پروژه بهبود کیفیت توان و حذف هارمونیکها در سیستمهای الکتریکی

چکیده

پروژه بهبود کیفیت توان و حذف هارمونیکها در سیستمهای الکتریکی،پایان نامه پروژه بهبود کیفیت توان و حذف هارمونیکها در سیستمهای الکتریکی،پروژه بهبود کیفیت توان،پایان نامه بهبود کیفیت توان،دانلود پروژه بهبود کیفیت توان،دانلود پایان نامه بهبود کیفیت توان،کیفیت توان،توان،توان اکتیو،هارمونیک،حذف هارمونیک ها،بهبود کیفیت توان و حذف هارمونیک ها در سیستم های قدرت،پایان نامه های برق،پایان نامه برق،پروژه برق،مقاله بهبود کیفیت توان،مقالات برق،دانلود پروژه بهبود کیفیت توان

در چندین دهه قبل زمانیکه برق به عنوان یک کالای تجاری مطرح گردید ، هزینه‌ای از مصرف کنندگان برق دریافت می شد که معادل هزینه انرژی اولیه برای تولید برق و هزینه‌های سربار آن بود.

چند دهه بعد، شرکتهای متولی تولید برق متوجه شدند که هزینه دیگری باید از مصرف‌کنندگان اخذ شود زیرا مشاهده شد که نوع دیگری از توان در شبکه بین مصرف کننده و تولید کننده وجود دارد که به نام توان راکتیو یا مجازی نامیده شد، تولید کننده برای تولید آن هزینه‌ای نمی‌پرداخت و برای مصرف کننده نیز کاری انجام نمی‌داد در نتیجه برای تولیدکنندگان هزینه‌ای نداشت و برای مصرف‌کنندگان فایده‌ای نداشت اما مشکلاتی برای شبکه برق و تولیدکنندگان برق ایجاد می کرد از جمله ، اشغال ظرفیت خطوط و تجهیزات و افزایش تلفات انتقال ، محدودشدن تحریک نیروگاهها و … که باعث شد شرکتهای برق جریمه‌ای به عنوان جریمه توان راکتیو از برخی مشترکین دریافت نمایند.

برای دانلود به ادامه مطلب بروید

توان راکتیو مقدار توانی بود که بین مصرف‌کننده و تولیدکننده بصورت نوسانی جابجا می شود.

در برق عناصر مقاومتی توان راکتیو تولید نمی‌نمایند ولی خازن و سلف توان راکتیو تولید می‌‌نمایند با این تفاوت که رفت و برگشت توان در آنها با شبکه ۱۸۰ اختلافی فاز دارد یعنی خازن در نیم سیکل اول از شبکه انرژی می گیرد در نیم سیکل دوم همان انرژی را به شبکه برمی‌گرداند ولی سلف عکس آن است. درنتیجه برای حذف توان راکتیو، هر مصرف‌کننده باید به اندازه سلف خود خازن و یا به انداره خازن خود، سلف قرار دهد تا این جابجایی انرژی در دو نیم سیکل بین این دو عنصر صورت گیرد و مصرف کننده با تولیدکننده توان راکتیو تبادل ننماید.

این قضیه ادامه داشت تا اینکه در دهه اخیر شرکتهای برق متوجه شدند که مصرف‌کننده‌ها از دید توان اکتیو و راکتیو با هم مساوی نیستند. بعنوان مثال، یک مصرف کننده که ۱۰KW برق را برای لامپ روشنایی مصرف می کند با یک مصرف کننده که ۱۰KW برای جوشکاری مصرف میکند از دید شرکت برق یکسان نیستند ولی هر دو یک هزینه برق پرداخت می‌کنند در حالی که دستگاه جوشکاری مشکلات متعددی نظیر نوسانات ولتاژ ، صدمه به لوازم خانگی و .. را همراه دارد.

در اینجا بود که موضوعی به نام کیفیت مصرف برق مطرح شد و شرکتهای برق به وضع قوانینی پرداختند که در آن هزینه سومی به عنوان کیفیت مصرف برق مشخص شد که در آن هزینه پرداختی مصرف‌کنندگان فقط به مقدار توان اکتیو و راکتیو آنها بستگی ندارد و به نحوه مصرف برق بستگی دارد.

در ادامه چنانچه برق را به یک رودخانه‌ای تشبیه نمائیم که از نیروگاهها سرچشمه می‌گیرد و در طول مسیر خود ( توسط شبکه‌ ) به مصرف کننده‌های مختلفی انشعاب می‌گیرد. یک مصرف‌کننده که برق را با کیفیت بد مصرف می نماید، در این مثال مانند این است که در محل مصرف آب رودخانه آن را آلوده می‌نماید بر اساس نوع آلودگی و حجم آن، این آلودگی می تواند به انشعابها بالاتر رودخانه نیز سرایت نماید و از آن طریق آب مصرفی دیگر مصرف کنندگان نیز آلوده گردد.

این موضوع دقیقاً در شبکه های برق رخ می دهد و بر اساس نوع و مقدار آلودگی یک مصرف کننده به مصرف کنندگان دیگر آسیب می بیند یک مثال ساده آن ، همان کم نور شدن یا سوسوزدن لامپ خانه شما است در هنگامی که در همسایگی شما جوشکاری در حال انجام کاراست.

از طرف دیگر مصرف‌کنندگان برق نیز با توجه به اینکه دستگاههای برقی روز به روز حساستر می‌شوند نیاز به برق سالمتر و با کیفیت بهتر دارند که در دهه اخیر مصرف‌کنندگان نیز مدعی خرید برق با کیفیت مورد نظر خود هستند و این موضوع بحث کیفیت توان ( POWER QUALITY ) را جدی تر نموده است.

برای اندازه گیری کیفیت مصرف برق پارامترهایی مطرح شدند که عبارتند از : هارمونیک ،فلیکر، افت ولتاژ ، اضافه ولتاژ ، حالتهای گذرا و … که در شماره های بعد به شرح هر یک از آنها پرداخته می‌شود.

از آنجا که انرژی مولد و متحرک ماشین آلات صنعتی انرژی الکتریکی می‌باشد کیفیت و سالم بودن آن در تولید با کیفیت و سطح بالا، بسیار مؤثر می‌باشد. اخیراً با توجه افزایش آلاینده‌های کیفیت برق نظیر بارهای غیرخطی، بارهای الکترونیکی و الکترونیک قدرتی، کیفیت انرژی الکتریکی کاهش یافته و منجر به زیانهای بسیاری برای صنایع گردیده است.

بهبود کیفیت برق و کاهش عوامل آلاینده آن ( نظیر هارمونیکها، افت و خیزهای ولتاژ و …) می‌تواند مزایای زیر را برای صنایع در بر داشته باشد:

– جلوگیری از اغتشاشات و عملکرهای ناصحیح سیستمهای الکترونیکی و کنترلی

-جلوگیری از کاهش طول عمر تجهیزات برق نظیر ترانسفورماتورها، کابلها، سیستمهای الکترونیکی و کنترلی نظیر کنترل دورها، PLCها و …

– جلوگیری از تلفات انرژی و خطای سیستمهای اندازه‌گیری

 

   مقدمه

هدف اصلی

عبارت کیفیت گاهی اوقات به عنوان مترادف کلمه قابلیت اطمینان برای نشان دادن وجود منبع قدرت مناسب و مطمئن بکار می رود . تعریف جامع تر به صورت « کیفیت سرویس » مطرح شده است که شامل سه نقطه نظر قابلیت اطمینان منابع تغذیه ، کیفیت توان تحویل داده شده و نیز تهیه و دسترسی به اطلاعات شبکه است . با استفاده از عناوین مقالات و پروژه های مختلف در سالهای اخیر می توان کیفیت توان را کیفیت ولتاژ نیز تعریف کرد . با افزایش اعمال کنترل با استفاده از سیستمهای الکترونیک قدرت در شبکه های انتقال و شرکنهای توزیع ، تعریف دوم کیفیت توان مقبولیت بیشتری پیدا نموده است .

اکثر کارهای پیشین در زمینه کیفیت توان با مسئله هارمونیکها مرتبط بوده است در حالیکه اعوجاج هارمونیکها یکی از مشکلات فزاینده کیفیت است ، مفهوم وسیع تر کیفیت توان شامل تغییرات گذرا و غیر پریودیک شکل موج ایده آل نیز میگردد. چنین انحرافاتی برای ارزیابی سازکاری الکترو مغناطیسی( E M C )  به کار می رود، موضوعی که شامل عملکرد مناست تجهیزات و سیستم ها بدون تداخل با یکدیگر و یا تداخل ناشی از دیگر تجهیزات سیستم بر روی خود تجهیز است . چون سیستم قدرت وسیله ای برای انتقال تداخلات بین مصرف کنندگان مختلف است لذا مشخصه مهم کیفیت سیستم قدرت شامل قابلیت سیستم قدرت در انتقال و تحویل انرژی الکتریکی به مصرف کنندگان در محدوده های مشخص شده توسط استانداردهای E  M C  میباشد .

در این قسمت هدف اصلی یعنی کیفیت توان سیستم های قدرت ، همراه با تشریح اجمالی انحرافات ایجاد شده در شکل موج ها و اثر این انحرافات بر روی عملکرد سیستم قدرت مورد بحث و بررسی قرار میگیرد . این موارد سپس با مقدمه ای اجمالی به مبحث مونیتورینگ و روشهای تخمین حالت که در بررسی و ارزیابی کیفیت توان مورد استفاده قرار میگیرند ، دنبال می شود .

فصل اول

اغتشاشات

در مبحث کیفیت توان ، اغتشاش همان انحراف موقتی از حالت دائمی شکل موج است که به علت خطاهای کوتاه مدت و یا تغییرات ناگهانی در سیستمهای قدرت ایجاد می شود . اغتشاشات براساس نظریه I E C شامل فرورفتگی و لتاژ ، قطعی های کوتاه مدت ، افزایش ولتاژ و گذرا های ضربه ای و نوسانی است .

۱ -فرورفتگی ولتاژ ( کاهش کوتاه مدت ولتاژ )

فرورفتگی ولتاژ ، به کاهش ناگهانی (بین ۱۰% تا ۹۰% ) ولتاژ در یک نقطه از سیستم الکتریکی گفته میشود که از نیم سیکل تا چند ثانیه طول می کشد ( شکل ۱ ـ ۱ )    . فرورفتگی هایی که دوام آنها کمتر از نیم سیکل است به صورت گذرا در نظر گرفته می شوند .

فرورفتگی ولتاژ ممکن است به علت عملیات کلید زنی ناشی از قطع شدن منبع تغذیه ، عبور جریان های بالا ناشی از راه اندازی بارهای موتوری بزرگ یا عبور جریان های خطا بوجود آید . این وقایع ممکن است ناشی از مشترکین یا خطا در شبکه برق باشد . دلیل اصلی فرورفتگی های لحظه ای ولتاژ ، احتمالاً بر خورد صاعقه می باشد .

فرورفتگیها بر حسب زمان در سه گروه دسته بندی می شوند : ۴ سیکلی ( زمان تقریبی بر طرف شدن خطا ) ، ۳۰ سیکلی ( زمان باز بست لحظه ای کلیدهای قدرت ) و ۱۲۰ سیکلی ( زمان بازبست تأخیری کلید های قدرت ) . در اکثر مواردی که امروزه مشاهده می شوند اثر فرورفتگی ولتاژ بر تجهیزات بستگی به مقدار فرورفتگی ولتاژ و مدت زمان تداوم فرورفتگی دارد . مطالعات نشان میدهد که حدود %۴۰ مواقع این کاهش ، به اندازه ای است که از میزان تحمل قابل قبول داده شده در استاندارد تجهیزات کامپیوتری بیشتر است . از دیگر تأثیرات ممکن میتوان به : خاموشی لامپ های تخلیه ، عملکرد نادرست ادوات کنترلی ، نوسان سرعت یا توقف موتورها ، فرمان قطع کنتاکتورها ، عدم کارکرد مناسب سیستم کامپیوتری یا خطا در کموتاسیون اینورتورها اشاره نمود . راه حل ممکن برای رفع فرورفتگی های ولتاژ استفاده از منابع قدر ت غیر قابل قطع یا بهبود دهنده توان می باشد .

406

۲ -قطعی های کوتاه مدت

قطعی کوتاه مدت را می‌توان به عنوان کمبود ولتاژی با دامنه ۱۰۰% در نظر گرفت ( شکل ۱ ـ ۲ ) . دلایل وقوع این پدیده سوختن فیوز یا باز شدن کلیدهای قدرت و یا تأثیر یک قطعی در بخش بزرگی از سیستم است . به عنوان مثال : قطعی های منابع تغذیه به مدت چند سیکل ( در یک کارخانه شیشه سازی ) یا چند ثانیه ( در یک مرکز کامپیوتر ) ممکن است موجب صدها هزار دلار خسارت شود  حفاظت اصلی مصرف کننده در مقابل چنین اتفاقی نصب منابع قدرت غیر قابل قطع است .
407

۳-برآمدگی ولتاژ ، افزایش ولتاژ کوتاه مدت

بر آمدگی ولتاژ که در شکل ۱ ـ ۳ نشان داده شده است یک افزایش در مقدار موثر است که گاهی اوقات با فرورفتگی ولتاژ همراه است . برآمدگی ولتاژ معمولاً روی فازهای بدون خطای یک سیستم سه فاز ظاهر می شود و ناشی از خطای تک فاز در همان سیستم است . علت دیگر آن حذف بار می باشد که پس از آن ولتاژ بالا میرود . برآمدگی های ولتاژ می توانند کنترلرهای الکتریکی و راه اندازهای موتورهای الکتریکی را از کار بیندازد . به ویژه راه اندازها با قابلیت تنظیم سرعت که به دلیل سیستم حفاظت داخلی شان از کار می افتند . برآمدگی ولتاژ هم چنین بر قطعات ظریف کامپیوتر تاثیر نامناسب گذاشته و باعث کوتاه کردن طول عمر آنها میگردد راه حلهای ممکن برای محدود کردن این مشکل همانند آنچه که در مورد کمبودها عنوان شد استفاده از منابع قدر ت غیر قابل قطع و بهبود دهنده ها است .

408

۴-گذراها                       

اختلالات با دوره زمانی کوتاه تر از بر آمدگیها و فرورفتگی ها در گروه  گذر اها  دسته بندی می شوند این اختلالات به علت تغییرات ناگهانی در سیستم قدرت بوجود می آیند.

بر اساس مدت تداوم آنهاا، اضافه ولتاژهای گذرا را می توان به دو گروه موج کلیدزنی (بادوامی در رنج میلی ثانیه) و ضربه ( بادوامی در رنج میکرو ثانیه ) تقسیم نمود.

موجها ، پالسهای پرانرژی هستند که از اغتشاشات ناشی از کلیدزنی در سیستم قدرت بوجود میآیند و یا در نتیجه تشدید در مدارهایی که با عناصر کلیدزنی در ارتباط هستند بوجود می آیند. این موج‌های پالسی شکل به علت تغییر پله‌ای و ناگهانی بار نیز بوجود می‌آیند به ویژه ، کلیدزنی خازنی می تواند سبب تشدید شده و به اضافه ولتاژی که گاهی سه یا چهار برابر مقدار ولتاژ نامی است منجر گردد . چنین حالتی می تواند به آسیب ( خرابی ) ادوات و تجهیزات حفاظتی منجر شود . به طور خاص ،کنترلرهای الکترونیکی موتورهای صنعتی در برابر این گذراها حساس هستند.

 

 

فهرست مطالب

فصل اول
– اغتشاشات
– فرورفتگی ولتاژ
– قطعی کوتاه مدت
– برآمدگی ولتاژ
– گذارها
– شکاف ولتاژ
– نامتعادلی
– اعوجاج
– نوسانات ولتاژ
– فلیکر
– علل فلیکر
– اثرات فلیک
فصل دوم
– ارزیابی کیفیت
– تخمین حالت کیفیت توان
– نامتعادلی ولتاژ
– نوسان ولتاژ و فلیکر
فصل سوم
– ثبت وقایع
– مونترینگ فلیکر
– فلیکرIEC
– فلیکرمتر دیجیتال در حوزهء زمان
– فرکانس نمونه گیری
– طراحی فیلتر وزنی دیجیتال
– مقبولیت آزمایشات
– فلیکر متر دیجیتال در حوزهء فرکانس
– آزمایشات تطابق
– اندازه گیری فلیکر قوس الکتریکی
– برآورد فلیکر حالت مانا
– خلاصه ای از مطالب
– نتایج و تحقیقات آتی
منابع و مآخذ

 

تصاویر فایل word و slide پروژه :

401 402 403

404 405

 

 

 

خرید آنلاین پروژه

کليک جهت خريد کالا ، به منظور پذيرش قوانين و مقررات سايت مي باشد .

 

  • فرمت فایل : Word , PPT –  تعداد صفحات به ترتیب: ۲۲ و ۵۳ صفحه
  • حجم فایل : ۱٫۴۳ مگا بایت
  • برای دانلود مقالات و پروژه های بیشتر در گرایش قدرت اینجا کلیک کنید.

درصورت بروز مشکل در هنگام خرید با ایمیل زیر در ارتباط باشید.

ایمیل مدیریت پارسی برق : admin@parsibargh.com