پروژه مبدل های ولتاژ نوری تحولی در سیستم های توزیع (Optical voltage Converters  an evolution in Distributed Systems)

چکیده پروژه

سیستم‌های حسگر نوری کاربردهای گسترده‌ای در سیستم‌های فشار قوی پیدا کرده‌اند. این ادوات عموما زمانی به کار می‌روند که رده‌های پیشرفته‌تری از ترانسفورماتورهای اندوکتیو یا خازنی معمول مورد نیاز باشند. این سطح و رده پیشرفته‌تر دارای ویژگی‌هایی است مانند: دقت و صحت عمل بالاتر در گستره دینامیکی بزرگتر، پهنای باند وسیع‌تر، وزن سبکتر و حذف عایق روغن و…

سیستم ترانسفورماتور ولتاژ نوری OVT ترکیبی است متشکل از سه بخش اصلی: ستون‌های فشار قوی، بخش الکترونیکی و سیستم کابل‌های نوری. ستون‌ها در محوطه پست‌های فشار قوی قرار می‌گیرند و ولتاژ قوی را از زمین مجزا کرده و نیز حسگرهای ولتاژ نوری را در خود جای می‌دهند. ادوات الکترونیکی مربوط به حسگرهای نوری، در اتاق کنترل قرار می‌گیرند و کابل‌های فیبر نوری، نور را بین سیستم الکترونیکی و حسگرهای نوری انتقال می‌دهند. سیستم الکترونیکی میزان ولتاژ بر نور را اندازه گرفته و اندازه‌ای متناسب با ولتاژ مربوطه مشخص می‌کند.

پروژه مبدل های ولتاژ نوری تحولی در سیستم های توزیع،پروژه مبدل های ولتاژ نوری تحولی در سیستم های توزیع،مبدل های ولتاژ نوری،مبدل ولتاژ نوری،پروژه مبدل ولتاژ نوری،پایان نامه مبدل ولتآژ نوری،دانلود پروژه مبدل ولتآژ نوری،دانلود پایان نامه مبدل ولتاژ نوری،پایان نامه های برق،پروژه برق،مقالات برق،مقاله مبدل ولتاژ نوری،مبدل ولتاژ نوری در پست های فشارقوی،پروژه مبدل ولتاژ نوری تحولی در سیستم های توزیع،optical voltage Converters،پروژه های کارشناسی برق،سیستم های توزیع،پروژه مبدل ولتاژ نوری در سیستم های توزیع

 برای دانلود به ادامه مطلب بروید

این دستگاه‌ها، در نقاط مختلفی چون ایالات متحده آمریکا، کانادا، سوئد و آلمان به کار گرفته شده و وسایل فشار قوی را به ادوات سنجشی کنترل و حفاظتی دیجیتالی مرتبط می‌سازد.

این پروژه به بررسی اصول کار، ساختمان، مزایا و معایب این مبدل‌ها می‌پردازد.

 

ترانسفورماتورهای ولتاژ نوری، نسل جدیدی از ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری هستند که اصول کار آنها مبتنی بر حسگرهای نوری است. مزایای زیادی که این مبدل‌های نوری نسبت به ترانسفورماتورهای معمولی دارا می‌باشند، این مبدل‌ها را کانون توجه متخصصان و مهندسان قدرت در دهه‌های اخیر، قرار داده است. پس از هموار شدن راه برای استفاده از مبدل‌های جریان نوری در اواخر دهه ۱۹۶۰ و اوایل دهه ۱۹۷۰ پیشرفت و بسط این تکنولوژی به طراحی و ساخت ترانسفورماتورهای هیبرید ولتاژ نوری انجامید و نهایتا رشد روزافرون دانش فنی متخصصان را به سمت ترانسفورماتورهای هیبرید ولتاژ و جریان نوری سوق داده است. از جمله مهمترین تولیدکننده‌های این مبدل‌ها شرکت‌های NXTPHASE در کانادا و ABB در سوئد می‌باشند. اخیرا پژوهشگاه وزارت نیرو نیز به تکنولوژی ساخت این مبدل‌ها دست یافته است.

همانگونه که اشاره شد در دهه‌های اخیر تکنولوژی ساخت مبدل‌های نوری پیشرفت چشمگیری داشته و امروز اکثر کشورها از این تکنولوژی و مزایای بسیار آن در صنعت برق خود استفاده می‌کنند.

مبدل‌های ولتاژ نوری در مقایسه با انواع ترانسفورماتورهای ولتاژ کنونی مزایای بسیاری دارا هستند که از آن جمله می‌توان به دقت بهتر، وزن کمتر، سادگی ساختمان، حمل و نقل و نصب راحت‌تر، پهنای باند فرکانسی بالاتر و… اشاره کرد. آشنا نبودن اکثر دانشجویان با اصول کار و ساختمان آنها لزوم انجام چنین پروژه‌ای را تبیین می‌کند.

این پروژه طی ۷ فصل به بررسی اصول کار و ساختمان این مبدل‌ها می‌پردازد. فصل دوم به اختصار ترانسفورماتورهای معمولی و مرسوم که از گذشته تاکنون در صنعت برق کاربرد داشته‌اند، معرفی می‌کند.

در فصل سوم، ساختمان و تجهیزات این مبدل‌ها معرفی می‌شوند.

در فصل چهارم، پس از بیان مختصری از فیزیک نور، فیبرهای نوری، منابع نوری، آشکارسازهای نوری و اساس کار حسگرهای نوری میدان الکتریکی معرفی می‌شوند. در فصل پنجم به بررسی اصول طراحی مبدل‌های نوری پرداخته می‌شود. در این فصل همچنین به منظور درک بهتر از عملکرد این مبدل‌ها، شرح آزمایشات مختلفی که برای بررسی صحت و دقت عمل این مبدل‌ها بر روی آنها انجام گرفته به همراه نتایج مربوطه آورده شده‌اند.

و فصل ششم به معرفی مزایا و معایب این مبدل‌ها، نسبت به انواع مرسوم، اختصاص می‌یابد.

نهایتا در فصل هفتم به نتیجه‌گیری و ارائه پیشنهادات می‌پردازیم.

جهت آشنایی کلی با ترانسفورماتورهای مرسوم که در حال حاضر در اکثر پست‌های فشار قوی به کار می‌روند، به معرفی و بیان مختصری از انواع و ویژگی‌های آن می‌پردازیم:

 

 

۲-۱- معرفی ترانسفورماتور ولتاژ مرسوم

ترانسفورماتورهای ولتاژ مرسوم برای تبدیل ولتاژ فشار قوی به ولتاژی با دامنه پایین (و با توان مصرفی کم) جهت سه هدف عمده و مهم اندازه‌گیری، حفاظت و کنترل به کار می‌روند. این نوع ترانسفورماتورها با ایزوله‌کردن ولتاژ فشار قوی اولیه از دستگاه‌های قابل دسترسی در طرف ثانویه، از خطرات ناشی از مواجهه با ولتاژ فشار قوی جلوگیری می‌کنند.

با توجه به این موضوع و نیز دلایلی مانند کاهش تنوع در محصولات تولیدی ایزولاسیون مناسبتر، ایمنی بیشتر برای دستگاه‌ها و نیز کاربران، سهولت استفاده و به‌کارگیری دستگاه‌ها، دلایل اقتصادی و…. دستگاه‌هایی چون دستگاه‌های اندازه‌گیری، ثبات‌ها، رله‌ها، کنتورها، تجهیزات اسکادا و… برای کار با ولتاژ ترانسفورماتورهای ولتاژ ساخته و تولید می‌شوند. از این‌رو وجود ترانسفورماتورهای ولتاژ در شبکه اجتناب‌ناپذیر است چرا که برای هرگونه تصمیم‌گیری پیرامون وضعیت فعلی و آینده شبکه به لحاظ کنترل توان اکتیو، توان راکتیو، محاسبات پخش بار و… نیاز به اطلاعاتی است که توسط دستگاه‌های اندازه‌گیری و کنتورها به مرکز می‌رسند و یا در مواقع اضطراری چنانچه ولتاژ از حد مجاز خود خارج شده و یا خطایی در شبکه رخ داده باشد رله‌ها بخوبی می‌بایست قادر به تشخیص و عمل باشند. لذا وجود ترانسفورماتورهای ولتاژ در سیستم قدرت ضروری و حایز اهمیت می‌باشد.

 

 

 

۲-۲- اصول کار ترانسفورماتور ولتاژ:

ترانسفورماتورهای ولتاژ نیز نظیر سایر ترانسفورماتورها براساس القای متقابل بین دو سیم‌پیچ که بر روی یک مدار مغناطیسی (هسته آهنی) قرار دارند، عمل نموده و به‌طور کلی شامل دو سیم‌پیچ اولیه و ثانویه می‌باشد. سیم‌پیچ اولیه به صورت موازی در مدار قرار می‌گیرد و سیم‌پیچ ثانویه ولتاژ مورد نظر کاربردهای خاص را تامین می‌نماید. اصول کار این ترانسفورماتورها مشابه ترانسفورماتورهای قدرت می‌باشد.

در سیستم‌های فشار قوی ترانسفورماتور ولتاژ معمولا تکفار بوده و اولیه آنها مستقیما بین فاز و زمین شبکه فشار قوی متصل می‌گردد.

 

 

۲-۳- انواع ترانسفورماتورهای ولتاژ:

۲-۳-۱- انواع ترانسفورماتورهای ولتاژ از نظر ساختاری:

انواع ترانسفورماتورهای ولتاژ از نظر ساختاری به دو نوع تقسیم‌بندی می‌شوند:

– ترانسفورماتورهای ولتاژ مغناطیسی یا اندوکتیو (MVT)

– ترانسفورماتورهای ولتاژ خازنی (CVT)

در ترانسفورماتورهای ولتاژ اندوکتیو، تبدیل ولتاژ به کمک نسبت تبدیل سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه و یک واحد مغناطیسی انجام می‌گیرد. این ترانسفورماتور غالبا در سطوح ولتاژی پایین، اقتصادی‌تر بوده و تا ولتاژ‌های ۵/۷۲ کیلووات مستقیما به خط فشار قوی متصل می‌گردد. در پست‌های فشار قوی که از MVTها برای حفاظت، اندازه‌گیری و سنکرونیزاسیون استفاده می‌شود، فرستنده و گیرنده‌های PLC در صورت وجود بایستی الزاما از طریق خازن‌های کوپلاژ مجزا به شبکه متصل گردند.

با افزایش ولتاژ نامی شبکه از ترانسفورماتورهای ولتاژ خازنی که از یک مقسم خازنی نیز برای کاهش ولتاژ بهره می‌گیرند اقتصادی‌تر عمل می‌کنند.

اجزای اصلی یک ترانسفورماتور ولتاژ خازنی به شرح زیر می‌باشد:

– مقسم خازنی (CVD)

– ترانسفورماتور ولتاژ میانی (IVT)

مقسم خازنی معمولا از چند واحد خازنی (که بر حسب سطح ولتاژ و ظرفیت مورد نیاز سری شده و ستون خازنی را می‌سازد) تشکیل شده است. توسط مقسم خازنی ولتاژ فشار قوی شبکه به ولتاژ متوسطی در حدود چند ده کیلوولت پایین آورده شده و به این ترتیب امکان استاندارد نمودن ترانسفورماتور ولتاژ میانی برای ولتاژهای مختلف اولیه را میسر می‌نماید.

مقسم‌های خازنی غالبا از نوارهای فلزی با عایق‌های کاغذی که در روغن‌های معدنی غوطه‌ور هستند، ساخته می‌شوند.

پس از تقلیل ولتاژ اولیه شبکه توسط مقسم خازنی به یک ولتاژ متوسط یک ترانسفورماتور ولتاژ میانی این ولتاژ را به ولتاژهای ثانویه مناسب و استاندارد برای کار رله‌ها و دستگاه‌های اندازه‌گیری و حفاظتی کاهش می‌دهد.

 

۲-۳-۲- انواع ترانسفورماتورهای ولتاژ از نظر عایق‌بندی:

ترانسفورماتورهای ولتاژ از نظر عایق‌بندی اصلی به سه دسته تقسیم می‌شوند:

– نوع خشک با عایق رزین

– نوع روغنی با عایق کاغذ آغشته به روغن

– نوع SF6

ساخت ترانسفورماتور ولتاژ نوع خشک با عایق رزین برای ولتاژهای پایین مرسوم (۲۰-۶۳ کیلوولت) مرسوم بوده و موارد استعمال آن بیشتر در محل‌های سرپوشیده می‌باشد.

ساخت ترانسفورماتورهای ولتاژ از نوع روغنی با کاغذ آغشته به روغن برای ولتاژهای پایین تا بالاترین ولتاژ فشار قوی معمول بوده و در حال حاضر عمده ترانسفورماتورهای ولتاژ فشار قوی و فوق فشار قوی از این نوع ساخته می‌شوند.

ترانسفورماتورهای ولتاژ نوع SF6 که در آنها نظیر کلیدهای قدرت از ماده عایقی SF6 استفاده می‌شود، نسبت به انواع ترانسفورماتورها هنوز در مراحل اولیه استفاده می‌باشد.

 

 

۲-۴- کلاس دقت:

کلاس دقت و مقادیر مجاز خطای دامنه و فاز با توجه به مشخصه‌های متفاوت هسته‌های حفاظتی و اندازه‌گیری ترانسفورماتورهای ولتاژ، از یکدیگر متفاوت بوده و مقادیر متفاوت آنها به وسیله استاندارد ۱۶۸- IEC ارائه شده است:

 

الف) ترانسفورماتورهای ولتاژ اندازه‌گیری:

براساس استاندار ۱۶۸- IEC کلاس‌های دقت استاندارد برای ترانسفورماتورهای ولتاژ اندازه‌گیری عبارتند از: ۱/۰ – ۲/۰ – ۵/۰- ۱-۳

ب) ترانسفورماتورهای ولتاژ حفاظتی:

کلاس‌های دقت استاندارد برای ترانسفورماتورهای ولتاژ حفاظتی عبارتند: P6، P3

که در آن P نشان‌دهنده هسته حفاظتی ترانسفورماتور و ارقام ۶ و ۳ عبارتند از حداکثر درصد خطای دامنه کلاس مربوطه.

 

تقریبا تمامی کمیات فیزیکی و نیز شمار زیادی از خصوصیات شیمیایی توسط حسگرهای نوری قابل اندازه‌گیری می‌باشند. برخی از این مشخصات عبارتند از:

دما، فشار، فلو یا شار، سطح مایع، جابجایی، ارتعاش، دوران، میدان‌های مغناطیسی، شتاب، نوع و گونه شیمیایی، نیرو، HP، تشعشع، رطوبت، تنش، سرعت، میدان‌های الکتریکی و میدان‌های آکوستیک (صوتی).

تکنیک‌های مختلف اندازه‌گیری کمیات توسط نور بسته به موارد زیر به گروه‌های متفاوتی تقسیم می‌شوند:

۱) مکانیسم عمل تشخیص در حسگر نوری

۲) نقش فیبر نوری در پروسه تشخیص

از جمله مزایای حسگرهای نوری نسبت به حسگرها و سنسورهای غیرنوری، حساسیت بالا، اثرناپذیری الکتریکی، عاری بودن از اختلالات الکترومغناطیسی و توانایی‌ها و قابلیت‌های متعدد می‌باشد.

از آنجا که اساس کار مبدل‌های ولتاژ نوری برپایه حسگرهای نوری میدان الکتریکی مبتنی است، جهت درک مکانیزم عملکرد این مبدل‌ها لازم است ابتدا مطالبی پیرامون فیزیک نور فیبر نوری و… بدانیم.

 

۴-۱- فیبرهای نوری

اگر دو محیط با ضریب شکست‌های n1 و n2 داشته باشیم، به‌طوری که n1>n2 باشد، اگر نور از محیطی که ضریب شکست بیشتری دارد (n1) به مرز دو محیط با زاویه‌ای بیش از زاویه حد بتابد در داخل محیط اول منعکس شده و وارد محیط دوم (n2) نمی‌شود. به این پدیده خاصیت بازتابش کلی می‌گویند. در فیبر نوری از این ویژگی نور استفاده می‌کنند. فیبر نوری از دو بخش تشکیل می‌شود: هسته و پوشش که ضریب شکت هسته بیشتر از ضریب شکست پوشش است. در نتیجه نور داخل هسته فیبر محصور شده و انتشار می‌یابد. انتشار نور در فیبر شامل مجموعه گسسته‌ای از این اشعه‌های نوری است که به آنها (مود) می‌گویند.

 

۴-۲- انواع فیبر نوری

فیبر نوری براساس تعداد مودهای هدایت‌شده به دو دسته تقسیم می‌شوند:

فیبر تک‌مودیو فیبر چندمودی. فیبرها از نظر ضریب شکست نیز شامل دو دسته‌اند با ضریب شکست تدریجی و یا با ضریب شکست پله‌ای.

در فیبر شکست پله‌ای، ضریب شکست در تمام هسته n1 است و ناگهان در مرز هسته و پوشش ضریب شکست تغییر کرده n2 می‌شود. اما در فیبر با ضریب شکست تدریجی، ضریب شکست فیبر در هسته تابعی از فاصله تا مرکز فیبر است و تغییر می‌کند تا اینکه در مرز هسته و پوشش به مقدار n2 می‌رسد و در پوشش فیبر ضریب شکست، مقدار ثابت n2 می‌ماند.

 

 

فهرست مطالب

– چکیده پروژه
فصل اول: مقدمه
فصل دوم: معرفی انواع ترانسفورماتورهای ولتاژ مرسوم
– اصول کار ترانسفورماتور ولتاژ
– انواع ترانسفورماتور‌های ولتاژ
– انواع ترانسفورماتورهای ولتاژ از نظر ساختاری
– انواع ترانسفورماتورهای ولتاژ از نظر عایق‌بندی.
– کلاس دقت
فصل سوم: ساختمان و اجزاء تشکیل‌دهنده مبدل‌های ولتاژ نوری
فصل چهارم: اصول کار ترانسفورماتورهای ولتاژ نوری
– فیبرهای نوری
– انواع فیبر نوری
– مشخصات انتقال نور
– تضعیف
– پاشندگی و پهنای باند
– مقایسه انواع فیبر نوری
– منابع نوری
– آشکار سازهای نوری
– نور و انواع پلاریزسیون نور
– اثر پاکلز
– حسگرهای نوری میدان الکتریکی
فصل پنجم: طراحی، مکانیزم عمل و بهره‌برداری OVT
– طراحی OVT
– مکانیزم عملکرد یک OVT
– بررسی رفتار OVT
– پاسخ (OVT) به آزمایشات مربوط به گستره دینامیکی وسیع
– پاسخ (OVT) به آزمایشات مربوط به اغتشاشات محتمل در میدان الکتریکی
– پاسخ (OVT) به آزمایشات مربوط به رطوبت
– پاسخ (OVT) به آزمایشات مربوط به آلودگی ایزولاتور
– پاسخ (OVT) به آزمایشات مربوط به پهنای باند فرکانسی
– پاسخ (OVT) به آزمایش مربوط به گستره دمایی
– پاسخ (OVT) به آزمایش مربوط به لرزش و ارتعاش مکانیکی
– سایر آزمایشات
– نمونه های عملی نصب در نیروگاه
فصل ششم: مقایسه مبدل‌های ولتاژ نوری با مبدل‌های متداول
– مزایا و ویژگی‌های (OVT)
– نصب ترانسفورماتور ولتاژ نوری
– ملاحظات اقتصادی
– معایب ترانسفورماتورهای ولتاژ نوری
فصل هفتم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات
فهرست منابع و مآخذ

 

تصاویر فایل پروژه :

409 410 411

412

 

 

 

خرید آنلاین پروژه

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

 

  • فرمت فایل : Word –  تعداد صفحات : ۶۴ صفحه
  • حجم فایل : ۷٫۷۴ 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