پایان نامه

خازن گذاری در شبکه های توزیع برای کاهش تلفات و بهبود ضریب توان

خازن های اصلاح ضریب توان برای مهندسین برق اسم آشنایی است و اهمیت این عناصر در سیستمهای توزیع بر هیچ کس پوشیده نیست . این عناصر در سیستمهای توزیع نقش کلیدی دارند. در سیستمهای توزیع به خاطر ولتاژ پایین تر جریان O عبوری از خطوط بالا است و این امر باعث می شود که XI۲  بالا باشد

مطلب خازن گذاری در شبکه های توزیع برای کاهش تلفات و بهبود ضریب توان مشتمل۱۱۳صفحه است، برای دیدن فهرست مطالب مقاله و جزئیات آن به اطلاعات اضافی زیر مراجعه فرمایید.

پایان نامه

فهرست مطالب

فصل اول :

مفاهیم اساسی  ۷

فصل دوم :

منابع مصرف کننده توان راکتیو سلفی در شبکه ۲۱

فصل سوم :

اثرات خازن های موازی در سیستمهای قدرت ۳۴

فصل چهارم :

توابع هدف ۶۴

فصل پنجم :

بررسی چند مقاله از IEEE80

ضمائم ۱۰۴

خرید با کلیه کارت های بانکی (دانلود فایل بلافاصله پس از خرید)

پایان نامه

خلاصه ای کوتاه از مقاله خازن گذاری در شبکه های توزیع برای کاهش تلفات و بهبود ضریب توان را در زیر می توانید ببینید.

پیشگفتار:

خازن های اصلاح ضریب توان برای مهندسین برق اسم آشنایی است و اهمیت این عناصر در سیستمهای توزیع بر هیچ کس پوشیده نیست . این عناصر در سیستمهای توزیع نقش کلیدی دارند. در سیستمهای توزیع به خاطر ولتاژ پایین تر جریان O عبوری از خطوط بالا است و این امر باعث می شود که XI۲  بالا باشد

ساختار مکانیکی و الکتریکی خازن

هرگاه اختلاف پتانسیلی بین دو صفحه ی هادی که در فاصله ی کمی از هم قرار گرفته اند، اعمال شود انرژی الکترواستاتیکی در سیستم موجود ذخیره می گردد که صفحات فلزی بعنوان الکترود و فضای بین آنها دی الکتریک نامیده می شود. اندازه ی توانایی عایق یا دی الکتریک در ذخیره سازی انرژی الکتروستاتیکی ثابت دی الکتریک یا پرمابیلیته نامیده می شود

تفاوت دی الکتریک

اگر عایق دی الکتریک خازن خلاء باشد هیچگونه تلفاتی در خازن وجود ندارد. تحت این شرایط همواره مولفه ی جریان ۹۰درجه جلوتر از ولتاژ است اما با هر عایق دیگر تلفات بوجود می آید. در خازن های واقعی، اختلاف فاز جریان و ولتاژ به اندازه ی زاویه کوچک δ، کم تراز ۹۰ درجه بوده، خازن دارای مقداری تلفات حرارتی نیز می شود.

مفهوم فیزیکی توان اکتیو و راکتیو

مفهوم فیزیکی توان اکتیو P به راحتی قابل درک است کل انرژی جذب شده توسط بار در مدت زمان T در یک سیکل ، معادل PT وات ثانیه (Ws) می باشد. در مدت زمان n سیکل، انرژی جذب شده P(nT) وات ثانیه است که تمام آن توسط جزء مقاومتی بار جذب می شود.

منابع مصرف کننده ی توان راکتیو سلفی در شبکه

اغلب دستگاهها و مصرف کنندگان الکتریکی برای انجام کار مفید نیازمند مقداری توان راکتیو سلفی برای مهیا کردن شرایط لازم برای انجام کار هستند از مهمترین منابع مصرف کننده ی توان راکتیو سلفی می توان به موتورها، ترانسفورماتورها، خطوط هوایی و کابلها، مشترکین (صنایع، خانگی) ، دستگاههای مورد استفاده در صنایع از جمله، کوره های القایی، کوره های قوس الکتریکی، سیستم های جوشکاری DC, AC مصرف کنندگان با تجهیزاتی که دارای مشخصه ی غیرخطی هستند،

ترانسفورماتورها

جریان بی باری یا همان جریان مغناطیس کنندگی هر ترانسفورماتوری دارای دو مولفه می باشد یکی از مولفه ها هم فاز با ولتاژاعمالی به ترانسفورماتور است و به همین دلیل با RC مدل سازی می شود و نمایانگر تلفات هسته می باشد، مولفه ی دیگر که عمود بر ولتاژ اعمالی است و ۹۰ درجه عقب‌تر از آن با Xm مدل می شود و معمولاً مؤلفه‌ی اهمی جریان مغناطیس کنندگی کمتر از ۱۰ درصد مولفه ی سلفی است و می توان کل جریان مغناطیس کنندگی را سلفی درنظر گرفت

توان مصرفی در خطوط هوایی

همانطور که می دانیم خوط انتقال در شبکه به صورت های مختلف مدل می شود که بستگی به طول این خطوط دارد. به هر صورت که مدل بندی شود دارای امپدانس سری که شامل سلف و مقاومت است می باشد که مقادیر این دو بستگی به طول و نوع سیم متغیر است. قسمت سلفی این امپدانس باعث مصرف توان راکتیو سلفی می شود

توان راکتیو مشترکین (صنایع، خانگی)

مشترکین دیماندی (مشترکین که دارای کنتور مصرف توان راکتیو هستند مانند صنایع) دارای مصرف توان راکتیو بالایی از مشترکین عادی هستند. همانطور که گفته شد موتورهای الکتریکی توان راکتیو سلفی مصرف می کنند، این نوع مشترکین با توجه به نوع استفاده شان از انرژی الکتریکی که بیشتر برای محرکهای الکتریکی کوره ها و غیره می باشد متحمل هزینه های توان راکتیو نیز می باشند

 اصلاح ضریب توان

در بخش قبل دیدیم که پایین بودن ضریب توان باعث افزایش توان ظاهری و در نتیجه کاهش ظرفیت پذیری شبکه می شود. همانطوری که از بخش توان بیاد داریم توان واکنشی و توان اکتیو در مقابل همدیگر عمل می کنند یعنی از لحاظ برداری ۱۸۰ درجه باهم تفاوت دارند و به راحتی می توان به صورت اسکالر از همدیگر کم کرد و فهمیدیم خازن که جریان پیش فاز از شبکه می کشد را می توان به عنصری که جریان پس فاز به شبکه تزریق می کند در نظر گرفت.

ضریب توان اقتصادی

۹۵/0P.F= ضریب توان اقتصادی نامیده می شود و آن ضریب توانی است که در آن، منابع اقتصادی ناشی از افزودن خازنهای موازی، درست با هزینه های خازنها برابر باشد هرچند این ضریب توان رفته، رفته به سمت یک افزایش یافته است. در این بین لزوم استفاده از خازن اصلاح ضریب توان را بررسی اقتصادی تعیین می کند.

جنبه های اقتصادی خازن موازی

زمانی که از خازن در سیستم های قدرت استفاده می شود بایستی کوشش نمود تا مزایای اقتصادی نصب خازن تعیین شود. مقدار بهینه کیلووار خازن، همیشه مقداری است که در آن بهره ی اقتصادی حاصل از اضافه کردن آخرین کیلووار، دقیقاً با هزینه کیلووار برابر باشد. به طور معمول تعیین هزینه کل نصب یک کیلووار خازن آسان می باشد.

کاربرد خازن های موازی در تغذیه کننده های فشار متوسط

امروزه درصد بالایی از خازن های موازی برروی تغذیه کننده های فشار متوسط نصب هستند، زیرا حداکثر بهره زمانی حاصل می شود که خازن ها تا حد امکان به بار نزدیک باشند. بیشترین کاربرد خازن در تغذیه کننده های فشارمتوسط، در بازوهای منصوب بر روی پایه ها می باشد.

استفاده از خازن های موازی در شبکه های فشار ضعیف

خازن های موازی که در محل بار قرار می‌گیرند. حداکثر برتری را برای شبکه ی برق فراهم می آورند. در مقایسه با خازن های نزدیک به منبع تولید، خازن های نصب شده در محل بار، حداکثر کاهش در تلفات I۲X, I۲R را فراهم می آورند. ظرفیت سیستم را در اکثر مبدل ها و مدارها آزاد کرده و موجب حداکثر افزایش ولتاژ برای یک میزان کیلووار داده شده می شوند.

حفاظت اضافه جریان:

عیبهای شینه های خازن یا اتصالات مربوطه می بایست به منظور حفاظت بقیه سیستم در مقابل تخریب، برطرف گردد. رله گذاری عادی اضافه جریان به این منظور مورد استفاده قرار میگیرد. مبدل های جریان نصب شده در مجموعه خازنی، می بایست در ثانویه خود دارای حفاظت موج ضربه ای به منظور جلوگیری از آسیب دیدن رله مبدل جریان در طول مدت شرایط جریان گذرا باشند.

آزاد سازی ظرفیت

در اثر نصب خازن در یک پست توان راکتیو انتقالی از پست توزیع به محل بار کاهش می یابد و مقداری از ظرفیت فیدرها آزاد می شود آزادسازی ظرفیت فقط مربوط به فیدرنیست و شامل کلیه ی المانهای سیستم بین خازن و منبع، شامل پست توزیع، فیدرهای توزیع، پستهای انتقال، خطوط انتقال، ترانسفورماتورهای توزیع و انتقال تا ژنراتور می شود.

جایابی بهینه خازن های موازی در شبکه های توزیع

برای مشخص نمودن محل نصب خازن در پست های توزیع باید بطریقی عمل کنیم که منافع حاصل حداکثر شود. روشهای مختلفی برای جایابی بهینه خازن در شبکه ی توزیع ارائه شده است.

یک روش ریاضی برای جایابی بهینه خازن ها

روشهای مختلفی برای جایابی بهنیه خازن در شبکه ارائه شده است. روشهای اراه شده هرکدام مزایا و معایبی دارند. با توجه به گستردگی شبکه های توزیع انرژی، روشهای پیچیده ممکن است کاربرد عملی نداشته باشند. اگرچه استفاده از روشهای تقریبی نیز جوابهای نادرست و غیربهینه را خواهد داد.

کاهش تلفات توان در اثرنصب خازن

حالت اول ) یک بانک خازنی: واردکردن یک بانک خازنی روی فیدر شکل ۲-۴ باعث شکست در پروفیل توان راکتیو در طول فیدر می شود، بنابراین تلفات در اثر اضافه کردن یک بانک خازنی از رابطه ی زیر بدست می آید.

نتیجه گیری ها:

این مقاله یک روند منظم توسعه داده است برای تعیین جبران سازی توان راکتیو توسط خازن های موازی و فیلترها برای سیستم های توزیع با بارهای غیرخطی. نرم افزار MINOS برای حل برنامه ریزی غیرخطی جهت پیداکردن محل و اندازه های بهینه جبران سازی توان راکتیو بکار برده می شود. پخش بار هارمونیک برای محاسبه ی harmonic distortion سیستم و تلفات توان بکار برده می شود.

منابع

خازن گذاری در شبکه های توزیع برای کاهش تلفات و بهبود ضریب توان

۴- راهنمای خازن گذاری در شبکه های توزیع مرکز تحقیقات نیرو (متن)

۵- استاندارد خازنهای مورد استفاده در شبکه های توزیع مرکز تحقیقات نیرو

۶- راهنمای اصلاح ضریب توان شرکت FRAKO

۷- پایانه های کارشده با دکتر حقی فام در دانشگاه آزاد واحد تهران جنوب

۸- سیستم های توزیع جلد ۲  شرکت وستینگهاس

۹- مقالات IEEE

۱۰- سایت های علمی در مورد خازن گذاری

خرید با کلیه کارت های بانکی (دانلود فایل بلافاصله پس از خرید)

پایان نامه

 

 

 

برچسب ها

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

20 + 7 =