امــروزه بهران مصرف برق شاید مسئله ای مشکل سـاز برای آینده کشورمـان باشد ، با کاهش و صـرفه جویی در مصـرف برق شاید بتوان نیمی از این مشکل را حل نمود ، اما با کمی تدبیر می توان کمک بزرگی به آینده و اقتصاد نمود .
ساخت دستگاه آنالایزر (VCA005) تنها گامی در بهینه سازی مصرف انرژی می باشد ، این دستگاه با آنالیز کامل از مصـرف انرژی نموداری بصورت ماکزیمم و مینیمم مصرف در اختیار کاربر قرار می دهـد ، بنابراین کاریر قادر خواهد بود ایرادات مصرف برق را شناسایی نموده و سعی در رفع اشکالات نماید . بنابراین از این طریق خواهیم توانست کمک شایانی در بهتر مصرف نمودن انرژی انجام دهیم .
با نصب این دستگاه در کارنجات و رفع ایرادات احتمالی که بوسیله آنالیز برق شناسایی خواهد شد میتوان گامی بزرگ در بهینه سازی مصرف برق و اقتصاد کشور برداشت .
فهرست مطا لب
1- مقدمه
2- بلوک و دیاگرام دستگاه
3- توضیح عملیات قطعات رسم شده در بلوک دیاگرام
الف – 89C51(1)
ب – 89C51(2)
ج – HIN 232
د- مدارات یکسو کننده و تقویت کننده
ه – تراشه ADC808
و – طرز کار LCD
4- شرح کار دستگاه
5- مشخصات دستگاه
6 – مزایای دستگاه
7- سخت افزار دستگاه
8- مدارات قسمت نمونه گیری ولتاژ و جریان
9- طرز کار ADC 808
10- نرم افزار دستگاه
11- شرح عملکرد نرم افزار
12- شرح کلیدهای مختلف نرم افزار
13- آنالیز اطلاعات ذخیره شده
14-توضیحات نرم افزار اسمبلی میکرو پروسسورها
15- توضیحات نرم افزار تحت ویندوزبا Visual C++
خروج: از مدار خارج شدن مؤلفة سیستم توزیع را بر هر دلیلی خروج آن مؤلفه می گویند.
خروج بابرنامه: از مدار خارج شدن مؤلفه ای بصورت عمدی و با برنامی قبلی را خروج با برنامة آن مؤلفه می گویند.
خروج اجباری: خروجی که بر ارادة بهره بردار در انجام آن نقشی نداشته و بعلت ایجاد شرایط اضطراریِ خاص آن مؤلفه، خروج بصورت اجباری انجام می شود.
خروج اجباری گذرا: درصورتی که علت خروج فوراً از بین برود، و مؤلفة خارج شده (بصورت اجباری) بتواند بصورت اتومات به مدار باز گردد، خروج اجباری را خروج اجباریِ گذرا می نامند.
خروج اجباری دیرپا: خروج اجباری که گذرا نباشد دیرپا خواهد بود.
خروج جزئی: خروجی که درآن تنهای قسمتی از یک مؤلفه از مدار خارج شده است. بعبارت دیگر ظرفیت و یا کیفیت انجام وظیفة مولفة مذکور کاهش می یابد.
بدیهی است امکان به تعویق انداختن خروج بابرنامه وجود دارد، در حالی که چنین امکانی برای خروج اجباری وجود ندارد.
فهرست مطالب :
1- تعاریف اولیه 6 – 1
2- محدودیتهای سیستم توزیع 7 – 6
3- ترازهای اطمینان بخشی توزیع 9 – 7
4- مروری بر آمار و احتمالات و مفاهیم ریاضی پایه برای مبحث اطمینان بخشی 18 – 9
5- سیستمهای سری 20- 18
6- سیستمهای موازی 21- 20
7- سیستمهای سری موازی 74- 21
8- واژگان انگلیسی 79- 75
9_منابع و ماخذ 80
مقدمه
برای اندازه گیری جریان های نیروگاههای برق و سیستمهای فرعی معمولا از CT القایی با هسته و سیم پیچ استفاده میکنند .
برای اندازه گیری ولتاژ از ترانسفورمر های ولتاژ خازنی نوع تقسیم ولتاژ PD استفاده میکنند .
بنابراین تجهیزات برقی بسوی ولتاژ ها و ظرفیتها ی بالا و ماشینها به سمت حجم زیادتر و سیستمهای حفاظت و کنترل در جهت عملکرد بالا توسعه می یابند .
تقاضاها برای کارایی و تراکم زیاد و دقت بالا برای سنسورها یا ترانسفورمر های نوری برای آشکار سازی جریانها و ولتاژها بعنوان ابزار مهم اطلاعات بکار برده شده در حفاظت و کنترل افزایش مییابد .
از طرفی پیشرفت اخیر تکنولوژی نوری بسیار چشمگیر بوده بطوری که انتظار میرود به وسیله پیشرفت تکنولوژی برای اندازه گیری جریانها و ولتاژهای بالا با تکنولوژی جدید براورده شود . به عبارت دیگر پیشرفت CT-PD نوری تقاضاها را بر اورده میکند .
اصول CT نوری بر اساس اندازه گیری میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریانی که طبق اثر فارادی در مدولاسیون و دمدولاسیون نوری پدید آمده است استوار می باشد .
بنابراین قوانین فوق الذکر برای اندازه گیری جریان DC نیز صدق می کند .
درنتیجه CT های فشرده و سبک وزن بدون اشباع مغناطیسی می تواند طراحی شوند . اگر جنس المان های حسگر فرومغناطیس نباشد .
بنابراین مزایای استفاده از نور برای انتقال سیگنال در ایزولاسیون الکتریکی و کنترل نویز القایی الکترومغناطیسی می باشد .
اگر CT نوری با همان مشخصات توسعه یابد ، هنگام به پایان رسیدن ، با یک ساختار سبک وزن و فشرده قادر خواهند بود ، رنج های دینامیکی را گسترش دهند .
مبانی PD نوری بر اساس اندازه گیری ولتاژ کاربردی در مدولاسیون و دمدولاسیون نوری طبق قانون پاسکال است .
در صورت کاهش اندازه المان حسگر امپدانس ورودی در المانهای حسگر می تواند افزایش پیدا کند . این مسله طراحی یک سیستم اندازه گیری ولتاژ کوچکتر از PT معمولی به وسیله ترکیب PD نوری با خازن مقسم ولتاژ را به دنبال دارد .
بنابراین PD نوری تحت تاثیر نویز قرار نمی گیرد و همچنین باند فرکانسی مجاز تا حد دلخواه گسترش می یابد . از این دیدگاه شرکت برق . الکتریک توشیبا و توکیو – کوژلکس و A.B.B و … برای توسعه PD , CT های نوری کاربردی برای اهداف حفاظت و کنترل آغاز به تحقیقات کردند و دراین راه اهمیت احتمالات و قوانین کاربردی نادیده گرفته شد و ترانسفورمرهای GIS 300 KV و تجهیزات 163 KV ایزولاسیون هوا به عنوان تجهیزات عملی تست انتخاب شدند .
فهرست مطالب صفحه
فصل اول – مقدمه ………………………………………………………………………………………….4
فصل دوم – CT های نوری …………………………………………………………………………………..7
1-2 مزایای CT های نوری ……………………………………………………………………………………8
2- 2 انواع CT های نوری……………………………………………………………………………………..9
3-2 تجربه های جدید درباره کاربردهای حفاظتی ترانس جریان و ترانس ولتاژ نوری …..……………..10
4- 2دور نمای قبلی ……………….…………………………………………………………………………11
5-2 معرفی تکنولوژی جریان نوری و اندازه گیری LEA ………………….………………………………11
فصل سوم – نظریه فارادی و پاکلز…………………….……………………………………………………..12
1-3 مقدمه ……………….……………………………………………………………………………………13
2-3 عمل و VT نوری و اثر پاکلز …………….……………………………………………………………..15
3- 3 اثر فارادی ………………………………………………………………………………………………16
4-3 نظریه اثر فارادی ………….…………………………………………………………………………….17
5-3 تحلیل و نتیجه گیری …………………………………………………………………………………..22
6-3 عملیات نوری …………………………………………………………………………………………..23
فصل چهارم – استانداردها ، تحلیل ، پاسخ گذرا …………………………………………………………..25
1-4 طرح استاندارد ………………………………………………………………………………………….26
2-4 ارائه پهنای باند مشخص و پاسخ گذرا ………………….……………………………………………27
3-4 آنالیز خطای بریکر – سیگنال جریان ( نتایج پروژه ) ………………………………………………..33
فصل پنجم – مقایسه ترانسهای اندازه گیری نوری با ترانسهای اندازه گیری معمولی ………..…………38
1-5 مقدمه ……………..……………………………………………………………………………………39
2-5 پروژه های فعال ……………..……………………………………………………………………… 40
3-5 مقایسه خروجی های CT اندازه گیر و CT حفاظتی ……………………………………………… 47
4-5 تحریک راکتور شنت ……….……………………………………………………………………….. 50
5-5 از بین بردن خاصیت مغناطیسی راکتور شنت ………………….………………………………….. 53
6-5 تحریک خازن شنت ………………….……………………………………………………………… 55
7-5 عدم تحریک خازن شنت ………………..……………………………………………………………57
8-5 قابلیت اطمینان ………………………………………………………………………………………60
1-1- مقدمه
امروزه توجه شرکت های برق منطقه ایی و مشترکین آنها به شکل روزافزونی به مسئله کیفیت توان یا کیفیت برق معطوف شده است. واژه کیفیت برق در کشورهای صنعتی و در صنعت برق کاربرد فراوانی پیدا کرده است مبحث فوق تعداد بسیار زیادی از اعوجاجهای شبکه را پوشش می دهد. موضوعاتی که تحت مبحث کیفیت برق قرار می گیرند لزوماً مفاهیم تازه ای نیستند، لیکن آنچه جدید است تلاش مهندسین برای جمع آوری این مطالب و قرار دادن آنها در الگوهای مشخص می باشد. به عبارت دیگر نگاهی تازه به اعوجاجهای موجود در سیستم های قدرت به منزله مطلب جدیدی خود را نشان داده است که کنکاش در آن یکی از مهمترین موارد در مطالعة این سیستم ها به شمار می آید.
بطور کلی می توان دلایل زیر را برای توجه روزافزون به مبحث کیفیت برق ذکر نمود:
- تأکید روزافزون بر بهبود راندمان کلی شبکه های قدرت، باعث استفاده از وسایلی از قبیل محرکه های موتور با قابلیت تنظیم سرعت و نیز خازنهای موازی برای بهبود ضریب قدرت شده است. بکمک خازنهای موازی میزان تلفات شبکه کاهش می یابد اما این خازنها مشخصه امپدانس – فرکانس شبکه را نیز تغییر می دهند و باعث ایجاد پدیده تشدید و در نتیجه تقویت اعوجاج بصورت گذرا و نیز افزایش سطح اعوجاج هارمونیکی در شبکه می شوند. از سوی دیگر وسایل کنترل کننده سرعت موتورها، مقدار هارمونیک ها را در شبکه قدرت بالا برده و روی توانایی های سیستم تأثیر می گذارند. به عبارت دیگر کاربرد وسایل و تجهیزات جدید که از نیازهای مبرم یک سیستم قدرت مدرن است خود عامل بوجود آوردن مشکلات جدیدی شده است که نیاز به بررسی تأثیرات متقابل اینگونه تجهیزات بر شبکه و شبکه بر اینگونه تجهیزات را لازم می سازد.
فهرست مطالب
عناوین صفحه
فصل اول: مفاهیم و تعاریف
1-1- مقدمه 1
1-2- تعریف کیفیت برق 3
1-3- کیفیت ولتاژ 5
1-4- رده بندی عمومی مسائل کیفیت توان 5
1-5- گذرا 8
1-6 تغییرات بلند مدت ولتاژ 9
1-7- تغییرات کوتاه مدت ولتاژ 10
1-8- عدم تعادل ولتاژ 11
1-9- اعوجاج در شکل موج 13
1-10- نوسان ولتاژ 13
1-11- تغییرات فرکانس قدرت 14
- فصل دوم :پدیده های گذرا
2-1- مقدمه 16
2-2- اضافه ولتاژهای گذرا 16
2-3- انواع موج ضربه ای با انرژی زیاد 20
2-4- اصول حفاظتی در مقابل حالات گذرا 21
2-5- تجهیزات مناسب پیشنهادی برای حفاظت …. 23
2-6- توصیه ها و راهکارهای اجرایی در مقابله …. 24
فصل سوم : فلش و قطعی ولتاژ
3-1- مقدمه 33
3-2- علل ایجاد منش ولتاژ 34
3-3- تخمین مشخصه ها مختلف فلش ولتاژ 34
3-7- رابطه بین فلش ولتاژ و عملکرد تجهیزات 40
3-8- اصول اساسی حفاظت در مقابل فلش ولتاژ 46
فصل چهارم : تغییرات بلند مدت ولتاژ عدم تعادل ولتاژ و تغییرات فرکانس
4-1- تغییرات بلند مدت ولتاژ 51
4-2- عدم تعادل ولتاژ 54
4-3- تغییرات فرکانس 58
فصل پنجم: نوسان ولتاژ (فلیکر)
5-1- تشریح پدیده نوسان ولتاژ 63
5-2- عوامل بوجود آورنده فلیکر ولتاژ 64
5-3-مشخصه های یک نوسان ولتاژ نمونه 65
5-5 مبانی فلیکر متر IEC 67
5-6- ارزیابی شاخص کوتاه مدت شدت فلیکر 69
5-7- ارزیابی شاخص بلند مدت شدت فلیکر 69
5-11- حدود مجاز فلیکر در سطوح مختلف ولتاژ 70
5-12- حدود مجاز برای تغییرات سریع ولتاژ 71
5-14- نکاتی در خصوص اندازه گیری فلکیر 73
5-15- راه اندازهای موتورها 73
فصل ششم : هارمونیکها
6-1- شناخت و بررسی مقدماتی هارمونیکها 77
6-2- منابع تولید هارمونیک 82
6-3- اثر اعوجاج هارمونیکی بروی عملکرد تجهیزات و… 84
6-4- پاسخ سیستم قدرت به منابع هارمونیکی 85
6-5- شناسایی محل منابع هارمونیکی 91
6-6- مبانی کنترل هارمونیک ها 92
6-9- مقررات برخی از کشورها در رابطه …. 94
6-10- استاندارد مجاز هارمونیک ها در شبکه برق ایران 97
6-12- هارمونیک های میانی 104
فصل هفتم : قابلیت اطمینان
7-1- مقدمه 105
7-2- انواع ساختار شبکه های توزیع 107
7-3- انواع شبکه های توزیع از نظر ساختمان 114
7-4- قابلیت اطمینان در شبکه های توزیع 115
فصل هشتم : نکاتی در خصوص اندازه گیری کیفیت برق ، بازرسی و اطمینان از کیفیت آن
8-1- مقدمه 121
8-2- نیاز به مونیتورینگ در مسله کیفیت برق 121
8-3- مشخصات تجهیزات مشترکین و تاثیر کیفیت 125
8-4- تجهیزات مونیتورینگ کیفیت برق 132
8-5- چگونگی انتخاب ترانسیوسرها 134
8-6- تغذیه وسایل اندازه گیری 145
8-7- روشهای کاربرد دستگاههای مونیتورینگ 146
8-8- محل اندازه گیری و دریافت اطلاعات 151
8-9- نحوه اتصال مونیتورینگ کیفیت برق 155
8-10- آستانه های اندازه گیری و جمع آوری اطلاعات 157
8-11- طول دوره مونیتورینگ 162
8-12- تفسیر نتایج مونیتورینگ 163
مقدمه
در فصل اول ابتدا در مورد ضرورت جبران سازی بطور خلاصه بحث می شود . سپس به مفهوم توان راکتیو و اهمیت کنترل که شامل اصلاح ضریب توان و تنظیم ولتاژ در سیستم تکفاز بوده پرداخته و در آخر در مورد ضرورت جبران راکتیو قابل تنظیم بحث می گردد .
1-1 ضرورت جبران سازی
در یک سیستم قدرت الکتریکی ac ایده آل ، ولتاژ و فرکانس در هر نقطه تغذیه ثابت و عاری از هارمونیک و ضریب توان واحد خواهد بود . مخصوصاً این پارامترها مستقل از اندازه و مشخصات بارهای مصرفی خواهند بود . در یک سیستم ایده آل ، هر بار مصرفی طوری طراحی می شود که به جای آنکه در یک محدوده وسیعی از ولتاژ غیر قابل پیش بینی رفتار و عملکرد مناسبی داشته باشد ، در یک ولتاژ معین تغذیه بهترین عملکرد را داشته باشد . به علاوه ، تداخلی بین بارهای مختلف که می تواند از تغییرات جریان هر بار ناشی شود ، وجود نداشته باشد . از کیفیت تغذیه ،بر حسب اینکه چگونه ولتاژ وفرکانس در نقطه تغذیه تقریباً ثابت است و چگونه ضریب توان به یک نزدیک است ، میتوان تصوری داشت .
تعریف ) کیفیت تغذیه ( در عبارت عددی مشخص کردن میانگین حداکثر تغییرات ) کیفیت تغذیه ( تصور منظور شود . تعریف مقدار موثر ولتاژ در یک فاصله زمانی است . این مشخص کردن میتواند با استفاده از مفاهیم آماری با دقت بیشتری انجام گیرد و این روش مخصوصًا در مواردی که تغییرات ولتاژ به طور سریع انجام میگیرد) مثلا” در تغذیه کوره های الکتریکی(مفید خواهد بود .
فصل اول :مقدمه
1-1- ضرورت جبران سازی………………………………………………… 2
1-2- اهداف در جبران بار …………………………………………………….2
1-3- جبران کننده ایده ال…………………………………………………………4
1-4- بارهائیکه به جبران سازی نیاز دارند…………………………………………5
1-5- استاندارد های مورد قبول برای کیفیت تغذیه…………………………………. 7
1-6- مشخصات یک جبران کننده بار…………………………………………….8
1-7- مفهوم توان راکتیو………………………………………….10
1-8- اهمیت کنترل توان راکتیو…………………………………………….12
1-9- تئوری اساسی جبران………………………………………….13
10-1- ضریب توان و اصلاح آن……………………………………………13
1-11-تنظیم ولتاژ………………………………………………… 17
1-12- ضرورت جبران راکتیو قابل تنظیم………………………………22
1-13- جبران کننده های پسیو……………………………………..23
1-4-1 راکتورهای شنت………………………………………………..24
1-51-خازنهای شنت……………………………………………. 27
1-16- کاربرد در سیستم انتقال…………………………………………29
1-17- خازنهای سری……………………………………………………..31
1-81- کاربرد درفیدر های توزیع………………………………………. 31
1-19- کاربرد در سیستم انتقال EHV…………………………………………………..31
1-20- جبران کننده های اکتیو……………………………………………………………………35
1-21- مشخصات جبران کنند ه های استاتیک………………………………………………… 36
1-22- انواع اصلی جبران کننده استاتیکی……………………………………………………..38
1-23- کندانسورهای سنکرون………………………………………………41
فصل دوم :آشنایی با کیفیت توان در شبکه های توزیع
2-1- مقدمه ای بر کیفیت توان………………………………… 44
.2-2- تعریف کیفیت برق………………………………………47
2-3- اصطلاحات وتعاریف…………………………………………………48
2-4- پدیده های مهم و موثر در کیفیت برق………………………………..49
2-5- حدود مجاز پدیده های کیفیت برق و توصیه های اجرایی برای شرکت های برق ………….57
2-6 حد مجاز عدم تعادل جریان برای هر مشترک ……………………..61
فصل سوم :نقش ادوات FACTS در شبکه های توزیع
3-1- ادوات FACTS…………………………………..64
3-2- مزایای ادوات FACTS………………………………………………………..69
3-3- ادوات CUSTOM POWER……………………………………70
فصل چهارم : مطالعه و بررسی DSTATCOM
4-1- جبران ساز استاتیکی توزیع DSTATCOM……………………………………114
4-2- بهبود کیفیت توان با استفاده از DSTATCOM و سیستم ذخیره انرژی………………….. 116
4-3-4مناطق استفاده……………………………………………………………………..117
4-4 جبرانسازی بار با DSTATCOM در شبکه های acضعیف……………………………… 187
4-5- ارزیابی راندمانDSTATCOM…………………………………………………….120
4-6- DSTATCOM برای منابع غیر سخت…………………………………122
4-7- مد استاندارد……………………………………………………………. 125
4-8- ترکیب کنترلرهای سری و موازی……………………………………………. 129
4-9- نمونه هایی از کاربرد انواع بهینه سازهای برق :……………………………..132
فصل پنجم: شبیه سازی DSTATCOM در یک شبکه توزیع نمونه
5-1- مقدمه…………………………………………………………….137
5-2- بررسی سیستم DSTATCOM……………………………………………..137
5-3- توصیف عملکرد DStatcom…………………………………………..139
5-4- مزایای DStatcom…………………………………….142
5-5- شبیه سازی…………………………………………………142
فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات با ارائه منحنی
6-1 مقدمه………………………………………………………150
6-2 نتایج شبیه سازی در شبکه توزیع:. …………………….154
مراجع…………………………………………………………….164
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل 1-1 ……………………………………………………… 7
شکل 1-2…………………………………………………….. 14
شکل1-3…………………………………………………………. 18
شکل1-4…………………………………………………………. 25
شکل 1-5 …………………………………………………….. 25
شکل1-6 ……………………………………………………… 26
شکل1-7…………………………………………………………. 27
شکل1-8……………………………………………………….. 30
شکل1-9 ………………………………………………………….. 30
شکل1-10…………………………………………………………… 35
شکل 1-11 ………………………………………………………….. 36
شکل 1-12…………………………………………………………………. 36
شکل 1-13………………………………………………………………… 39
شکل1-14……………………………………………………………. 40
شکل2-1…………………………………………………………. 55
شکل3-1 ………………………………………………………….. 65
شکل3-2…………………………………………………………………. 66
شکل3-3………………………………………………………………. 66
شکل3-4………………………………………………………….. 66
شکل3-5………………………………………………………….. 67
شکل3-6…………………………………………………………………. 69
شکل3-7…………………………………………………………………. 72
شکل3-8……………………………………………………………. 72
شکل4-1……………………………………………………………. 126
شکل4-2………………………………………………………….. 132
شکل5-1 ………………………………………………………. 141
شکل6-1…………………………………………………….. 154
شکل6-2………………………………………………………. 155
شکل6-3…………………………………………………………….. 156
شکل6-4…………………………………………………………….. 157
شکل6-5………………………………………………………………. 160