پروژه رشته برق با عنوان فیلترهای اکتیو در هارمونیک ها. doc

اختصاصی از فی ژوو پروژه رشته برق با عنوان فیلترهای اکتیو در هارمونیک ها. doc دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نوع فایل: word

قابل ویرایش 110 صفحه

چکیده:

با توجه به دامنه وسیع استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت، و ایجاد هارمونیک های جریان ناشی از کاربرد آنها در شبکه توزیع استفاده از فیلتر اکتیو به منظور حذف اثر هارمونیک ها همیشه مورد توجه بوده است. در این پروژه روشی جهت بهبود کیفیت توان با استفاده از فیلتر فعال موازی با بکارگیری روش کنترل برداری ارایه شده است و عملکرد فیلتر در جبرانشای و حذف اعوجاجات هارمونیکی ، تصحیح ضریب قدرت ، شرایط بار نامتعادل و تغییرات در شرایط بار مورد بررسی قرار گرفته است و همچنین یک استراتژی جدید مبتنی بر فیلتر اکتیو قدرت ارایه می شود. فیلتر اکتیو پیشنهادی در محیط Simulink/MATLAB مدل سازی و شبیه سازی گردیده است.

کلمات کلیدی: فیلتر اکتیو، کنترل برداری ، هارمونیک ، شبکه توزیع ، کیفیت توان ، اینورتر جریان ، کنترل هیسترزیس.

مقدمه:

افزایش روز افزون بارهای غیر خطی اعم از یکسو سازهای دیودی و تایستوری ، کوره های قوسی و ... در سیستم های توزیع منجر به بروز مشکلات کیفیت توان و تاثیر متقابل آن بر روی بارهای تغذیه شونده از آن شین می شوند. از طرفی دیگر، به دلیل محدودیت های در نظر گرفته شده توسط استانداردهای مختلف به خصوص برای مصرف کننده های صنعتی ، کاهش مشکلات هارمونیکی ناشی از بار به عنوان یک ضرورت مطرح می گردد. بنابراین انواع مختلفی از جبران سازها به این منظور معرفی شده اند. فیلترهای پسیو به عنوان اولین جبران سازها به منظور حذف هارمونیکهای جریان و بهبود ضریب توان معرفی شده اند. اگر چه این دسته از فیلترها از سادگی و هزینه کمی برخوردارند ، ولی به دلیل تاثیر امپدانس خط و احتمال بروز مشکلاتی رزونانسی ، عدم توانایی در حذف چندین مولفه هارمونیکی و ... از مقبولیت کمی برخوردارند. لذا تحقیقات مختلفی در زمینه جبران سازی و طراحی آنها انجام گردیده است. فیلترها اکتیو قدرت یکی از این جبران سازها می باشند که امروزه از کاربرد وسیعی در سیستم های توزیع برخوردارند که قابلیت حذف تمامی هارمونیکهای ناخواسته، بهبود ضریب توان و عدم تعادل را دارا هستند. در چند دهه اخیر ساختارهای مختلفی از فیلترهای اکتیو ارائه شده است که از جمله آنها فیلترهای ترکیبی [2-1] ، فیلترهای اکتیو سری ، فیلترهای اکتیو موازی [8-3] ، UPQC و ... می باشند. همچنین روش های کنترلی مختلفی در حوزه فرکانس [9-10] و حوزه زمان مانند فیلترهای notch ، تئوری قاب d-q با مرجع سنکرون ، روش ردیابی جریان سنکرون [12-11] ، تئوری توان لحظه ای [15-13] و ... ارائه گردیده اند. در این مقاله ، ابتدا با استفاده از ولتاژ لینک DC و ولتاژهای منبع ، جریانهای مرجع منبع حاصل می شوند سپس با استفاده از اندازه گیری جریان بار، جریانهای مرجع جبران ساز به دست خواهد آمد. به منظور تزریق این جریان به شین بار، از یک اینورتر منبع جریان موازی مبتنی بر روش کنترلی هیسترزیس استفاده می شود. به منظور بررسی دقیق این سیستم کنترلی ،

بخش های مختلف سیستم قدرت توزیع در محیط Simulink / matlab شبیه سازی شده و عملکرد فیلتر اکتیو پیشنهادی تحت شرایط بارهای هارمونیکی مختلف و بارهای نامتعادل مورد بررسی واقع می شود و در هر مورد شاخص های کیفیت توان مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت . نتایج شبیه سازی عملکرد مناسب این جبران ساز را تائید می کنند.

فهرست مطالب:

چکیده

مقدمه

بررسی شبکه های انتقال AC,DC

تاریخچه شبکه های HVDC

اساس هارمونیک ها

مقدمه

تشدید

تشدید سری

تشدید موازی

اثر هارمونیک ها بر خازن

خازنهای قدرت

دستگاه های مسدود کننده هارمونیک ها

بانک های نامیزان سازی خازن

سامانه خارجی ایده آل

نتیجه گیری

مشکلات کیفیت توان شبکه های توزیع دارای منابع تولید پراکنده

تغییرات آرام یا سریع ولتاژ

هارمونیکها و هارمونیکهای میانی

هارمونیک های تولیدی توسط شبکه HVDC

مقدمه

بررسی هارمونیک های تولید شده

حذف هارمونیک شبکه HVDC (فیلترینگ)

انواع فیلترها

انواع فیلترهای بهبود کیفیت توان

موقعیت

اتصال سری یا موازی

نحوه تنظیم

تاثیر امپدانس شبکه بر روی فیلترینگ

طراحی فیلترهای تنظیم شونده

انحراف فرکانسی

مدل طرف DC,AC شبکه های HVDC و اثر هارمونیک های ناشناخته بر مدل مزبور

فیلترهای فعال شبکه HVDC

مقدمه

مدار معادل مبدل ( از سمت DC )

فیلتر غیر فعال ( پسیو ) سمت DC

فیلتر فعال ( اکتیو ) سمت DC

محاسبات حالت دائمی فیلتر فعال

شمای کنترلی باند تلرانس

فیلتر فعال در سمت AC

خلاصه ای از عملکرد فیلتر غیر فعال سمت AC

فیلتر فعال طرف AC

روش تزریق مستقیم

فیلتر غیر فعال بالا گذر تغییر داده شده

ارائه روشی به منظور کنترل فیلتر قدرت اکتیو جهت بهبود شاخص های کیفیت توان درسیستم های توزیع

مقدمه

ساختار کلی سیستم و استراتژی کنترلی

محاسبه جریان مرجع منبع

محاسبه جریان مرجع جبرانساز

اینورتر جریان با روش کنترل هیسترزیس

مدلسازی و شبیه سازی فیلتر اکتیو فعال

عملکرد سیستم در شرایط مختلف هارمونیکی بار غیر خطی

نتیجه گیری

مدلسازی ریاضی فیلترهای فعال قدرت بمنظور بهسازی کیفیت توان در شبکه توزیع

مقدمه

ساختار عنصر بهساز کیفیت توان

مدل سازی فیلتر فعال قدرت

نتایج حاصل از شبیه سازی

نتیجه گیری

روشی جدید برای کنترل یک فیلتر فعال تک فاز بری کاهش هارمونیک

نتایج تحلیل و شبیه سازی

نتیجه گیری

شبیه سازی کامپیوتر شبکه HVDC و نتایج آن به کمک نرم افزار EMTP

شبیه سازی تجهیزات شبکه انتقال HVDC

شبیه سازی شبکه قدرت (منابع قدرت)

شبیه سازی ترانسفورماتور سه فازه

شبیه سازی فیلترهای AC , DC

نتایج حاصل از شبیه سازی شبکه انتقال HVDC

نتایج حاصل از شبیه سازی فیلتر فعال

نتیجه گیری و پیشنهادات

امپدانس شبکه و تأثیر آن در طراحی فیلتر

مراجع

منابع و مأخذ:

1. Mohan. N. and Undeland, T.M. and Robbins , W.P. : Power Electronics Converters.Application and Design,John Wiley & Sons, 1989
2. Arrillaga,J. : High Voltage Direct Current ransmission, Peter Pereginus Ltd, 1983
3. Kimbark, E.W. : Direct Current Transmission, John Wiley& sons, 1971
4. Yao - nan, YU. : Electric Power System Dynamics, Academic Press, Ltd, 1983
5. "Alternative Transient Program Rule Book",Leuven EMTP Center, July 1987.
6. "Introduction to HVDC", ABB Co, August 1989
7. Lasseter, R.H. & Kelly. F.h. & Undh, C.B. "DC Filter Design Methods for HVDC Systems", IEEE trans on Power App. & Sys. Vol - PAS - 96, No - 2 , March/April 1977.
8. Kloss, A. "Harmonics in Power Systems withConverter", ABB Review 4,1991
9. Higo Sani, N.G. & Burbevy, M.F. "Simulation of AC System Impedance in HVDC System Studies ", IEEE Trans. on Power App. & Sys, Vol 89, No - 5/6 , May/June 1970.
10. Yacamini, J.R. & Deoliveiva, J.C. " Comperhensive Calculation of Converter Harmonics with System Impedances & Control Representation " IEE Proceeding Vol - 133, pt - B, No - 2 , March 1986.
11. Duke, R. M. & Round, D. "Steady Performance of a Controlled Current Active Filter", IEEE Trans., on Power Electronics, Vol - 8 , No - 3 , April 1993 .
12. Mohan, N. & Wong, C. "Active Filters for High Voltage Direct - Current ( HVDC ) Converter Terminal", Research Project, No - 2115, University of Minnesota, August 1988.
13. Capolino, G.A. & Henao, H. "Simulation for Power Flow Electronics & Drives Using ATP". Leuven EMTP center, Katholeke University Leuven No 15, July 1991.
14. Peng, F. & Akaki. H. "A New Approach to Harmonic Compensation in PowerSys, A Combined System of Shunt Passive & Series Active Filter", IEE Trans . Industry . App . Vol - 26, No - 6 , Nov 1990.
15. Villablanca, M. & Arrillaga, J, "High Pulse HVDC Transmission", Cigre, No - 30 , Aug/Sep 1992 .
16. Wasynczuk, O. & Sudhoff, D. & Clayton, D.H."A Voltage Control Strategy for Current - Regulated PWM Inverters, " IEEE Trans. On Power Elec, Vol - 11, No - 1, Jan 1996 .
17. Eggleston, J. F. & Arrillaga, J. & Semlyen, A. "Analysis of the Harmonic Distortion Resulting from the Intraction between Synchronous Machines & HVDC Converters" , IEEE Trans . On Power Delivery, Vol - 3, No - 1, Jan 1988.
18. Mathur, R. M. & Sharaf, A. M. "Harmonics on the DC Side in HVDC Conversion", IEEE Trans. On Power Apparatus & Sys. Vol - 96, No - 5, Sep/Oct 1977.
19. Rpadiyar,K.: HVDC Power Transnission, Wiley Eastern Limited, May/1992.

دانلود تحقیق هارمونیک بانکهای خازنی

اختصاصی از فی ژوو دانلود تحقیق هارمونیک بانکهای خازنی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلود تحقیق هارمونیک بانکهای خازنی

فرمت فایل: ورد قابل ویرایش

تعداد صفحات: 31

فهرست

مقدمه :

از دیر باز، بکارگیری بانک های خازنی بعنوان یک ضرورت در طراحی فیدرهای توزیع پذیرفته شده است . ملاحظاتی که در طراحی منظور می‎شوند معمولاً فاکتورهای سنتی نظیر حفظ ولتاژ ، ضریب قدرت  و آزادسازی ظرفیت می‎باشد . اما از آنجا ییکه در سیستم های مشترکین امروزی از ادوات الکترونیک قدرت استفاده می‎شود بنابراین طراحی شبکه توزیع در آینده شامل ملاحظات مربوط به کیفیت توان نیز خواهد بود .

کلمه «کیفیت توان » معانی مختلفی دارد ، شاید به تعداد توصیفاتی که برای بیان اثرات آن بر عملکرد شبکه بکار می روند .

شرکت برق ممکن است کیفیت توان را به عنوان قابلیت اطمینان توصیف کند  وبا استناد به آمار ادعا کند که سیستم به میزان 95% .99 قابل اطمینان می‎باشد . اغلب کارخانجات سازنده ، کیفیت توان را به عنوان مشخصات مورد انتظار منبع تغذیه تعریف می کنند . بنابراین چنین تعریفی از دیدگاه سازندگان مختلف کاملاً متفاوت است که از مشکلات کیفیت توان تاثیر می پذیرد و بهترین تعریف ، تعریفی است که در آن دیدگاه مصرف کننده نیز لحاظ شده باشد . با توجه به این موضوع ، تعریف زیر اغلب بکاربرده می‎شود :

« هر مشکل بوجود آمده بر روی توان که ناشی از ولتاژ ، جریان و تغییرات فرکانس بوده و منجر به خروج یا عملکرد نامطلوب تجهیزات مشترکین گردد ، یک مشکل کیفیت توان محسوب می‎شود » .

وقایع زیادی در سیستم موجب ایجاد مسأله کیفیت توان می گردند . اغلب تجزیه و تحلیل این وقایع مشکل می‎باشد بدلیل این حقیقت که اختلال حاصل ممکن است مربوط به عملیات کلید زنی یا خطای تجهیزات شبکه قدرت در محلی که صدها مایل با نقطه تحت بررسی فاصله دارد ، ایجاد شده باشد .

در این فصل اثر بانک های خازنی در ایجاد اغتشاشات کیفیت توان در شبکه توزیع ، بررسی می‎گردند.

کلید زنی مکرر بانک های خازنی در سیستم توزیع همراه با افزایش بکارگیری تجهیزات حساس توسط مصرف کنندگان توان ، توجه ویژه به رخداد وقایع زیر را لازم می دارد :

1. افزایش گذراهای کلید زنی خازنی ؛
2. قطع ناخواسته راه اندازی تنظیم کننده سرعت ؛

این امر بخصوص در شرایطی که شرکت ها جرایم سنگینی برای ضریب قدرت قرار داده و به موجب آن ، مشترکین را به نصب خازنهای تصحیح ضریب قدرت ترغیب می نمایند ، بسیار مهم است .

امروزه ، بارهای غیرسنتی از قبیل راه اندازهای تنظیم کننده سرعت بخاطر ویژگی هایی نظیر بهبود بازه و انعطاف پذیریشان ، به تعداد زیاد بکاربرده می‎شوند . این نوع بار به اضافه ولتاژهای ناشی از کلید زنی خازنی بسیار حساس است .

عمده ترین روشهایی که برای کنترل این گذراها بکار می روند عبارتند از: استفاده از روشهای کنترل کلید زنی ( وصل سنکرون ، وصل با مقاومت /سلف ) و یا بکارگیری اندوکتانسهای سری که اغلب همانند یک Chock رفتار می کنند .

بعلاوه ، این بارها اغلب جریان هارمونیکی زیادی را تولید نموده و می‎توانند سطوح اعوجاج ولتاژ غیر قابل قبولی را در شبکه توزیع صنعتی و سیستم برقرسانی ایجاد نماید . ترکیب خازنها و امپدانس سطح اتصال کوتاه سیستم با هم رزونانس ایجاد کرده و می‎تواند سطوح هارمونیکی را به بالاتر از حد قابل قبول افزایش دهد . معمول ترین راه حل برای مسائل هارمونیکی ، بکارگیری فیلترهای هارمونیکی می باشند .

2-5) کلید زنی خازن توزیع :

الف - مرور کلی:

کلیدزنی خازنی واقعه ای معمول در سیستم های توزیع بوده و گذراهای ناشی از آن ، عموماً برای تجهیزات شبکه مشکل ساز نمی باشند . اما اگر مشترک خازنهای تصحیح ضریب قدرت فشار ضعیف داشته باشد ، این گذراها می‎توانند در تأسیسات وی افزایش یابند ، بعلاوه حتی اگر مشترکین از این خازنها استفاده نکنند ممکن است در اثر این گذراها ، قطع  ناخواسته راه اندازهای تنظیم کننده سرعت ، اتفاق افتد . از آنجائیکه ولتاژ خازن نمی تواند بصورت آنی تغییر کند ، انرژی دار کردن یک بانک خازنی ، افت سریع ( به سمت صفر ) در ولتاژ سیستم ایجاد می‎کند که بلافاصله بدنبال آن ، یک ولتاژ بازیابی سریع ( Overshoot ) و نهایتاً گذرای نوسانی بر روی شکل موج اصلی ایجاد می گردد .

پیک دامنه ولتاژ ، به ولتاژ سیستم در لحظه انرژی دار شدن بستگی دارد . در بدترین شرایط ، پیک ولتاژ می‎تواند به دو برابر پیک ولتاژ سیستم برسد . اما معمولاً دامنه به علت وجود بارهای متصل به سیستم و میراسازی در سیستم ( وجود المانهای مقاومتی ) کمتر از این مقدار خواهد بود . در شبکه‎های توزیع معمول ، سطوح اضافه ولتاژ در محدودة 1/1تا 6/1 پریونیت می باشند. معمولاً فرکانسهای گذاری ناشی از کلید زنی خازنی در شبکه توزیع در حدود  (hz ) 10000-300 است .

اضافه ولتاژهای گذرا شبکه توزیع را تهدید نمی کنند ، زیرا دامنه های پیک شان پایین تر از سطحی است که تجهیزات حفاظتی ضربه ای از قبیل برقگیر را وادار به عمل نماید . اما این گذراها به دلیل فرکانس نسبتاً پایینی که دارند از ترانسفورماتور کاهنده عبور کرده و بار مشترکین را تحت تأثیر قرار می دهند . اضافه ولتاژهای ثانویه ایجاد شده ، موجب افزایش قابل توجه ولتاژ یا قطع ناخواسته در راه اندازهای تنظیم کننده سرعت می‎شوند .

مشکلات کیفیت توان ناشی از کلیدزنی خازن توزیع شامل خروج و یا خرابی تجهیزات مشترکین ( بخاطر اضافه ولتاژ زیاد ) ، قطع ناخواسته راه اندازهای تنظیم کننده سرعت و یا خاموشی تجهیزات در سایر فرایندها ( ناشی از اضافه ولتاژ ایجاد شده روی باس dc ) ، خروج TVSS و بروز مشکلات در شبکه کامپیوتری می‎باشد .

ب - تقویت اضافه ولتاژهای گذرا :

پدیده تقویت اضافه ولتاژهای گذرا وقتی اتفاق می افتد که نوسانات گذرای حاصل از انرژی دار کردن بانک خازنی توزیع ، یک رزونانس سری را در سیستم فشار ضعیف ایجاد نماید . نتیجه این پدیده ایجاد یک اضافه ولتاژ گذرای بیشتر در باس فشار ضعیف است . مطالعات نشان داده است که بدترین اضافه ولتاژ گذرا تحت شرایط زیر اتفاق می افتد:

1. اندازه بانک خازنی سوئیچ شده بصورت قابل ملاحظه ای ( بیش از ده برابر ) بزرگتر از بانک خازنی تصحیح کننده ضریب قدرت فشار ضعیف باشد ( برای مثال3Mvar در برابر 200Kvar که 15 برابر بزرگتر از آن است ) ؛
2. فرکانس انرژی دار کردن، نزدیک به فرکانس رزونانس سری تشکیل یافته توسط ترانسفورمر کاهنده و بانک خازنی تصحیح ضریب قدرت فشار ضعیف باشد . ( برای مثال  Hz 490=  و Hz670 = )
3. بار فشار ضعیف ، بخش میرا کننده ( مقاومتی ) بسیار کوچکی داشته باشد

    ( ساختار سایتهای صنعتی معمول ، بار موتوری ) ؛

شبیه سازی کامپیوتری و اندازه گیری در کارخانه ( سایت ) ، گذراهایی بین 2 الی 4 پریونیت را نشان داده است که احتمالاً بیشتر از حد قابل تحمل توسط خازن های فشار ضعیف می‎باشد . بطور کلی ، اضافه ولتاژهای گذرا ، به ادوات حفاظتی کم انرژی (MOV ها) آسیب رسانده و یا موجب قطع ناخواسته ادوات الکترونیک قدرت می‎شوند . اما در این فصل ، مواردی که منجر به خسارت جدی به تجهیزات مشترکین می گردد ، مورد بررسی قرار خواهد گرفت .

مقاله کامل در مورد تاثیر هارمونیک بر خازن

اختصاصی از فی ژوو مقاله کامل در مورد تاثیر هارمونیک بر خازن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 15
فهرست مطالب:

مقدمه

اساس هارمونیک ها :

تشدید:

تشدید سری:

تشدید موازی:

خازنهای قدرت:

تشدید

دستگاه های مسدود کننده هارمونیک ها:

بانک های نامیزان سازی خازن:

بانک های نامیزان سازی خازن نیازمند آن هستندکه با نکات

سامانه خازنی ایده آل:

اثر هارمونیک ها بر خازن ها

اثر هارمونیک ها بر خازن ها ، تشدید های سری و موازی

تشدید سری:

تشدید موازی:

سامانه خازنی ایده آل:

منابع

نتیجه گیری

مقدمه

نقش خازنها به عنوان المان های الکتریکی و الکترونیکی کارآمد در صنایع مربوط به تولید و انتقال و توضیع امروزی غیر قابل انکار است بگونه ای که دیگر هرگز نمی توان چنین صنایعی را بدون وجود خازنهای نیرو متصور شد.از این رو شناخت کامل خازنها و عوامل تاثیر گذار برآنها و حفظ و نگهداری و نظارت دقیق بر آنها ، برای افزایش طول عمر خازن ها و کار کرد بهینه آنها امری است الزامی و اجتناب ناپذیر.

درسالهای اولیه هارمونیکها در صنایع چندان رایج نبودند.به خاطر مصرف کننده های خطی متعادل. مانند : موتورهای القایی سه فاز،گرم کنندها وروشن کننده های ملتهب شونده تا درجه سفیدی و ..... این بارهای خطی جریان سینوسی ای در فرکانسی برابر با فرکانس ولتاژ می کشند. بنابراین با این تجهیزات اداره کل سیستم نسبتا با سلامتی بیشتری همراه بود. ولی پیشرفت سریع در الکترونیک صنعتی در کاربری صنعتی سبب بوجود آمدن بارهای غیر خطی صنعتی شد. در ساده ترین حالت ، بارهای غیرخطی شکل موج بار غیر سینوسی از شکل موج ولتاژ سینوسی رسم می کنند (شکل موج جریان غیر سینوسی).

پدیدآورنده های اصلی بارهای غیر خطی درایوهای AC / DC ، نرم راه اندازها ، یکسوسازهای 6 / 12 فاز و ... می باشند. بارهای غیرخطی شکل موج جریان را تخریب می کنند. در عوض این شکل موج جریان شکل موج ولتاژ را تخریب می نماید. بنابراین سامانه به سمت تخریب شکل موج در هر دوی ولتاژ و جریان می شود. در این مقاله سعی شده است تا بزبانی هرچه ساده تر توضیحی در مورد نحوه عملکرد هارمونیک ها و راه کاری برای دوری از تاثیر گذاری آنها بر خازنها ی نیرو ارائه شود.

دانلود تحقیق اثر هارمونیک ها بر خازن ها

اختصاصی از فی ژوو دانلود تحقیق اثر هارمونیک ها بر خازن ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

اثر هارمونیک ها بر خازن ها
نقش خازنها به عنوان المان های الکتریکی و الکترونیکی کارآمد در صنایع مربوط به تولید و انتقال و توضیع امروزی غیر قابل انکار است بگونه ای که دیگر هرگز نمی توان چنین صنایعی را بدون وجود خازنهای نیرو متصور شد.از این رو شناخت کامل خازنها و عوامل تاثیر گذار برآنها و حفظ و نگهداری و نظارت دقیق بر آنها ، برای افزایش طول عمر خازن ها و کار کرد بهینه آنها امری است الزامی و اجتناب ناپذیر.
کلید واژه- خازن قدرت ، فرکانس ، هارمونیک ها.
مقدمه

درسالهای اولیه هارمونیکها در صنایع چندان رایج نبودند.به خاطر مصرف کننده های خطی متعادل. مانند : موتورهای القایی سه فاز،گرم کنندها وروشن کننده های ملتهب شونده تا درجه سفیدی و ..... این بارهای خطی جریان سینوسی ای در فرکانسی برابر با فرکانس ولتاژ می کشند. بنابراین با این تجهیزات اداره کل سیستم نسبتا با سلامتی بیشتری همراه بود. ولی پیشرفت سریع در الکترونیک صنعتی در کاربری صنعتی سبب بوجود آمدن بارهای غیر خطی صنعتی شد. در ساده ترین حالت ، بارهای غیرخطی شکل موج بار غیر سینوسی از شکل موج ولتاژ سینوسی رسم می کنند (شکل موج جریان غیر سینوسی).
پدیدآورنده های اصلی بارهای غیر خطی درایوهای AC / DC ، نرم راه اندازها ، یکسوسازهای 6 / 12 فاز و ... می باشند. بارهای غیرخطی شکل موج جریان را تخریب می کنند. در عوض این شکل موج جریان شکل موج ولتاژ را تخریب می نماید. بنابراین سامانه به سمت تخریب شکل موج  در هر دوی ولتاژ و جریان می شود. در این مقاله سعی شده است تا بزبانی هرچه ساده تر توضیحی در مورد نحوه عملکرد هارمونیک ها و راه کاری برای دوری از تاثیر گذاری آنها بر خازنها ی نیرو ارائه شود.

اساس هارمونیک ها :
اصولا هارمونیک ها آلوده سازی شکل موج را در اشکال سینوسی آنها نشان می دهند. ولی فقط در مضارب فرکانس اصلی . تخریب شکل موج را می توان در فرکانس های مختلف (مضارب فرکانس اصلی) بعنوان یک نوسان دوره ای بوسیله آنالیز فوریه تجزیه و تحلیل کرد. در حال حاضر هارمونیکهای فرد و زوج و مرتبه 3 در اندازه های مختلف ضرایب فرکانس های مختلف در سامانه های الکتریکی موجودند که مستقیما تجهیزات سامانه الکتریکی را متاثر می سازند. در معنایی وسیعتر هارمونیکهای زوج و مرتبه 3 هریک تلاش می کنند که دیگری را خنثی نمایند. ولی در مدت زمانی که بار نا متعادل است این هارمونیک های زوج و مرتبه 3 منجر به اضافه بار در نول و اتلاف انرژی شدید می شوند. با تمام احوال هارمونیک های فرد اول مانند هارمونیک پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و .... عملکرد این تجهیزات الکتریکی را تحت تاثیر قرار می دهند. برای فهم بهتر تاثیر هارمونیک ها ، شکل زیر تاثیر تخریب هارمونیک پنجم بر شکل موج سینوسی را نشان می دهد :
 
 
 

هارمونیک های ولتاژ و جریان تاثیرات متفاوتی بر تجهیزات الکتریکی دارند. ولی عموما بیشتر تجهیزات الکتریکی به هارمونیکهای ولتاژ بسیار حساس اند. تجهیزات اصلی نیرو مانند موتورها، خازن ها و غیره بوسیله هارمونیکهای ولتاژ متاثر می شوند. به طور عمده هارمونیکهای جریان موجب تداخل مغناطیسی (Magnetic Interfrence) و همچنین موجب افزایش اتلاف در شبکه های توزیع می شوند. هارمونیکهای جریان وابسته به بار اند ، در حالی که سطح هارمونیکهای ولتاژ به پایداری سامانه تغذیه و هارمونیکهای بار (هارمونیکهای جریان) بستگی دارد. عموما هارمونیک های ولتاژ از هارمونیک های جریان کمتر خواهند بود.     

شامل 14 صفحه word

عملکرد ترانسفورماتورهای توزیع در شرایط غیر عادی و بررسی اثرات هارمونیک های ولتاژ و جریان بر روی ترانسفورماتورهای قدرت

اختصاصی از فی ژوو عملکرد ترانسفورماتورهای توزیع در شرایط غیر عادی و بررسی اثرات هارمونیک های ولتاژ و جریان بر روی ترانسفورماتورهای قدرت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

عنوان : عملکرد ترانسفورماتورهای توزیع در شرایط غیر عادی ازجمله بار غیر سینوسی ، نامتعادل شدن جریان بار ، ولتاژ تغذیه نامتعادل بررسی اثرات هارمونیک های ولتاژ و جریان بر روی ترانسفورماتورها قدرت

چکیده :

ترانسفورماتورها بر اساس ساختمان و نوع عملکرد، انواع متفاوت زیر را دارند:

• ترانسفورماتورهای قدرت
• ترانسفورماتورهای توزیع
• ترانسفورماتورهای شیفت دهنده فاز
• ترانسفورماتورهای یکسو کننده
• ترانسفورماتورهای خشک
• ترانسفورماتورهای روغنی
• ترانسفورماتورهای اندازه گیری
• تنظیم کننده های ولتاژ پله ای
• ترانسفورماتورهای ولتاژ ثابت

ترانسفورماتورهای قدرت بین ژنراتور و سیستم های انتقال مورد استفاده قرار می گیرند و معمولا با توان 500 kVA و بیشتر درجه بندی می شوند. سیستم های قدرت شامل نیروگاه های تولید و توزیع انرژی، و اتصالات درون سیستم یا اتصالاتی با سیستم های مجاورهستند. پیچیدگی این سیستم منجر به گستردگی تنوع ولتاژهای توزیع و انتقال می شود.

هر ترانسفورماتوری که ولتاژ اولیه را کاهش داده و آنرا به ولتاژ توزیع یا ولتاژ مورد استفاده مصرف کننده تبدیل کند، ترانسفورماتور توزیع نامیده می شود. اگرچه بسیاری از استانداردهای صنعتی اصطلاح ترانسفورماتور توزیع را به ترانسفورماتورهایی با درجه بندی 5-500 kVA نسبت می دهند، ولی ترانسفورماتورهای توزیع می توانند درجه بندی های کم تر و بیشتر( 5000 kVA و بیشتر) نیز داشته باشند. بنابراین استفاده از درجه بندی به عنوان مقیاسی جهت تعیین نوع ترانسفورماتور چندان قابل قبول نیست.

مطالعه یک سیستم جدید به منظور انتخاب ترانسفورماتور با ظرفیت مناسب که هنوز مورد بهره برداری قرار نگرفته است، کار بسیار پیچیده تری است. دلیل این امر مشخص نبودن نوع مصرف از قبیل تجاری، خانگی، صنعتی یا اداری و نوع تجهیزات مرتبط با آن است. پس از مشخص شدن نوع تجهیزات، قدم بعدی دستیابی به مشخصه هارمونیکی آنهاست که لازمه محاسبه ضریب می باشد. از آنجا که ترانسفورماتورهای توزیع معمولا انواع مختلف بار را تغذیه می کنند، و شکل موج جریان به علت وجود بارهای خطی و غیر خطی مختلف، مشخصه هارمونیکی متفاوتی از مشخصه هارمونیکی هر کدام از بارها دارد.

روش ضریب ساده منجر به حصول نتایج چندان دقیقی نخواهد شد. لذا برای طراحی سیستم هایی با انواع مختلف تجهیزات که بار غیرسینوسی متفاوت از هم دارند، روش های خاصی مورد نیاز است.برای انتخاب ترانسفورماتور در چنین سیستم هایی روشی به نام روش جریان هارمونیک معادل پیشنهاد شده است. در این روش برای هر بار غیر خطی با ضریب معین، یک جریان هارمونیکی معادل نسبت داده می شود. سپس مقادیر به دست آمده برای هر بار غیر خطی با در نظر گرفتن توان الکتریکی آن به صورت وزن دار با هم جمع شده و جریان هارمونیکی معادل کل برای چند بار غیر خطی به دست می آید که با استفاده از آن می توان ضریب نامی برای ترانسفورماتور انتخابی را تخمین زد.

در این پروژه، می خواهیم شرایط غیرعادی عملکرد ترانسفورماتور را شرح داده و به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار دهیم.. نحوه مدل سازی جامع ترانسفورماتور به وسیله نرم افزار اجزاء محدود Opera-2D به تفضیل معرفی و چگونگی مدل سازی شرایط بار غیرسینوسی، نامتعادلی بار و نامتعادلی ولتاژ تغذیه با توجه به دیاگرام تک خطی ترانسفورماتور و امکانات موجود در این نرم افزار شرح داده خواهد شد.

بررسی عملکرد ترانسفورماتور توزیع در شرایط بار غیرسینوسی منجر به ارائه روشی جهت اصلاح مقادیر نامی ترانسفورماتورهای تغذیه کننده بارهای غیرخطی میشود. این روش بر اساس محاسبه تلفات فوکوی سیم پیچ به وسیله تحلیل گر Opera-2d/TR صورت خواهد گرفت. مقایسه نتایج به دست آمده از روش FEM با روش بیان شده در استاندارد IEEE C57-110 تاییدی بر دقت بالای محاسبات انجام شده خواهد بود.

تحلیل فرکانسی سیگنال های ولتاژ و جریان ترانسفورماتور با استفاده از تبدیل فوریه(FFT) به درک هرچه بهتر عملکرد ترانسفورماتور در شرایط مورد مطالعه خواهد انجامید و تبیین کننده چگونگی تاثیر این شرایط بر اصلاح مقادیر نامی تجدید شده ترانسفورماتور میگردد.

فهرست مطالب :

فصل اول        

1-1 مقدمه  

1-2 ترانسفورماتور و انواع آن

1-3 هارمونیک های سیستم قدرت

1-4 مهم ترین منابع هارمونیکی

1-5 هارمونیک ها و اثرات آنها بر ترانسفورماتورها 

1-6 مروری بر مقالات منتشرشده

فصل دوم : شرایط کاری ترانسفورماتور 

2-1 مقدمه 

2-2 شرایط غیر عادی برای کارکرد ترانسفورماتور 

2-3 عملکرد ترانسفورماتور در توان هایی غیر از توان نامی و دمای محیط متفاوت با IEC 76

2-4 عملکرد ترانسفورماتور در ولتاژها و فرکانس های غیر نامی

2-5 عملکرد ترانسفورماتور برای بارهای نامتعادل

2-6 عملکرد ترانسفورماتور تحت ولتاژ های نامتعادل

فصل سوم : حل مسئله و تحلیل مدلها 

3-1 مقدمه 

3-2 نرم افزار مورد استفاده 

3-3 تحلیلگر دو بعدی (Opera 2D) 

3-3-1 تحلیلگر گذرای دو بعدی(Opera-2d/TR

3-3-2 شرایط مرزی 

3-4 تحلیل ترانسفورماتور با استفاده از Opera-2d/TR

3-4-1 مدل سازی ترانسفورماتور با توجه به هندسه آن 

3-4-2 خصوصیات فیزیکی اجزای سازنده ترانسفورماتور

3-4-3 اعمال مدار خارجی به مدل

فصل چهارم

4-1 مقدمه  

4-2 نحوه مدل سازی تحت شرایط عملکرد غیر عادی ترانسفورماتور  

4-2-1 بار غیر سینوسی  

4-2-2 بار نامتعادل 

4-2-3 شرایط ولتاژ تغذیه نامتعادل  

4-2-4 بار غیر سینوسی و ولتاژ تغذیه نامتعادل

فصل پنجم

5-1 مقدمه  

5-2 تحلیل فرکانسی ترانسفورماتور در شرایط بار غیرسینوسی 

5-3 تحلیل فرکانسی ترانسفورماتور در شرایط بار غیرسینوسی و ولتاژ تغذیه نامتعادل

فصل ششم

6-1 مقدمه  

6-2 عملکرد ترانسفورماتور در شرایط بار غیرسینوسی  

6-2-1 روش های تخمین محتوای هارمونیکی بار 

6-2-2 اثر بارهای غیر خطی بر تلفات بی باری ترانسفورماتور 

6-2-2 اثر بارهای غیر خطی بر تلفات بارداری ترانسفورماتور

6-2-3 اصلاح ظرفیت نامی ترانسفورماتور تحت بار غیر سینوسی

6-2-4 اثر افزایش مرتبه های هارمونیکی جریان بار بر عملکرد ترانسفورماتور

6-3 عملکرد ترانسفورماتور در شرایط ولتاژ تغذیه نامتعادل  

6-3-1 اثر ولتاژ تغذیه نامتعادل بر تلفات ترانسفورماتور  

6-4 عملکرد ترانسفورماتور تحت بار غیرسینوسی و ولتاژ تغذیه نامتعادل 

6-4-1 اثر بار غیرسینوسی و ولتاژ تغذیه نامتعادل بر تلفات ترانسفورماتور

6-4-1-1 اثر افزایش نامتعادلی ولتاژ تغذیه بر عملکرد ترانسفورماتور با بار غیرسینوسی 

6-4-1-2 اثر افزایش اعوجاج جریان بار غیرسینوسی بر عملکرد ترانسفورماتور با ولتاژ تغذیه نامتعادل 

6-4-2 اصلاح ظرفیت نامی ترانسفورماتور تحت بار غیر سینوسی و ولتاژ تغذیه نامتعادل 

نتیجه گیری و پیشنهادات  

منایع و مراجع

خلاصه و نتیجه گیری 

منابع و مرجع  

پیوست  

پیوست الف  

پیوست ب  

پیوست ج