چکیده
هدف از این پروژه آشنایی بر تجهیزات واصطلاحات پست های فشار قوی می باشد.این تجهیزات که در فصول مختلف این پروژه به طور جداگانه مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته است شامل انواع پست ها تراسفورماتورها, کلیدهای فشار قوی و تجهیزات کلید زنی, برقگیرها, موجگیرهاوسیستم ,plc ترانسهای اندازه گیری, انواع مختلف شینه بندی, سیستم های جبران کننده توان راکتیو, دیاگرام تک خطی پست وعملکرد رله های حفاظتی و تنظیم آنها میباشد.
ترانسفورماتور های قدرت یکی از اصلی ترین تجهیزات پست های فشار قوی می باشد که عمل تبدیل ولتاژ را در سطوح مختلف انجام می دهد و یکی از اساسی ترین پارامتر هایی که در انتخاب یک ترانسفوماتور باید مد نظر قرار داد ظرفیت نامی آن است.همچنین کلیدهای فشار قوی نیز که وظیفه قطع و وصل را بر عهده دارند باید دارای قدرت قطع و وصل بالایی داشته باشد.برای حفاظت تجهیزات در مقابل اضافه ولتاژهای داخلی وخارجی مانند صاعقه یا سوئیچینگ از وسیله ایی به نام برقگیر استفاده می شود.نحوه ی کار برقگیرها به این صورت است که در مقابل ولتاژ نامی شبکه هیچ عکس العملی از خود نشان نمیدهد, ولی در مقابل اضافه ولتاژها سریعا از خود عکس العمل نشان داده و وسیله مورد نظررا محافظت میکند.یکی دیگر از وسایلی که در پست های فشار قوی مورد استفاده قرار میگیرد واز انتقال سیگنال هایی با فرکانس به تجهیزات جلوگیری می کند موج گیر است.ترانس های اندازه گیری دیگر تجهیز مورد استفاده شده در پست های فشار قوی می باشند که به منظور بررسی عملکرد سیستم های قدرت وحفاظت تجهیزات ولتاژ بالا و همچنین حفظ تعادل و پایداری شبکه لازم است تا پارامتر های شبکه نظیر ولتاژ و جریان و… بصورت دائم و با دقت کافی در دسترس باشد.این تجهیزات شامل ct و pt وcvt می باشند.
اصلی ترین فصل این پروژه فصل دهم میباشد که با استفاده از رله های حفاظتی مانند انواع رله های over current دیستانس و دیفرانسیل به حفاظت از خطوط انتقال, باسبارها و تجهیزات داخلی پست وتا حدودی به تنظیم این رله ها برای رفع عیب در کمترین زمان ممکن پرداخته می شود تا مصرف کنندگان کمترین قطعی و خاموشی را داشته باشند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: کلیاتی در مورد پست های فشار قوی………………………………………… . 1
1-1) تعاریف اولیه………………………………………………………………………. 2
2-1) ضرورت احداث پست های فشار قوی…………………………………………….. 3
3-1) دلایل افزایش ولتاژ………………………………………………………………… 4
4-1) ولتاژهای استاندارد استفاده شده در شبکه ایران…………………………………….. 4.
5-1) انواع پست های فشار قوی………………………………………………………… 5
1-5-1) از نظر وظیفه ایی که بر عهده دارند……………………………………………… 5
1-1-5-1 )پست های تبدیل (Tran former substation)…………………………… 5
1-1-1-5-1) پست های افزاینده یا نیروگاهی (step – up sub)………………………. 5
2-1-1-5-1) پست های کاهنده یا توزیع (distribution sub)………………………… 5
2-1-5-1) پست های سوئیچینگ(swichiny sub)…………………………………….. 5
2-5-1) از نظر وضعیت و فضای استقرار تجهیزات………………………………………. 5
1-2-5-1) پست های درونی یا داخلی (In door sub)……………………………….. 5
2-2-5-1) پست های خارجی یا بیرونی (out door sub)…………………………….. 6
3-5-1) از نظر عایق بین فازها و فاز و زمین6………………………………………………………
1-3-5-1)پست های معمولی یا با عایق هوا (air insulation sub (AIS))6………….…….
2-3-5-1 ) پست های گازی یا SF6 (yas insultion . sub (GIS))6……….….…………
6-1) خصوصیات گاز SF6 7………….…….……………………….………………………………
7-1 ) مزایای پست های گازی8………………………….………………………………………….
8-1) معایب پست های گازی9…………………………………………………………..…………..
9-1) مقایسه اقتصادی پست های گازی ومعمولی10……………………….……..………..………
10-1) پست های توزیع (ku 4.0 / 20)11……………………….………………………….……..
1-10-1 ) پست های زمینی11………………………..…………………………..………………….
2-10-1) پست های هوایی11…………………….….……………………….……………………..
11 -1) اجزاء تشکیل دهنده ی پست های فشار قوی12…………………….….………….……
1-11-1) سوئیچگیر(switchgear)12……………………………………….………………….
1-1-11-1) اجزاء تشکیل دهنده ی سوئیچگیرها12……………………………………………..
2-11-1) ترانسفورماتورها13……………………………………………………….……………….
1-2-11-1) ترانسفورماتورهای قدرت13………………………..…..………………….…………
2-2-11-1) ترانسفورماتورهای زمین14………………………….…………………….……………
3-2-11-1 ) ترانسفورماتورهای تغذیه داخلی14…………………….…….…………….………..
3-11-1 ) سیستم هادی جبران کننده ی توان راکتیو14……………….…………………..………
4-11-1) ساختمان کنترل14……………….……..………….……….……………………………..
1-4-11-1) اتاق فرمان14…………………………………….……..………………………………
2-4-11-1) اتاق رله و حفاظت15………………………………………..………………………..
3- 4-11-1) باطری خانه – اتاق باطری15…………………………………….…………………
5-11-1) سیستم کنترل و حفاظت و اندازه گیری16………………..……………………..…….
6-11-1) تاسیسات جنبی الکتریکی16…………………………………………………………….
1-6-11-1) روشنایی محوطه16……………………………………………………………………
2-6-11-1) سیستم حفاظت رعد و برق 16…………………….………………..….…………..
3-6-11-1) سیستم زمین16……………………………………………..…………………………
4-6-11-1) سیستم تغذیه ی داخلی17……………………………………………………………
7-11-1) سیستم مخابراتی17………………………………………………………………………
8-11-1) سیستم کابل18………………………………………………………..…………………
فصل دوم: ترانسفورماتورهای قدرت19…………………………………………………………..
1-2) ظرفیت نامی ترانسفورماتورهای پست20……………………………………….…………
1-1-2) ظرفیت پست (اولیه یا نهایی)20…………………………………….…………………
2-1-2) سطح ولتاژ21………………………………………..….………………………………
3-1-2) نوع ترانسفورماتورها21…………………………………….….………………………
1-3-1-3) ترانسفورماتور یا سیم پیچ جداگانه22……………………………….……………
2-3-1-2) اتوترانسفورماتور22………………………..….…………………..………………
2-2) نحوه ی اتصال سیم پیچ ترانسفورماتور22…………………………………………….
1-2-2) اتصال ستاره22……………………………………………………………………….
2-2-2) اتصال مثلث23……………………………………………………………………….
3-2-2) اتصال زیگزاگ24…………………………………..…………….…………………….
3-2) رابطه برداری24………………………………….……………………….………………..
4-2) امپرانس درصد ولتاژ24………………………….……………………….……………….
5-2) سیستم خنک کنندگی ترانسفورماتور26………………………….……………………..
1-5-2) عوامل موثر در سیستم خنک کنندگی26………………………..……….………….
2-5-2) انواع استاندارد سیستم خنک کنندگی 27……………………………………………
3-5-2) میزان افزایش درجه حرارت روغن قسمت سیم پیچ ها
و روغن بالای ترانس28………………………………………………………………………….
6-2) تپ چنجر29……….……………….……………………………………………..………
1-6-2) تپ چنجر بدون بار (off loud chenyer )29………….…………..…………..
2-6-2) تب چنجر زیر بار (on loud chenger)30……….…………………………….
7 -2) نحوه ای برقرار کردن ترانسفورماتور قدرت پس از خروج خودکار از مدار
در اثر عملکرد رله های حفاظتی30…….……………………………………………………
فصل سوم: کلیدهای فشار قوی و تجهیزات کلید زنی32…….……..…………………….
1-3 ) تقسیم بندی کلیدهای فشار قوی بر حسب وظیفه ایی که به عهده دارند33…………..
1-1-3) دژنکتور یا کلید قدرت33……….………………………….………………………….
2-1-3) سکسیونر غیر قابل قطع زیر بار33………………………….……………..…………….
3-1-3) سکسیونر قابل قطع زیر بار33……………………….…………………………………..
2-3) خصوصیات مهم و عمده ی کلیدهای فشار قوی34………………………………………
3-3) دژنکتور (کلید قدرت)35……………………………….…..……………………………..
1-3-3) اجزاء تشکیل دهنده ی کلید قدرت35…………………………..………..………….
1-1-3-3) محفظه ی قطع35…………………………..……………..…………………………
2-1-3-3) کنتاکت های اصلی 35………………………….…………………………………..
3-1-3-3) مکانیزم عملکرد36………………………….…………….………………………..
4-1-3-3) سیم پیچ های قطع و وصل36…………………………..……….……………….
5-1-3-3) کنتاکت های فرعی یا کمکی36…………………………………..………………
6-1-3-3) مدارهای کنترل کننده 37……………………………….…………………………
2-3-3) انواع مکانیزم عملکرد بریکر37………………………….………….……………….
1-2-3-3) مکانیزم فنری (فنر شارژ شده با موتور)37……………………….…..……..………
2-2-3-3) مکانیزم پنوماتیک(هوای فشرده)38……………………………………………………
3-2-3-3) مکانیزم هیدولیک (روغن – تحت فشار)38……………………….………………..
3-3-3) انواع کلیدهای قدرت بر اساس خاموش کردن قوس38…………………….…………
1-3-3-3) بریکر پرحجم روغن39…………………………….…………………..…………….
2-3-3-3) بریکر کم حجم روغن40…………………………..…………………………………
3-3-3-3) بریکر بادی40………………………..………………………..………………………
4-3-3-3) بریکر گازی(sf6)41……………………….…………………………………………
1-4-3-3-3) مزایای مهم بریکر های گازی 42……………………….………….……….sf6
5-3-3-3) بریکر خلاء42……………………….……………………………………………….
4-3-3) اشکالات ناشی از عدم عملکرد صحیح بریکر45………………….….…..…………
5-3-3) اشکالاتی که ممکن است باعث عدم عملکرد بریکر شود45………………….……
6-3-3) فرآیند از بین بودن خطا در بریکرها46……………….……….……..………………
4-3) سکسیو نر بدون بار46……………….…………………………..……………………….
1-4-3) انواع سکسیونر بدون بار47……………….………………………..…………..………….
1-4-3) سکسیونر کشوئی47……………….………………..……………….…………………….
2-1-4-3) سکسیونر دورانی افقی یک طرفه47……………………………..………….………..
3-1-4-3) سکسیونر دورانی افقی دو طرفه48…………………………………..……………….
4-1-4-3) سکسیونر دورانی افقی سه طرفه49…………………………………..………………
5-1-4-3) سکسیونر دورانی عمودی49…………………………………….……………………
6-1-4-3) سکسیونر زانوئی 49…………………………………….…………………………….
7-1-4-3) سکسیونر قیچی شکل یا پانتوگراف50…………………………………..………….
8-1-4-3) سکسیونر زمین51…………………………………………….………………………
2-4-3) سکسیونر قابل قطع زیر بار51………………………………………..………………..
5-3) طراحی مشخصات الکتریکی بریکرها52……………………………………….………..
1-5-3) مشخصات نامی52………………………………………….….………………………
2-5-3) مشخصات فنی52……………………………….…………………..…………………
3-5-3) مقادیر نامی53……………………………………………….…………………………
1-3-5-3) نوع بریکر به کار رفته شده53………………………………………….………………..
2-3-5-3) مکانیزم عملکرد بریکر53………………………………………..…..…….……………
3-3-5-3) تعداد پل بریکر53…………………………………………………..…..………….……
4-3-5-3) کلاس بریکر53…………………………………………………..………………….…..
5-3-5-3) فرکانس نامی53…………………………………………………….….………………..
6-3-5-3) ولتاژ نامی54……………………………………………..………….…………………..
7-3-5-3) جریان نامی54…………………………….……………………………..………………
8-3-5-3) سطح عایقی نامی55…………………………..……………………….……………….
9-3-5-3) جریان یا قدرت قطع و وصل اتصال کوتاه57……………………….……………….
10-3-5-3) ترتیب زمانی قطع و وصل بریکر58……………………………..………………….
4-5-3) ولتاژ برگشتی گذرا (TRV)59…………………………………….………………………
6-3) طراحی مشخصات الکتریکی سکسیونر59………………………………………….………
7-3) اینتر لاک(نظم در کار)60………………………………………………..……………………
فصل چهارم: برقگیر(line Arrester)62………………………………………..……………….
1-4) انواع برقگیر63…………………………………………………………………………………
1-1-4) برقگیر نوع میلیه ای یا شاخکی63…………………………………..…………………..
2-1-4) برقگیر نوع سوپاپی یا سیلیکون کاربیدی64…………………………………….………
3-1-4) برقگیر اکسید روی (zno)65…………………………………….………………………
1-3-1-4) مزایای برقگیر اکسید روی65…………………………………..…………………….
2-3-1-4) معایب برقگیر اکسید روی65……………………………………….…………………
2-4) خصوصیات برقگیر66…………………………………………………………………………
3-4) محل نصب برقگیر66…………………………………………………………………………
فصل پنجم: موج گیر یا تله موج (line Trap )67……………………………………………..
1-5) ساختمان موج گیر68…………………………………………….…………………………
2-5) روشهای نصب موج گیر69…………………………………………….………………….
3-5) محل نصب موج گیر69……………………………….……………….………………….
4-5) plc (power line carrin plc)69……………………………………………………
5-5) موارد استفاده از plc …………………..………………………..…..………………70
فصل ششم: ترانسهای اندازه گیری………………………………….………..…………………71
1-6) ترانسهای اندازه گیری جریان (CT)………………………………….……..…………..72
1-1-6) مشخصات عمومی CT ها72……………………………………………………………..
2-1-6) مشخصات هسته سیم پیچ ها72…………………………….……………………………
2-6) تقسیم بندی ترانس جریان از نظر ساختمان73…………………………….………………
1-2-6 ) ترانس جریان هسته بالا73……………………………………..…..…………………..
2-2-6) ترانس جریان هسته پایین73…………………………….………………………………
3-6) ظرفیت CT ها (بُردن به Bordon )74……………………….……………..…………..
4-6) کلاس دقت برای Coreاندازه گیری (CMn)74…………………………….…………
5-6) کلاس دقت برای Core حفاظتی(CPn) 5………..…………………..……………7
1-6-6) ترانس های ولتاژ75………………………………………….…………………………
1-1-6-6) ترانس ولتاژ (PT)75……………………………………………………………….
2-1-6-6) ترانس ولتاژ خازنی (CVT)76………………………………………..………….
فصل هفتم: شینه بندی78……………………………………….………………………………
1-7) انواع شینه بندی های رایج در پست های فشار قوی79………………………………..
1-1-7) سیستم بدون باس بار79……………………………………………….……………….
2-1-7) سیستم تک شینه ای ساده80……………………………………………..…………….
3-1-7) سیستم تک شینه ای uشکل82…………………………………..….……………….
4-1-7) سیستم شینه بندی دوشینه82………………………………………….………………
1-4-1-7 ) شینه بندی اصلی – انتقالی (فرعی)82………………………….…….…………
2-4-1-7) شینه بندی دوبل باس بار84………………………………..…………………….
3-4-1-7) شینه بندی 1.5 کلیدی86………………………………..….……………………
5-1-7) سیستم شینه بندی حلقوی87……………………………….…….…………………
6-1-7) سیستم شینه بندی 3 کلیدی88………………..…………………….………………
فصل هشتم: سیستم هادی جبران کننده ی توان راکتیو89………………………………….
1-8) خازن90…………………………………………………………………………………..
2-8) راکتور90………………………………………………………………………………….
3-8) محاسبه ظرفیت خازن در پست های فشار قوی91…………………………..……….
فصل نهم: دیاگرام تک خطی پست93…………………………..…..…..…………………….
1-9) آرایش فیزیکی پست96……………………………..………………….…………………
2-9)طراحی سیستم زمین پست های فشار قوی96…………………………….….…………
1-2-9) اهداف سیستم زمین96……………………………………..………………………….
2-2-9) خصوصیات سیستم زمین97…………………….………..…….……………………
3-2-9) مراحل طراحی سیستم زمین97…………………………….….…………………….
1-3-2-9) مطالعه مشخصات خاک برای تعیین ρ و ρs 97……………….……..……….
2-3-2-9) مشخص نمودن مساحت تحت پوشش بر اساس آرایش
فیزیکی پست) layout ) 97……………………………….………..………………………
3-3-2-9) تعیین زمان تشخیص و رفع خطا توسط سیستم
حفاظتی الکتریکی (tf)98……………………………………………….…..……………….
4-3-2-9) بررسی ولتاژهای ایمنی مجاز98………………………………..………………
1-4-3-2-9) ولتاژ گاهی (Estep)98………………………………….…………………
5-3-2-9) تعیین حداکثر جریان اتصال کوتاه (If)99………………………..…..………
1-5-3-2-9) ضریب کاهش جریان (td)99…………………………….……..………………….
2-5-3-2-9) ضریب افزایش جریان (Df)100………………………………………..…………….
3-5-3-2-9) ضریب توسعه ای پست (kd)100…………………………..……….………………
6-3-2-9) انتخاب هادی زمین و تعیین سطح مقطع آن100……………………………..………..
7-3-2-9) طول هادی لازم برای کنترل ولتاژ تماسی در حد مجاز102…………………..……..
8-3-2-9) محاسبه مقاومت شبکه زمین103………………………..……….…………………….
9-3-2-9) محاسبه حداکثر پتانسیل شبکه زمین103……………………….……….…………..
10-3-2-9) تعیین حداکثر ولتاژ گامی104……………………………………………………….
فصل دهم: عملکرد رله های حفاظتی و تنظیم آنها109…………………….………..………….
1-10) رله های حفاظتی110…………………………….……………..………………………….
2-10) رله ی جریان زیاد با منحنی مشخصه معکوس (over current)110……..……..…
2-10) روش تنظیم رله ای over current به منظور رفع خطا112………..………..………
10-2-10) مشکلات رله ای over current 124………………….………..………………..
3-10) رله ای دیستانس (Distans)124……………………..……………..…………………..
1-3-10) انواع دیستانس 126…………………………..………..…..……………………………
1-1-3-10) رله تحت یا مسطح یا plan 126………………………….………..………………
1-1-1-3-10) روش تنظیم رله ای plan به منظور رفع خطا127……………………….…….
2-1-1-3-10) مشکلات رله ای plan ………………………………..…………………… 129
2-1-3-10) رله مهو MHO 130………………………………..……………….……………….
1-2-1-3-10) رله مهو آف ست offset 131………………………………………..………..
3-1-3-10) رله راکتانسی133………………………………….…………..…………………….
1-3-1-3-10) مزایای رله ی راکتانسی134………………………………..…………………..
2-3-1-3-10) معایب رله ای راکتانسی 134……………………………….………………….
4-1-3-10) رله ای چهار گوش یا Quad 135………………….……….………………….
4-10) رله ای دیفرانسیل (تفاضلی)135……………………………..………………………….
(1-4-10) رله دیفرانسیل تعادل ولتاژ137………………………………………………………
2-4-10) رله بایاس (رله دیفرانسیل جریان چرخشی بایاس( 137…………………………..
5-10) حفاظت تجهیزات درمقابل خطاها با استفاده از انواع رله های حفاظتی139…………
1-5-10) حفاظت از خطوط انتقال139………………………….…………………..…………….
1-1-5-10) حفاظت از خطوط انتقال با استفاده از رله ای over current 139….…………
2 -1-5-10) حفاظت از خطوط انتقال با استفاده از رله ای دیستانس141……………..……….
2-5-10) حفاظت باس بار (حفاظت شین)143……………………..…………………………….
1-2-5-10 ) حفاظت باس بار توسط رله ای دیفرانسیل بایاس 143…………………..……….
3-5-10) حفاظت ترانس145………………………………….……………………………………
1-3-5-10) حفاظت ترانس توسط رله ای دیفرانسیل جریان گردشی145……………….……
2-3-5-10) حفاظت ترانس توسط رله ی بوخهلتس145……………………….………………
(10-6 شرح رله های حفاظتی پست ها و خطوط فوق توزیع147……………….…..…………
نتیجه گیری و پیشنهادات……………………………………………………………………….153
فهرست منابع و مراجع154………………………………………………………………….………
1_1 مقدمه
یکی از مناسبترین منابع انرژی تجدید شونده انرژی بیوماس است.این انرژی علاوه بر خاصیت تجدیدپذیر بودن سازگار با محیط زیست است.منابع انرژیهای بیوماس می توانند به انرژی الکتریسیته یا به صورت حاملهای از انرژی مانند سوختهای گازی یا مایع با توجه به نیاز بخشهای مختلف جامعه تبدیل شوند.
منابع انرژی بیوماس به طور کلی به موادی از گیاهان و موجودات زنده بدست می آید اطلاق می شود. منابع انرژی بیوماس برخلاف سوختهای فسیلی رایج که به صورت لایه های متمرکز در جهان یافت می شود بیشتر به صورت پراکنده هستند.
و در نتیجه جمع آوری منابع انرژی بیوماس در حجمهای بالا قابل ملاحظه است . ازاینرو انرژی بیوماس به عنوان چهارمین منبع اصلی انرژی بشر و به عنوان بزرگترین انرژی تجدیدپذیر در جهان در تامین برق نزدیک به 14 در صد از برق و 18 در صد از کل انرژی اولیه جهان در سال 1998 مشارکت داشته است. این انرژی برای کشورهای در حال توسعه دارای اهمیت می باشد به خصوص اینکه انرژی بیوماس در این کشور ها قابل دسترس و هم قابل تهیه می باشد.
ایران نیز که یک کشور درحال توسعه است فعالیتهایی در این زمینه انجام داده است. قدیمی ترین سابقه استفاده از انرژی بیوماس در ایران مربوط به تولید بیوگاز و تهیه سوخت متان جهت انرژی حرارتی مورد نیاز در حمام شیخ بهایی اصفهان می باشد.
فصل اول: انرژی بیوماس
1_1 مقدمه………………………………………………………………………………………………..6
2_1 منابع بیوماس …………………………………………………………………………………..8
3_1 محصولات انرژی زا…………………………………………………………………………..8
1_3_1 ضایعات شهری وصنعتی ……………………………………………………………..8
2_3_1 ضایعات جامد شهری ………………………………………………………………….9
3_3_1 ضایعات مایع……………………………………………………………………………..10
4_3_1 فضولات دامی ……………………………………………………………………………10
4_1 تکنولوژیهای تبدیل انرژی بیوماس ………………………………………………..10
5_1 فرآیند های احتراق مستقیم ………………………………………………………….11
6_1 سیستمهای احتراق زیست توده سوز با کوره های بستر ثابت………..12
7_1 کوره های احتراق بستر سیال ( FBC ) …………… ……… ……………….14
8_1 فرآیند های ترمو شیمیایی …………………………………………………………..15
1_8_1 تولید سوختهای جامد ………………………………………………………….17
2_8_1 تولید سوختهای مایع……………………………………………………………….17
3_8_1 انواع راکتورهای گازی کننده براساس نوع راکتور ……………………20
1_3_8_1 راکتور بستر ثابت ………………………………………………………………..20
2_3_8_1 راکتور بستر سیال…………………………………………………………………21
9_ 1 فرآیندهای بیوشیمیایی ………………………………………………………………….22
1_9_1 تخمیر بیهوازی برای تولید بیوگاز…………………………………………………..22
2_9_1 تولید بیوگاز از فضولات دامی و پسمانهای کشاورزی ………………….27
3_9_1 تولید بیوگاز از زباله های شهری …………………………………………………..30
4_9_1 تخمیر اتانول ………………………………………………………………………………32
10_1 مقایسه نقاط قوت و ضعف فن آوری تبدیل انرژی……………………………..35
11_1 مقایسه سازگاری فن آوریها با انواع مختلف منابع زیست توده…………36
12_1 تبدیل بیوماس به الکتریسیته ………………………………………………………….37
1_12_1 نیروگاههای با موتورهای احتراقی ………………………………………………..38
2_12_1 نیروگاههای بیوماس بخاری ………………………………………………………..39
3_12_1 نیروگاههای بیوماس توربین گازی ……………………………………………….41
4_12_1 نیروگاههای بیوماس سیکل ترکیبی …………………………………………….41
13_1 بررسی بیوماس از دیدگاه اقتصادی ………………………………………………….42
14_1 بررسی زیست محیطی منابع بیوماس ……………………………………………..43
فصل دوم: انرژی جزر ومد
.
1_2 انواع نیروگاههای جزرومدی ……………………………………………………………..44
2_2 نیروگاههای جزرومدی دارای مخزن …………………………………………………45
3_2 انواع نیروگاههای جزر و مدی دارای مخزن ………………………………………46
1_3_2 یک مخزن برای جزر : …………………………………………………………………46
2_3_2یک مخزن برای مد : ……………………………………………………………………48
3_3_2 یک مخزن دو طرفه : …………………………………………………………………..48
4_3_2 دو مخزن یکی برای جزر و دیگری برای مد : ……………………………..49
5_3_2 دو مخزن یکی بلند و دیگری کوتاه با سیستم یک طرفه : …………49
4_2 مشخصات نیروگاه جزر و مدی دارای مخزن لارانس ………………………50
5_2 نیروگاههای جریان جزر و مدی ………………………………………………………52
1_5_2 مشخصات طرح نیروگاه جریان جزر و مدی تنگه مسینا …………53
6_2 بررسی ایجاد نیروگاههای جزر ومدی در ایران …………………………….53
7_2 بررسی اقتصادی نیروگاههای جزر و مدی …………………………………….55
8_2 بررسی زیست محیطی نیروگاههای جزر و مدی …………………………..56
9_2 نیروگاههای جریان دریایی……………………………………………………………57
1_9_2 شرایط لازم برای ایجاد تأسیسات جریان دریایی …………………….60
2_9_2 تکنولوژیهای تولید برق از انرژی جریانهای دریایی …………………..60
10_2 بررسی اقتصادی نیروگاههای جریان دریایی ………………………………..63
11_2 بررسی زیست محیطی نیروگاههای جریان دریایی ………………………63
فصل سوم : انرژی زمین گرمایی
1_3 مقدمه……………………………………………………………………………………………………..65
2_3 منبع حرارتی و مناطق مهم زمین گرمایی جهان و ایران………………..66
3_3 انواع منابع زمین گرمایی ………………………………………………………………70
1_3_3 منابع هیدروترمال………………………………………………………………………71
2_3_3 منابع لایه های تحت فشار ……………………………………………………72
3_3_3 تخته سنگهای خشک و داغ …………………………………………………….74
4_3_3 توده های مذاب …………………………………………………………………………78
4-3 موارد کاربرد انرژی زمین گرمایی …………………………………………………..78
5_3 کاربردهای مستقیم انرژی زمین گرمایی ……………………………………….79
6_3 موارد کاربرد …………………………………………………………………………………..80
1_6_3 استفاده های گرمایشی : ……………………………………………………………80
2_6_3 کاربردهای کشاورزی : ……………………………………………………………….82
3_6_3 کاربردهای صنعتی : ………………………………………………………………..84
7_3 پمپ حرارتی زمین گرمایی : ………………………………………………………..84
8_3 بررسی اقتصادی کاربرد مستقیم انرژی زمین گرمایی ……………………..85
9_3 استفاده مستقیم از انرژی زمین گرمایی در ایران………………………………87
10_3 استفاده از انرژی زمین گرمایی برای تولید نیروی برق …………………….89
11_3 انواع نیروگاههای زمین گرمایی ………………………………………………………..90
1_11_3 نیروگاههای بخار خشک……………………………………………………………….90
2_11_3 نیروگاههای بخار انبساط آنی ……………………………………………………..92
3_11_3 نیروگاههای سیکل دو مداره : ……………………………………………………94
4_11_3 نیروگاههای با توربین تفکیک دورانی : ………………………………………96
5_11_3 نیروگاههای سیکل ترکیبی : ………………………………………………………97
12_3 بررسی اقتصادی انرژی زمین گرمایی برای تولید برق ……………………98
1_12_3 هزینه سرمایه گذاری : ……………………………………………………………..98
13_3 بررسی نیروگاه 100 مگاواتی زمین گرمایی مشکین شهر ………………99
2_12_3 هزینه تعمیرات و نگهداری و بهره برداری : ……………………………….99
1_13_3 بررسی اقتصادی نیروگاه زمین گرمایی مشکین شهر………………..100
14_3 بررسی اثرات زیست محیطی استفاده از انرژی زمین گرمایی……….102
منابع ……………………………………………………………………………………………………..106
در عصر حاضر شاهد تحولی عمیق در سیستمهای انتقال قدرت و همچنین گسترش خطوط انتقال و توزیع در سراسر دنیا می‌باشیم. از علل این امر می‌توان به رشد صنعت، افزایش مصارف غیرصنعتی و عدم امکان تولید انرژی در محل زندگی اشاره کرد.
از طرفی عواملی مانند مسائل زیست‌محیطی، بار سنگین مالی احداث خطوط جدید، مسائل زمین در کشورهائی که دچار کمبود زمین می‌باشند جزو عوامل محدودکننده گسترش خطوط انتقال می‌باشند.
اما با توجه به همه عوامل ذکر شده شاهد گسترش روزافزون خطوط انتقال و پیشرفت فن‌اوری مربوط به آن می‌باشیم. از مشکلات فنی گسترش خطوط انتقال می‌توان، عدم قابلیت اعتماد بالا، بحث پایداری ولتاژ و فرکانس در مکان‌های تغذیه و … اشاره کرد.
در یک سیستم قدرت ایده‌آل، ولتاژ و فرکانس در هر نقطه تغذیه ثابت و عاری از هارمونیک است. از آنجائی که امپدانس‌های اجزاء قدرت بطور غالب راکتیو می‌باشند، انتقال توان اکتیو مستلزم وجود اختلاف زاویه فاز بین ولتاژ ابتدا و انتهای خط است. در حالی که برای انتقال توان راکتیو لازم است که اندازه این ولتاژها متفاوت باشد. بنابراین ثابت نگهداشتن فرکانس توسط ایحاد توازن قدرت اکتیو بین منبع تولید و مصرف‌کننده تحقق می‌یابد و کنترل ولتاژ به وسیله نظارت بر میزان توان راکتیو مصرفی توسط بار حاصل می‌شود.
یکی از مسائل بسیار مهم در سیستمهای قدرت همانطور که در قبل ذکر شد، این امر است که ولتاژ در نقاط مختلف ثابت بوده و جریان‌ها و ولتاژها عاری از هارمونیک باشند. به غیر از این موارد به دلایل اقتصادی و فنی می‌خواهیم ضریب توان تا حد امکان و با حداقل هزینه در نقاط مختلف شبکه به یک نزدیک شود.
اما با توجه به گستردگی سیستمهای قدرت مخصوصاً در بخش انتقال و فوق توزیع، دستیابی به شرائط مذکور به طور ایده‌آل غیرممکن میباشد.
همانطور که ذکر شد یکی از روشهای دستیابی به اهداف بالا کنترل توان راکتیو میباشد. یکی از پیشرفته‌ترین ادوات که با پیشرفت ساخت ادوات نیمه هادی با توان بالا به بازار عرضه شده است، SVCها میباشد.
«فهرست»
چکیده ……………………………………………………………………………………… خ
مقدمه ………………………………………………………………………………………… د
1- معرف جبران‌کننده ایستای توان راکتیوSVC……………………………………………………… 1
1-1- تعریفSVC…………………………………………………………………………….. 3
1-2- مزایایSVC…………………………………………………………………………….. 4
مزایای استفاده از SVC در سیستم توزیع ………………………………………………………. 5
مزایای استفاده از SVC در سیستم انتقال………………………………………………………….. 5
1-3- دسته‌بندی SVCها……………………………………………………………………… 5
الف- SVC نوع امپدانس متغیر……………………………………………………………….. 5
ب- انواع SVC با استفاده از مبدل‌های الکترونیک قدرت………………………………………… 6
1-4- اصول و مدل SVC……………………………………………………………………….. 7
2- انواع و ساختار SVCها…………………………………………………………………… 10
2-1- انواع SVC امپدانس……………………………………………………………………….. 11
الف) خازن سوئیچ شونده با تریستور TSC…………………………………………………………… 11
ب) سلف کنترل شده با تریستور TCR…………………………………………………………………. 14
ج) سلف کنترل شده با تریستور همراه با خازن ثابت FC-TCR………………………………. 18
د) سلف کنترل شده با تریستور همراه خازن سوئیچ شونده با تریستور………………………… 19
ه) خازن‌های سری با کنترل تریستور TCSC………………………………………………………… 21
2-2- انواع SVC با استفاده از مبدل‌های الکترونیک قدرت …………………………………….. 21
الف) SVC با استفاده از مبدل مستقیم ac-ac………………………………………………………… 25
ب) SVC با استفاده از مبدل dc-ac…………………………………………………………………….. 26
ب-1) SVC با استفاده از اینورتر منبع ولتاژ (VSI)………………………………………………. 26
ب-2) SVC با استفاده از اینورتر منبع جریان CSI………………………………………………… 32
ب-3) اینورتر منبع ولتاژ چندتاتی…………………………………………………………………………. 34
2-3- معرفی ساختاری جدید………………………………………………………………………………. 36
3- نمونه‌هائی از استفاده SVC در شبکه انتقال قدرت ……………………………………………. 39
3-1- نصب SVC از نوع STATCON با ظرفیت ……………………….. 40
3-2- SVC ادی‌کانتی (EDDY COUNTY)………………………………………………….. 43
3-3- SVC کلافیم (CLAPHAM)…………………………………………………………………. 48
3-4- SVC پروژه MMTU…………………………………………………………………………….. 49
3-5- نصب SVC در استرالیا……………………………………………………………………………… 51
4- چگونگی انتخاب و نصب SVC…………………………………………………………………….. 54
4-1- مقایسه اجمالی SVCها……………………………………………………………………………… 55
4-2- موارد مؤثر در انتخاب نوع SVC………………………………………………………………… 55
4-3- مکان نصب SVC…………………………………………………………………………………….. 56
4-4- جمع‌بندی…………………………………………………………………………………………………. 57
5- انواع دیگر جبران‌کننده‌های توان راکتیو……………………………………………………………… 59
5-1- جبران‌کننده از نوع ماشین گردان………………………………………………………………….. 60
5-2- جبران‌کننده‌های ساکن (جبران‌کننده‌های خازنی)…………………………………………….. 64
5-2-1- طرز کار………………………………………………………………………………….. 64
5-2-2- انواع جبران‌کننده‌های خازنی…………………………………………………………………… 66
5-2-3- روش محاسبة خازن مورد لزوم برای حذف توان راکتیو………………………………. 70
5-2-4- توالی چیست؟………………………………………………………………………………………. 72
5-3- جبران توان راکتیو در کارخانجات………………………………………………………………… 74
5-4- جبران توان راکتیو در شبکه انتقال انرژی……………………………………………………….. 75
فصل ششم
6-جایابی و تعیین ظرفیت خازن موازی در شبکه توزیع بکمک الگوریتم ژنتیک با هدف کاهش تلف توان اهمی شبکه 86
فصل هفتم
نتیجه‌گیری …………………………………………………………………………….. 104
مراجع………………………………………………………………………………. 109
پروژه:
پروژه مورد نظر کنترل اتوماتیک دما با استفاده از میکروکنترلر AT89C51 می باشد که بطور مختصر بدین ترتیب است که دما توسط یک سنسور حرارتی لمس شده و سپس این دما توسط یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) به میکرو داده شده و میکرو با استفاده از برنامه ریزی که از قبل شده است که سه دما برای سنجش دارد اگر دمای مورد نظر را T بنامیم در این صورت عملکرد میکروکنترلر در خروجی بصورت زیر است:
اگر T<T1 باشد رله شماره I فعال می گردد.
اگر T1<T<T2 باشد رله شماره II فعال می گردد.
و اگر T2<T<T3 باشد رله شماره III فعال می گردد.
و اگر T>T3 باشد رله شماره IV فعال می گردد.
و یکی از خروجی های میکروکنترلر به یک Display وصل است که از نوع LCD بوده و می توان دمای T1 و T2 و T3 مورد نظر را وارد کرد و همچنین پیغام اینکه کدام رله فعال است را در آن مشاهده کرد Relay # is active که هر قسمت مدار مفصل توضیح داده می شود.
میکروکنترلر در برابر میکروپرسسورهای همه منظوره:
منظور از یک میکروپرسسور (ریزپردازنده ) میکروپرسسورهایی از خانواده Intel همانند X86 مثل و …. این میکروپرسسورها فاقد و پورت های I/O در درون خود تراشه هستند به این دلیل به آنها میکروپرسسورهای همه منظوره گویند.
طراحی سیستمی که از میکروپرسسورهای همه منظوره استفاده می نماید باید در خارج آن RAM و ROM ، پورت های I/O و تایمرها را اضافه نمود تا سیستمی قابل کار ساخته شود این افزایش به قابلیت انعطاف آنها می افزاید این توانمندی در میکروکنترلرها امکان پذیر نیست یک میکروکنترلر دارای یک cpu به همراه مقدار ثابتی از RAM ، ROM ، پورت های I/O و تایمر درون خود می باشد بنابراین طراح نمی تواند یک حافظه، I/O یا تایمری را بدون گسترش لازم آن از بیرون اضافه نماید مقدار ثابت
RAM و ROM و مقدار پورت های تثبیت شده در میکروکنترلرها آنها را برای کاربردهائی که قیمت و محفظه در آنها بحرانی است ایده آل کرده است.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
پروژه…………………………………………………………………………………………………… 1
میکروکنترلر در برابر میکروپروسسورهای همه منظوره………………………………………. 2
میکروکنترلر AT89C51……………………………………………………………………………. 3
توصیف پایه های 89C51…………………………………………………………………………. 4
1- XTAL2 , XTAL1………………………………………………………………………. 5
2- RST…………………………………………………………………………………………. 5
3-………………………………………………………………………………………….. 5
4- …………………………………………………………………………………… 6
5- ALE………………………………………………………………………………………… 6
پایه های پورت I/O………………………………………………………………………………… 6
پورت (P0)0 به عنوان ورودی……………………………………………………………………. 7
سنسور دما LM35………………………………………………………………………………….. 7
شکل دهی سیگنال و اتصال LM35 به AT89C51………………………………………….. 8
تراشه ADCO804 و اتصال آن AT89C51…………………………………………………… 9
پایه های ADCO804……………………………………………………………………………… 9
1- CS…………………………………………………………………………………………… 9
2- RD (خواندن)……………………………………………………………………………… 10
3- WR (نوشتن؛ نام بهتر آن “آغاز تبدیل” است)……………………………………… 10
CLIR , CLKIN…………………………………………………………………………………… 10
فهرست مطالب
|
عنوان |
صفحه |
INTR (وقفه ، نام بهتر آن “پایان تبدیل” است)……………………………………………… 11
VIN (-), VIN (+)…………………………………………………………………………………. 11
VREF/2……………………………………………………………………………………………… 11
DO-D7………………………………………………………………………………………………. 12
A-GND (زمین آنالوگ) D-GND (زمین دیجیتال)………………………………………… 12
نتیجه گیری از معرفی پایه های ADCO804………………………………………………….. 12
اتصال صفحه کلید به CPU (میکروکنترلر AT89C51 ) …………………………………… 13
پویش و شناسایی کلید فشرده شده …………………………………………………………….. 14
اتصال LCD به AT89C51……………………………………………………………………….. 14
VEE, VSS, VCC…………………………………………………………………………………. 15
RS (انتخابگر ثبات)………………………………………………………………………………… 15
R/W (خواندن و نوشتن)………………………………………………………………………….. 15
E (فعال)……………………………………………………………………………………………… 15
DO-D7………………………………………………………………………………………………. 16
ارسال فرمان به LCD………………………………………………………………………………. 18
ارسال داده ها به LCD…………………………………………………………………………….. 18
خروجی های مدار …………………………………………………………………………………. 18
1-1- کلیات
در سیستمهای قدرت و شبکه‌های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی، تک‌تک تجهیزات نقش اساسی دارند و بروز هرگونه عیبی در آنها، ایجاد اختلال در شبکه، اتصال کوتاه و قطع برق را به همراه دارد. خاموشی و جایگزینی تجهیزات معیوب هزینه‌های هنگفتی را به شبکه تحمیل می‌نماید. لذا بررسی و تحلیل بروز عیب در تجهیزات از اهمیت خاصی برخوردار میباشد و در صورت شناخت این عیوب و سعی در جلوگیری از بروز آنها از هدر رفتن سرمایه اقتصادی کشور جلوگیری به عمل می‌آید.
برقگیرها از جمله تجهیزاتی هستند که جهت محدود کردن اضافه ولتاژهای گذرا ( صاعقه و کلیدزنی) در شبکه‌های انتقال و توزیع به کار می‌روند. برقگیرها ضمن اینکه حفاظت تجهیزات در مقابل اضافه ولتاژهای گذرا را بر عهده دارند، باید در مقابل اضافه ولتاژهای موقتی از خود واکنشی نشان ندهند و همچنین با توجه به شرایط محیطی منطقه مورد بهره‌برداری ، نظیر رطوبت و آلودگی، عملکرد صحیح و قابل قبولی را ارائه دهند.
1-2- هدف:
بر طبق گزارشهای رسیده از تخریب برقگیرهای پست 230/400 کیلوولت فیروزبهرام و به منظور بررسی علل این حوادث این پروژه را به انجام رسید.
در این پروژه ابتدا به بررسی انواع اضافه ولتاژهای محتمل در شبکه‌های قدرت پرداخته می‌شود، سپس برقگیرها به عنوان یکی از تجهیزات مهم برای محدود کردن این اضافه ولتاژها معرفی شده و چگونگی طراحی و تعیین پارامترها و مشخصات برقگیر جهت حفاظت مناسب از شبکه مورد بحث قرار میگیرد. در فصل چهارم عوامل کلی که سبب اختلال در عملگرد برقگیر می‌شوند مورد بررسی قرار می‌گیرند. در فصل پنجم با استفاده از نرم‌افزار EMTP که قادر است حالات گذرا را بطور دقیق در شبکه آنالیز نماید شبکه مورد نظر شبیه‌سازی شده و شکل موج اضافه ولتاژهای تولید شده در شبکه در زمان وقوع حادثه محاسبه و ترسیم شده است.
با بررسی نتایج بدست آمده و مقایسه شکل موج اضافه ولتاژهای تولید شده با شکل موج اضافه ولتاژهای فروزرونانسی، وقوع پدیده فرورزونانسی در پست فیروزبهرام کاملاً مشهود است و اضافه ولتاژهای ناشی از این پدیده سبب تخریب برقگیرهای این پست گردیده است.
در پایان نیز پیشنهاداتی جهت جلوگیری از بروز مجدد چنین حوادثی در پست مذکور ارائه شده است.
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه
1-1- کلیات 2
1-2- هدف 2
فصل دوم: بررسی انواع اضافه ولتاژها در سیستمهای قدرت و علل پیدایش آنها
2-1- مقدمه 7
2-2- انواع مختلف اضافه ولتاژها در شبکه 7
2-2-1- اضافه ولتاژهای صاعقه 8
2-2-1-1- مشخصه اضافه ولتاژهای صاعقه 9
2-2-2- اضافه ولتاژهای کلید زنی (قطع و وصل) 10
2-2-2-1- موج استاندارد قطع و وصل یا کلیدزنی 11
2-2-2-2- علل بروز اضافه ولتاژهای کلیدزنی 12
2-2-2-2-1- اضافه ولتاژهای ناشی از کلیدزنی جریانهای سلفی و خازنی 13
2-2-2-2-2- اضافه ولتاژهای کلیدزنی ناشی از تغییرات ناگهانی بار 13
2-2-3- اضافه ولتاژهای موقت 14
عنوان صفحه
2-2-3-1- مقدمه 14
2-2-3-2- خطاهای زمین 15
2-2-3-3- تغییرات ناگهانی بار 17
2-2-3-4- اثر فرانتی 19
2-2-3-5- تشدید در شبکه 21
2-2-3-6- تشدید در خطوط موازی 23
فصل سوم: نحوه تعیین پارامترهای برقگیر جهت حفاظت از شبکه در مقابل اضافه ولتاژها
3-1- مقدمه 26
3-2- برقگیرهای اکسید روی 26
3-2-1- ساختمان مقاومتهای غیر خطی 27
3-2-2- منحنی ولت – آمپر غیرخطی مقاومتها 28
3-2-3- پایداری حرارتی، اختلال حرارتی 29
3-2-4- تعاریف و مشخصات برقگیرهای اکسید روی 32
3-2-4-1- ولتاژ نامی 32
3-2-4-2- مقدار حقیقی ولتاژ بهره‌برداری 35
عنوان صفحه
3-3-4-3- حداکثر ولتاژ کار دائم 36
3-3-4-4- فرکانس نامی 36
3-2-4-5- ولتاژ تخلیه 36
3-2-4-6- مشخصه حفاظتی برقگیر 36
3-2-4-7- نسبت حفاظتی 38
3-2-4-8- حاشیه حفاظتی 38
3-2-4-9- جریان مبنای برقگیر 38
3-2-4-10- ولتاژ مرجع 38
3-2-4-11- جریان دائم برقگیر 39
3-2-4-12- جریان تخلیه نامی برقگیر 39
3-2-4-13- قابلیت تحمل انرژی 39
3-2-4-14- کلاس تخلیه برقگیر 40
3-2-5- انتخاب برقگیرها 41
3-2-5-1- انتخاب ولتاژ نامی و ولتاژ کار دائم برقگیر 42
عنوان صفحه
فصل چهارم: بررسی علل ایجاد اختلال در برقگیرهای اکسید روی
4-1- مقدمه 45
4-2- اشکالات مربوط به طراحی و ساخت برقگیر 46
4-3- پایین بودن کیفیت قرص‌های وریستور 49
4-4- پیرشدن قرص‌های اکسید روی تحت ولتاژ نامی در طول زمان 51
4-5- نوع متالیزاسیون مورد استفاده روی قاعده قرص‌های اکسید روی 51
4-6- عدم کیفیت لازم عایق سطحی روی وریستورها 54
4-7- اشکالات مربوط به انتخاب نوع برقگیر و محل آن در شبکه 55
4-7-1- پایین‌بودن ظرفیت برقگیر مورد انتخاب نسبت به قدرت صاعقه‌های موجود در محل55
4-7-2- پایین‌بودن ولتاژ آستانه برقگیر انتخاب شده نسبت به سطح TOV 57
4-8- اشکالات ناشی از نحوه نگهداری و بهره‌برداری از برقگیر 57
4-8-1- وجود تخلیه جزئی در داخل محفظه برقگیر 57
4-8-2- آلودگی سطح خارجی محفظه برقگیر 58
4-8-3- اکسید شدن و خرابی کنتاکتهای مدارات خارجی برقگیر 59
عنوان صفحه
فصل پنجم: شناسایی پدیده فرورزونانس و بررسی حادثه پست 230/400 کیلوولت فیروز بهرام
5-1- مقدمه 61
5-2- شناسایی پدیده فرورزونانس 61
5-3- فرورزونانس 63
5-3-1- فرورزونانس سری یا ولتاژی 63
5-3-2- فرورزونانس موازی یا فرورزونانس جریانی 66
5-4- طبقه‌بندی مدلهای فرورزونانس 68
5-4-1- مدل پایه 69
5-4-2- مدل زیر هارمونیک 69
5-4-3- مدل شبه پریودیک 70
5-4-4- مدل آشوب گونه 71
5-5- شناسایی فرورزونانس 72
5-6- جمع‌آوری اطلاعات شبکه و پست جهت شبیه‌سازی و بررسی حادثه پست فیروز بهرام 74
5-7- بررسی حادثه مورخ 28/2/81 پست فیروز بهرام 83
5-7-1- مدلسازی و مطالعه حادثه با استفاده از نرم‌افزار emtp 83
5-7-1-1- رفتار برقگیرهای سمت اولیه و ثانویه ترانسفورماتور در هنگام وقوع حادثه87
عنوان صفحه
5-7-1-2- رفتار برقگیر فاز T سمت KV230 ترانسفورماتور در هنگام وقوع حادثه 90
5-7-1-3- بررسی روشهای جهت جلوگیری از وقوع پدیده فرورزونانس در پست فیروز بهرام 94
الف- وجود بار در سمت ثانویه ترانسفورماتور 94
ب- ترانسپوز کردن خط رودشور – فیروز بهرام 96
فصل ششم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات
6-1- نتیجه‌گیری و پیشنهادات 100
ضمائم 102
منابع و مراجع 103