عدم تعادل بار شبکه های توزیع برق

همانطوری که مستحضر هستید , هدف از تولید , انتقال و توزیع انرژی الکتریکی سرویس دادن اصولی و مداوم به مشترکین شرکتهای برق منطقه ای می باشد . لذا , چون سیستم توزیع ۴۰۰ ولت در دسترس اغلب مردم بوده و از طرفی دارای بیشترین وسعت و تجهیزات می باشد , لازم است توجه خاصی به آن مبذول گردد .

مطلب عدم تعادل بار شبکه های توزیع برق مشتمل۶۲صفحه است، برای دیدن فهرست مطالب مقاله و جزئیات آن به اطلاعات اضافی زیر مراجعه فرمایید.

فهرست مطالب

چکیده : ۲

اثرات عدم تعادل بار شبکه های توزیع. ۳

محاسبه تلفات توان در حالت نامتعادلی بار : ۶

افت ولتاز در حالت عدم تعادل بار : ۱۵

نتیجه گیری : ۱۶

اثر کاربرد لامپهای پر بهره و کم مصرف.. ۱۹

اثر کاربرد لامپهای کم مصرف بر روی منحنی مصرف : ۲۴

اثر کابرد لامپ های کم مصرف بر روی میزان انرژی مصرفی : ۲۶

بررسی اقتصادی اثر کاربرد لامپهای کم مصرف : ۲۷

نتیجه : ۲۹

اثرات نامتعادلی بار شبکه های توزیع. ۲۹

محاسبه تلفات : ۳۱

مقایسه تلفات بین شبکه تک فاز و سه فاز. ۳۳

آیابا یکسان نمودن بار فاز ها شبکه تعادل خواهد شد ؟. ۳۵

آمار افزایش تلفات نامتعادلی بار در برق تهران : ۳۶

درصد افزایش تلفات در نامتعادلی بار نسبت به حالت تعادل : ۳۸

نتیجه : ۴۱

پیشنهادات : ۴۲

محاسبات مربوط به تلفات توان ناشی از نامتعادلی بار : ۴۵

اثر نامتعادلی بار در کار عادی موتورهای سه فاز : ۵۲

رفتار ترانسهای توزیع و قدرت در برخورد با نامتعادلی بار : ۵۵

بررسی تاثیر نامتعادلی بارها در کارکرد کنتورها : ۵۸

نتیجه : ۶۰

اثرات نامتعادلی بار در ایمنی مصرف کننده ها : ۶۰

راه حلهای عملی جهت کاهش اثرات نامتعادلی بار : ۶۱

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

مقالات رشته الکترونیک مقالات رشته کامپیوتر

خلاصه ای کوتاه از مقاله عدم تعادل بار شبکه های توزیع برق را در زیر می توانید ببینید.

چکیده :

همانطوری که مستحضر هستید , هدف از تولید , انتقال و توزیع انرژی الکتریکی سرویس دادن اصولی و مداوم به مشترکین شرکتهای برق منطقه ای می باشد . لذا , چون سیستم توزیع ۴۰۰ ولت در دسترس اغلب مردم بوده و از طرفی دارای بیشترین وسعت و تجهیزات می باشد , لازم است توجه خاصی به آن مبذول گردد .

اثرات عدم تعادل بار شبکه های توزیع

در اثر عدم تعادل بار در دو قسمت عمده شبکه یعنی فازها و سیم نول تلفاتی ایجاد می گردد .  در حالت عدم تعادل بار مقدار تلفات در سیم  های فاز ها بیشتر از حالت متعادل بوده و ضمنا” تلفات سیم نول نیز به آن اضافه می شود و بدلیل اینکه اصولا” سطح مقطع سیم نول کمتر از سیمهای فاز می باشد

محاسبه تلفات توان در حالت نامتعادلی بار :

برای سادگی محاسبات ابتدا فرض می کنیم که بار در یک نقطه خط مطابق شکل زیر متمرکز باشد . همچنین از مقدار راکتانس خطوط نیز صرفنظر می شود .

افت ولتاز در حالت عدم تعادل بار :

مشاهده می شود در حالت عدم تعادل بار افت ولتاژ به اندازه افزایش می یابد و و در صورتی که سطح مقطع سیم نصف سیم فاز باشد به اندازه    افزایش می یابد و چنانچه مقدار  یا که ولتاژ سیم نول می باشد از مقدار  ۵۰ ولت که مقدار ولتاز ایمنی برای انسانهها بوده , تجاوز نماید ممکن است خطرات جانی برای مصرف کنندگان بهمراه داشته باشد و در بسیاری موارد سبب مرگ انسانها بشود .

نتیجه گیری :

عدم تعادل بار در شبکه های توزیع خود  یکی از معضلات شبکه  بوده که متاسفانه از نظرها دور مانده به طور جدی با آن برخورد نشده و همین امر باعث افزایش هزینه های جاری شبکه های توزیع گردیده و دنبال آن اثرات نامطبوعی را برای مصرف کنندگان داشته و دارد . در صورتی که این مشکل حل شود به جای هدر رفتن توان تولیدی می توان به مصرف کنندگان سرویس بهتری را عرضه نمود و از هزینه های ثابت شبکه نیز بهتر استفاده کرد.

اثر کاربرد لامپهای پر بهره و کم مصرف

کمبود نیروی برق در سطح کشور باید به طریق منطقی و اقتصادی رفع گردد. براساس آمار وزارت نیرو حداکاثر قدرت تولید برق در سال ۱۳۷۵ بالغ بر ۱۰۹۳۹ مگا وات بوده که با آن توجه به خاموشیهای اعمال شده , قدرت مورد نیاز برابر ۱۱۶۵۰ مگاوات برآورد شده است . شکی نیست که برای رفع کمبود برق در دراز مدت و با توجه به روند آتی رشد بار , باید با بررسی همه جانبه به توسعه نیروگاه ها همت گماشت .

اثر کاربرد لامپهای کم مصرف بر روی منحنی مصرف :

بر اساس آمار وزارت نیرو تعداد مشترکین برق در کل کشور در سال ۱۳۷۰ بیش از ده میلیون بوده است. اگر فرض کنیم هر مشترک بطور متوسط از ۵ عدد لامپ صد وات رشته ای استفاده مینماید . مجموعا” حدود پنجاه میلیون لامپ صد وات در سراسر کشور مورد استفاده میباشد .

بررسی اقتصادی اثر کاربرد لامپهای کم مصرف :

همانگونه که در جدول ۳ مشخص گردید استفاده از لامپهای کم مصرف الکترونیکی برای مصرف کننده ارزانتر از لامپهای رشته ای و حتی فلوئورسنت تمام میشود . البته در محاسبات مربوطه , نرخ انرژی مصرفی بر اساس میانگین نرخ فروش در نظر گرفته شده است و در صورتی که محاسبا ت مربوطه با استفاده از قیمت تمام شده واقعی انرژی انجامم شود , این تفاوت بیشتر شده وو مسلما” استفاده از لامپهای پر بهره خیلی ارزانتر از لامپهای رشته ای خواهد بود .

نتیجه :

بررسیهای انجام شده از نظر فنی و اقتصادی نشان میدهد که جایگزینی لامپ  های پر بهره و  کم مصرف الکترونیکی به جای لامپ  های رشته ای ضروری بوده و از اهمیت خاصی برخوردار است .

اثرات نامتعادلی بار شبکه های توزیع

بخشی از تلفات انرژی الکتریکی در اثر نامتعادلی بار در شبکه های توزیع ظاهر می شود که تاکنون کمتر به این بخش از تلفات توجه شده است . اصولا در شضبکه های توزیع که دارای بار های متنوع صنعتی , خانگی و تجاری می باشد و سهم عمده ای را بار های تک فاز تشکیل می دهند .

مقایسه تلفات بین شبکه تک فاز و سه فاز

در اینجا ضروری است تفاوت توزیع انرژی در حالت سه فاز نسبت به یک فاز مورد سنجش قرار می گیرد و اثرات این دو نوع سیستم از نظر تلفات انرژی و افت ولتاژ مشخص گردد

آیابا یکسان نمودن بار فاز ها شبکه تعادل خواهد شد ؟  

ذکر این نکته ضروری است که مساوی کردن فازها و متعادل نمودن آن برای صفر کردن یا کاهش جریان نول ممکن نیست و ضریب قدرت هر فاز تاثیر بسزائی در جریان نول دارد. به این معنی که با متعادل کردن بار فارها زمانی جریان در سیم نول صفر خواهد شد که ضریب قدرت هر سه فاز نیز یکسان می باشد .

آمار افزایش تلفات نامتعادلی بار در برق تهران :

برای محاسبه میزان افزایش انرزی   در حالت نامتعالی نسبت به حالت تعادل بار لازم بود رابطه ای انتخاب گردد که به مقاومت اهمی شبکه بستگی نداشته باشد زیرا تعیین مقاومت اهمی بعلت تنوع مقاطع در طول شبکه و حالات ترکیبی کابل و خط هوائی و حجم کلان شبکه عملا” ممکن نبود .

نتیجه :

نامتعادلی بار در شبکه های توزیع نه تنها موجب افزایش تلفات انرژی است بلکه از لحاظ افت ولتاژ نیز اثرات نامطلوبی روی مصرف کنندگان خواهد داشت و از نظر ایمنی نیز جریان داشتن سیم خطر آفرین بوده و صدمات جانی برای انسان در بردارد .

پیشنهادات :

نظر به اینکه متعادل بار فازها در مقایسه با ایجاد تاسیسات عمده نیروگاهی و شبکه های انتقال نیاز چندانی به منابع مالی و تجهیزات کلان ندارد شرکتهای توزیع با راههای عملی و سهل الوصول و با تجهیز کادر فنی و رسیدگی به شبکه ها تا اندازه قابل قبولی در محل مصرف کننده ها روی فاز های شبکه و نصب خازن فشار ضعیف در محل مصرف کننده ها تعادل لازم را در توزیع بار و تعدیل تلفات اعمال کنند .

ب- محاسبه  تلفات توان در حالت کلی :

افت ولتاژ و تلفات توان هادی یناشی از بارهای متمرکز در یک نقطه از خط توزیع را میلیون  توان با توجه به مشخصات خط و جریهانها را به راحتی محاسبه کرد. اما عملا” در خطوط بارها به صورت غیر یکنواخت  توزیع شده اند به همین دلیل محاسبه تلفات توان و افت ولتاژ کاری مشکل است .

اثر نامتعادلی بار در کار عادی موتورهای سه فاز :

از اثرات سوء نامتعادلی بار در عملکرد موتورها کاهش ضریب بهره  این وسایل میلیون  باشد .که در زیر بطور اجمال به بررسی این موضوع میلیون  پردازیم . مدار معادل یکموتورالقاء مانند ترانسفورماتور  است بطوری که مقادیر ثانویه ( رتور ) را میلیون  توان به اولیه ( استاتور) ارجاع داد و بر عکس .

رفتار ترانسهای توزیع و قدرت در برخورد با نامتعادلی بار :

مطابق آمار کوردگیری در پیک بار که از ۱۲۵ عدد ترانس توزیع با ظرفیتهای مختلف در یکی از شهرهای استان خوزستان انجام گرفت مشاهده گردید که اولا” اکثر غریب به اتفاق ترانس ها با توجه به جریان سه فاز عبوری نامتعادلی شدید بار هستند و ثانیا” چنانچه جریانهای هم فاز همه این ترانسها را باهم جمع کنیم باز عدم تعادل رادر فیدرهای ۳۳ کیلوولت خواهیم داشت .

بررسی تاثیر نامتعادلی بارها در کارکرد کنتورها :

همان طوری که گفته شد یکی از اثرات نامتعادلی بارها نامتقارن شدن ولتاژ فازها و به دنبال آن کاهش دامنه و ولتاژ فازها می باشد که این مشکل میتواند  سبب خطا بر روی وسیله انداززه گیری ( کنتورها ) می گردد

نتیجه :

اگر مقدار خطای کنتور در ولتاژ نامی در حد استاندارد باشد . و با توجه به نامتعادلی بار ولتاژکاهش پیدا   می کند ( با این فرض که وسایل برقی بتوانند در آن ولتاژکار بکنند در این حالت دیسک کنتور نسبت به حالت ولتاژ نامی کندتر می چرخد و به عبارت دیگر اگر در ولتاژنامی زمان برای ۶ دوره دیسک برابر ۸/۸۹  ثانیه بودن برای ولتاژ۱۸۰ این زمان به ۱۱۱ ثانیه می رسد .

اثرات نامتعادلی بار در ایمنی مصرف کننده ها :

در اثر عبور جریان از سیم نول این سیم دارای ولتاژی نسبت به زمین خواهد شد که این خود صیانت  اثر ایمنی و حفاظتی سیم نول را از بین برده و اگر احیانا” تماسی با سیم نول توسط مصرف کننده به وجود آید ممکن است باعث برق گرفتگی خطرات جانی شود .

راه حلهای عملی جهت کاهش اثرات نامتعادلی بار :

  • دادن کد یا شماره مخصوص به هر ترانس و تشکیل پرونده جداگانه جهت هر ترانس به طوریکه پس از رکوردگیری سالیانه ( در موقع پیک بار ) مقدار آمپراژ هر فاز در این پرونده نوشته شود و در صورت اضافه شدن مشترک جدید آمپر آن به این آمار اضافه گردد .

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

مقالات رشته الکترونیک مقالات رشته کامپیوتر

 

 

 

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

پنج + سیزده =