دسته: فنی و مهندسی گزارش کاراموزی هارمونیك های بانكهای خازنی در 44 صفحه ورد قابل ویرایش
قیمت فایل فقط 4,000 تومان
گزارش کاراموزی هارمونیك های بانكهای خازنی در 44 صفحه ورد قابل ویرایش
مقدمه :
از دیر باز، بكارگیری بانك های خازنی بعنوان یك ضرورت در طراحی فیدرهای توزیع پذیرفته شده است . ملاحظاتی كه در طراحی منظور میشوند معمولاً فاكتورهای سنتی نظیر حفظ ولتاژ ، ضریب قدرت و آزادسازی ظرفیت میباشد . اما از آنجا ییكه در سیستم های مشتركین امروزی از ادوات الكترونیك قدرت استفاده میشود بنابراین طراحی شبكه توزیع در آینده شامل ملاحظات مربوط به كیفیت توان نیز خواهد بود .
كلمه «كیفیت توان » معانی مختلفی دارد ، شاید به تعداد توصیفاتی كه برای بیان اثرات آن بر عملكرد شبكه بكار می روند .
شركت برق ممكن است كیفیت توان را به عنوان قابلیت اطمینان توصیف كند وبا استناد به آمار ادعا كند كه سیستم به میزان 95% .99 قابل اطمینان میباشد . اغلب كارخانجات سازنده ، كیفیت توان را به عنوان مشخصات مورد انتظار منبع تغذیه تعریف می كنند . بنابراین چنین تعریفی از دیدگاه سازندگان مختلف كاملاً متفاوت است كه از مشكلات كیفیت توان تاثیر می پذیرد و بهترین تعریف ، تعریفی است كه در آن دیدگاه مصرف كننده نیز لحاظ شده باشد . با توجه به این موضوع ، تعریف زیر اغلب بكاربرده میشود :
« هر مشكل بوجود آمده بر روی توان كه ناشی از ولتاژ ، جریان و تغییرات فركانس بوده و منجر به خروج یا عملكرد نامطلوب تجهیزات مشتركین گردد ، یك مشكل كیفیت توان محسوب میشود » .
وقایع زیادی در سیستم موجب ایجاد مسأله كیفیت توان می گردند . اغلب تجزیه و تحلیل این وقایع مشكل میباشد بدلیل این حقیقت كه اختلال حاصل ممكن است مربوط به عملیات كلید زنی یا خطای تجهیزات شبكه قدرت در محلی كه صدها مایل با نقطه تحت بررسی فاصله دارد ، ایجاد شده باشد .
در این فصل اثر بانك های خازنی در ایجاد اغتشاشات كیفیت توان در شبكه توزیع ، بررسی میگردند.
كلید زنی مكرر بانك های خازنی در سیستم توزیع همراه با افزایش بكارگیری تجهیزات حساس توسط مصرف كنندگان توان ، توجه ویژه به رخداد وقایع زیر را لازم می دارد :
1.افزایش گذراهای كلید زنی خازنی ؛
2.قطع ناخواسته راه اندازی تنظیم كننده سرعت ؛
این امر بخصوص در شرایطی كه شركت ها جرایم سنگینی برای ضریب قدرت قرار داده و به موجب آن ، مشتركین را به نصب خازنهای تصحیح ضریب قدرت ترغیب می نمایند ، بسیار مهم است .
امروزه ، بارهای غیرسنتی از قبیل راه اندازهای تنظیم كننده سرعت بخاطر ویژگی هایی نظیر بهبود بازه و انعطاف پذیریشان ، به تعداد زیاد بكاربرده میشوند . این نوع بار به اضافه ولتاژهای ناشی از كلید زنی خازنی بسیار حساس است .
عمده ترین روشهایی كه برای كنترل این گذراها بكار می روند عبارتند از: استفاده از روشهای كنترل كلید زنی ( وصل سنكرون ، وصل با مقاومت /سلف ) و یا بكارگیری اندوكتانسهای سری كه اغلب همانند یك Chock رفتار می كنند .
بعلاوه ، این بارها اغلب جریان هارمونیكی زیادی را تولید نموده و میتوانند سطوح اعوجاج ولتاژ غیر قابل قبولی را در شبكه توزیع صنعتی و سیستم برقرسانی ایجاد نماید . تركیب خازنها و امپدانس سطح اتصال كوتاه سیستم با هم رزونانس ایجاد كرده و میتواند سطوح هارمونیكی را به بالاتر از حد قابل قبول افزایش دهد . معمول ترین راه حل برای مسائل هارمونیكی ، بكارگیری فیلترهای هارمونیكی می باشند .
2-5) كلید زنی خازن توزیع :
الف - مرور كلی:
كلیدزنی خازنی واقعه ای معمول در سیستم های توزیع بوده و گذراهای ناشی از آن ، عموماً برای تجهیزات شبكه مشكل ساز نمی باشند . اما اگر مشترك خازنهای تصحیح ضریب قدرت فشار ضعیف داشته باشد ، این گذراها میتوانند در تأسیسات وی افزایش یابند ، بعلاوه حتی اگر مشتركین از این خازنها استفاده نكنند ممكن است در اثر این گذراها ، قطع ناخواسته راه اندازهای تنظیم كننده سرعت ، اتفاق افتد . از آنجائیكه ولتاژ خازن نمی تواند بصورت آنی تغییر كند ، انرژی دار كردن یك بانك خازنی ، افت سریع ( به سمت صفر ) در ولتاژ سیستم ایجاد میكند كه بلافاصله بدنبال آن ، یك ولتاژ بازیابی سریع ( Overshoot ) و نهایتاً گذرای نوسانی بر روی شكل موج اصلی ایجاد می گردد .
پیك دامنه ولتاژ ، به ولتاژ سیستم در لحظه انرژی دار شدن بستگی دارد . در بدترین شرایط ، پیك ولتاژ میتواند به دو برابر پیك ولتاژ سیستم برسد . اما معمولاً دامنه به علت وجود بارهای متصل به سیستم و میراسازی در سیستم ( وجود المانهای مقاومتی ) كمتر از این مقدار خواهد بود . در شبكههای توزیع معمول ، سطوح اضافه ولتاژ در محدودة 1/1تا 6/1 پریونیت می باشند. معمولاً فركانسهای گذاری ناشی از كلید زنی خازنی در شبكه توزیع در حدود (hz ) 10000-300 است .
اضافه ولتاژهای گذرا شبكه توزیع را تهدید نمی كنند ، زیرا دامنه های پیك شان پایین تر از سطحی است كه تجهیزات حفاظتی ضربه ای از قبیل برقگیر را وادار به عمل نماید . اما این گذراها به دلیل فركانس نسبتاً پایینی كه دارند از ترانسفورماتور كاهنده عبور كرده و بار مشتركین را تحت تأثیر قرار می دهند . اضافه ولتاژهای ثانویه ایجاد شده ، موجب افزایش قابل توجه ولتاژ یا قطع ناخواسته در راه اندازهای تنظیم كننده سرعت میشوند .
مشكلات كیفیت توان ناشی از كلیدزنی خازن توزیع شامل خروج و یا خرابی تجهیزات مشتركین ( بخاطر اضافه ولتاژ زیاد ) ، قطع ناخواسته راه اندازهای تنظیم كننده سرعت و یا خاموشی تجهیزات در سایر فرایندها ( ناشی از اضافه ولتاژ ایجاد شده روی باس dc ) ، خروج TVSS و بروز مشكلات در شبكه كامپیوتری میباشد .
خطی ( نظیر راه اندازهای تنظیم كننده سرعت ) می باشند .
1.اندازه گیری هارمونیكی : هدف از اندازه گیری ، مشخص كردن رفتار منابع هارمونیكی و فراهم نمودن داده های مقدماتی درباره شدت مسأله اعوجاج است . این داده های اندازه گیری شده ، برای تائید جزئیات مدلهای كامپیوتری و محاسبات دستی ارزش زیادی دارند .
آشكار سازی اولیه مسائل هارمونیكی میتواند با استفاده از دستگاههای اندازه گیری جدید كه نقطه پیك شكل موجها را نشان میدهد یا با استفاده از ابزارهایی كه اطلاعاتی در رابطه با نسبت مقدار مؤثر كل به مقدار مؤثر مولفه اصلی ارائه می دهند ، انجام میشود .
اغلب ، اندازه گیری ها در شبكه های توزیع بدلیل نیاز به مبدل ، بسیار مشكل تر از اندازه گیری در سمت مصرف كننده ( كارگاه صنعتی ) است . احتمالاً كلاس های موجود CT ها و PT های اندازه گیر ، برای بدست آوردن داده های هارمونیكی استفاده میشوند .
2.محاسبات و شبیه سازی : از آنجائیكه روشهای نمایش مولفه های مهم در سیستم قدرت توسعه یافته و دقتشان از طریق مقایسه با داده های اندازه گیری شده مورد تائید قرار گرفته است ، به كمك آنها ، محدوده وسیعی از شرایط ایجاد شده قابل تشخیص گردیده است . از جمله میتوان ساختار سیستم هایی را كه ایجاد رزونانس می كنند ، شناسائی نموده و همچنین ساختارهای مختلف میتوانند از این نظر مورد آزمون قرار گیرند .
شبیه سازی در حوزه فركانس ( مشخصه امپدانس بر حسب فركانس ) قادر است مشخص كند كه آیا ساختار سیستم میتواند باعث ایجاد مسائل هارمونیكی به دلیل شرایط رزونانسی بشود یا خیر ( شكل (3-4) ) و شبیه سازی اعوجاج هارمونیكی برای ارزیابی تأثیر فیلترهای هارمونیكی یا تكنیك های دیگر در كاهش هارمونیك بكار برده میشوند .
3.توسعه راه حل : سطوح ولتاژ هارمونیكی تعیین شده از طریق شبیه سازی و اندازه گیری با حدود توصیه شده مقایسه میشوند . اگر سطوح اعوجاج ولتاژ هارمونیكی در محدودة قابل قبول نباشد ، مشخصه پاسخ فركانس دستگاهها یا سیستم میتواند با عوض كردن مقدار خازن یا مكان آن و یا با نصب فیلترهای هارمونیكی تغییر داده شود .
د ـ اثر هارمونیك ها بر ضریب قدرت :
روش سنتی تصحیح ضریب قدرت در سیستم قدرت و در تاسیسات مصرف كنندگان,
استفاده از بانك های خازنی موازی بوده است . این مسأله از آن حقیقت ناشی میشود كه اغلب بارهای سیستم در فركانس اصلی ، جریان پس فاز از شبكه می كشند . خازنها ، در فركانس اصلی ، جریان پیش فاز می كشند و لذا میتوانند برای جبران سازی جریانهای كشیده شده توسط بارهای القائی بكار روند .
این مشخصات پیش فازی و پس فازی جریان براین فرض استوار است كه بارهای روی سیستم ، مشخصه ولتاژ - جریان خطی دارند و اعوجاج هارمونیكی ولتاژ و جریان اهمیت چندانی ندارد . با این فرضیات ، ضریب قدرت با ضریب قدرت جابجایی(DPF) برابر است . محاسبه ضریب قدرت جابجایی با استفاده از مثلث ضریب قدرت انجام میشود و با رابطه زیر بصورت خلاصه بیان میگردد :
(2-5)
اعوجاج هارمونیكی در جریان و یا ولتاژ كه بوسیله بارهای غیر خطی در سیستم ایجاد میشود ، روش محاسبه ضریب قدرت را تغییر میدهد .
ضریب قدرت صحیح بصورت نسبت توان حقیقی به ولت آمپر كل در مدار ، تعریف میشود .
(3-5)
مقدارTPF ، سنجشی است از اینكه توان حقیقی با چه بهره وری واقعی بكار برده
است . از آنجاییكه خازنها تنها در فركانس نامی تولید توان راكتیو می كنند ، لذا
نمی توانند در حضور هارمونیك TPF را اصلاح كنند . در واقع ، خازنها با ایجاد شرایط رزونانس اعوجاج هارمونیكی ولتاژ و جریان را تقویت كرده و TPF بدتری را بوجود می آورند . به دلیل اینكه جرایم مربوط به ضریب قدرت سالیانه تقریباً بطور كلی برDPF پایه است ،DPF هنوز برای بسیاری از مشتركین صنعتی اهمیت زیادی دارد .
هـ - روشهای حل مسائل هارمونیكی :
اغلب مشكلات مربوط به هارمونیك ها ، ابتدا در بانك های خازنی خودشان را نشان می دهند . مهمترین دلیل این موضوع آن است كه خازنها مدارهای تشدید تشكیل
امواج كلید زنی
جریان هجومی
ولتاژ آنی بازگیری جرقه
تخلیه / بازبست ولتاژ
بسته به طراحی ساختاری اساسی ، حدود پایداری در مقابل اضافه ولتاژ ، اضافه جریان و هارمونیكها برای دور كردن خازن از خرابی بسیار مهم است.
اساسا خازن ها امواج كلید زنی تولید می كنند كه عموما به عنوان جریان هجومی و اضافه ولتاژ آنی دسته بندی می شوند.
جریان هجومی پدیده ای است كه هنگام به مدار وصل كردن خازن ها رخ می دهد. امپدانس ارائه شده توسط خازن طبیعتا بسیار كم و مقاومتی است. این امر منجر به جریان هجومی به بزرگی 50 تا 100 برابر جریان اسمی می شود كه از خازن عبور می كند ، اما چرا از خازن؟ زیرا امپدانس ترانسفورماتور در زمان روشن كردن خازن ها فقط در مقابل شار جریان مقاومت می كند.
این امر هنگامی پیچیده تر می گردد كه در تركیب موازی بانك خازنی ممكن است جریان هجومی كلید زنی به سطحی بالاتر از 200 تا 300 برابر جریان اسمی برسد. این جریان هجومی نتیجه تخلیه خازن های از پیش شارژ شده موازی با آن می باشد. در زیر این مطلب نشان داده شده است.نوعا جریان هجومی علاوه بر تخریب در شكل موج جریان سبب تخریب در شكل موج ولتاژ می شود.
در هنگام خاموش كردن (از مدار خارج كردن) خازن ها ، بسته به شارژ ذخیره شده در آن ، اضافه ولتاژ ناگهانی بالاتری در زمان خاموش كردن خازن ها بوجود خواهد آمد كه ممكن است موجب پدید آمدن جرقه در پایه ها شود.
هنگامی كه خازن خاموش می شود شار الكتریكی در خود نگه می دارد و بوسیله مقاومتهای تخلیه ، تخلیه (Discharge) می شود. مدت زمان تخلیه عموما بین 30 تا 60 ثانیه می باشد. تا زمانی كه تخلیه بشكل موثری صورت نگرفته نمی توان خازنها را به مدار باز گرداند. هرگونه بازبست خازن قبل از تخلیه كامل دوباره موجب افزایش جریان هجومی می شود.
علاوه بر دستگاه های مسدود كننده هارمونیك ها كه با صحت خازن ها نسبت مستقیم دارند ، و در سر خط بعدی تشریح می شوند ، دستگاه های تحلیل برنده امواج كلید زنی مثل جریان هجومی ، اضافه ولتاژ آنی و غیره نیاز دارند كه بطور دقیق تعریف و بررسی شوند.
دستگاه های مسدود كننده هارمونیك ها:
برای كاربری سالم خازن ها لازم است كه فركانس تشدید مدار LC (سلف – خازن) كه شامل ادوكتانس بار و خازنهای اصلاح ضریب توان می شود ، به فركانسی دور از كمترین فركانس هارمونیك تغییر داده شود. برای مثال هارمونیك هایی كه در سامانه تولید می شوند و خازن های قدرت را متاثر می سازند ، هارمونیك های پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و غیره هستند. پایین ترین هارمونیكی كه بر خازن ها تاثیر می گذارد هارمونیك پنجم است كه در فركانس 250 هرتز دیده می شود. اساسا اگر خازن ها با سلف ها موازی شده باشند ، انتخاب مقدار اندوكتانس به شكل زیر است :
تركیب سری LC (سلف – خازن) در فركانسی زیر 250هرتز تشدید می كند . بنابراین در همه فركانس های هارمونیك ها تركیب سری سلف و خازن مانند یك تركیب سلفی عمل خواهد كرد و امكان تشدید برای هارمونیك پنجم یا هر هارمونیك بالاتری از بین می رود. شكل زیر نامیزان سازی (De – Tuning) خازن ها را نشان می دهد.
قیمت فایل فقط 4,000 تومان
برچسب ها : گزارش کاراموزی هارمونیك های بانكهای خازنی , کاراموزی هارمونیك های بانكهای خازنی , کارورزی هارمونیك های بانكهای خازنی , دانلود گزارش کارآموزی هارمونیك های بانكهای خازنی , هارمونیك های بانكهای خازنی , هارمونیك , بانكهای خازنی