پیشگفتار
موضوع کلی این گزارش , بررسی نامتعادلی با رواثر آن در
تلفات شبکه توزیع میباشد که شامل دو فصل میباشد بدین ترتیب که در فصل اول
اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبکه توزیع بوده و به طور کلی مربوط به
مطالعات اولیه میباشد تا دید کلی از هدف گزارش بدست آید. فصل دوم به
بررسی روشهای کاهش تلفات نامتعادلی بار اختصاص دارد.
فصل اول شامل دو
بخش است که بخش نخست اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات در شبکه فشار ضعیف
میباشد که به طور کلی به بررسی عدم تعادل بار در شبکه فشار ضعیف می‌پردازد
و مقدار تلفات ناشی از آن محاسبه نمودخ و درصد آنرا نسبت به تلفات شبکه
سراسری بیان می‌دارد. بدین وسیله به ارزش بررسی و تحقیق در این مورد پی
برده می‌شود.
در بخش بعدی اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات
ترانسفورماتورهای توزیع مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. از آنجائیکه
ترانسفورماتورها مقداری تلفات نامتعادلی به علت غیر یکسانی مشخصات الکتریکی
سیم پیچی ها دارند , همچنین به عنوان یک واسط سبب انتقال نامتعادلی فشار
ضعیف به سمت فشار متوسط می‌شوند , لذا توجه به آن از اهمیت بسزایی برخوردار
است. در این بخش در مورد انواع اتصالات ترانسها بحث شده است و میزان تلفات
نامتعادلی در دون ترانس YZ و که بیشتر از همه در شبکه توزیع بکار می‌روند
, محاسبه شده است.
فصل دوم شامل دو بخش میباشد. در بخش اول الگوریتمی
جهت تقسیم مناسب انشعابها بین فازها در شبکه فشار ضعیف ارائه شده است تا
با متعادل کردن فازها تا حد امکان از تلفات ناشی از نا متعادلی بار کاسته
شود. همچنین این الگوریتم قادر است تا شبکه موجود را به شکل بهینه تغییر
شکل دهد تا تلفات نامتعادلی آن به حداقل برسد.
در بخش دوم به بررسی امکان افزایش سطح مقطع نول به منظور کاهش مقاومت نول و به تبع آن کاهش تلفات نول پرداخته شده است. همانطور که از فصل اول نتیجه گرفته شده است تلفات نول حدود سه برابر تلفات نا متعادلی بار در فازها میباشد , لذا نیاز به توجه و رسیدگی دارد. بخصوص در خطوط با بار زیاد اهمیت تعویض کابل‌های نول با سطح مقطع بالاتر به خوبی احساس می‌شود.
سیستم زمین کامل علاوه بر این که نقش مهمی در حفاظت شبکه توزیع دارد , تا حدی زیاد از مقاومت نول نیز می‌کاهد. بخش سوم به این موضوع اختصاص دارد بدین ترتیب که با احداث زمینهای متوالی تا حد زیادی از مقاومت نول کاسته شده و به تبع آن تلفات نول و تلفات نامتعادلی کاهش می‌یابد. لذا در این بخش با ارائه نمودارها و محاسبات به امکان احداث زمینهای متوالی پرداخته شده است.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول : اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبکه توزیع
1-1-اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبکه فشار ضعیف…………………………………….1
1-1-1-تبعات نامتعادلی بار …….………………………………………………………………….1
1-1-2-شبکه فشار ضعیف ….……………………………………………………………………..2
1-1-2-1- عدم تساوی بار فازها[4] ……………………………………………………………2
1-1-3- اضافه تلفات ناشی از جریان دار شدن سیم نول[4] ……………………………………4
1-1-4-رسم نمودار چگونگی‌رابطه‌بین افزایش عبور جریان از سیم نول و میزان ………………8
تلفات در شبکه (بار کاملاً اکتیو)[3]
1-1-5-شرایط لازم برای تعادل شبکه علاوه بر یکسان نمودن بار فازها……..……………………9
1-2- اثر نامتعادلی بار در افزایش تلفات ترانسفورماتورهای توزیع………………………………..11
1-2-1-عملکرد نا متعادل ترانسفورماتورهای سه فاز[6] ………………………………………….11
1-2-2-بارهای تکفاز روی ترانسفورماتورهای سه فاز………………………………………………12
1-2-3-بار تکفاز خط به خنثی در ترانسفورماتورهای سه فاز …………………………………….13
1-2-4-بررسی تلفات نامتعادلی در ترانسهای توزیع………………………………………………15
1-2-5-ارائه پیشنهاد جهت کم کردن تلفات نامتعادلی در ترانسفورماتورهای توزیع……………21
فصل دوم : بررسی روشهای کاهش تلفات ناشی از نامتعادلی بار
فهرست مطالب
عنوان صفحه
2-1- ارائه الگوریتم جهت تعادل بار فازها …………………………………………………………23
2-1-1- اساس روش ………………………………………………………………………………..23
2-1-2-تعیین آرایش بهینه شبکه …………………………………………………………………28
2-1-3-تخصیص انشعاب جدید بودن تغییر آرایش شبکه…………………………………………31
2-1-4-تخصیص انشعاب جدید به شبکه بهینه شده ……………………………………………34
2-1-5-ارائه الگوریتم ……………………………………………………………………………….38
2-2- امکان سنجی افزایش سطح مقطع نول ……………………………………………………..43
2-2-1- امکان سنجی افزایش سطح مقطع نول در خطوط با بار سبک…….……………………44
2-2-2-امکان سنجی افزایش سطح مقطع در خطوط با بار متوسط …….………………………52
2-2-4-امکان سنجی افزایس سطح مقطع نول در خطوط با شعاع تغذیه طولانی………………55
2-2-5- نتیجه گیری ……………………………………………………………………………….59
2-3- سیستم زمین و اثر آن در کاهش تلفات شبکه توزیع ………………………………………60
2-3-1- تلفات در سیستم نول [1] …………………………………………………………………61
2-3-2- کاهش تلفات در سیم نول ……..…………………………………………………………61
2-3-3-کاهش افت ولتاژ در سیم نول ………..……………………………………………………64
2-3-4- اثر زمین نول در محل مصرف …………………………………………………………..64
فهرست مطالب
عنوان صفحه
2-3-5- زمین کردن شبکه توزیع …………………………………………………………………65
2-3-6-مقاومت سیم اتصال زمین و مقاومت زمین[9] ….…….…………………………………66
2-3-6-1- مدل خط توزیع …………………………………………………………………..67
2-3-6-2- اثر نامتعادلی فازها بر روی تلفات با توجه به سیستم زمین ….…………………70
2-3-6-3-حساسیت تلفات نسبت به مقاومت اتصال به زمین ………………………………72
2-3-6-4- جنبه اقتصادی خطا در تلفات ………………………………………………… …74
2-3-6-5- مقایسه هزینه ایجاد سیستم زمین و صرفه جوئی ناشی از کاهش تلفات پیک…76
2-3-6-6- اثرات جریان عبوری از سیستم زمین …….………………………………………77
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل (1-1):دیاگرام برداری جریانهای فازها و جریان نول ….……………………………………5
شکل (1-2):درصد افزایش تلفات برحسب افزایش عبور جریان از سیم نول ….…..……………9
شکل(1-3):دیاگرام برداری جهت محاسبه جریان نول….………………………………………10
شکل(1-4):بار تکفاز در ترانسفورماتورهای سه فاز………………………………………………13
شکل(1-5):بار تکفاز بین خط خنثی در گروه ترانسفورماتور Yyبدون خط خنثی….………14
شکل(1-6):بار خط به خنثی فاز A گروه ترانسفورماتورYy ….……………………………….15
شکل(1-7):ترانسفورماتورDY با سیم نول ….…………………………………………………..16
شکل (1-8): مقادیر جریانها در ترانسفورماتور DY با سیم نول …….…………………………18
شکل(1-9): ترانسفورماتور YZ با سیم نول …….………………………………………………20
شکل (2-1):شبکه شعاعی از یکسو تغذیه ………………………………………………………24
شکل(2-2):جریانهای فاز در شبکه شعاعی………………………………………………………25
شکل(2-3):شبکه شعاعی با در نظر گرفتن تعداد انشعابها به جای جریان آنها …….…………27
شکل(2-4):شبکه شعاعی از یکسو تغذیه با سه گره ……………………………………………28
شکل(2-5):متعادل سازی انشعابها در گره‌ها …..……………………………………………….29
شکل(2-6):مجموع انشعابهای فازها پس از متعادل سازی انشعابهای گره‌ها……..……………29
شکل(2-7): متعادل سازی مجموع انشعابهای فازها ……………………………………………30
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل(2-8): شبکه مثال (1) …….…………………………………………………………………..31
شکل (2-9): شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز S در گره سوم …………………….31
شکل(2-10):شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز T در گره سوم …….….…………..32
شکل(2-11):شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز Rدر گره سوم….…………………..32
شکل(2-12):شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز R در گره سوم ..………………….33
شکل(2-13):شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز S در گره دوم ………..……………33
شکل (2-24): شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز T در گره دوم ……………………34
شکل (2-15): شبکه بهینه شده مثال ……….……………………………………………………..35
شکل(2-16):شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز R در گره سوم ……..…………….35
شکل(2-17): شبکه پس از تخصیص دومین انشعاب به فاز R در گره سوم …………………36
شکل(2-18):شبکه پس ازتخصیص دومین انشعاب به فاز S در گره سوم …………………..36
شکل(2-19):شبکه پس از تخصیص دومین انشعاب به فازT در گره سوم ….………………..37
شکل(2-20):شبکه پس از تخصیص انشعاب به فاز S در گره دوم ……….………………………37
شکل(2-21):شبکه پس از تخصیص انشعاب به فاز T در گره دوم ………………………….38
شکل (2-22): الگوریتم متعادل سازی بار فازها و افزودن انشعاب جدید در شبکه فشار ضعیف….42
شکل (2-23):مدارشماتیک جهت نمایش عبور بخشی از جریان نول توسط سیستم زمین……62
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل(2-24):تقسیم جریان در دو مقاومت موازی …..…………………………………………….63
شکل (2-25):مدار معادل مثال ….…………………………………………………………………65
شکل(2-26):مدل خط توزیع با چهار سیم …….…………………………………………………..67
شکل(2-27):مدل نمونه خط توزیع برای شرح محاسبات ……..………………………………….68
شکل(2-28):تغییرات تلفات بر حسب میزان نامتعادلی بار……..…………………………………71
شکل(2-29):توزیع جریان سیم نول در حالت بار نامتقارن با مقاومت‌اتصال‌زمینRg …………72
شکل(2-30): تأثیر مقاومت اتصال زمین Rg بر روی تلفات خط …………………………………73
شکل(2-31): نسبت تلفات در فیدر با مقاومت اتصال زمین مشخص به تلفات ……..…………..74
در فیدر با اتصال زمین کامل
شکل(2-32):ارزش کنونی تلفات خطوط انتقال ………………………………………………….76
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول(2-1):قیمت‌کابلهای4رشته‌ای‌وتک‌رشته‌ای که درسطح ولتاژ توزیع به‌کاربرده‌میشوند..….44
جدول(2-2):میزان کاهش مقاومت سیم نول در اثر زمین کردن ….……………………………63
جدول (2-3):ماتریس امپدانس HZ60 …………………………………………………69
جدول (2-4):شکل مؤلفه‌های متقارن معادل ..………………………………………….70
جدول(2-5):امپدانس خطوط با زمین مستقیم …………………………………………70
جدول(2-6):تلفات خطوط با زمین مستقیم …..……………………………………….71
جدول(2-7): تقسیم تلفات بین خط و اتصال زمین ….…………………………………72
جدول(2-8): تلفات در فیدرهای با بار توزیع شده متمرکز….……………………………75
2-1 عملکرد دستگاه:
دستگاه ساخته شده یک سیستمی است که با استفاده از میکرو کنترلر AVR و دو عد د استپ موتور و
قطعات جانبی و مکانیکی اقدام به هدف گیری ستاره یا صور فلکی می نماید بدین ترتیب که با توجه به
اطلاعات مربوط به یک ستاره یا صورت فلکی که در حافظه FLASH میکرو ذخیره می شود
(طبق جداول خاصی ) میکرو با توجه به این اطلاعات و با وار د کردن نام ستاره یا صورت
فلکی مورد نظر و تاریخ و ساعت ( در صورت بودن در مد دستی ) تلسکوپ به سمت ان ستاره
با صورت فلکی هدف گیری می شود و اطلاعات مربوط به زاویه قرار گرفتن نسبت به نقطه
صفر و همچنین فیدبک اندازه گیری شده روی LCD به نمایش در می اید . دقت اندازه گیری
در سیستم فوق 2 درجه میباشد ولی با لوازم استفاده شده این دقت تا حد قابل قبولی تا
1 در جه هم می رسد .
عنوان صفحه
فصل اول : کلیات———————————————————- 5
1-1 چشم انداز کلی ———————————————————- 6
2-1 عملکرد دستگاه ——————————————————— 7
فصل دوم : مکانیک دستگاه ———————————————— 8
1-2 موتورها ———————————————————— 9
2-2 روش های راه اندازی موتورها ————————————– 11
3-2 نحوه قرار گیری پایه ها ——————————————— 14
فصل سوم : سخت افزار ————————————————— 16
1-3 بلوک دیاگرام کلی سخت افزار ————————————– 17
2-3 میکروکنترلر ——————————————————- 19
3-3 صفحه کلید ——————————————————– 33
4-3 نمایشگر ———————————————————– 35
5-3 راه انداز موتور —————————————————- 36
6-3 سیستم فیدبک ——————————————————– 46
7-3 محاسبات دقت و موقعیت دستگاه ———————————— 50
8-3 بخش تغذیه دستگاه ————————————————– 52
9-3 مدارات مربوط به سخت افزار —————————————- 53
فصل چهارم : نرم افزار ————————————————— 60
1-4 بلوک های برنامه ———————————————- 61
2-4 فلوچارت وتوضیح سابروتین ها ——————————– 63
3-4 ریز برنامه نوشته شده——————————————- 69
منابع و مراجع : —————————————————– 106
در فصل اول طبقه‌بندی درجات حفاظتی تابلوهای الکتریکی را مشخص می‌کند و سازندگان تجهیزات باید ، نوع حفاظت قسمتهای مختلف تابلو را مشخص نمایند. محدوده کاربرد این طبقه‌بندی ، تابلوهای بکار رفته در شبکه‌های توزیع را شامل می‌شود.
نوع حفاظتی که در این طبقه‌بندی مشخص شده شامل موارد زیر میباشد :
علائم مربوط به این درجات حفاظتی و آزمایشهای لازم برای تأیید آن از مواردی است که در این فصل آمده است.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول : طبقه‌بندی درجات حفاظتی برای تابلوها……………………….5
علائم بکاررفته …………………………………………………….6
اولین رقم مشخص کننده درجه حفاظتی ……………..…………………7
دومین رقم مشخص کننده درجه حفاظتی ……………..………………9
درجات حفاظتی …………………………………………………….9
توصیه‌های قبل از آزمایش …………………………………………10
آزمونها برای اولین عدد مشخصه ……………..……………………11
آزمونها برای دومین عدد مشخصه …………………………………11
فصل دوم : استاندارد تابلوهای قدرت و فرمان فشار قوی .……………..22
مقدمه ……………………………………………………………23
قسمت اول : تعاریف ………………………………………………23
شرایط کار عادی …………………………………………………33
شرایط حمل و نقل ، انبارکردن و نصب ………………………………34
قسمت دوم : مقادیر اسمی …………………………………………35
ولتاژ اسمی ………………………………………………………35
مقدار اسمی سطح عایقی ……………..……………………………36
فرکانس اسمی ……………..……………………………………..36
جریان اسمی عادی ………………………………………………..36
جریان اسمی ایستادگی کوتاه‌مدت ……………..……………………36
جریان اسمی ایستادگی پیک …………….………………………….37
افزایش دما ……………………………………………………….38
درجات حفاظت …………..……………………………………….38
قسمت سوم : طرح و ساخت ………………………………………..39
محفظه‌ها …………………………………………………………40
کلیدهای جداکننده (ایزولاتورها) …………….………………………46
اینترلاکها …………….…………………………………………..47
زمین کردن ………………………………………………………48
شینه‌ها …………………………………………………………..50
شناسایی ………………..……………………………………….51
ابعاد تابلو ………………………………………………………..54
اطلاعات ، لوله ویژگیها ……………….……………………………55
قسمت چهارم : آزمونها ……………..…………………………….56
طبقه‌بندی آزمونها ……………..…………………………………57
آزمونهای ولتاژ …………………………………………………..58
آزمونهای افزایش دما ……………..………………………………65
آزمونهای جریان کوتاه‌مدت بر روی مدار اصلی …………….………..68
آزمونهای جریان کوتاه‌مدت روی مدارات زمین ………………………..69
تعیین مطابقت ظرفیتهای قطع و وصل ………………………………..69
آزمونهای عملکرد مکانیکی ………………………………………….70
تعیین مطابقت درجات حفاظتی …………….………………………..71
آزمونهای وسایل کمکی الکتریکی ، مکانیکی …………….……………73
کنترل کردن سیم‌بندی …………….……………………………….73
پیوست (الف) استاندارد مقادیر جریان مطابق نشریه IEC شماره 59 …… 74
پیوست (ب) شرایط استاندارد اتمسفری مطابق نشریه IEC شماره 60 …..75
پیوست (پ) روش آزمون شرایط جوی ، برای تابلوهای قدرت و فرمان نصب شده در محیط‌های باز …………………78
پیوست (ت) راهنمای انتخاب درجات حفاظتی برای تابلوهای بکار رفته در شبکه توزیع …….……………..80
اندازه گیری مقاومت در مدار …….………………………………
توان راکتیو یک از مهمترین عوامل حائز اهمیت در طراحی و بهره برداری سیستمهای قدرت الکتریکی جریان متناوب از دیر باز مورد توجه بوده است .در یک بیان ساده و بسیار کلی میتوان گفت از آنجاییکه امپدانسهای اجزاء سیستم قدرت بطور غالب راکتیو می باشند،انتقال توان اکتیو مستلزم وجود اختلاف زاویه فاز بین ولتاژهای ابتداو انتهای خط است.درحالیکه برای انتقال توان راکتیولازم است که اندازه این ولتاژهامتفاوت باشد.بنابراین باید توان راکتیو در بعضی از نقاط سیستم تولید و سپس به محلهای مورد نیاز منتقل شود.اما به چه دلیل میخواهیم توان راکتیو را انتقال دهیم؟ جواب این است که نه تنها اغلب اجزاءسیستم توان راکتیو مصرف می کنندبلکه اکثر بارهای الکتریکی نیز توان راکتیو مصرف می کنند.بنابراین توان راکتیو مصرفی بایستی از محلی تامین گردد.اگر قادر نباشیم آن را به سهولت انتقال دهیم آنگاه بایستی در محلی که مورد نیاز است آن را تولید نماییم. یک رابطه بنیادی مهمی بین انتقال توان راکتیو و اکتیو وجود دارد.همانطوریکه گقتیم انتقال توان اکتیو مستلزم جابجایی فاز وولتاژها می باشد.لیکن مقدار ولتاژهانیز به همین منوال حائز اهمیت است.مقدار آنها نه تنها بایستی بقدر کافی بالا باشد که بتواند بارها را حمایت نماید،بلکه بقدر کافی پایین باشدکه بتواند که منجر به شکست عایقی تجهیزات عایق نگردد.بایستی،بنابراین-در صورت لزوم ولتاژها را در نقاط کلیدی کنترل کرده و یا حمایت یا محدودیتی را به آن اعمال کنیم.این عمل کنترل می تواند در سطح وسعی بوسیله تولیدیا مصرف توان راکتیودر نقاط کلیدی صورت گیرد.در عمل تمام تجهیزات یک سیستم قدرت برای ولتاژ مشخصی،ولتاژنامی، طراحی می شوند.اگر ولتاژازمقدار نامی خودمنحرف شود ممکن است باعث صدمه رساندن به تجهیزات سیستم ویا کاهش عمر آنهاگردد.برای مثال گشتاوریک موتور القایی با توان دوم ولتاژترمینالهای آن متناسب است.بنابراین تثبیت ولتاژنقاط یک سیستم قدرت کاملاً ضروری است.بدیهی است که کنترل ولتاژتمام نقاط سیستم از لحاظ اقتصادی عملی نمی باشد.از طرف دیگر کنترل ولتاژدر حد کنترل فرکانس ضرورت نداشته ودر بسیاری از سیستمهای خطای ولتاژ در محدوده تنظیم می شود.توان راکتیو مصرفی بارها در ساعات مختلف در حال تغییر است،لذا ولتاژ وتوان راکتیوبایددائماًکنترل شوند.در ساعات پربار بارهاقدرت راکتیوبیشتری مصرف می کنندو نیاز به تولید قدرت راکتیوزیادی در شبکه می باشد.اگر قدرت راکتیو مورد نیاز تامین نشوداجباراًولتاژ نقاطمختلف شبکه کاهش یافته و ممکن است از محدوده مجاز خارج شود.
پیشگفتار…………………………………………………………………… 1
فصل اول
تئوری جبران بار……………………………………………………. 5
ضرورت جبران سازی……………………………………………………… 5
جبران کننده ایده آل………………………………………………………………. 7
بایاس کردن توان راکتیو……………………………………………………………. 8
جبران کننده بار بصورت رگولاتور ولتاژ……………………………………… 13
فصل دوم
تئوری کنترل توان راکتیو در سیستمهای انتقالدر حالت ماندگار……………………… 19
نیازمندیهای اساسی در انتقال…………………………………………… 19
خطوط انتقال جبران نشده……………………………………………… 20
خطوط انتقال جبران نشده در حالت بارداری ………………… 23
نیازمندی توان راکتیو ……………………………………………… 25
خطوط انتقال جبران شده …………………………………………… 29
جبران کننده های اکتیو وپاسیو …………………………………….. 30
کنترل ولتاژ بوسیله سوئیچ کردن جبران کننده موازی ………………………. 38
جبران سری …………………………………………….. 40
اهداف کلی ومحدودیت های عملی ………………. 41
مثال ……………………………………………. 48
فصل سوم
جبران توان راکتیو ورفتار دینامیکی سیستمهای انتقال …………………… 50
ضرورت جبران ……………………………………….. 51
چهار پریود زمانی ………………………………………………….. 52
جبران سازی دینامیک سیستم ……………………………………… 55
جبران موازی پاسیو ……………………………………………….. 55
پریود اولین نوسان ………………………………………………. 56
جبران کننده های استاتیک ……………………………………… 58
ممانعت از ناپایداری ولتاژبا استفاده از جبران استاتیک …………………….. 60
فصل چهارم
خازنهای سری ……………………………………………… 61
مقدمه …………………………………………………………. 63
طراحی تجهیزات واحدهای خازن ……………………………………… 65
آرایش فیزیکی ……………………………………………… 66
وسایل حفاظتی ……………………………………………………… 66
روشهای وارد کردن مجدد خازن ……………………………………….. 67
اثرات رزونانس با خازنهای سری ………………………………………….. 68
فصل پنجم
کندانسورهای سنکرون 70
جنبه های طراحی کندانسور 74
تامین توان راکتیو ضروری 75
تقلیل نوسانات گذرا 78
روشهای راه اندازی 79
سیستمهای کمکی 80
فصل ششم
هارمونیک 83
اثرات هارمونیک بر تجهیزات الکتریکی 86
رزونانس،خازنهای موازی،فیلترها 87
سیستم فیلتر 90
اعوجاج در ولتاژهارمونیک 92
فصل هفتم
هماهنگی ومدیریت توان راکتیو 96
مقدمه
بحت انرژی از دو دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی حائز اهمیت است . بهینه سازی مصرف انرژی به این معنی است که بتوان با استفاده از تجهیزات و یا مدیریت بهتر همان کار را ولی با مصرف انرژی کمتر انجام بدهیم .
صرفه جوئی انرژی می تواند با استفاده از تجهیزات بهتر نظیر : عایق بندی مطلوب ، افزایش راندمان سیسمتهای حرارتی، و بازیابی تلفات حرارتی بدست آید از طرف دیگر اعمال مدیریت انرژی، بمنظور درک سیستمهای موجود و طریقه استفاده از آنها، میتواند در کاهش مصرف انرژی نقش مهمی داشته باشد. در سیاست گذاری انرژی باید سازمانها رویکرد سیستمی داشته باشند. برای مثال در بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی هدف تنها کاهش هزینه های انرژی یک یا چند الکتروموتور مشخص نیست، بلکه باید آثار اقدامات مورد نظر روی سایر سیستمها نیز بدقت مورد توجه قرار گیرد. در یک بنگاه اقتصادی صرفه جوئی انرژی میتواند موجب برتری رقابتی بنگاه گردد.
در اغلب بخشهای صنعتی انرژی الکتریکی مهمترین منبع انرژی صنعت بشمار می رود . از آنجا که موتورهای الکتریکی، مصرف کننده اصلی انرژی الکتریکی در کارخانجات
صنعتی میباشند. لذا بهینه سازی مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی که موضوع مقاله است از اهمیت ویژه ای برخوردار خواهد بود . برای درک اهمیت بهینه سازی مصرف انرژی به این مورد اشاره می کنیم که اگر راندمان موتورهای الکتریکی القائی موجود در اروپا تنها به میزان 1% افزایش یابد، هزینه مصرف انرژی الکتریکی به میزان 6/1 میلیارد دلار در سال کاهش خواهد یافت .
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول-مدارهای موردنیاز برای کنترل موتور القایی
اینورتر …………………………………………………………………………… 1
1-1- اینورتر پل تکفاز ……………………………………………………………………. 2
1-2- اینورتر تکفاز PWM ……………………………………………………………… 5
2- اینورترهای سه فاز …………………………………………………………………. 6
3- اینورتر با تشدید سری …………………………………………………………….. 14
4- اینورترهای منبع جریان ………………………………………………………… 15
4-1- اینورتر منبع جریان سه فاز …………………………………………….. 17
5- منابع جریان ……………………………………………………………………… 25
5-1- مدولاسیون پهنای پالس در یک اینورتر منبع جریان تریستوری …………………………. 27
6- مقایسه محرکه های اینوتر منبع جریان و ولتاژ ………………………………………….. 30
فصل دوم – کنترل موتور القایی
مقدمه ……………………………………………………………………………………………. 33
1- اصول کنترل سرعت موتورهای القایی …………………………………………………….. 33
2- کنترل لغزش ………………………………………………………………………………… 34
3- روشهای کنترلی موتورهای القایی، کنترل کننده اسکالر ………………………………………….. 36
4- کنترل کننده اسکالر درایوهای موتور القایی با اینورتر VSI …………………………………… 37
4-1- کنترل کننده سرعت، مدار باز ……………………………………………………………. 38
4-2- کنترل کننده سرعت مداربسته با محدود کننده جریان ………………………………………… 40
5- کنترل کننده سرعت مدار باز ، در شیراط کنترل V/F ……………………………………………… 42
6- کنترل برداری ……………………………………………………………………………. 44
6-1- انواع روشهای کنترل برداری ……………………………………………………. 45
6-2- کنترل برداری مستقیم با جهت یابی شار فاصه هوایی و اینورتر PWM با جریان کنترل کننده ………… 45
6-3- کنترل کننده برداری مستقیم با جهت یابی شار استاتور ………………….. 50
6-4- کنترل برداری غیر مستقیم با جهتیابی شار رتور و اینوتر PWM با جریان کنترل شده …….. 51
6-5- کنترل برداری با اینورترها PWM و در شرایط کنترل ولتاژ …………………………….. 55
6-6- کنترل برداری با استفاده از اینورتر CSI …………………………….. 58
فصل سوم – روشهای الکتریکی و مکانیکی کنترل دبی در پمپها
چکیده ………………………………. 61
1- مقدمه ……………………………………………………. 62
2- استخراج رابطه میان گشتاور، سرعت و دبی یک پمپ ……………………………… 64
3- ارزیابی به کارگیری شیر فلکه به عنوان روش معمول کنترل دبی پمپ ………………. 67
4- ارزیابی روش کنترل دور موتور القایی به منظور کنترل دبی سیال …………………… 69
5- مقایسه نتایج حاصل از روشهای مختلف کنترل دبی سیال ……………………….. 75
6- ارزیابی اقتصادی به کارگیری ASD ………………………….. 79
نتایج ………………………………………………………… 80
فصل چهارم – کاربرد AC درایوها در پمپ های آبیاری و آبرسانی
مقدمه ………………………………………………………… 82
1- مشخصه های سیستم پمپ و بار و طبقه بندی پمپ ها ……………………. 85
2- مشخصه پمپ های روتو دینامیک ……………………………….. 86
3- تاثیر سرعت متغیر پمپ روی منحنی عملکرد آن ………………. 87
4- پرفورمنس مکش پمپ (NPSH) ………………………………. 90
5- نیازهای عملیاتی پمپ ها …………………………………………. 91
6- راندمان پمپ ………………………………………………….. 93
7- پمپ های موازی ……………………………………………… 95
8- کنترل on/off پمپ های موازی ……………………………. 97
9-1- کنترل فلو با روش شیر کنترل ………………………………. 98
9-2- کنترل فلو با روش شیر BYPASS
9-3- کنترل فلو توسط درایوهای دور متغیر ……………………. 100
10- آبیاری در مزارع (Irrigation) …………………………….. 103
11- روشهای مختلف استفاده از درایو برای کنترل پمپ …………….. 104
11-1- روش مالتی مستر Multi Master …………………… 104
11-2- روش Multi Follower ………………………………. 107
11-3- تشریح عملکرد کنترل در روش Advance level Control ………………… 110
فصل پنجم
مقدمه ……………………………………………………….. 113
1- مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی ………………………….. 115
2- موانع در سیاستگذاری انرژی ……………………………. 117
3- انتخاب موتور مناسب ………………………………………….. 118
3-1- تطابق موتور و بار ………………………………………… 118
3-2- موتورهای با راندمان بالا ……………………………… 121
4- اقدامات مورد نیاز برای بهبود عملکرد سیستمهای مرتبط با الکتروموتورها …………… 123
4-1- کیفیت توان Power Quality …………………………….. 123
4-2- تثبیت ولتاژ شبکه …………………………………. 123
4-3- عدم تقارن فاز …………………………………….. 125
4-4- ضریب قدرت ……………………………………. 126
5- روشهای عملمی برای افزایش بازدهی موتور ………………………. 126
6- دستورالعملهای لازم برای بهبود عملکرد موتورهای الکتریکی ………………. 131
7- دسته بندی اقدامات لازم برای بهینه سازی مصرف انرژی …………………. 133
8- تکنولوژی الکترونیک قدرت و درایوهای AC …………………… 133
9- کنترل کننده دور موتور …………………………………… 136
10- مزایای استفاده از کنترل کننده های دور موتور …………………….. 140
11- مدیریت بهینه سازی مصرف انرژی و نقش کنترل کننده های دور موتور ……………. 142
12- پمپها و فنها ………………………………………. 145
13- قوانین افینیتی در کاربردهای پمپ و فن ………………….. 147
14- محاسبات صرفه جویی انرژی در فن …………………….. 154
15- یک مطالعه موردی در ایران ………………………………… 155
16- سیستمهای تهویه مطبوع ………………………………….. 159
17- ماشین تزریق پلاستیک ……………………………………. 159
18- صرفه جویی انرژی در تاسیسات آب و فاضلاب …………………. 161
19- کمپرسورها ……………………………………… 161
20- نیروگاه ها ……………………………………….. 162
21- سیمان …………………………………………… 163
22- قابلیتهای کنترل کننده دور موتور مدرن ………………………. 165
22-1- نرم افزار کاربردی کنترل پمپ و فن …………………………….. 168
22-2- نرم افزار کاربردی کنترل سطح پیشرفته …………………….. 168
22-3- نرم افزار کنترلی Master Follower …………………….. 168
23- درایوهای دور متغیر VACON مصداقی از درایوهای مدرن ……….. 168
24- مسائلی که درایوهای دور متغیر به وجود می آورند ……………… 169
منابع ………………………………………………… 175