مهم در طراحی و بهره برداری از یک خط انتقال نگه داشتن ولتاژ در محدوده ای مشخص در نقاط مختلف آن سیستم است.  در این مقاله سعی شده است شما را با تغییرات ولتاژ و عوامل به وجود آورنده آن و سپس با نحوه تنظیم و بهبود و برطرف کردن افت ولتاژ و نوسانات ولتاژ وهمچنین بهبود کارکرد خط انتقال با کنترل ولتاژدر خطوط انتقال نیرو آشنا نماییم.

مقدمه:
سطح ولتاژ شاخص اصلی تعادل بین توان راکتیو تولید شده و توان راکتیو موردنیاز در سطح شبکه می باشد. تغییرات ولتاژ علاوه براینکه می تواند منجر به صدماتی برروی دستگاهها، تجهیزات شبکه ومشترکین گردد، درحالت بحرانی و غیرقابل تحمل می تواند عامل بروز ناپایداری واختلالات قابل توجه در سطح شبکه گردد.

علل زیررا می توان جهت وقوع اضافه ولتاژ بلندمدت بیان نمود:

– کم باری ویا بی باری

– وجودبانک های خازنی

– تنظیم غلط تپ ترانسفورماتور

– عدم وجود سیستم کنترل ولتاژ مناسب

– عدم امکان کنترل توان راکتیو از نیروگاههای نزدیک

همچنین دلایل زیر برای وقوع کاهش ولتاژ بلندمدت بیان شده است:

– اضافه بار

– تنظیم ضعیف ولتاژ

– قطع بانک های خازنی بزرگ

– درمداربودن بی مورد راکتور موازی

وسایل تنظیم کننده ولتاژ تنوع فراوانی دارند. این وسایل را می توان به چهار گروه عمده تقسیم بندی نمود:

– AVR ژنراتورها

– ترانسفورماتورهای با تپ چنجر

– وسایل ایزوله کننده با رگولاتورهای ولتاژ مجزا

– وسایل جبران کننده امپدانسی مانندخازن ها، راکتورها

وسایل ایزوله کننده شامل سیستم های UPS  ، ترانسفورماتورهای فرو رزونانس، مجموعه موتور- ژنراتور وغیره می باشند. این وسایل اصولاً با انجام تبدیل انرژی ، بار را از منبع تغذیه شبکه ایزوله می نمایند. بنابراین در طرف بار، ولتاژ تجهیز می تواند به صورت مجزا تنظیم شده و علیرغم آنچه که درسمت منبع تغذیه اتفاق می افتد ولتاژ بار ثابت نگاه داشته شود. اشکال این نوع وسایل ، بوجود آوردن تلفات بیشتر وهمچنین ایجاد مسائلی مانند هارمونیک ها درشبکه تغذیه است.

خازن های موازی باکاهش جریان خطوط به تثبیت ولتاژ کمک می کنند. همچنین با جبران کردن بیش از حـد مـدارات اندوکتیـو می تـوان به مقدار ولتاژ بالاتری نیز رسید. جهت تثبیت ولتاژ، خازن ها می توانند همراه با بار سوئیچ شوند.

خازن های سری بندرت درشبکه های قدرت استفاده می شوند. بسیاری از شرکت های برق ازاین وسیله بدلیل مسائل پیچیده نصب و بهره برداری دوری می گزینند. به هرحال آن ها در شرایط مشخصی از سیستم بخصوص در زمـان وجود بارهـای بزرگی که سریعاً تغیـیر می کنند بسیارمؤثر می باشند. در این مقاله به تنظیم ولتاژ در شبکه می پردازیم.

فهرست مطالب
چکیده: ۱

مقدمه: ۲

فصل اول: ۴

بررسی تغییرات ولتاژ و حدود مجاز آن در شبکه. ۴

۱-۱- سطوح نامی ولتاژ. ۵

۱-۲- حدود مجاز تغییرات بلندمدت ولتاژ. ۵

۳-۱- فلیکر ولتاژ. ۶

۱-۳-۱- تشریح پدیده فلیکر. ۶

۱-۳-۱-۱ -عوامل بوجود آورنده فلیکر ولتاژ. ۸

۱-۳-۲- روشهای تعیین شاخص اثرگذاری فلیکر. ۱۰

۱-۳-۲-۱-روش SCVD.. 10

۱-۳-۳-روش های جبران وبهبود فلیکر. ۱۲

الف )خازن های موازی.. ۱۳

ب)خازن های سری.. ۱۳

ج) جبران کننده های سنکرون.. ۱۴

چ)تغییر درآرایش شبکه. ۱۴

ح )جبران کننده های توان راکتیو استاتیکی.. ۱۴

خ)راکتورانشعابی / راکتور قابل اشباع.. ۱۶

د)راکتورقابل اشباع چندفازه جبران شده هارمونیکی.. ۱۶

۱-۴- عدم تعادل ولتاژ. ۱۶

۱-۴-۱- علل ایجاد عدم تعادل ولتاژ. ۱۶

۱-۴-۲- اثرات مربوط به عدم تعادل ولتاژ. ۱۷

اثرات روی کار عادی موتورهای سه فاز. ۱۷

اثر برروی کارکرد کنتورها ۱۸

اثر برروی ایمنی مصرف کننده ها ۱۸

اثر بر روی تلفات.. ۱۸

۱-۴-۳- راه حل های عملی جهت کاهش اثرات نامتعادلی بار. ۱۹

۱-۵- شبیه سازی دینامیکی راه اندازی گروهی از موتورهای القایی در یک فیدر فشار متوسط: ۲۰

۱-۶-  مشخصه یک نوسان ولتاژ نمونه. ۲۴

۱-۷- ارزیابی و تخمین پارامترهای مربوط به فلیکرولتاژ. ۲۵

۱-۷-۱-  محاسبه تغییر ولتاژ نسبی  “ d “. ۲۵

۱-۷-۲- محاسبه شاخص کوتاه مدت فلیکر ….. ۲۶

۱-۷-۳- اندازه گیری مستقیم با فلیکرمتر. ۲۷

۱-۷-۴- روش شبیه سازی.. ۲۷

۱-۷-۵- روش محاسباتی.. ۲۸

۱-۷-۶- استفاده از منحنی ………. ۳۱

۱-۸- ارزیابی شاخص بلندمدت فلیکر. ۳۲

۱-۸-۱-  حدود مجاز فلیکر ولتاژ در سطوح مختلف ولتاژ. ۳۳

۱-۹- تقسیم بندی دستگاه های مورد استفاده مشترکین.. ۳۴

مرحله اول: ارزیابی ابتدائی میزان انتشار فلیکر. ۳۵

مرحله دوم : حدود مجاز متناسب با توان نامی توافقی مشترک… ۳۵

مرحله سوم : پذیرش سطوح فلیکر بالاتر به صورت استثنایی و مشروط.. ۳۵

۱-۹-۱-  حدود مجاز فلیکر برای مشترکین متصل به شینه های فشار ضعیف.. ۳۶

۱-۹-۱-۱-  تجهیزات با جریان فاز کمتر از ۱۶ آمپر. ۳۶

۱-۹-۱-۲- تجهیزات با جریان فاز بیشتراز ۱۶ آمپر وکمتر از ۷۵ آمپر: ۳۷

۱-۹-۱-۳- تجهیزات با جریان فاز بیش از ۷۵ آمپر. ۴۰

۱-۹-۲-حدود مجاز فلیکر برای دستگاههای متصل به شینه فشار متوسط.. ۴۰

۱-۹-۳-  حدود مجاز فلیکر برای دستگاههای متصل به شینه فشارقوی.. ۴۴

۱-۱۰- حدود مجاز انتشار برای تغییرات سریع ولتاژ. ۴۷

۱-۱۱-  مثالهایی دررابطه با پذیرش مشترکین.. ۵۰

۱-۱۱-۱-  مثال ۱) اتصال یک بار با مشخصه تغییر ولتاژ معلوم. ۵۰

۱-۱۱-۲- مثال ۲) اتصال یک کوره قوس الکتریکی ۶۰ تنی(رجوع شود به شکل (۱۳-۱)). ۵۱

۱-۱۱-۳- قطع SVC.. 55

۱۲-۱- حدود مجاز عدم تعادل ولتاژ و جریان.. ۵۶

۱-۱۳- حد مجاز فرکانس… ۵۸

۱-۱۴-بررسی فلیکردرمزارع بادی ومدلسازی فلیکرسنج: ۵۹

۱-۱۵- فلیکر سنج: ۶۴

۱-۱۶- شبیه سازی مدل در محیط نرم افزار: ۶۵

۱-۱۶-۱- انتخاب ورودی و مولد سیگنال کالیبراسیون: ۶۶

۱-۱۶-۲- مدل شبیه ساز تغییرات نور لامپ و ادراک آن توسط چشم انسان و مغز انسان: ۶۷

۱-۱۶-۳- آنالیز داده ها (بلوک پنجم). ۶۸

۱-۱۷- آزمایش مدل طراحی شده: ۷۰

۱-۱۷-۱- پاسخ به سیگنال ورودی کالیبراسیون: ۷۰

۱-۱۷-۲- آزمایش  مدل فیلکر سنج در اندازه گیری فلیکر و پارامترهای مربوط به آن با اتصال نیروگاه بادی به شکل برق: ۷۲

۱-۱۸- محاسبه ضریب پله فلیکر و ضریب تغییرات ولتاژ: ۷۵

نتیجه گیری: ۷۷

فصل دوم: ۸۰

تغییرات بلندمدت ولتاژ و روشهای تنظیم ولتاژ در شبکه. ۸۰

۲-۱-  علل وقوع تغییرات بلندمدت ولتاژ. ۸۱

۲-۲- اصول اساسی تنظیم ولتاژ. ۸۱

۲-۳- تجهیزات تنظیم کننده ولتاژ. ۸۳

۲-۳-۱- رگولاتورهای پله ای ولتاژ. ۸۴

۲-۳-۲- ترانسفورماتورهای فرورزونانسی.. ۸۶

۲-۳-۳- رگولاتور الکترونیکی.. ۸۶

۲-۳-۴- مجموعه موتور- ژنراتور. ۸۷

۲-۳-۵- جبران کننده های توان راکتیو استاتیکی(svc) 88

۲-۳-۳- استفاده از خازن ها برای تنظیم ولتاژ. ۸۸

۲-۴- کاربرد خازن برای مشترک… ۹۰

۲-۴-۱- افزایش ولتاژ. ۹۰

فصل سوم: ۹۱

فلیکر ولتاژ ناشی از ترانسهای جوشکاری و حذف آن از شبکه. ۹۱

۳-۱- مقدمه: ۹۲

۳-۲- آشنایی با ترانس جوشکاری و بدست آوردن پارامترهای آن: ۹۲

۳-۳- بررسی مراحل عمل در یک سیکل جوشکاری: ۹۳

۳-۳-۱- وصل ترانس جوش به شبکه و برقراری جریان تحریک ترانس: ۹۵

۳-۳-۲- نزدیک شدن الکترود به قطعه کار و اتصال کوتاه ترانس: ۹۵

۳-۳-۳- دور کردن الکترود برقراری قوس: ۹۵

۳-۳-۴- قطع عملیات جوشکاری: ۹۵

۳-۴- شبیه سازی ترانس جوشکاری توسط برنامه EMTP : 96

۳-۴-۱- شبیه سازی ترانس در حالت بی باری: ۹۶

۳-۴-۲- مدلسازی قوس با یک مقاومت ثابت: ۹۷

۳-۵- روشهای حذف پدیده فلیکر: ۱۰۰

۳-۵-۱- استفاده از خازن موازی با ترانس: ۱۰۰

۳-۵-۲- نصب خازن سری: ۱۰۲

۳-۵-۳- استفاده از جبران کننده استاتیکی تریستوری (SVC) : 104

۳-۵-۴-نتیجه گیری این فصل: ۱۰۶

فصل چهارم: ۱۰۸

حذف اثر نامتعادلی ولتاژ و بهبودآن در خطوط توزیع انرژی الکتریکی.. ۱۰۸

۴-۱- مقدمه: ۱۰۹

۴-۲- روش تنظیم ولتاژ: ۱۱۰

۴-۳-جایابی مناسب تنظیم گرهای ولتاژ و انتخاب بهینه نقطه تنظیم آن در خطوط توزیع: ۱۲۰

۴-۳-۱- مدار داخلی جبرانگر افت خط.. ۱۲۱

۴-۴- فرمول بندی جهت محاسبه جبرانگر افت خط.. ۱۲۲

۴-۵- مشخصات فیدر نمونه : ۱۲۵

۴-۶- معیارهای ولتاژ بر طبق مشخصات فیدر نمونه : ۱۲۵

۴-۷- بررسی ولتاژ فیدر نمونه بوسیله منحنی ولتاژ : ۱۲۶

۴-۸- انتخاب بهینه مکان نقطه تنظیم ولتاژ : ۱۲۹

۴-۹-اصلاح ولتاژ القایی در شبکه های توزیع هوایی : ۱۳۰

۴-۱۰- مشخصات عمومی خطوط چند مداره – چند ولتاژه: ۱۳۱

۴-۱۱- بررسی مسائل خطوط چند مداره، چند ولتاژه: ۱۳۶

۴-۱۲-  بررسی تأثیرات مدارهای برقدار روی مدار بی برق: ۱۳۷

۴-۱۲- ۱-بررسی ولتاژهای القائی در حالات مختلف روی مدار بی برق تحت تعمیرات: ۱۳۸

۴-۱۳- اتصال کوتاه تک فاز –  زمین روی یک سیستم: ۱۳۹

۴-۱۴- جمع بندی و نتیجه گیری : ۱۴۱

فصل پنجم: ۱۴۳

الگوریتم جدید جبران سازی و اصلاح کمبود و بیشبود ولتاژ. ۱۴۳

۵-۱- مقدمه: ۱۴۴

۵-۲-  ساختار کلی آشکارساز ولتاژ. ۱۴۵

۵-۳- ارتباط تأثیر بزرگی اغتشاش و زمان آشکارسازی: ۱۵۴

۵-۴- ساختار کلی روش جبرا نسازی پیشنهادی.. ۱۵۵

۵-۵-  نتیجه گیری این فصل: ۱۵۷

منابع و مآخذ: ۱۵۸