no-img
سیستم همکاری در خرید و فروش فایل نگزاوار

*** نقش توان راكتيو در شبكه هاي انتقال و فوق توزيع ***پروژه رشته برق

help

سوالی دارید؟09369254329

سیستم همکاری در خرید و فروش فایل نگزاوار
بهترین ها از دید دانش آموزان
آشنایی با سیستم خرید،فروش و بازاریابی نِگزاوار

گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .

ادامه مطلب

نقش توان راکتیو در شبکه های انتقال و فوق توزیع -در فصل اول در مورد جبران بار و بارهایی که به جبران سازی نیاز دارند در فصل دوم در مورد وسایل تولید قدرت راکتیو در فصل سوم در مورد خازنهای سری و کاربرد آنها در مدارهای فوق توزیع و ظرفیت نامی آنها و در فصل چهارم در مورد جبران کننده های دوار شامل ژنراتورها و کندانسورها و موتورهای سنکرون صحبت شده است و در فصل پنجم ترجمه متن انگلیسی که از سایتهای اینترنتی در مورد خازنهای سری می باشد
zip
بهمن ۱۹, ۱۳۹۵

نقش توان راکتیو در شبکه های انتقال و فوق توزیع -در فصل اول در مورد جبران بار و بارهایی که به جبران سازی نیاز دارند در فصل دوم در مورد وسایل تولید قدرت راکتیو در فصل سوم در مورد خازنهای سری و کاربرد آنها در مدارهای فوق توزیع و ظرفیت نامی آنها و در فصل چهارم در مورد جبران کننده های دوار شامل ژنراتورها و کندانسورها و موتورهای سنکرون صحبت شده است و در فصل پنجم ترجمه متن انگلیسی که از سایتهای اینترنتی در مورد خازنهای سری می باشد


نقش توان راکتیو در شبکه های انتقال و فوق توزیع -در فصل اول در مورد جبران بار و بارهایی که به جبران سازی نیاز دارند در فصل دوم در مورد وسایل تولید قدرت راکتیو در فصل سوم در مورد خازنهای سری و کاربرد آنها در مدارهای فوق توزیع و ظرفیت نامی آنها و در فصل چهارم در مورد جبران کننده های دوار شامل ژنراتورها و کندانسورها و موتورهای سنکرون صحبت شده است

پروژه رشته برق در ۱۰۲ صفحه
[tabgroup][tab title=”چکیده ” icon=”fa-pencil-square-o”]در این پروژه در مورد نقش توان راکتیو در شبکه های انتقال و فوق توزیع بحث شده است و شامل ۵ فصل
می باشد که در فصل اول در مورد جبران بار و بارهایی که به جبران سازی نیاز دارند و اهداف جبران بار و جبران کننده های اکتیو و پاسیو و از انواع اصلی جبران کننده ها و جبران کننده های استاتیک بحث شده است و در فصل دوم در مورد وسایل تولید قدرت راکتیو بحث گردیده و درمورد خازنها و ساختمان آنها و آزمایش های انجام شده روی آنها بحث گردیده است و  در فصل سوم در مورد خازنهای سری و کاربرد آنها در مدارهای فوق توزیع و ظرفیت نامی آنها اشاره شده است و در فصل چهارم در مورد جبران کننده های دوار شامل ژنراتورها و کندانسورها و موتورهای سنکرون صحبت شده است و در فصل پنجم  ترجمه متن انگلیسی که از سایتهای اینترنتی در مورد خازنهای سری می باشد که در مورد UPFC می باشد.[/tab][tab title=”مقدمه ” icon=”fa-pencil “]توان راکتیو یکی از مهمترین عواملی است که در طراحی و بهره برداری از سیستم های قدرت AC منظور می گردد علاوه بر بارها اغلب عناصر یک شبکه مصرف کننده توان راکتیو هستند بنابراین باید توان راکتیو در بعضی نقاط سیستم تولید و سپس به محل‌های موردنیاز منتقل شود.

در فرمول شماره (۱-۱)  ملاحظه می گردد

قدرت راکتیو انتقالی یک خط انتقال به اختلاف ولتاژ ابتدا و انتها خط بستگی دارد همچنین با افزایش دامنه ولتاژ شین ابتدائی قدرت راکتیو جدا شده از شین افزایش می‌یابد و در فرمول شماره (۲-۱) مشاهده می گردد که قدرت راکتیو تولید شده توسط ژنراتور به تحریک آن بستگی داشته و با تغییر نیروی محرکه ژنراتور می توان میزان قدرت راکتیو تولیدی و یا مصرفی آن را تنظیم نمود در یک سیستم به هم پیوسته نیز با انجام پخش بار در وضعیت های مختلف می‌توان دید که تزریق قدرت راکتیو با یک شین ولتاژ همه شین ها  را بالا می برد و بیش از همه روی ولتاژ همه شین تأثیر می گذارد. لیکن تأثیر زیادی بر زاویه ولتاژ شین ها و فرکانس سیستم ندارد بنابراین قدرت راکتیو و ولتاژ در یک کانال کنترل می شود که آنرا کانال QV قدرت راکتیو- ولتاژ یا مگادار- ولتاژ می گویند در عمل تمام تجهیزات یک سیستم قدرت برای ولتاژ مشخص ولتاژ نامی طراحی می شوند اگر ولتاژ از مقدار نامی خود منحرف شود ممکن است باعث صدمه رساندن به تجهیزات سیستم یا کاهش عمر آنها گردد برای مثال گشتاور یک موتور القایئ یک موتور با توان دوم و ولتاژ ترمینالهای آن متناسب است و یا شارنوری که لامپ مستقیماً با ولتاژ آن تغییر می نماید بنابراین تثبیت ولتاژ نقاط سیستم از لحاظ اقتصادی عملی نمی باشد از طرف دیگر کنترل ولتاژ در حد کنترل فرکانس ضرورت نداشته و در بسیاری از سیستم ها خطای ولتاژ در محدوده ۵% تنظیم می شود. توان راکتیو مصرفی بارها در ساعات مختلف در حال تغییر است لذا ولتاژ و توان راکتیو باید دائماً کنترل شوند در ساعات پربار بارها قدرت راکتیو بیشتری مصرف می کنند و نیاز به تولید قدرت راکتیو زیادی در شبکه می باشد اگر قدرت راکتیو موردنیاز تأمین نشود اجباراً ولتاژ نقاط مختلف کاهش یافته و ممکن است از محدوده مجاز خارج شود. نیروگاه های دارای سیستم کنترل ولتاژ هستند که کاهش ولتاژ را حس کرده  فرمان کنترل لازم را برای بالا بردن تحریک ژنراتور و درنتیجه افزایش ولتاژ ژنراتور تا سطح ولتاژ نامی صادر می کند با بالا بردن تحریک (حالت کار فوق تحریک) قدرت  راکتیو توسط ژنراتورها تولید می شود لیکن قدرت راکتیو تولیدی ژنراتورها به خاطر مسائل حرارتی سیم پیچ ها محدود بوده و ژنراتورها به تنهایی نمی تواند در ساعات پربار تمام قدرت راکتیو موردنیاز سیستم را تأمین کنند بنابراین در این ساعات به وسایل نیاز است که بتواند در این ساعات قدرت راکتیو اضافی سیستم را مصرف نمایند نیاز می باشد. وسائلی را که برای کنترل توان راکتیو و ولتاژ بکار می روند «جبران کننده» می نامیم.[/tab][/tabgroup]

[tabgroup][tab title=”قسمت هایی از متن (۱)”]

توازن قدرت راکتیو در سیستم تضمینی بر ثابت بودن ولتاژ و کنترل قدرت راکتیو به منزله کنترل ولتاژ می باشد.

به طور کلی کنترل قدرت راکتیو ولتاژ از سه روش اصلی زیر انجام می گیرد.

۱- با تزریق قدرت راکتیو  سیستم توسط جبران کننده هائی که به صورت موازی متصل می شوند مانند خازن- راکتیو کندانسور کردن و جبران کننده های استاتیک

۲- با جابجا کردن قدرت راکتیو  در سیستم توسط ترانسفورماتورهای متغیر ازقبیل پی و تقویت کننده ها

۳- از طریق کم کردن راکتانس القائی خطوط انتقال با نصب خازن سری

خازنها و راکتورهای نشت و خازنهای سری جبرانسازی غیر فعال را فراهم می آورند این وسایل با به طور دائم به سیستم انتقال و توزیع وصل می شوند یا کلید زنی می شوند که با تغییر دادن مشخصه های شبکه به کنترل ولتاژ شبکه کمک می کنند.

کندانسورهای سنکرون و SVC ها جبرانسازی فعال را تأمین می کنند  توان راکتیو تولید شده یا جذب شده به وسیله آنها به طور خودکار تنظیم می شود به گونه ای که ولتاژ شینهای متصل با آنها حفظ شود به همراه واحدهای تولید این وسایل ولتاژ را در نقاط مشخصی از سیستم تثبیت می کنند ولتاژ در محلهائی دیگر سیستم باتوجه به توانهای انتقالی حقیقی و راکتیو از عناصر گوناگون دارد ازجمله وسایل جبرانسازی غیرفعال تعیین می شود.

خطوط هوائی بسته به جریان بار توان راکتیو را جذب یا تغذیه می کنند در بارهای کمتر از بار طبیعی (امپدانس ضربه ای) خطوط توان راکتیو خالص تولید می کنند و در بارهای بیشتر از بار طبیعی خطوط توان راکتیو جذب می نمایند کابلهای زیرزمینی به علت ظرفیت بالای خازنی، دارای بارهای طبیعت بالا هستند این کابلها همیشه

تعداد زیادی وسایل تشکیل شده که بسته به روز فصل و وضع آب و هوایی ترکیب وسایل متغیر است معمولاً مصرف کننده های صنعتی علاوه بر توان حقیقی به دلیل توان راکتیو نیز باید هزینه بپردازند این موضوع آنها را به اصلاح ضریب توان با استفاده از خازنها شنت ترغیب می کند معمولاً جهت تغذیه یا جذب توان راکتیو و در نتیجه کنترل تعادل توان راکتیو به نحوه مطلوب وسایل جبرانگر اضافه
می شود.

 

۱- جبران بار

۱-۱- اهداف درجبران بار:

جبران بارعبارتست از مدیریت توان راکتیوکه به منظور بهبود بخشیدن به کیفیت تغذیه

محلی که در تملک مصرف کننده قرار دارد , در نزدیک بار نصب می شود. پاره ای از اهداف و روشهای به کار گرفته شده در جبران بار با آنچه که در جبران شبکه های وسیع تغذیه (جبران انتقال) مورد نظر است , به طور قا بل ملاحظه ای تفاوت دارد. در جبران بار اهداف اصلی سه گانه زیر مورد نظر است.

۱-اصلاح ضریب توان

۲- بهبود تنظیم ولتاژ

۳- متعادل کردن بار

خاطر نشان می کنیم که اصلاح ضریب توان ومتعادل کردن بار حتی درمواقعی که ولتاژ تغذیه فوق العاده((محکم)) است (یعنی ثابت و مستقل از بار است ) مطلوب خواهند بود.

اصلاح ضریب توان به این معنا ست که توان راکتیو مورد نیاز به جای آنکه از نیروگاه دور تامین گردد, در محل نزدبک بار تولید گردد. اغلب بارهای صنعتی دارای ضریب توان پس فاز هستند. یعنی توان

غیر ضروری از ژنراتورها به بار, را دارند و آن این است که ژنراتورها و شبکه های توزیع قادر نخواهند بود در ضریب بهره کامل کار کنند و کنترل ولتاژ در سیستم تغذیه بسیار مشکل خواهد شد. تعرفه های برق تقریباٌ همواره مشتریان صنعتی را به واسط بارهای با ضریب توان پایین آنها جریمه می نمایند. و این عمل سالیان متمادی انجام گرفته و در نهایت منجر به توسعه گسترده کاربرد سیستم های

موارد منجر به تغییرات ولتاژ (یا تنظیم ولتاژ)در نقطه تغذیه می گردد.و این تغییرات ولتاژ بر عملکرد مفید و مؤثر کلیه وسایل متصل به نقطه تغذیه مداخله نموده ومنجر به امکان تداخل در بارهای مصرف کننده های مختلف می گردد .به منظور جلوگیری از این مساله موسسات

بسیار محدودتر تغییر نماید این مقدار محدودتر از ناحیه

آزار چشم می گردد, تحمیل می شود . وسایل جبران کننده نقش اساسی را در نگاهداشتن ولتاژ در محدوه مورد نظر بازی
می کنند .

بدیهی ترین روش بهبود ولتاژ ((قوی تر کردن ))سیستم قدرت به کمک افزایش اندازه و تعداد واحد های تولید کننده برق وبا هر چه متراکم کردن شبکه های به هم پیوسته , می باشد این روش عموماٌ غیر اقتصادی بوده ومنجربه افزایش سطح اتصال کوتاه و مقادیر نامی کلیدها می شود . راه عملی تر و با صرفه تر این است که اندازه سیستم قدرت بر حسب ماکزیمم تقاضای توان واقعی طراحی شود و توان راکتیو به وسیله جبران کننده ها- که دارای قابلیت انعطاف بیش از مولدها بوده و در تغییر سطح اتصال کوتاه دخالت ندارند-فراهم گردد.

مساله سومی که در جبران بار مد نظر است متعادل کردن بار است . اکثر سیستمهای قدرت متناوب سه فاز بوده و برای عملکرد متعادل طراحی می شوند.  عملکرد نامتعادل منجر به ایجاد مولفه های جریان توالی صفر ومنفی می گردد. اینگونه مولفه های جریان اثرات نامطلوبی چون ایجاد تلفات اضافی در موتورها ومولدها , گشتاور نوسانی در ماشین متناوب افزایش ریپل در یکسو کننده ها , عملکرد غلط انواع تجهیزات , اشباع ترانسفورماتورها وجریان اضافی سیم زمین را به دنبال خواهند داشت.انواع خاصی از وسایل (منجمله تعدادی از انواع جبران کننده)در عملکرد متعادل, هارمونیک سوم را کاهش می دهند. در شرایط

است که به واسطه این حقیقت که طیف تغییرات کاملا بالاتر از فرکانس پایه است, مستلزم توجه خاص جداگانه
می گردد.

هارمونیک ها معمولا به وسیله فیلتر ها- که دارای اصول طراحی متفاوتی با جبران کننده

ب همراه با مسائل جبران پیش می آیند و همواره مساله هارمونیک و فیلتر

ها ذاتاٌ تولید هارمونیک می کنند که بایستی به روش داخلی یا فیلتر خارجی تضعیف شوند .

۲-۱- جبران کننده ایده ال

با معرفی اجمالی اهداف اصلی در جبران بار, هم اکنون می توان مفهوم جبران کننده ایده ال را بیان کرد . جبران کننده ایده ال وسیله ای است که در نقطه تغذیه (یعنی به موازات بار)متصل و وظایف سه گا نه زیر را به عهده
می گیرد:

۱- ضریب توان را به مقدار واحد تصحیح می کند

۲- تنظیم (تغییر)ولتاژرا حذف می کند و یا مقدارش را تا سطح قابل قبولی کاهش می دهد .

۳- جریان های یا ولتاژ سه فاز را متعادل می کند .

جبران کننده ایده ال در حذف اعواج ناشی از هارمونیک  که در جریان یا ولتاژ های تغذیه موجود است,,نقشی ندارد (این عمل به عهده فیلتر مناسب می باشد), لیکن جبران کننده ایده ال خودش نبایستی تولید هارمونی اضافی نماید. از خواص دیگر جبران کننده ایده ال توانائیش در پاسخ لحظه ای است که می تواند نقش سه گانه فوق را انجام دهد . مفهوم پاسخ لحظه ای, تعریف کردن ضریب توان لحظه ای و عدم تعادل فاز لحظه ای را ایجاب می کند. جبران کننده ایده ال همچنین توان متوسط را مصرف نمی کند  یعنی بدون تلفات در نظر گرفته می شود .

عملیات اصلی سه گانه جبران کننده ایده ال مستقل از یکدیگر هستند .البته , اصلاح ضریب توان و

تاژ می گردد .در حقیقت در بعضی از موارد, مخصوصاٌ وقتی که تغییرات بار کند یا وقوع آن کم است, جبران کننده ای که برای اصلاح ضریب توان و یا متعادل کردن فاز ها طراحی شده است لازم نیست که عمل خاصی را به منظور تنظیم ولتاژ انجام دهد.

۳-۱- ملا حظات عملی

۱-۳-۱- بارهائیکه به جبران سازی نیاز دارند.

مساله اینکه آیا یک بار معین در شرایط پایدار نیاز به اصلاح ضریب توان دارد یا خیر, یک مساله اقتصادی است که جواب آن به عوامل مختلفی از آن جمله تعرفه

توان از نظر اقتصادی مقرون به صرفه خواهد بود .

بارهای که منجر به تغییرات سریع ولتاژ تغذیه می شوند بایستی برای اصلاح ضریب توان و همچنین تنظیم ولتاژ جبران شوند .

نمونه بارهائیکه مستلزم جبران هستند عبارتند از کوره های الکتریکی, کوره های القائی, دستگاه جوش الکتریکی, دستگاه جوش القائی, انواع دستگاه غلطک برای شکل دادن فلزات به کار می رود . موتور های بزرگ (بخصوص آنهائی که به کرات روشن و خاموش می شوند) ,دستگاه چوب بری, دستگاههای مثل سینکروترون که نیاز به منبع تغذیه با قدرت بالای پالسی دارند .این بارها را می‌توان به بار های که ذاتاٌ رفتار غیر خطی دارند و بارهائی که با قطع و وصل آنها ایجاد اغتشاش می شود, طبقه بندی کرد . بارهای غیر خطی معمولاٌ علاوه بر تولید هارمونیک باعث تغییرات ولتاژ فرکانس پایه می گردند .که برای حذف هارمونیک ها از فیلتر مناسب استفاده می کنند.

در صورتی که تعدادی از محرک های موجود در مراکز صنعتی به جای موتور القائی از نوع موتور سنکرون باشند, در ضریب توان و تنظیم ولتاژ بهبود حاصل می شود,زیرا موتور سنکرون قادر است که

.

۲-مقدار نامی اضافه بار و مدت زمان آن

۳-ولتاژ نامی و حدود ولتاژ که مقدار نامی توان راکتیو نبایستی از آن حدود تجاوز نماید .

۴-فرکا نس وتغییرات آن

۵-دقت لازم در تنظیم ولتاژ

۶-زمان پاسخ جبران کننده در مقابل یک اغتشاش معین

۷-نیازمندی های کنترل ویژه

۸-حفاظت جبران کننده و هماهنگی آن با حفاظت سیستم و در نظر گرفتن

, قطعات یدکی, پیش بینی برای توسعه و آرایش جدید سیستم در آینده

۱۲-عوامل محیطی, سطح نویز, نصب تاسیسات در محیط باز یا بسته, درجه حرارت , رطوبت, آلودگی هوا, باد وعوامل زلزله, نشتی در ترانس ها, خازن ها,  سیستم خنک کننده

۱۳-رفتار و عملکرد در معرض ولتاژ تغذیه نامتعادل و یا بارهای نا متعادل

۱۴-نیازمندی های کابل کشی و طرح بندی وآرایش اجزاء, قابل دسترسی بودن, محصور بودن, زمین کردن

۱۵-قابلیت اعتماد و خارج از سرویس(یدکی)بودن اجزا

۵-۱- تئوری اسا سی جبران

۱-۵-۱- اصلاح ضریب توان و تنظیم ولتاژ در سیستم تکفاز :

سیستم تغذیه, بار و جبران کننده را می توان به روش های مختلف مشخص یا مدل کرد . بنابراین سیستم تغذیه را می توان به صورت مدار معادل تونن با ولتاژ مدار

توان راکتیوش (با ضریب توان ) مدل کرد .

جبران کننده را می توان به صورت امپدانس متغیر یا منبع جریان راکتیو متغیر ویا منبع توان راکتیو متغیر مدل کرد . انتخاب مدل برای هر یک از اجزاء و بر حسب نیازمندی ها تغییر می کند .

 

 

 

 

 

 

شکل ۱- الف الی (ت) اصلاح ضریب توان

 ۲-۵-۱- ضریب توان و اصلاح آن :

فرمول (۴-۱)

شکل۱الف یک بار تکفاز با ادمیتا نس معادله (۳-۱) که از ولتاژ vتغذیه می شود را نشان میدهد . جریان بار وبرابرست با :

IL= V (GL+JBL)=VGL+JVBL=IR+JIX

 

۹۰درجه دارد. در این مثال Ix منفی و Il پس فاز وبار القائی است (حالتی که عمومیت دارد )زاویه بین V, Il  برابر o است. توان ظاهری که به بار داده می شود برابرست با:

فرمول (۵-۱)

بنابراین توان ظاهری دارای مولفه حقیقیPl  (یعنی توان مفیدی که به حرارت,  کار مکانیکی, نور و یا

, Ql  نشانگر توان راکتیو مغناطیس کننده است. رابطه بین Sl,,Pl,,Ql در شکل ۱پ نشان داده شده است برای بارهای پس فاز (القائی)بر حسب قراردادBl منفی وQl مثبت است .

جریانIs=Il که از طرف سیستم فراهم می شود مقدارش از آنچه برای تامین توان واقعی ضروری است واندازه ضریب زیر بزرگتر است .

فرمول (۶-۱)

در این جا   ضریب توان و برابر است با :

فرمول (۷-۱)

یعنی عبارتست از کسری از توان ظاهری که به اشکال مفید انرژی تبدیل می شود.

تلفات ژولی در کابل های سیستم تغذیه با ضریب  افزایش می یابد .

از این رو مقادیر نامی کابل بایستی افزایش یابد و بهای آن به وسیله مشتری پرداخت شود .

اصلاح ضریب توان بر این اصل استوار است که بایستی توان راکتیو جبران شود به این معنا که با موازی کردن یک جبران کننده با بار (که دارای ادمیتانس راکتیو خالص JBL – می باشد ), توان راکتیو مورد نیاز در محل فراهم شود . بنابراین جریانی که از طریق سیستم به ترکیب بار و جبران کننده داده می شود برابر خواهد بود با :

فرمول (۸-۱)

 

                                                                                                                             Is=Il+Ir

=V(Gl+JBl)-V(JBl)=VGl=IR                                       

که این جریان با ولتاژ V همفاز بوده و ضریب توان این مجموعه برابر ۱ می شود شکل ۱ ت روابط فازوری را نشان می دهد.حال جریان تغذیه Is کمترین مقدار را داشته و قادر است توان کل Pl در ولتاژ V را تغذیه نماید و تمام توان راکتیو مورد نیاز بار توسط جبران کننده در محل فراهم می شود, بنابراین بار تماماٌ جبران می شود. سیستم تغذیه در این صورت ظرفیت بیشتری شده که می تواند بارهای دیگر را تغذیه نماید .

 

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.[/tab][tab title=”قسمت هایی از متن (۲)”]

فرمول شماره (۹-۱)

 

جریان جبران کننده از رابطه زیر بدست می آید :

Ir=Vyr=-jVBl                                                                                              

توان ظاهری که با سیستم تغذیه تبادل شده است برابرست با:

فرمول شماره (۱۰-۱)

بنابراین Pr =0 و Qr=VBl=-Ql است .

جبران کننده به توان مکانیکی ورودی نیاز ندارد. اغلب بارها القائی بوده و نیاز به جبران خازنی دارند (Br مثبت  Qr منفی است ).

زیر ارتباط دارد ,

 

با توان ظاهری Sl به وسیله رابطه زیر ارتباط دارد,

فرمول شماره (۱۲-۱)

جدول ۲ مقدار نامی جبران کننده بر حسب پریونیت Sl برای ضریب توان های مختلف را نشان می دهد. جریان نامی جبران کننده از Qr/V به دست می آید

جدول ۱ :توان راکتیو لازم جهت جبران کامل در ضریب توان های مختلف

ضریب توان بارمقدار نامی جبران کننده Qr

(بر حسب پریونیت توان ظاهری بار )

 

۱۰
۹۵/۰۳۱۲/۰
۹۰/۰۴۳۶/۰
۸۰/۰۶۰۰/۰
۶۰/۰۸۰۰/۰
۴۰/۰۹۱۷/۰
۰۱

 

در بررسی ای

زن (یا راکتور)می تواند به بخش های موازی تقسیم شود که هر کدام می توانند به طور جداگانه به مدار متصل گردند, طوری که بر حسب تقاضای بار, تغییرات گسسته در توان راکتیو جبران کننده انجام گیرد. جبران کننده های بهتر (نظیر کندانسور سنکرون یا جبران کننده های استاتیک )قادر هستند که توان راکتیو متغیر

تغییر می کند توان راکتیو یک جبران کننده راکتانس ثابت همراه با تغییرات بار تغییر نمی کند ویک خطای جبران ایجاد می شود .

۶-۱- بهبود ضریب توان :

ضریب توان میانگین بار القائی که به طور القائی جبران شده است اساساٌ از ضریب توان بار جبران نشده بدتر است.اگر به عنوان مثال توان راکتیو میانگین بار یعنی Ql نصف حداکثر باشد,آنگاه توان راکتیو میانگینی که از طرف سیستم به بار جبران شده تحویل می گردد برابر۲Ql یعنی دو برابر خواهد بود .

به منظور به دست آوردن تنظیم ولتاژ ایده ال و همچنین ضریب توان میانگین واحد, واضح است که یک جبران کننده کاپاسیتیو(خازنی )لازم است به جای آنکه رابطه  را در معادله  ثابت نگه داریم جبران کننده بایستی رابطه زیر را برقرار کند.

فرمول شماره (۱۴-۱)

 

فرمول شماره (۱۳-۱)

با صرف نظر کردن از تغییرات توان بار با روش مشابه بخش ۲ مشخصه ولتاژ توان راکتیو جبران کننده ایده ال بدست خواهد آمد, شکل ۲ الف الی ت روش ها را نشان می دهد شکل ۳ پ مشخصه جبران کننده ایده ال را نشان می دهد. حداقل مقدار نامی کاپاسیتیو جبران کننده به وسیله فرمول(۱۴-۱) به دست می آید و فرض می شود که جبران کننده در فواصل خارج از محدوده تنظیم خود,توان راکتیو  ثابت Qmax را تولید می

 

Qs= Constant=0                                                                                                          

به جای اینکه به مقدار کافی توان راکتیو جذب شود تا اینکه مقدار کل Ql+Qr را برابر Qlmax کند,حال جبران کننده می تواند به مقداری که بار جذب می کند تولید نماید, در این صورت جبران کننده کاپاسیتیو خالص است .

اگر جبران کننده به عنوان رگولاتور ولتاژ ایده ال طراحی شود آن گاه Qs مقدارش کاملاٌ صفر نیست زیرا توان بار دارای تغییرات است.عموماٌ این اثر خیلی ناچیز است .

 

 

 
 

شکل شماره ۲- مشخصه تقریبی ولتاژ- توان راکتیو سیستم جبران نشده (ب) مشخصه تقریبی ولتاژ- توان راکتیو سیستم جبران شده (پ) مشخصه تقریبی ولتاژ- توان راکتیو جبران کننده ایده آل (ت) دیاگرام تعادل توان راکتیو

۷-۱- جبران برای ضریب توان واحد

با Qr=Ql دیاگرام فازور مطابق شکل ۴ است که Ir=j5/129KA=-Ilx وQs=0 با  Vx=1/006KV و Vr=0/201KV ولتاژ برابر است با V=9/748KV و بنابر این مقدار کاهش ولتاژ برابر است با

۹/۷۴۸-۱۰/۰=-۰/۲۵۲KV یا تقریباٌ برابر ۲/۵% است بنابر این تصحیح ضریب توان به طور قابل

فراهم کننده توان راکتیو مورد نیاز بار- به جای رگولاتور ولتاژ ایده‌ال- طراحی کرد .

۸-۱- تئوری کنترل توان
جدول ۲: مزایا ومعایب انواع وسایل جبران کننده در سیستم انتقال
وسایل جبران کنندهمزایامعایب
راکتورموازیسادگی از نظر اصول کارو ساختمانمقدار آن ثابت است
خازن سریسادگی از نظر اصول کارورفتار آن نسبت به محل قرار گرفتن حساس نیستدر مقابل اضافه ولتاژ باید حفاظت شود وبه فیلتر زیر هارمونیک نیاز دارد از نظر تحمل اضافه بار محدودیت دارد
خازن موازیسادگی از نظر اصول کاروساختمانمقدار آن ثابت است-سویچ کردن آن همراه با گذرا است
کندانسور سنکرونتوانایی تحمل اضافه بار دارد-قابل کنترل کامل است-هارمونیک کم تولید می کندنیاز به نگهداری زیادی دارد-پاسخ کنترل آن کند است رفتارش نسبت به قرار گرفتن محل حساس است نیاز به فونداسیون محکمی دارد
راکتور چند فاز قابل اشباعاز نظر ساختمان محکم وقابل اطمینان است-توانایی تحمل اضافه بار آن زیاد است-برسطح اتصال کوتاه اثر نمی گذارد-هارمونیک کم تولید می کنداسا ساٌ مقدارش ثابت است رفتارش نسبت به محل قرار گرفتنش حساس است تولید صدا میکند
راکتور تایریستور کنترل (TCR)پاسخ آن سریع است قابل کنترل است-برسطح اتصال کوتاه اثر نمی گذارد-وقتی خراب می شود به سرعت قابل تعمیر استتولید هارمونیک میکند-رفتارش نسبت به محل قرار گرفتنش حساس است
خازن تایریستور سویچ (TSC)وقتی خراب میشود به سرعت قابل تعمیر است –تولید هارمونیک نمی کندتوانایی ذاتی محدود کردن اضافه ولتاژ را ندارد از نظر کنترل پیچیده است پاسخ فرکانس آن کند است-رفتارش نسبت به محل قرار گرفتنش حساس است

 

۹-۱- نیازمندیهای اساسی در انتقال توان AC

انتقال مقدار عظیم توان الکتریکی ac وقتی امکان پذیر است که نیازمندیهای اساسی زیر برآورده گردد :

۱-ماشینهای سنکرون بزرگ بایستی در وضعیت سنکرون باقی بمانند .

ماشین های سنکرون بزرگ در یک سیستم انتقال عبارتند از ژنراتورها و کندانسورهای سنکرون که تمامی آنها فقط وقتی به طور مفید کارمی کنند که با ماشین های دیگر سنکرون باشند. مفهوم اصلی در

(و بنابراین ولتاژ خط ) , تعداد و اتصال خطوط انتقال, تعداد و انواع ماشینهای سنکرون متصل به شبکه (که اغلب در زمانهای مختلف روز تغییر می کند ),پاترن( الگوی) پخش توان واقعی و راکتیو سیستم و موضوع مورد علاقه مان در اینجا اتصال و مشخصه تجهیزات جبران کننده خواهد بود.

در عمل, سیستم انتقال نمی تواند خیلی نزدیک  به حد پایداری ماندگارش کار کند . بلکه بایستی برای اغتشاشات (

میزان میرائی نکته اصلی در مطالعه پایداری دینامیکی است . از این رو محاسبات,جدید معمولاٌ بر تئوری اغتشاشات کوچک و تجزیه وتحلیل مقادیر خاص استوار است .

سومین مطلب در مورد پایداری این است که آیا سیستم پس از یک اغتشاش فاحش, نظیر اتصال کوتاه شدید که منجر به قطع مدار بزرگ یا از کار افتادن جزء مهم شبکه نظیر ژنراتور, خط هوایی یا ترانسفورماتور می گردد

ز میان عوامل مختلف به سطح انتقال توان قبل از اتصال کوتاه بستگی دارد حد پایداری گذرا بالاترین سطح توان انتقالی است که سیستم پس از یک اغتشاش معین پایداری گذرا خواهد داشت .

۲- ولتاژ بایستی نزدیک مقادیر نامی آنها نگاهداشته شود.

دومین نیازمندی اساسی شبکه انتقال ac نگهداری سطوح صحیح ولتاژ است . سیستم های قدرت جدید ولتاژ های غیر عادی را حتی برای مدت زمان کوتاه هم تحمل نمی کنند .کاهش ولتاژ که عموماٌ در اثر بار زیاد و یا قطع تولید ایجاد می شود منجر به رفتار و عملکرد نامطلوب بار مخصوصاٌ موتورهای القائی می شود . در سیستم های تحت بار زیاد, کاهش ولتاژ ممکن است نشانه این باشد که بار به حد پایداری ماندگار نزدیک می شود . کاهش ولتاژ ناگهانی ممکن است در اثر اتصال دادن بارهای خیلی بزرگ ایجاد گردد.

اضافه ولتاژ به دلیل ریسک جرقه زدن و شکست عایق, یک شرایط خطرناکی است . اشباع ترانسفورماتورهائی که در معرض اضافه ولتاژ قرار

زنی اتصال کوتاه و رعد وبرق ناشی می شود .در سیستم انتقال طولانی اگر چنانچه از جبران کننده استفاده نشده باشد,  اثر فرانتی (اضافه ولتاژ در بار کم )مقدار توان انتقالی و فاصله انتقال را محدود می کند.

۱۰-۱- خطوط انتقال جبران نشده

۱-۱۰-۱پارامتر های الکتریکی

یک خط انتقال با ۴ پارامتر پخش شده  مشخص می گردد : مقاومت سری r و اندوکتانس سری l کنداکتانس موازی g و کاپاسیتانس c  حروف کوچک نشان دهنده مقادیر بر مایل هستند . تمامی ۴ پارامتر توابعی از طرح خط یعنی اندازه هادی, نوع, فاصله هادیها, ارتفاع آنها از زمین, فرکانس و درجه حرارت هستند . همچنین مقادیر آنها بر حسب تعداد خطوط موازی نزدیک به هم تغییر می کنند و برای جریانهای توالی مثبت و منفی مقادیر متفاوتی به دست
می آید .

در مشخصه رفتار خط اندوکتانس سری و کاپاسیتانس موازی غلبه دارند . در این رفتار مقاومت سری خط آنچنان تاثیری ندارد و در مشخص کردن تلفات اهمیت پیدا می کند . (در اکثر موارد از مقاومت صرف نظر می کنیم )مقادیر نامی توالی مثبت را در نظر گرفته و از کنداکتانس موازی هم صرفنظر شده است . به استثناء مواردی که ذکر گردیده

شده است را نشان میدهد.به چنین خطی متقارن گفته می شود.

 

 

 

 

 

 

شکل ۳- نمایش خط انتقال طویل به کمک اجزاء متمرکز

 

۱۱-۱- خط جبران نشده در حالت بارداری :

۱-۱۱-۱- اثر طول خط   توان بار و ضریب توان بر ولتاژ و توان راکتیو

فرمول شماره (۱۶-۱)

 

خط شعاعی با ولتاژ ثابت در ابتدای خط – یک بارP+jQ واقع در انتهای یک خط انتقال جریان زیر را می کشد .

Ir=(P-jQ)/Vr                                                                                                 

فرمول شماره (۱۷-۱)

 

از فرمول ۱۷-۱ با x=0   اگر خط بدون تلفات فرض می شود ولتاژ ابتدای خط و انتهای خط به وسیله فرمول
۱۸-۱ زیر ارتباط داده می شود

فرمول شماره (۱۸-۱)

 

V(x)=Es(cosB(a-x))/cosӨ                                                                                         

Es=VrcosӨ+jZ0sinӨ (P-jQ)/Vr                                                                     

اگرEs ثابت باشد این معادله درجه دوم برای Vr قابل حل است .حل معادله نشان می دهد که چگونه Vr با بار و ضریب توان و طول خط تغییر می کند .یک جواب نمونه در شکل ۵ نشان داده شده است که در آن

که پروفایل ولتاژ مسطح در ضریب قدرت واحد وقتی که P=P0 است به دست می آید یعنی Vr=Es است .

Es=VrcosӨ                                                                                                               

شکل ۴ مقدار ولتاژ انتهای خط  در یک خط شعاعی ۲۰۰ مایل بدون تلفات  به صورت تابعی از توان بار (p) و ضریب توان

 

 

 

 

شکل ۴- مقدار ولتاژ انتهای خط در یک خط شعاعی ۲۰۰ مایل بدون تلفات

ضریب توان بار یک تاثیر شدیدی بر روی ولتاژ انتهای خط دارد . بارهای با

در تمام  ضریب قدرتها غیر عملی هستند مگر اینکه وسایل کنترل ولتاژ ویا جبران فراهم شود .

گرچه در بار طبیعی (فرمول شماره ۱۹-۱) Vr=Es=1pu (P+jQ=P) است اگر چنانچه طول خط بزرگتر از ۲۰۰mi باشد Vr نسبت به تغییرات p خیلی حساس خواهد بود .

اگر a بزرگتر از ۳۹۰mi یا  ۸/    (یعنی ۰<45) باشد . در بار طبیعی ولتاژ در انتهای خط کمترین مقدار از بین دو ریشه فرمول ۱۵-۱ خواهد بود .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل ۵

 

 

 

۱۲-۱- جبران کننده های اکتیو و پاسیو

جبران کننده پاسیو: به جبران کننده ای گفته می شود که به میزان مشخصی سلف یا خازن به صورت ثابت وجود دارد.

جبران کننده اکتیو: با تکنولوژی قدرت امکان ساخت تجهیزات فراهم شده است که توان راکتیو بدون حضور مقدار مشخصی سلف یا خازن قابل تولید یا جذب باشد.

مفید است که جبران کننده های پاسیو از جبران کننده های اکتیو تمیز داده شوند جبران کننده های پاسیو شامل خازنها و راکتورهای

اثرات خازن پخش شده خط, مخصوصاٌ برای محدود کردن افزایش ولتاژ ناشی از بی باری یا بار کم, به کار برده می شوند . امپدانس ضربه ای مجازی را افزایش و بار طبیعی مجازی P`0 را کاهش میدهند.

از خازنهای موازی برای افزایش کاپاسیتانس خط در شرایط بار زیاد, استفاده می شود اینها با تولید توان راکتیو موجب افزایش ولتاژ می گردند . امپدانس ضربه ای مجازی را کاهش وبار طبیعی P`0 را افزایش می دهند .

از خازنهای سری در جبران طول خط استفاده می گردد. معمولاٌ خازنهای سری لزوماٌ همراه با جبران سازی امپدانس ضربه ای به کار گرفته می شوند و این کار به کمک جبران کننده اکتیو عملی است .

جبران کننده های اکتیو معمولاٌ جبران کننده های موازی هستند .که دارای این خصیصه

معمولاٌ قادرند تغییرات سریع و پیوسته (بدون پله) را فراهم نمایند . کنترل آنها ممکن است ذاتی نظیر جبران کننده قابل اشباع ویا به وسیله ای یک سیستم کنترل نظیر کندانسور سنکرون و جبران کننده های تایریستور کنترل, انجام گیرد.

جبران کننده های اکتیو در جبران امپدانس ضربه ای را جبران با تقسیم بندی خط به کار برده می شود در روش جبران Z0- , این

ا می توان از جبران کننده های اکتیو که قادرند به تغییرات کوچک ولتاژ یا توان پاسخ سریع بدهند و رفتار دینامیکی دارند, استفاده کرد .

تمامی جبران کننده ها بجز راکتور قابل اشباع قادرند همچنین به عنوان جبران کننده های پاسیو عمل نمایند. در جدول ۳ طبقه بندی انواع اصلی جبران کننده ها بر طبق عملکرد معمولشان بطور خلاصه بیان گردیده است .سیستم های تحریک پاسخ سریع که در ماشینهای سنکرون به کار گرفته می شوند همچنین یک اثر جبران کنندگی قوی و

سیستم می گردد. اثر آنها کاهش دادن راکتانس سنکرون موثر ماشین به راکتانس گذرای Xd است.

جدول ۳ : طبقه بندی جبران کننده ها برحسب نوع و عملکرد آنها
عملکردپاسیواکتیو
جریان امپدانس ضربه ای

(جبرانz0‌مجازی )

کنترل ولتاژ و مدیریت

توان راکتیو

راکتور های موازی

(خطی و غیر خطی )

خازنهای موازی

ماشینهای سنکرون

کندانسورهای سنکرون

جبران کننده های راکتور قابل اشباع

خازنهای تایریستور سویچ

راکتورهای تایریستور کنترل

جبران طول الکتریکی خط

(جبران   ۰ مجازی)

و کنترل ولتاژ, مدیریت

توان راکتیو, بهبود پایداری

جبران با تقسیم بندی خط

جبران دینامیکی موازی,

بهبود پایداری در خطوط طویل

خازنهای سریکندانسورهای سنکرون

جبران کننده های راکتور قابل اشباع

خازنهای تایریستور سویچ

راکتورهای تایریستور کنترل

 

در کاربرد جبران توان راکتیو تا حد امکان بایستی ملاحظات اقتصادی را رعایت کرد . در بعضی موارد وارد کردن تغییرات در سیستم طراحی شده موجود (یا

عنوان مثال, با وارد کردن سیگنالهای فیدبک در رگولاتور

کردن نیازمندی توان راکتیو است به طور نمونه وقتی که راههای ممکن دیگر عبارت از افزایش تعداد خطوط انتقال, یا افزایش  مقادیر نامی ژنراتورها , ویا افزایش سطح ولتاژ می باشد, از روش جبران سازی استفاده می شود .

کاربرد دیگرجبران کننده ها در سیستم انتقال شامل مدیریت توان راکتیو عبوری از خطوط به منظور کاهش تلفات, مستهلک کردن نوسانات, فراهم کردن توان راکتیو مورد نیاز مبدلهای dc می باشد .

امروزه جبران کننده های اکتیو وپاسیو هر دو مورد استفاده قرار می گیرند و روشهای  z0– مجازی,۰– مجازی و جبران با تقسیم بندی خط, را شامل می شوند . گر چه اغلب مفاهیم اساسی سابقه طولانی دارند لیکن تلاشهای جدید خود قابل ملاحظه است در زمینه توسعه وسایل جبران, تلاش و فعالیت بر روی کنترلر استاتیک توان راکتیو یا جبران کننده استاتیک

کامپیوتر دیجیتال  معطوف می باشد.

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.

[/tab][tab title=”قسمت هایی از متن (۳)”]

-۱- اصول کار جبران کننده های استاتیک

۲-۱۳-۱- موارد استعمال جبران کننده ها

این وسایل جبران کننده در

ای و جبران با تقسیم بندی خط در خطوط ولتاژ بالا, و طویل, به کار برده می شوند . به علاوه کاربردهای متنوعی در زمینه جبران بار دارند . کاربردهای آنهادر جدول ۴ لیست شده است .

جدول ۴ : کاربردهای عملی جبران کننده های استاتیک در سیستم های قدرت الکتریکی
ثا بت نگه داشتن ولتاژ در یک سطح معین ویا نزدیک به آن
تحت شرایط تغییرات کند ناشی از تغییرات بار

تصحیح تغییرات ولتاژ ناشی از حوادث غیر منتظر (مثل قطع بار, خارج شدن خط یا ژنراتور )

کاهش چشمک زدن لامپ ناشی از تغییرات سریع بار (نظیر,کوره های الکتریکی)

بهبود پایداری سیستم قدرت

با حمایت ولتاژ در نقاط کلیدی (مثلا در نقطه میانی خط طویل)

با بهبود میرایی نوسانات

بهبود ضریب توان

تصحیح عدم تقارن فازها

 

۳-۱۳-۱- مشخصا ت جبران کننده های استاتیک

از مهمترین مشخصه جبران کننده استاتیک این است که قادر است با تنظیم راکتیوی که با سیستم تبادل می نماید, ولتاژ را به طور قابل ملاحظه ای در ترمینال خود ثابت نگه دارد این خاصیت ولتاژ ثابت جبران

تغییرات ولتاژ ناشی از بارهای متغیر, از اهمیت برخوردار است .

از مشخصه های مهم دیگر جبران کننده استاتیک, سرعت پاسخ بار است توان راکتیو جبران کننده بایستی در پاسخ به تغییرات کوچک ولتاژ ترمینال با سرعت کافی

(یعنی مدهای سیستم یا مقادیر خاص ) به همان میزان که به سیستم قدرت خارجی بستگی دارند به جبران کننده بستگی خواهند داشت و آنها همچنین با تغییر پیکر بندی سیستم, تغییر خواهند کرد .

گر چه عموماٌ یک پاسخ سریع مطلوب ماست, اما امکان دارد که عوامل دیگر, پایداری سیستم را محدود کنند به طریقی که جایی برای مشخص کردن جبران کننده با پاسخ سریع به میزانی که از نظر تئوری امکان پذیر است باقی نماند .

 

عمل همنوایی به منظور جذب هارمونیک هایی که توسط سوسپتانس قابل کنترل (TCR   SR) ایجاد می شود و یا اجتناب از رزونانسهای مزاحم انجام می گیرد . خازنهای ثابت موجب می شوند که خروجی راکتیو جبران کننده به سمت رژیم پیش فاز (تولید توان راکتیو)سوق داده شود .

وجه کلی دیگر در جبران کننده های اشکال ۶ الی ۸ الف به کار گرفتن ترانسفورماتور کاهنده است ترانسفورماتور همیشه وجود ندارد لیکن وقتی که وجود دارد عملکرد و رفتار جبران کننده را به خصوص نسبت به هارمونیک, تلفات و اضافه ولتاژ به طور قابل ملاحظه ای تحت تاثیر قرار می دهد. خازنهای موازی ثابت در بعضی

مطلب در مورد جبران کننده نوع ترانسفورماتور تایریستور کنترل (TCT) که

TSC و TCR از نظر فیزیکی از خازنها و راکتورهایشان جدا هستند و اغلب در یک ساختمان ساده برای حفاظت در مقابل جو, نگهداری می شوند .

 

 

 

 

شکل ۶-قاعده کنترل TCR مقدماتی

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل ۷- مشخصات ولتاژ جریان جبران کننده TCR

 

 

 

 

 

شکل ۸ الف- هارمونیک های TCR

 

۱۵-۱- TCRهمراه با خازنهای موازی

توجه به این نکته حائزاهمیت است که جریان TCR (جریان جبران کننده) قادر است بطور پیوسته, یعنی بدون پله, از صفر تا حداکثر مقدار که به هدایت کامل مربوط می شود, تغییر نماید .

جریان همواره پس فاز است بنابراین همواره توان راکتیو جذب می گردد البته, جبران کننده  TCR می تواند با خازنهای موازی توام گشته طوری که قادر باشد همچنین توان راکتیو را تولید نماید .

همانطوری که در مورد بانکهای خازنی موازی معمول است, ممکن است خازنها به بیش از یک گروه سه فاز تقسیم گردند طوری که هر گروه به طور جداگانه با کلید قدرت

از لوازمات عمومی جبران سازی اینست که جبران کننده  از رنج پیش فاز تا پس فاز بسط داده شود یک TCR توام با خازنهای ثابت قادر نیستند جریان پس فاز تولید نمایند مگر اینکه مقدار نامی توان راکتیو TCR از مقدار نامی خازنها تجاوز نماید. مقدار نامی توان راکتیو جذب شده منتجه برابر با تفاوت

که به صورت گروهی به مدار سوئیچ شوند طوری که میزان بایاس کاپاسیتیو در مشخصه ولتاژ جریان به صورت مرحله ای تنظیم می گردد . با انجام این عمل یک TCR با مقدار نامی کمتر را می توان به کار برد .

یک مثال به طور شماتیک در شکل ۸-ب نشان داده شده است که در آن خازنهای موازی به سه گروه تقسیم شده است . کنترلر TCR سیگنالی را که معرف

با تغییر توان راکتیو القائی TCR معادل است آنگاه مطابق نیازمندی های سیستم زاویه هدایت بطور پیوسته تغییر می نماید تا اینکه سوئیچ کردن خازن بعدی انجام گیرد .

شکل۸ ب جبران کننده و  ترکیبی شامل TCR و خازنهای موازی قابل سوئیچ سوئیچ S می تواند کلید قدرت مکانیکی و با سوئیچ تایریستوری باشد.

 

 

 

 

 

 

شکل ۸ ب- TCR سه فاز همراه با خازن های موازی

 

رفتار این مجموعه متشکل ازTCR و خازنهای موازی قابل سوئیچ, به روش و استراتژی سوئیچ کردن خازنها بستگی دارد .ارزانترین روش سوئیچ کردن خازنها, به کار گرفتن کلیدهای قدرت مرسوم است . اگر نقطه کار دائماٌ بر روی مشخصه ولتاژ –جریان به بالا و پایین تغییر کند عمل سوئیچ کردن مکرر ممکن است منجر به مساله نگهداری کلیدهای قدرت گردد .همچنین در استعمال آنها در سیستم انتقال در مواقع وقوع اتصال

می شود که نتوانیم از پتانسیل کامل خازنها در وقتی که قادرند نقش فوق العاده مفیدی در پایداری سیستم داشته باشند استفاده نمائیم. در بعضی موارد برای قطع و وصل خازنها با استفاده از تایریستور –به جای کلید قدرت –که توانایی و عمر سوئیچینگ نامحدود دارند, این مشکل رفع شده است .از دقت زمانی  تایریستورها می توان استفاده نموده و بدین وسیله شدت وظیفه سوئیچینگ را کاهش داد اما با وجود این در خلال اغتشاشات این وظیفه سنگین خواهد بود . تعداد گروه های خازن موجود در جبران کننده ها ی سیستم انتقال معمولاٌ کمتراز ۴ است که به طور جداگانه سوئیچ می شوند .

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.

[/tab][/tabgroup]

[tabgroup][tab title=”قسمت هایی از متن (۴)”]

فصل دوم:

وسایل تولید قدرت راکتیو

 

۲-۱- مقدمه

بار مصرفی با قدرت حقیقی (اکتیو) که به صورت کیلو وات یا مگاوات بیان می شود از نیروگاه ها تأمین می گردد. تمام اقداماتی که در یک سیستم قدرت

سیستم پائین است. ضریب قدرت یعنی نسبت قدرت حقیقی به قدرت ظاهری برای یک مقدار مشخص قدرت حقیقی در صورتی که ضریب قدرت پایین باشد در خطوط انتقال و ترانسفورماتور و ژنراتور به علت بالا بودن قدرت ظاهری جریان افزایش می یابد که نتیجه آن افزایش تلفات در سیستم بوده که متناسب با مجذور جریان می باشد. این مسئله همچنین باعث افت ولتاژ در شبکه و درنتیجه برای مصرف کننده می گردد.

۲-۲- وسایل تولید قدرت راکتیو

وسایل زیر جهت تولید راکتیو به کار برده می شوند.

الف- موتور سنکرون

ب- خازن

موتور سنکرون دارای این مزیت می باشد که می تواند هم قدرت راکتیو تولید کند و هم جذب نماید و همچنین مقدار تولید آن می تواند به صورت پیوسته در یک محدوده وسیع تغییر نماید. با این حال قیمت آنها از خازن خیلی

وجه قابل مقایسه با یک موتور سنکرون هرچند با قدرت بالا نمی باشد.

کنترل پیوسته قدرت راکتیو که با موتور سنکرون می توان انجام داد را نیز می توان تقریباً‌ در مورد خازنها با انتخاب چند مجموعه خازن در هر محل که به طور اتوماتیک کنترل می شوند انجام داد.

خازنها به دو دسته تقسیم می شوند:

الف- خازنهای موازی

ب- خازنهای سری

نامگذاری بالا در رابطه با نحوه اتصال آنها به سیستم می باشد.

خازنهای موازی به طور معمول در تمام ولتاژها و تمام اندازه ها استفاده می شود. به طور اصولی اثر خازنهای موازی را می توان به صورت زیر جمع بندی کرد.

۱- کاهش جریان خط

۲- افزایش ولتاژ مصرف کننده

۳- کاهش تلفات سیستم

۴- افزایش ضریب قدرت

۵- کاهش جریان در ژنراتورها یا ترانسفورماتورها

۶- کاهش در مقدار سرمایه گذاری برای مصرف یک کیلووات قدرت حقیقی

تمام موارد سود دهی به این علت اساسی است که خازن،‌جریان راکتیو را که در تمام سیستم، از منبع تولید(ژنراتور) تا نقطه مصرف (محل نصب

مقدار جریان سیستم است که همیشه از آنها عبور می کند. مقدار راکتانس خازن قسمتی از اندوکتانس خط را جبران کرده و درنتیجه مقدار مؤثر اندوکتانس کاهش می یابد و تنظیم ولتاژ به طور اتومتیک با کاهش و یا افزایش بار صورت می گیرد افزایشی قدرت انتقالی فقط نتیجه این موضوع می باشند.

در حالتی که در سیستم، اتصال کوتاهی پیش آید دو سر خازن سری ممکن

خازنهای سری در ولتاژهای زیاد و در اندازه های بزرگ می باشد که در فصل بعد مفصلاً توضیح داده خواهد شد.

۲-۳- ساختمان خازن ها

قسمت اصلی یک خازن از دو صفحه آلومینیومی که به کمک چند لایه به کاغذ از یکدیگر

کنند به این دلیل قیمت هر کیلو وار خازن با ولتاژ پایین بالاتر از قیمت یک کیلووار در ولتاژهای بالا می باشد.

ضخامت صفحات آلومینیوم به طور تقریبی هفت میکرون می باشد.

صفحات آلومینیومی با کاغذ جدا کننده به صورت استوانه ای پیچیده می شوند و بعد آنها را به صورت بسته های فشرده ای در می آورند که شامل چندین لایه کاغذ با قدرت عایقی بالا می باشد و سپس در ظروفی قرار داده
می شوند وقتی که خروجی ها خازن به محوطه آن جوش داده شد واحد خازنی به وسیله مجموعه حرارت و خلاء خشک می شود. وقتی که کاغذها کاملاً‌خشک شدند و تمام گارها از عایق خارج شدند تانک خازن با روغن یا مایع عایقی بویلر در همان خلاء پر می شود. در مراحلی که هنوز به این درجه از پیشرفت نرسیده بودند به طور عموم روغن معدنی استفاده می شد. در حال حاضر اکثر تولید کنندگان به جای آن از مایع مصنوعی در گروه کلرانیت دیفنیل[۱] که با نام های تجاری مختلف وجود دارد استفاده می کنند.

روغن های معدنی وقتی که کاملاً ‌تصفیه شده و خالص باشد قدرت هدایت کمی داشته و ولتاژ شکست آن بالا
می باشد. ولی محدودیت های زیر را دارا می باشند.

۱- ضریب ثابت دی الکتریک پائین

۲- عدم توزیع ولتاژ یکنواخت

۳- در معرض اکسیداسیون بوده و درنتیجه در داخل خازن آب و اسید و رسوب ایجاد می گردد.

۴- آنها به وسیله گازهای حاصل از تخلیه الکتریکی که هیدروژن و هیدروکربن های با وزن مولکولی پائین هستند جذب می شوند.

۵- قابل اشتعال بوده و این مسأله قیمت نصب را برای فراهم کردن ایمنی بالا می برد.

۲-۴- محل نصب خازن

از نظر فنی بهتر است که

توصیه نمی گردد.

بیشتر مصارف صنعتی دارای تعداد قابل ملاحظه ای مصرف کننده های کوچک با اندازه های مختلف می باشد و بسیار مشکل است که برای هر مصرف کننده قدرت خازنی به

نمی

زادی خازن کوچک ترجیح داده شوند. در چنین حالتی ضریب بار (نسبت متوسط بار به ماکزیمم بار) کارخانه می بایستی برای بدست آوردن مقدار مجموعه موردنیاز مورد توجه قرار گیرد.

حتی اگر مصرف کننده های متوسط و بزرگ بتوانند قدرت راکتیو موردنظر خود را با نصب خازنها تولید کنند هنوز مقدار زیادی تقاضا برای قدرت راکتیو از طریق موتورها،‌اندوکتانس خطوط، ترانسفورماتورها، مصارف خانگی و لامپ های فلورسنت وجود خواهد داشت. در این جا در حد امکان باید تولید کننده راکتیو را که منظور خازن
می باشد نزدیک بار به عنوان مثال نزدیک ترانسفورماتور توزیع قرار داد.

قیمت زیاد ژنکتور برای خازنهای با ولتاژ بالا از نظر اقتصادی باعث می شود که خازنها را در مجموعه زیاد و در محل پست توزیع که ولتاژ خیلی زیاد نیست نصب کرد.

فرمول ساده و تقریبی برای پیدا کردن مقدار اضافه شدن ولتاژ به درصد در اثر قرار دادن یک مجموعه خازنی به قدرت  مگاوار در یک پست شبکه فشار قوی که قدرت اتصال کوتاه سه فاز آن S مگاوات آمپر می باشد به قرار زیر است:

اضافه شدن ولتاژ به درصد

۲-۵- اتصال مجموعه خازنی

خازنهای موازی ممکن است به صورت مثلث و یا ستاره به سیستم وصل شوند.

در حالت دوم نقطه صفر آن ممکن است زمین شود و یا زمین نگرد. در حالتی که تصمیم گرفته می شود از

به صوت زیر است:

۱- اتصال ستاره

۲- اتصال ستاره زمین نشده

۳- اتصال ستاره زمین شده

۴- اتصال ستاره دوبل

روش اتصال در یک سیستم بستگی به نوع آن سیستم (زمین شده و یا زمین نشده) ، سیستم فیدرها، اقتصادی بودن، محل و تداخل اندوگتیو ممکن دارد. عموماً مجموعه های خازنی بزرگ روی شیشه پستها به صورت ستاره متصل می شوند.

اندازه مجموعه خازنی، مقدار جریان اتصال کوتاه سیستم و نوع حفاظت بکار برده شده روش زمین کردن مجموعه خازنی و یا زمین نکردن آن

که صفر آن زمین شده باشد ولتاژ سه فاز خازنی ثابت بوده حتی در طب بهره برداری دو فاز بدون تغییر می ماند.

معایب آن عبارتند از:

۱- ضرورت محاسبه مجدد جریان مؤلفه صفر سیستم

۲- نقطه صفر زمین شده مجموعه خازنی در رابطه با یک سیستم زمین شده باعث می شود که هارمونیک سوم به طور آزادانه جریان پیدا کند.

۳- در حالتی که مجموعه خازنی تنها دارای یک واحد خازنی به صورت سری

بود. فیوزهای معمولی در چنین حالتی نمی تواند مورد استفاده قرار گیرد. فیوزهای مخصوص محدود کننده جریان و یا فیوزهای با قدرت

ی گردد. اگر جریان اتصال کوتاه در حالتی که مجموعه خازنی

۳- جلوگیری از خرابی سایر واحدهای خازنی به وسیله تغییر شکل مکانیکی واحد خازنی اتصال کوتاه شده در اثر تداوم قوس الکتریکی و تولید گاز

۲-۶- حفاظت مجموعه خازنی

چون اتصالی در یک واحد خازنی سبب افزایش ولتاژ بر روی سایر واحدهای خازنی که به صورت سری با واحد صدمه دیده مجموعه خازنی می باشند می گردد. و اتصال کوتاه دیگری در آن گروه سبب می شود

برق دار می گردد و جریان شارژ کننده گذرائی با مقدار زیاد و در زمان کم عبور می کند.

مقدار این جریان فاز از رابطه زیر محاسبه می شود.

(فرمول شماره ۱-۲)

ولتاژ فازی= V

اندوکتانس هر فاز بین خازن و منبع تغذیه = L

کاپاسیتانس هر فاز در اتصال ستاره = C

مقدار جریان لحظه ای اولیه ممکن است از رابطه زیر نیز بدست آید.

(فرمول شماره ۲-۲)

 

(فرمول شماره ۵-۲)

جریان عادی خازن =In

قدرت ترانسفورماتور تغذیه کننده= Ktr

درصد امپدانس ترانسفورماتور=zt

قدرت نامی مجموعه خازنی= KVAR

اگر دو خازن یا دو مجموعه خازنی به صورت موازی در یک پست استفاده شده باشند و یکی از آنها وصل و برقدار باشند در حالتی که دیگری نیز متعاقباً

بوده اند بدست می آید.

۲-۲-۷- استفاده از راکتور برای محدود کردن جریان لحظه ای اولیه

در حالتی که دو یا تعداد بیشتری مجموعه حازنی در یک محل نصب شده باشند به عنوان یک روش عملی مورد قبول برای هر مجموعه خازنی یک راکتور در نظر گرفته می شود. راکتانس راکتور عموماً به صورت درصدی از راکتانس خازنی هر مجموعه خازنی بیان می شود در چنین حالتی جریان لحظه ای اولیه می تواند از رابطه زیر بدست آید:

(فرمول شماره ۶-۲)                   برای دو مجموعه خازنی

( فرمول شماره ۷-۲)                    برای سه مجموعه خازنی

مقدار جریان لحظه ای اولیه زیاد برای مدت خیلی کوتاه دوام می آورد.

معمولاً خازنها قابلیت تحمل چنین جریان های لحظه ای اولیه را دارند. البته باید چک شود که

ای اولیه در زمان وصل مجموعه خازنی خیلی زیاد باشد می توان این جریان را به کمک قرار دادن راکتانس در مدار محدود نمود.

۳-۲-۷- هارمونیکها

خازنها خود منبع تولید هارمونیکها نبوده و هارمونیکها توسط ماشینها می گردند. یکسو کننده قوسی جیوه، کوره های قوسی الکتریکی، کرونا و ترانسفورماتورهای فوق تحریک تولید می گردند. اما اثر خازن در امپدانس سیستم ممکن است سبب افزایش یا کاهش ولتاژ هامونیک ها می گردد. هارمونیکهائی نظیر هارمونیک دوم و چهارم هرگز تولید نمی شوند. هارمونیک سوم و مضارب آن ندرتاً پدید می آیند و هارمونیکهای بالاتر از نه عموماً قابل توجه نیستند. فقط هارمونیک پنجم و هفتم دارای اهمیت می باشد. نتیجه وجود هارمونیک ها اضافه باری و نتیجتاً گرم شدن زیاد از حد خازنها است. قدرت یا کیلووار خازن که به صورت به واحد (perunit) قدرت نامی خود بیان می شود در رابطه به ولتاژ هارمونیکهای موجود به صورت زیر مشخص می گردد.

( فرمول شماره ۸-۲)

که تمام ولتاژها به صورت به واحد ولتاژ نامی بیان شده اند.

در حالتی که ولتاژ کار از ولتاژ نامی تجاوز ننماید، اضافه باری خازنها ندرتاً به کمک هارمونیکها اتفاق می افتد به دلیل اینکه خازنها با ولتاژ بالا ( بالاتر از ۶۵۰ ولت) قدرت تحمل باری بیشتر از ۱۳درصد قدرت نامی دائمی خود ساخته می شوند.

هارمونیکهائی که از طریق ترانسفورماتورهای اشباع شده تولید می شود عموماً از مرتبه پنجم می باشند. ولتاژ هارمونیک پنجم به صورت نسبتی از ولتاژ نامی ممکن است برابر ۲۶/۰ گردد چنانکه E1=0/9 باشد یعنی شرایط کار نزدیک ولتاژ نامی است.

اگر ولتاژ کار ۰۵/۱ برابر ولتاژ نامی باشد مقدار مجاز ولتاژ نسبت

بود بنابراین برای مقدار ولتاژ به واحد ۰۱/۰ جریان به واحد هارمونیک پنجم ۰۵/۰ خواهد بود.

۴-۲-۷- قوس مجدد در دیژنکتورها

قطع کردن

می شود جدا شدن کنتاکتها ایجاد قوس می نمایند که هنگامی که مقدار جریان به صفر می رسد خاموش می شود. ولتاژ در این لحظه بیشترین مقدار خود را دارد.

ولتاژ سیستم در طرف تغذیه دژنکتور با فرکانس سیستم تغییر می کند و به بیشترین مقدار ولی در جهت عکس پس از نیم سیکل می رسد.

 

۵-۲-۷- تخلیه Discharge

خازنها بار خود را بعد از قطع شدن از شبکه چنانکه راه مخصوصی برای تخلیه آن وجود نداشته باشد نگاه می دارند این موضوع ممکن است در مدت

خازنی باشد.

برای مجموعه خازنهای با ولتاژ بالاتر از ترانسفورماتورهای ولتاژ مخصوصی یا

به هر واحد خازنی ورودی های آن باید اتصال گردد.

استاندارد بین المللی IEC-70 می گوید که دستگاه تخلیه کننده برای خازنهای با ولتاژ نامی تا ۶۵۰ ولت بایستی ولتاژ باقیمانده را از ماکزیمم مقدار خود به ۵۰ ولت یا کمتر،‌ظرف یک دقیقه برساند و برای خازنهای با ولتاژ نامی در ۶۵۰ ولت دستگاه تخلیه کننده بایستی کمتر از پنج دقیقه را از مقدار ماکزیمم خود به ۵۰ ولت یا کمتر برساند.

۶-۲-۷- تهویه

خازنها در مقابل درجه حرارت بسیار حساس هستند. همانطور که قبلاً اشاره شد خازنها همواره در بار دائمی خود کار می نمایند و در مورد آنها ضریب بار مانند تجهیزات دیگر موردی ندارد درنتیجه در حالت اضافه ولتاژ سیستم که به معنی بالا رفتن بار خازن و نتیجتاً افزایش بالا رفتن درجه حرارت آن می باشد، به مدار آوردن خازنها صحیح
نمی باشد.

خازنها معمولاً طوری طراحی می گردند که اضافه درجه حرارت در زمان کار آن کمتر از دیگر دستگاه های برق
می باشد زیرا :

۱- خازنها همواره در بار کامل می کنند

محیط
می باشد.

۳- بنابراین ضروری است که توجه مخصوصی در مورد ترتیب نصب خازنها مبذول گردد تا تهویه کافی جهت پخش و تبادل حرارت تولید شده از تلفات داخلی فراهم گردد.

۴- چند راه مؤثر برای کاهش افزایش درجه حرارت عبارتند از:

الف- افزایش فضای بین واحدهای خازنی

ب- قرار دادن خازنها در مکانی با درجه حرارت پائین تر

ج-

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.

 

 [/tab][tab title=”قسمت هایی از متن (۵)”]

باید به چنین راه حلی متوسل شد.

۷-۲-۷- ولتاژ کار

قدرت نامی خازنها برای تصحیح ضریب قدرت همیشه به کیلووار بیان می شود که این خود براساس ولتاژ نانی خازن محاسبه می گردد قدرت واقعی هر خازن متناسب با نسبت مجذور ولتاژ نامی سیستم تغییر می کند. باتوجه به عمر خازنها نباید در حالت اضافه ولتاژ دائم در

تجاوز کند. اگر ولتاژ عمل کمتر از ولتاژ نامی می باشد قدرت مفید خازن کمتر از قدرت نامی آن خواهد بود.

جهت انتخاب ولتاژ نامی خازن باید دقت لازم به عمل آید و بالا رفتن ولتاژ در صورت نصب خازن نیز بایستی مورد توجه قرار گیرد.

۸-۲-۷- کلیدهای کنترل خارجی (دیژنکتور)

دیژنکتور مورد استفاده بایستی دارای قدرت قطع  بالا و جریان نامی معمولاً ۳۳درصد بیشتر از جریان نامی مجموعه خازنی باشد. پدیده جریان لحظه ای اولیه مسلماً فشار زیادی بر دیژنکتور وارد می نماید. توجه خاص به این مسأله در مورد مجوموعه خازن موازی که هر یک دیژنکتور مخصوص خود را دارا می باشند لازم می باشد. در این حالت در مدار بودن مجموعه اول خازنی جریان لحظه ای اولیه مجموعه دوم را افزایش می دهد. مناسب بودن دیژنکتور برای خازن معمولاً از طرف سازنده دیژنکتور بایستی تأیید گردد.

۹-۲-۷- کنترل خودکار خازنها

بار مصرفی پستهای یک شبکه عموماً متغیر هستند. بار خطوط و ترانسفورماتوها و مقدار ولتاژ در زمان ماکزیمم بار از اهمیت زیادی برخوردار است. در این شرایط بهبود ضریب قدرت و ولتاژ موردنیاز می باشد. قدرت نامی مورد احتیاج مجموعه های خازنی در چنین وضعیت سیستم محاسبه می شود. وقتی که بار کاهش یابد ولتاژ سیستم بالا می رود چنانکه خازنها وصل بمانند امکان دارد ولتاژ به مقدار زیادی افزایش پیدا کند. بنابراین ضروری است که قسمتی یا تمام مجموعه خازنی از

زیاد باشد نیاز به عمل قطع و وصل زیاد مورد احتیاج باشد، در این حالت فراهم آوردن کنترل اتوماتیک ضروری است. مقدار کیلوواری که قطع و وصل می شوند و مقداری که همراه در مدار خواهند ماند ممکن است به صورت زیر مشخص می شود:

الف- محاسبه ولتاژ پست در حالت کم باری در صورتی که خازن پیشنهادی وصل باشد.

ب- اگر ولتاژ حالت کم باری بالا بوده و ایجاد مشکل می نماید قرار مکانیزم کیلووار خازن را که برای حالت کم باری ولتاژی بیش از حد مکانیزم ولتاژ ایجاد نمی کند محاسبه می شود.

ج- سپس ماکزیمم کیلوواری که می تواند به مدار آورده شود و باز ولتاژی در حد مورد قبول باقی می ماند محاسبه گردد (معمولاً ۵ درصد تغییرات ولتاژ قابل قبول است) د- اختلاف بین مجموعه

نسبت کل کیلووار خازنی که می توان قطع و وصل شود (قسمت د)

به ماکزیمم کیلووار خازنی که ایجاد تغییرات ولتاژ قابل قبول می نماید (قسمت ج) می بینیم تعداد مراحل قطع و وصل محاسبه می شود.

باتوجه به اینکه کنترل قطع و وصل به کمک ولتاژ، جریان یا کیلووار صورت می گیرد تجهیزات زیر موردنیاز
می باشد:

۱- رله حساس به ولتاژ یا جریان یا کیلووار

۲- رله مناسب تأخیر زمانی و متعلقات دیگر جهت جلوگیری از قطع و وصل های زیاد در اثر تغییرات جزئی بار

۳- رله های مناسب یدیگر جهت قطع و وصل مرحله به مرحله مجموعه های

موارد زیر می باشند:

۱-۲-۸- آزمایش نمونه ای

۱- ازمایش برای زاویه تلفات عایقی

۲- ازمایش برای تلفات خازن

۳- آزمایش پایداری

۴- آزمایش ولتاژ ضربه ای بین خروجی های خازن و محفظه آن

تلفات عایقی به

 

۶- آزمایشات کفایت دستگاه تخلیه کننده خازن

۷- آزمایش قدرت خروجی و کاپاسیتانس

 

 

 

۲-۹- اطلاعاتی که در زمان سفارش و یا خرید به سازنده باید داده شود.

وقتی که تصمیم گرفته می شود که خازن با مجموعه های خازنی خریداری شود ضروری است که اطلاعاتی درباره شرایط اقلیمی، شرایط سیستم و مشخصات مجموعه خازنی موردنیاز در مناقصه داده شود. اینها می تواند شامل موارد زیر باشند:

۱- قدرت موردنیاز به کیلووار

۲- ولتاژ نامی

۳- فرکانس نامی

۴- تعداد فازها

۵- آیا افزایش غیر عادی ولتاژ انتظار می رود، اگر چنین است حداکثر مورد انتظار مشخص شود.

۶- شرایط اقلیمی شامل ماکزیمم و مینیمم درجه حرارت، رطوبت، تعداد رعد و برق، ارتفاع محل از سطح دریا

۷- محل خازن که ممکن است در محوطه باز یا داخلی ساختمان قرار داشته باشد.

۸- وضع سیستمی که خازن به آن متصل خواهد شد. وضعیتها به شرح زیر می تواند باشد:

الف- یک پست محلی (اگر چنین است قدرت نامی ترانسفورماتورها و غیره بیان شود)

 

الف- تعداد کل واحدهای

مجموعه است.

ط- آیا موارد دیگری برای نصب و آزمایش مجموعه موردنیاز می باشد اگر چنین است جزئیات فنی و قیمت آنها چیست؟

 

 

 

 

فصل سوم:

خازن های سری

 

مقدمه

بانکهای خازنی سری و موازی ابزاری هستند که در بهبود بازده سیستم وافزایش توانایی انتقال توان خطوط نقش مفیدی دارند

و کنترل ولتاژ بیشتر مؤثر باشند .

از خازنهای سری بیشتر برای کاهش راکتانس اندوکتیو خط انتقال استفاده می گردد خازنهای سری معمولاٌ در محلی دور از بار مثلاٌ در نقطه میانی خط انتقال نصب می گردند ودارای فواید زیر می باشند :

۱-بهبود پایداری ماندگار سیستم

۲- بهبود پایداری گذرای سیستم

۳-تقسیم بهتر بار بر روی خطوط موازی

۴-کاهش افت ولت در نواحی بار در خلال اغتشاشات شدید

۵-کاهش تلفات سیستم انتقال

۶-تنظیم بهتر بار گیری خطوط

تاریخچه

خازنهای سری اولین بار در سال ۱۹۲۸ در پست Power & Light در Spa

New York  Ballston نصب گردید .این خازن های سری یک بانک خازنی ۱/۲۵

 

است فراهم کرد .

شکل الف رشد اندازه واحدهای خازنی نصب شده در تاسیسات خازنهای سری را از سال ۱۹۲۰ نشان می دهد .

۳-۱-  خازن های سری

۱-۳-۱-طراحی تجهیزات

۲-۳-۲ – واحدهای خازن

در طراحی خازن مسئله اقتصادی هنوز ایجاب می کند که در تجهیزات خازنی سری و موازی مقدار نامی توان راکتیو مورد لزوم را از طریق ترکیب سری- موازی  واحدهای خازنی مجزا بدست آورد شکل ۹ برش یک واحد خازن قدرت نمونه را نشان می دهد .

گر چه خازن سری و خازن موازی اساساٌ از نظر ساختمان با هم تفاوت چندانی ندارند, اما در طراحی واحد خازنی که در کاربردهای سری استفاده می شود, لازم است که در مقدار نامی آن – نسبت به خازن موازی – محتاطانه عمل کرد .

 

 

 

 

 

 

 

شکل ۱۰- واحد خازن قدرت نمونه برای کاربردهای سری یا موازی

در سال ۱۹۶۰ با تصفیه های پر هزینه ای که در دی الکتریک کاغذ /آسکارل انجام گرفت مقدار نامی۱۰۰KVAr معرفی گردید .

در سال ۱۹۶۵ جنرال الکتریک

بر روی اندازه و مقدار نامی واحد خازنی نگذاشت . واحدهایی که در آنها دی الکتریک تماماٌ از پلی پروپیلن تشکیل شده است علاوه بر بهبودی که در اندازه و مقدار نامی حاصل گردیده, در کاهش دادن تلفات و احتمال انفجار محفظه دارای مزیت آشکاری هستند .

۳-۲- حفاظت با فیوز

در آمریکا اغلب بانکهای خازنی اعم از خازنهای سری یا موازی بر اساس کاربرد فیوزهای خارجی (یک فیوز برای هر واحد) طراحی شده اند. البته کاربرد فیوزهای خارجی در نقطه مقابل کاربرد متداول فیوزهای داخلی قرار

 

است که بایستی تعداد شاخهای موازی در درون هر واحد خازنی, محدود باشد تا در هنگام از کار افتادن عنصر هر شاخه, اضافه ولتاژ بر روی عناصر باقیمانده در حد معقولی پایین باشد البته از چندین تاسیسات خازن سری ۵۰۰KV با حفاظت فیوزهای داخلی در طول ۱۰ سال به طور

کند .

۳-۵- روش های وارد کردن مجدد خازن

همانطور که قبلاٌ بحث شد, تاخیر زمانی که از لحظه ای رفع اتصال کوتاه تا وارد کردن مجدد خازن وجود دارد, می تواند عامل بحرانی در عملکرد سیستم باشد هر قدر این تاخیر زمانی کوتاه تر باشد,حد پایداری گذرا بیشتر خواهد بود, تاخیر زمانی وارد کردن مجدد خازن به سرعت کنترل عملکرد رله, زمان باز شدن کلید بای پاس, و مشخصه ولتاژ برگشت (بازیافت ) الکترودهای جرقه حفاظتی بستگی دارد .

در سیستم وارد کردن مجدد خازن با سرعت کم معمولاٌ از الکترودهای جرقه ای که خود بخود  جرقه را رفع نمی کنند, استفاده می شود, و وقتی که جرقه رخ می دهد کلید بای پاس شروع به مسدود شدن می نماید . پس از رفع اتصال کوتاه,تاخیر زمانی کافی برای غیر یونیزه کردن فاصله بین الکترودها و برقرار کردن مقاومت دی الکتریک فراهم می شود, پس از آن کلید مجدداٌ باز می شود . زمان وارد کردن مجدد خازن در سیستم با سرعت کم معمولاٌ یک ثانیه یا بیشتر است.

سیستم وارد کردن مجدد خازن با سرعت زیاد, سیستمی است که در آن چند سیکل پس از رفع اتصال

خازن در فاصله های الکترودی که خود بخود جرقه را رفع می کنند تابعی از اندازه جریان اتصال کوتاه و مدت زمان آن است زیرا این پارامترها بر مشخصه های بازگشتی ( باز یافتی) تاثیر می گذارند .

وارد کردن لحظه ای خازن به وسیله ای ایجاد جریان هوا در فاصله ای الکترود در موقع وقوع جرقه و بازیافتن سریع مقاومت عایقی انجام می گیرد . فاصله ای الکترود پس از بازیافتن مقاومت عایقی خود سعی می کند که در خلال اتصال کوتاه در هر نقطه صفر جریان خازن را وارد مدار نماید تا اینکه ولتاژ خازن کمتر از ولتاژ تحمل فاصله ای الکترود گردد از معایب این روش اینست که واحدهای خازنی در معرض پالسهای مکرر ولتاژ بالا قرار می گیرند و ممکن است در حالی که جریان هوا برقرار است , ولتاژ خازن به طور خطرناک بیش از مقدار تنظیم جرقه افزایش یابد.

۳-۶- اثرات رزونانس با خازنهای سری

فرمول شماره (۲-۳)

 

یک خازن سری با اندوکتانس خط انتقال تشکیل یک مدار رزونانس-سری با فرکانس طبیعی زیر می‌دهد.

fe=1/(2 ۳٫۱۴(LC)^.5)=f(Xcr/X1)^.5                                                        

که در آن XCr راکتانس خازن هر فاز و Xl راکتانس کل خط در فرکانس پایه است .از آنجایی که درجه جبران سازی ,Xcr/Xl معمولاٌ در محدوده %۷۰-۲۵ است ,fe معمولاٌ کوچکتر از فرکانس پایه است و ما اینطور بیان می کنیم که سیستم دارای رزونانس زیر هارمونیک یا (مد) است Xl بایستی در برگیرنده راکتانس سری ژنراتورها و بارهای متصل شده به ابتدا وانتهای خط باشد . در عمل این اجزاء همانند

لی, هر اغتشاشی به انضمام عمل کلید زنی تمامی مدهای طبیعی

جایی که رزونانس زیر سنکرون (SSR) بتواند رخ دهد, از آنجایی که در جهت مخالف روتور و میدان اصلی می چرخد, میدان زیر هارمونیک گشتاور متناوبی با فرکانس  f-fe بر روتور اعمال می نماید اگر این تفاضل فرکانس بر یکی از رزونانس های پیچشی طبیعی سیستم محور ماشین منطبق گردد, نوسانات پیچشی تحریک می گردد . این شرایط به رزونانس زیر سنکرون موسوم است SSR ترکیبی از مد طبیعی یا

و به قدر کافی تقویت شوند منجر به بریدن محور می گردد. اما حتی اگر نوسانات نسبتاٌ میرا شده باشند اغتشاشاتی (نظیر کلید زنی, رفع اتصال کوتاه و غیره )می توانند باعث خستگی محور گردند .

این اثر تخریبی کند , ((خستگی سیکل –پایین ))نامیده می شود و در سالهای اخیر کوشش قابل ملاحظه ای در جهت فهمیدن کمی آن انجام گرفته است .

اقدامات تصحیح SSR عبارتند از :

  • خارج کردن بخش های از خط , یا بای پاس کردن خازنهای سری , به کمک رله های حفاظتی که به سطوح کوچکی از جریان زیر هارمونیک حساس هستند .
  • نصب کردن مدارهای فیلتر زیر هارمونیک مخصوص .اینها می توانند به شکل فیلترهای مسدود کننده (از نوع رزونانس – موازی ) سری با خط انتقال, یا مدارهای میراکننده موازی با خازنهای سری باشند .
  • بکارگرفتن کنترل تحریک (مدوله کردن جریان تحریک ) در توربین – ژنراتورها طوری که در فرکانس زیر هارمونیک میرایی مثبت فراهم گردد.

به کار گرفتن جبران کننده استاتیک و مدوله کردن ولتاژ مرجع طوری که

ری (متوالی):

خازن های سری سالهای زیادی در مدارهای توزیع و فوق توزیع در سطح محدودی مورد استفاده قرار گرفته اند . خازنهای موازی تقریباً به طور متداول در سیستم های قدرت به کار گرفته می شوند. زیراً عملاً در تمام نقاط سیستم، اثرات سود بخش آنها مطلوب است. خازن های متوالی وسیله ای از نوع اختصاصی تر بوده و گسترش کاربرد آن بسیار محدودتر است. کیلووار کل خازنهای موازی نصب شده برروی یک سیستم. اغلب توسط مطالعه

د به دلیل وجود مشکلات خاصی در رابطه با نصب خازنهای متوالی مقدار زیادی کار مهندسی و مطالعاتی لازم است. به همین دلیل نصب خازنهای متوالی با اندازه کوچک، به طور معمول توصیه فنی ندارد.

یک خازن متوالی مقداری مقاومت القایی را جبران می نماید، هنگامی که یک خازن متوالی در یک تغذیه کننده یا خط انتقال جاگذاری می شود، مقاومت القایی از دید دو نقطه که خازن را نیز شامل می گردد. با میزان مقاومت خازنی خازن کاهش می

با افزایش بار، ولتاژ را افزایش می دهد. بعلاوه در ضریب قدرتهای پائین تر که موجب افت بیشتر خط می گردد. خازن متوالی افزایش ولتاژ خالص تری را ارائه می دهد. از طرفی خازن متوالی را می توان بعنوان تنظیم کننده ولتاژ در نظر گرفت. عملکرد خازن متوالی برای کاهش افت ولتاژ در شکل ۱۱ نشان داده شده است.

فرمول شماره (۳-۳)

 

افت ولتاژ در یک تغذیه کننده تقریباً برابر است با:

V = RICos q + IXlSinq                                                                                     

در جایی که R، مقاومت اهمی تغذیه کننده، XL مقاومت القایی تغذیه کننده و q زاویه ضریب قدرت می باشد. اگر جمله دوم، بزرگتر یا مساوی مقدار اصلاح ولتاژ دلخواه باشد، خازن های متوالی را می توان بکار برد. دامنه جمله دوم بخش نسبتاً بزرگتری از کل افت ولتاژ است. در جایی که ضریب قدرت پائین بوده و نسبت مقاومت اهمی تغذیه کننده به مقاومت غیر حقیقی کوچک می باشد. با یک خازن متوالی جایگزین شده شکل (۱۱-ب)، افت ولتاژ برابر می شود با:

فرمول شماره (۴-۳)

 

IRCosq + I(XL – XC) Sinq                                                                                          

و یا به سادگی زمانی که XC با XL مساوی است، افت ولتاژ برابر IRSinq می گردد.

شکل ۱۱-  نمایش های برداری برای یک مدار با ضریب قدرت تأخیری

 

الف) بدون خازن متوالی

ب) با خازن متوالی، خازن متوالی ولتاژ نقطه دریافت را افزایش داده و بدین ترتیب از افت ولتاژ می کاهد.

در بیشتر کاربردها، مقاومت خازن کوچکتر از مقاومت غیر حقیقی تغذیه کننده است. عکس این موضوع نیز صادق است یعنی وضعیت فوق جبران نیز وجود دارد فوق تحریک در جایی مشهود است که مقاومت تغذیه

ضریب قدرت پیش فاز باشد، ولتاژ نقطه دریافت با افزودن خازن متوالی کاهش می یابد. اگر ضریب قدرت نزدیک به واحد باشد. Sinq و به دنبال آن جمله دوم معادله (۳۰) به صفر نزدیک می شود. در چنین مواردی خازنهای متوالی مقادیر نسبتاً کمی دارند. زمانی که یک خازن متوالی بطور مناسب در شبکه به کار می رود، مقاومت ظاهری را کاهش داده و به موجب آن ولتاژ تحویلی افزایش می یابد این حالت ظرفیت کیلوولت آمپر تغذیه کننده شعاعی را افزایش داده و برای همان کیلوولت آمپر بار، جریان خط را کمی کاهش می دهد، هر چند که یک خازن متوالی جایگزین برای مس خط نمی باشد.

۱-۳-۸- کاربرد خازن های متوالی در مدارهای فوق توزیع:

خازن های متوالی ممکن است در مدارهای فوق توزیع برای تغییر تقسیم بار میان خطوط موازی یا کاهش تنظیم ولتاژ مورد استفاده قرار گیرند.

مقاومت غیرحقیقی خط با ظرفیت حرارتی بالاتر ، مورد استفاده قرار گیرد. هر یک از این راه حل ها تقسیم بار مناسب میان دو خط را موجب می گردد. این امر امکان پذیر است، زیرا پخش قدرت در یک خط انتقال با رابطه زیر داده می شود:

فرمول شماره (۵-۳)

 

                                                                                                    

در جایی که:

ES = ولتاژ نقطه ارسال

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.[/tab][tab title=”قسمت هایی از متن (۶)”]

 

Er = ولتاژ نقطه دریافت

b= زاویه بین ES و Er

X = مقاومت غیر حقیقی خط

اگر دو خط انتقال در هر دو انتها به یک شینه متصل باشد، زاویه b برای هر یک از دو خط مساوی است. اگر طول خطوط با هم برابر باشند. مقاومت غیر حقیقی خطوط تقریباً یکسان است. اگر هر دو خط تک رشته باشند، ظرفیت حرارتی خطوط مهم نیست چه باشد. (باندل کردن هادی ها مقاومت غیر حقیقی را به میزان چشمگیری کاهش می دهد، لیکن تغییر اندازه هادی ها تأثیر کمی بر روی خاصیت القایی دارد) با زوایای مساوی خطوط

 

زمانی که مقادیر نامی خازن های متوالی تعیین گردید مقادیر مقاومت خازنی بطور

میزان بیش از ۵۰% مطلوب نمی باشد. یک خط تغذیه شعاعی در بعضی موارد ممکن است بیش از ۵۰% جبران مقاومت غیر حقیقی داشته باشد، لیکن یک خط ارتباطی به طور معمول اگر با جبران بیش از ۵۰% مورد استفاده قرار گیرد، مشکل ساز خواهد بود.

فرمول شماره (۶-۳)

 

پس از اینکه مقدار اهم خازن تعیین

رد. با معلوم بودن مقدار اهم خازن و جریان بار گذرنده، مقدار نامی خازن برابر است با:

KVAR = (3I2XC)/1000                                                                               

فرمول شماره (۶-۳) کل کیلووار نامی خازن متوالی را نتیجه می دهد. در صورت امکان مقدار نامی استاندارد خازن ها می بایست مورد استفاده قرار گیرد و آزمایش مقادیر استاندارد ولتاژ، به طور معمول نشان می دهد که ترکیبی از واحدهای استاندارد را می توان مورد بررسی قرار داد. بعنوان مثال فرض کنید که یک خازن متوالی ۹۰ اهمی برای یک خط انتقال با حداکثر جریان بار ۲۰۰ آمپر مورد نیاز است. کل کیلووار تقریبی مورد نیاز برابر است با:

 

یا ۳۶۰۰ کیلووار درهر فاز واحد ۵۰ کیلوواری ۷۲۰۰ ولتی دارای مقادیر نامی ۹۵/۶ آمپر و ۱۰۳۵ اهم می باشد. تعداد ۳۰ واحد به طور موازی دارای مقادیر نامی ۲۰۸ آمپر و ۵/۳۴ اهم می باشند. سه ردیف از این گروه ها به طور متوالی داری مقاومت ۵/۱۰۳ اهم در هر فاز و کل

مورد بررسی قرار گیرند. یک واحد ۵۰ کیلوواری و ۴۱۶۰ ولتی دارای مقادیر نامی ۱۲ آمپر و ۳۴۷ اهم می باشد. ۱۷ واحد بطور موازی دارای مقادیر نامی ۲۰۴ آمپر و ۴/۲۰ اهم می باشد. چهار گروه متوالی میزان مقاومت ۶/۸۱ اهم در هر فاز را ارائه می دهد. کل کیلووار برابر ۳۴۰۰ کیلووار در هر فاز یا جمعاً ۱۰۲۰۰۰ کیلووار خواهد بود. این ترکیب را می توان مورد استفاده قرار داد. مقدار اهم در حدود ۱۰% مقدار مطلوب بوده و این کاملاً کافی است. یک واحد ۵۰

واحد ۴۱۶۰ ولتی بهتر است یا واحد ۴۸۰۰ ولتی واحد ۴۸۰۰۰ ولتی به مقادیر مطلوب نزدیکتر است، اگر واحد ۴۱۶۰ ولتی ارزان تر است. تصمیم گیری در چنین موردی ممکن است تحت تأثیر واحد موازی استاندارد مورد استفاده در سیستم قرار گیرد. استفاده از خازنهای موازی استاندارد سیستم در یک مجموعه متوالی جمع آوری و انبار و جابجا شدن را آسان تر نموده و اجازه می دهد که واحدهای خازن متوالی در صورتی که در آینده مورد نیاز نباشند، در سیستم بعنوان خازن موازی مورد استفاده قرار گیرند.

۱-۳-۹- کاربرد در مدارهای تغذیه کننده های فشار متوسط:

بطور عام خازنهای متوالی در مدارهای شعاعی که بارهایی با ضریب قدرت پس فاز ۷۰ تا ۹۵ درصد را تغذیه می کنند، کاربرد دارند. زیر ۷۰% خازن های موازی از مزایای بیشتری برخوردارند، (مگر آن که ضریب قدرت در محدوده وسیعی تغییر نمایند که در این صورت کلیدزنی سریع خازن های موازی را به منظور تأمین کیلووار مورد نیاز بار غیر ممکن می سازد.) در بالای ۹۵%، مقدار کم Sinq اثر سردتر بودن خازن های متوالی را محدود می نماید. کاربردهای خازن متوالی در مدارهای

قدرت بار حاصل می گردد برای تعیین کیلووار خازن موازی مورد نیاز، مهمترین اطلاعات مورد نیاز عبارت است از:

دامنه بار، ضریب قدرت بار، و مقاومت ظاهری مدار منبع، در حالی که اطلاعات مشابه برای تصحیح ولتاژ توسط خازن های متوالی مورد نیاز است، تأثیر خازن های

یب قدرت چهارم تا یک دوم کیلووار موازی برای همان تغییرات ولتاژ می باشد. علاوه بر این، خازن متوالی کیلووار را به صورت مربع جریان بار در سیستم سهیم می نماید.

 

 

 

فصل چهارم:

جبران کننده های دوار

مقدمه

جریان راکتیو ایجاد می شود. اندوکتانس سری خطوط انتقال به قدرت راکتیو نیاز دارد. راکتورها، لامپهای فلورسنت و همه مدارهای سلفی برای کار کردن نیاز به قدرت راکتیو دارند.

قدرت راکتیو مورد نیاز بعضی از وسایل در جدول زیر نوشته شده است.

نوع وسیلهقدرت راکتیو مورد نیاز
ترانسفورماتورKVAR/KVR05/0
موتورهای القاییKVAR/KW 9/0-5/0
لامپ های فلورسنتKVAR/KW 2
خطوط انتقالKVAR/KW 50-20
قدرت راکتیو توسط جبران کننده های دوار یا خازن ها تولید می شود.

 

 

۴-۱- جبران کننده های دوار:

۱-۴-۱- ژنراتورهای سنکرون:

ژنراتورهای سنکرون قدرت راکتیو با هزینه کم تولید می نمایند. اما باید توجه داشت که در این حالت بخشی از توانایی ژنراتور برای تولید قدرت اکتیو صرف تولید قدرت راکتیو می شود.

با توجه به مسایل شبکه انتقال معمولاً بهتر است که در این حالت از ژنراتورهای سنکرون در نقاط معینی از شبکه صرفاً جهت تولید قدرت راکتیو استفاده شود.

۲-۴-۱- کندانسورهای سنکرون:

کندانسورهای سنکرون در مجاورت بعضی از منابع تولید power supply در شبکه قرار داده می شود این ماشین ها توانایی کار در محدوده وسیعی از تولید تا مصرف قدرت راکتیو را داراست به دلیل سرمایه گذاری اولیه زیاد و تلفات قابل ملاحظه  از کندانسورهای سنکرون فقط در مواردی که نیاز به تنظیم و تثبیت ولتاژ باشد استفاده می‌شود.

۳-۴-۱- موتورهای سنکرون:

موتورهای سنکرون اگر به وضعیت فوق تحریک Over excited برود قدرت راکتیو تولید می کند اما به دلیل گرانی موتورهای سنکرون در مقایسه با موتورهای معمولی آسنکرون این گونه موتورها به عنوان مولد قدرت اکتیو به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد.

۴-۲- خازن ها:

۴-۲-۱- کلیات:

برخلاف ماشین های دوار، خازن وسیله ای فاقد قطعات گردان است که قدرت راکتیو تولید

حدهای صنعتی می باشد. امروزه سرمایه گذاری در تأسیسات اصلاح ضریب قدرت منحصراً روی خازن ها صورت می گیرد استفاده از مواد عایق جدید در ساختمان خازن ها خروجی هر واحد را افزایش داده و تلفات را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش داده است بنابراین اصلاح ضریب قدرت به کمک خازن در مقایسه با جبران کننده های دوار به مراتب به صرفه تر است.

امروزه خازن ها و راکتورها موارد جایگزین کندانسورهای سنکرون شده است و تریستورها ( SVS = Static Var System  سیستم استاتیکی VAR) نقش تنظیم کننده تولید یا مصرف قدرت راکتیو را بعهده دارند.

SVS در سیستم های انتقال و توزیع و بارهای نظیر کوره های قوس الکتریکی نیز بکار می رود.

۲-۴-۲- مبانی قدرت راکتیو:

اساساً خازن بصورت ژنراتوری عمل می نماید که منحصراً قدرت راکتیو تولید می کند وقتی این خازن به وسیله ای که نیاز به قدرت راکتیو دارد متصل است.

ین (cosq) نمایش می دهد.

 

شبکه اضافه نمود یعنی امکان افزایش بار بی آنکه منبع تغذیه جدیدی به شبکه افزوده شده باشد وجود دارد در شکل (۳) قدرت حقیقی از P به P’ افزایش یافته است و اگر S2 برابر S باشد. ظرفیت شبکه و ترانسفورماتور بطور کامل مورد استفاده قرار گرفته است.

شکل ۱۲- حالت های مختلف اتصال خازن و کمیتهای مربوط به هر حالت را نشان می‌دهد.

 

۳-۴-۲- اندازه گیری قدرت راکتیو و ضریب قدرت:

اگر دستگاه های اندازه گیری ثابت روی سیستم نصب نشده باشد به کمک یک واتمتر و یک cosq متر می توان به راحتی قدرت راکتیو و ضریب قدرت را اندازه گرفت , وقتی بار متعادل باشد, مطابق شکل (۱۴) از اتصال واتمتر تکفاز (اندازه گیری ولتاژ بین دو فاز و شدت جریان فاز دیگر) استفاده می شود.

شکل ۱۴- اندازه گیری

ک (از نظر زمانی )شبکه و تأسیسات برق رسانی جلوگیری کند.

۳- سعی شود بار حداقل راکتیو توسط خازن های ثابت جبران شود تا هزینه سرمایه گذاری تأسیسات کاهش یابد. بار حداقل حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد بار ماکزیمم است و ما‌بقی توسط خازن های متغیر اصلاح شود.

۴- در صورتی که نوسان ولتاژ ناشی از کلید زنی خازن ها زیاد است خازن ها را به جای یک پله، یک بانک در چند بانک تقسیم نمائید معمولاً حد قابل قبول نوسانات به شرح زیر است:

برای یک کلید زنی در ساعت           ۲%

برای یک کلید زنی در ۲۴ ساعت        ۳%

برای یک کلید زنی در هر فصل         ۵%

ضمن توجه به مزایای تقسیم خازن ها در چند بانک باید دانست که کاهش مقدار خازن هر بانک و در نتیجه افزایش مقدار بانک ها قیمت هر کیلو وار بانک خازن را افزایش می دهد.

منحنی های شکل (۶) قیمت نسبی انواع بانک های خازنی نظیر ثابت، دستی و اتوماتیک را نشان می دهد. منحنی ها براساس قیمت کل شامل خازن ها، کابل ها، کلیدها، تجهیزات حفاظتی، نصب و غیره تقسیم شده است

۴-۶- جبران کننده ها:

یک دیاگرام از روش های مختلف اتصال در شکل (۱۵) نمایش داده شده است.

شکل ۱۵

براساس دیاگرام شکل (۱۵) داریم:

۴-۶-۱-جبران کننده مرکزی:

اگر منظور اصلی کاهش قدرت راکتیو پرداخت حداقل تعرفه برق باشد. جبران کننده مرکزی به صرفه است. در صورتی که خازن در طرف فشار قوی (گزینه A) نصب شود. بار راکتیو در تأسیسات فشار ضعیف وجود دارد. اما قدرت راکتیو لازم توسط خازن های فشار قوی تأمین می گردد و ضمناً در این حالت بار راکتیو ترانسفورماتور نیز جبران می شود.

اگر خازن در طرف فشار ضعیف (گزینه b) نصب شود. بار راکتیو ترانسفورماتور جبران نمی شود.

قیمت خازن (فشار قوی یا فشار ضعیف و سایر تجهیزات لازم از یک طرف و جبران کردن یا نکردن بار راکتیو ترانسفورماتور در انتخاب یکی از دو گزینه A یا B ضروری است.

 

خازن بایستی با قیمت ترمیم گروهی یا مرکزی مقایسه شود. ضمناً در این مقایسه باید تلفات کمتر از روش ترمیم انفرادی را منظور نمود.

ممکن است این اضافه ولتاژ باعث شود ولتاژ بار از حد مجاز نیز بیشتر شده

تنظیم کننده ها برای یک یا چند پله طراحی می شوند. به هر صورت اگر ضریب قدرت ایده آل ۸۵% و تغییرات بار کم باشد از خازن های اتوماتیک یک پله نیز می توان استفاده کرد اما اگر هدف اصلاح ضریب قدرت تا ۹/۰ یا بیشتر بوده و یا تغییرات بار زیاد باشد بهتر است از تنظیم کننده های چند پله استفاده کرد.

 

 

 

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.

[/tab][/tabgroup]

[tabgroup][tab title=”قسمت هایی از متن (۷)”]

بانک های خازن اتوماتیک:

اگر واحدهای صنعتی بزرگ یک یا دو شیفت در شبانه روز و نیز روزهای تعطیل را کار نمی کنند در صورتیکه این واحدها دارای تنظیم کننده اتوماتیک خازن نباشند و از جبران کننده های گروهی یا مرکزی استفاده نمایند در ساعاتی که

ولتاژ کاهش یافته است و در نتیجه ولتاژ افزایش می یابد به قسمت پائینی شکل ۸ توجه کنید.

ولتاژ در شرایط بار نرمال در مدار بودن خازنهای ثابت برابرu) )می باشد. ولی به دلیل کاهش بار مقدار آن به U’ افزایش یافته است زیرا خازنها همچنان اضافه ولتاژDuرا تولید مینمایند ودرحالیکه در

نیاز برابر پله چهارم حالت قبلی شود. خازنها وارد  مدار می شود در غیر این صورت مصرف کننده فوق ترمیم شده و اضافه ولتاژ خواهد داشت از طرف دیگر اگر بار متغیر باشد بانک خازنی یک پله فقط در حالتیکه بار کامل است در مدار بوده و در مواقعی که بار کامل نیست و ممکن است واحد چند ساعت با بار کم کار کند خازن در مدار قرار نگرفته  و بار بدون جبران کننده خواهد بود.

بنابراین بانک های خازنی اتوماتیک که در چند پله تقسیم شده باشد این امکان را فراهم می آورد که برای بار متغیر ضریب قدرت بالا و یکنواخت داشته باشیم.

 

 

 

 

 

 

 

شکل ۱۸- دیاگرام قطع و وصل خازنها              شکل ۱۹-  بانک خازن اتوماتیک

 

 

 

 

 

 

فصل پنجم:

ترجمه متن انگلیسی

 

این گزارش اثرات جبران کننده های متوالی را روی جریان برق برای دو سیستم آزمایشی مختلف مطرح می کند اصول کار این راکتور کنترل تایریستور  ( TCSC) متغیر فاز ( PS) و کنترلگر جریان برق

ش از حد ولتاژ جلوگیری کند .

 

 

 

 

تصویر ۱: یک واحد TCSC پایه

TCSC بین رفت وبرگشتی های M,K در یک خط انتقال متصل می شود که در تصویر ۲ نشان داده شده است ، در اینجا TCSC به صورت یک واکنشگر قابل کنترل ممتد ( ظرفیتی ) ساده شده است .

۱-۵-مدل سرنگی ( اینجکش )

در بخش بعد ؛ مدل سرنگی TCSC بدون و با افت ولتاژ مطرح می گردد . تصویر ۲ دیاگرام مدار تعادلی را برای یک TCSC که بین K و M در یک سیستم انتقال واقع شده نشان می دهد .

 

 

تصویر ۲- TCSC واقع در خط انتقال

۵-۱ از تصویر ۲، خواهیم داشت ؛

(۱-۵)

اثر خازن برای یک منبع ولتاژ یکسان خواهد بود که بستگی به ولتاژهای دارد و مدل سرنگی با جایگزینی منبع ولتاژ توسط یک منبع جریان معادل  در تصویر ۳ حاصل می شود .

 

 

 

تصویر ۳ جایگزینی  و

(۲-۵)

درتصویر ۲،  و از تصویر ۳ داریم :

منبع جریان مربوط به نیروهای ورودی  می باشد که در تصویر ۴ نشان داده شده است که به صورت زیر تعریف می شود.

(۳-۵)
(۴-۵)

 

 

 

ی که اختلاف بین زوایای که دوناقل کاهش یافته منجر به افزایش درجه جبران می شود . جریان برق فعال ( کنشگر ) در خط ۵-۴ درحد ۵۷/۳۱ درصد ردمقایسه با حالت پایه ( برای ۹۰ درصد از مواد ) افزایش می یابد ، اما جریان برق فعال در خط ۳-۲ و ۵-۳درصد ۸۸/۳۱درصد و ۲۷/۳۱ درصد کاهش می یابد زیرا بارهای روی ناقلان ۳و۵ ثابت می باشد . افزایش در انتقال نیرو و با افزایش قابل توجهی در تقاضای نیروی واکنشگر همراهست TCSC نمی تواند کنشگر و واکنشگر را به طور همزمان  کنترل کند . می  توان نتیجه گیری کرد که مدل تزریقی ، رفتار TCSC  را به صورت صحیح نشان می دهد .

 

 

 

تصویر ۹- زاویای روی ناقلان برای TCSC واقع در خط ۵-۴ ( حالت دوم مدل تزریقی )

 

 

 

 

 

تصویر ۱۰- جریا برق فعال برای TCSC واقع در خط ۵-۴ ( حالت اول واکنشگر متغیر )

 

 

 

 

تصویر ۱۱- جریا برق فعال برای TCSC واقع در خط ۵-۴ ( حالت دوم مدل تزریقی )

 

 

 

 

 

تصویر ۱۲- جریا برق واکنشگر برای TCSC واقع در خط ۵-۴ ( حالت اول )

 

 

 

 

 

تصویر ۱۳- جریا برق واکنشگر برای TCSC واقع در خط ۵-۴ ( حالت دوم )

 

 

 

تصویر۱۵- افت کنشگر برای TCSC روی خط ۵-۴ ( حالت دوم )

 

 

 

تصویر۱۶- افت واکنشگر برای TCSC روی خط ۵-۴ ( حالت اول )

 

 

 

 

تصویر۱۷-

(۲۴-۵)

مدل تزریقی با جایگزینی  در شکل ۱۸ توسط یک منبع جریان معادل I`s ایجاد می شود در نتیجه اثریک تغییر دهنده فاز ایده آل معادل با ورود جریان در گره های m,k می باشد ومنابع جریان مربوط به نیروهای ورودی به صورت معادلات ۲۴-۵و ۲۵-۵ می باشد.

(۲۵-۵)

 

 

از تصویر ۱۹ داریم

 

 

 

 

۲-۵- نتایج

تغییر دهنده فاز در سیستم آزمایش ۵ ناقلی بین ناقلان ۴و ۵  قرار می گیرد . همان ناقلی که در بخش قبلی TCSC روی آن قرار داشت تصاویر بعدی نتایج این موقعیت را نشان می دهند .

 

 

 

 

تصویر ۲۰- ولتاژ ناقلان ۴و۵ را PS واقع در خط ۵-۴

 

 

 

 

تصویر ۲۱-

 

جریان برق واکنشگر در خطوط ۵-۴ ،۴-۳ ، ۵-۳ برای سیستم دارای PS در مقایسه با سیستم دارای TCSC در جهت عکس حرکت می کند این نتیجه تغییرات ولتاژست ( تصاویر (۷و۲۰) نیروی برق واکنشگر برای خطوط ۲-۱ و ۳-۲ در هر مورد یکسان است .

این مسئله مربوط به آنست که شتابگرهای خط در این سیستم آزمایشی کوچک بوده وموجب کوچک شدن اختلاف زاویه فاز بین گره ها در جریان برق اصی می شود  . یک تغییر کوچک در زاویه فاز ؛ توسط تغییر دهنده فاز ایجاد شده که منجر به تغییرات بزرگی در جریان  برق فعالی می باشد .

 

 

 

تصویر ۲۵ افت جریان واکنشگر دارای PS واقع در خط ۵-۴

۳-۵-کنترلگر جریان برق یکنواخت

UPFC می تواند به طور همزمان کنترل تمام پارامترهای سیستم های برق پایه را به عهده گیرد ( ولتاژ ، شتاب و زاویه فاز ) کنترلگر می تواند تابع

، ساختار معمولی UPFC شامل یک تبدیل منبع ولتاژ AC به DC به صورت پشت در پشت است که از یک خازن DC  معمولی  حاصل می شود . اولین تبدیل کننده (مبدل ) ( CCN/ V1) به شانت و دومی (ConV2) به سری های خط منتقل می شود . مبدل شانت به صورت ابتدایی برای ایجاد تقاضای نیروی کنشگر از مبدل سری در طی یک پیوند DC  معمولی به کار می رود چون مبدل ها به پیوند DC متصلند ، تنها نیروی کنشگر را تبادل کرده و بنابراین هیچ گونه جریان برق واکنشگری بین آنها وجود ندارد . یعنی جریان واکنشگر می تواند به طور مستقل در هر دو مبدل کنترل شود .

ولتاژ ورودی در مبدلهای سری های درون خط وارد شده و به صورت یک منبع ولتاژ AC عمل می کند ( تصویر ۲۶) Xs واکنشگر یک نوع واکنشگر است که از پایانه های ترانسفورماتور سری حاصل شده و به صورت معادله ۳۴ می باشد . در اینجا Xk نشاندهنده یک واکنشگر ترانسفورماتوری سریman حداکثر برای هر مقدار واحد از ولتاژ ورودی SB نیروی پایه سیستم و Scan v2n سرعت معمول جریان برای مبدلهای سری می باشد .

(۳۴-۵)

 

 

 

تصویر ۲۶ آرایه ( ترکیب ) مدار الکتریکی UPFC

مدل سرنگی UPFC قادر به کنترل همزمان ۳ پارامتر میباشد این پارامترها عبارتند از نیروی واکنشگر شانت Qconv1و  مقادیر  و زاویه  از ولتاژ سری های ورودی  سری های متصل به منبع ولتاژ متوسط یک ولتاژ سری ایده آل  مدلسازی می شود که مقدار و فاز آن قابل کنترل می باشد . و به صورت که  است .

۱-۳-۵-مدل سرنگی UPFC

برای بدست آوردن این مدل ، ابتدا لازم است که منبع ولتاژ سری را درنظر بگیریم .

(تصویر ۲۷)

 متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.[/tab][tab title=”قسمت هایی از متن (۸)”]

 این مدل با جایگزینی منبع ولتاژ  توسط یک منبع جریان Iinj=…. موازی با Xs     ( تصویر ۲۷) حاصل
می شود .

 

 

تصویر ۲۷- حضور سری های متصل به منبع ولتاژ

 

 

تصویر ۲۸- منبع ولتاژ سری تغییر یافته

منبع جریان Iinj مربوط به نیروهای ورودی   می باشد که به این صورت تعریف می شود.

(۳۶-۵)
(۳۵-۵)
(۳۷-۵)

که در اینجا تصویر ۲۹ مدل سرنگی را برای بخش سری UPFC نشان می دهد که در اینجا معادلات ۳۷-۵و۳۸-۵ را داریم

(۳۸-۵)

 

 

در UPFC ،  شابت متصل به منبع ولتاژ ( مبدل ۱) اصولاً برای تولید جریان کنشگر

جریان  UPFC قابل توجه باشد این معادله تغییر می کند نیروی ظاهری تولید شده توسط مبدل منبع ولتاژ سری بدین صورت محاسبه می شود.

 

(۴۰-۵)

 

 

تصویر ۲۹ مدل تزریقی از بخش سری UPFC

(۴۱-۵)

نیروی کنشگر تولید شده توسط مبدل ۲ بدین شکل خواهد بود ک

(۴۲-۵)

 

 

 

سپس ، منبع ولتاژ سری با بخش UPFC همراه شد ، که می تواند به صورت یک منبع واکنشگر شانت جداگانه قابل کنترل مدل سازی شود .

فرض شده که Qconv1=0 میباشد اما برای آنکه Qconv1۰ برقرار باشد ، مدل باید توسعه یابد . درنتیجه مدل تزریقی UPFC از سری های متصل به مدل منبع ولتاژ با افزودن معادله نیرو به Pconvtjo به نقطه m حاصل می شد

 

۳۹- تغییرات Q در برابر P در خط ۵-۴ با حضور UPFC در خط ۵-۴

 

 

 

 

­

 

۴۰- تغییرات Q در برابر P در خط ۵-۴ با حضور،TCSC در خط ۵-۴

 

 

۴۱- شبکه Hale

 

 

جدول ۳- داده های ناقل برای حالت پایه

 

 

جدول ۴- داده های خط برای حالت پایه

تصویر ۴۲- ولتاژهای شبکه Hale

 

 

 

تصویر ۴۳- زوایای شبکه Hale

 

 

 

تصویر ۴۴- جریانهای برق فعال کنشگر برای شبکه Hale

 

 

 

 

تصویر ۴۵- جریانهای برق واکنشگر برای شبکه Hale

 

 

 

 

تصویر ۴۶- افت کنشگر برای شبکه Hale

 

 

 

تصویر ۴۷ افت واکنشگر برای شبکه Hale

۴-۵-شبکه هال

تصویر ۴۱ شبکه Hale را نشان می دهد و. داده ها برای حالت پایه در جداول ۳و۴ آمده است ۲ حالت بررسی شده است در حالت اول ۲ TCSC در خط ۳-۱ و ۵-۴ قرار می گیرد .

در حالت دوم

افزایش بیشتری در مقایسه با TCSC پیدا می کند .

 

 

 

تصویر ۴۴

افزایش جریان برق کنشگر در خط ۳-۱ قابل توجه است این جریان باوجود PS  به جای TCSC ، افزایش بیشتری می یابد اگر چه TCSC واقع در خط ۳-۱ می باشد . و تاکنون افزایش نیرو در آن خط را داشتیم اما زمانی که PS در موقعیت مناسبی روی خط قرار گیرد این افزایش

نیرو و در سایر خطوط به صورت طبیعی می باشد .

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.[/tab][/tabgroup]

[tabgroup][tab title=”منابع” icon=”fa-pencil-square-o”]منابع و مآخذ:

۱- کتاب کنترل توان راکتیو در سیستم های الکتریکی تألیف تی-جی ال میلر ترجمه دکتر رضا قاضی

۲- کتاب پایداری و کنترل سیستم های قدرت تألیف پرفسور پرابها شانکار کندور ترجمه دکتر حسین سیفی و دکتر علی خاکی صدیق

۳- کتاب بررسی سیستم های قدرت۲ تألیف احد کاظمی

۴- سایتهای اینترنتی

۵- جزوات دانشگاه آزاد اسلامی واحد یزد[/tab][/tabgroup]

خرید و دانلود فوری

نسخه کامل و آماده
4900 تومانبرای دریافت نسخه کامل

102 صفحه فارسی

فونت استاندارد/B Lotus/13

فرمت فایل WORDوPDF

دارای ضمانت بازگشت وجه

نسخه قابل ویرایش+نسخه آماده چاپ

دریافت فوری + ارسال به ایمیل

[well boxbgcolor=”#e5e5e5″ class=”fontawesome-section”][tblock title=”برای مشاهده تمام پروژه ها ، تحقیق ها و پایان نامه های مربوط به رشته ی خود روی آن کلیک کنید.”][/well]

(برای امنیت و سهولت بیشتر پیشنهاد میشود با نرم افزارهای موزیلا فایر فاکس و یا گوگل کروم وارد شوید)

***************************

*************************************

پرداخت از درگاه امن شاپرک  با همکاری شرکت زرین پال صورت میگیرد

 ۱۵ درصد از درآمد فروش این فایل به کودکان سرطانی(موسسه خیریه کمک به کودکان سرطانی) اهدا میشود

پس از پرداخت،علاوه بر ارسال فوری فایل ها به ایمیلتان،مستقیماً به صورت اتوماتیک به لینک دانلود فایل ها  ارجاع داده میشوید.

در صورت نیاز به هرگونه راهنمایی با ایمیل (MASTER@NEXAVARE.COM) یا شماره تماس پشتیبان (۰۹۳۶۹۲۵۴۳۲۹) در ارتباط باشید

[alert type=”alert-danger”]کاربر گرامی، برای تهیه این اثر هزینه و زمان زیادی صرف شده است.که اکنون با این قیمت ناچیز در اختیار شما قرار گرفته است.لطفاً  تنها جهت استفاده دانشجویی یا شخصی خرید نمایید.همچنین اگر مدیر یک وبسایت یا وبلاگ هستید خواهش میکنیم آن را کپی نکنید.و یا در صورت کپی منبع را به صورت لینک درج نمایید. ضمناً شرعاً هم لازم به کسب رضایت است که به علت زحمت زیاد در انتشار ، کارشناسان ما رضایت استفاده بدون پرداخت هزینه آن را ندارند.تشکر از حمایت شما[/alert]


درباره نویسنده

publisher4 222 نوشته در سیستم همکاری در خرید و فروش فایل نگزاوار دارد . مشاهده تمام نوشته های

مطالب مرتبط


دیدگاه ها


دیدگاه‌ها بسته شده‌اند.