بررسي كيفيت توان در شبكه هاي 20 كيلو ولت
تعداد صفحه: 130
نوع فايل: Word
چكيده
بحث كيفيت برق ازابتداي شناخت الكتريسيته مطرح بوده است و اما آنچه در گذشته بعنوان كيفيت برق در نظر گرفته ميشد به دليل عدم حساسيت زياد مصرف كننده ها ، وصل يا قطعي آن بوده و تنها بود يا نبود برق براي مصرف كننده ها اهميت داشت ، ولي امروزه با گسترش شبكه هاي توزيع برق و افزايش تعداد ونوع مصرف كننده ها تنها بود و نبود برق اهميت ندارد بلكه كيفيت برق براي كارخانجات و مصرف كننده گان انرژي الكتريكي از اهميت خاصي برخوردار است ، زيرا امروزه بارهاي صنعتي به مراتب حساس تر از بارهاي قديمي بوده و افزايش بازدهي سيستمها در گرو كيفيت برق ميباشد ونيز از طرفي اتصال نيروگاههاي كوچك به شبكه ازطريق دستگاههاي الكترونيكي كه حساسيت بيشتري دارند ونيز وجود لوازمي چون كامپيوترها ودستگاههاي صنعتي قابل برنامه ريزي وكنترل كننده ها وسيستمهاي تمام اتوماتيك صنعتي وسيستمهاي بانكي و بيمارستاني وغيره كه به اغتشاش وزمان قطعي برق حساسند و ازسوي ديگر استفاده از لوازم توليد كننده اغتشاش در سيستم قدرت وكنترل كننده هاي دور موتور واستفاده از لامپهاي كم مصرف وتخليه گازي در مصارف روشنايي كه رو به افزايش است باعث شده شكايات رسيده به شركتهاي توزيع برق افزايش يافته وشركتهاي توزيع را برآن داشته كه به فكر بررسي عوامل كاهش كيفيت برق را شناسايي ونسبت به اصلاح آنهااقداماتي انجام دهند كه در اين پروژه به اهم شاخصهاي برق و عوامل كاهش كيفيت برق وراهكارهاي پيشنهادي اشاره شده ونمونه اي از اطلاعات كيفيت توان دريكي از فيدرهاي توزيع برق تهران برداشت شده است .
مقدمه ..............................................................................................................................................................................7
فصل اول- مفاهيم ، تعاريف و پارامترهاي كيفيت توان
دلايل مطرح شدن كيفيت توان ....................................................................................................................9
هدف از اندازه گيري پارامترهاي كيفيت برق درشبكه ................................................................................9
تعريف كيفيت توان......................................................................................................................................10
پارامترهاي اصلي كيفيت توان ...................................................................................................................10
شاخصهاي تا ثير گذار در كيفيت توان .....................................................................................................10
قطعي ها ....................................................................................................................................10
تغيرات ولتاژ ..............................................................................................................................11
عدم تعادل ولتاژ............................................................................................................................................12
فليكر ولتاژ ...............................................................................................................................12
اغتشاشات گذرا ........................................................................................................................13
گذراي ضربه اي .......................................................................................................13
گذراي نوساني ........................................................................................................14
اعوجاج ها .................................................................................................................................15
هارمونيك ها ...........................................................................................................15
هارمونيك مياني .....................................................................................................15
نويز...........................................................................................................................16
شكاف ( بريدگي ) ...................................................................................................16
تغيرات فركانس .........................................................................................................................17
تحليل هارمونيكي ......................................................................................................................................18
تحليل غير خطي در حوزه زمان ...............................................................................................19
تحليل غير خطي در حوزه فركانس .........................................................................................20
تحليل خطي در حوزه فركانس .................................................................................................23
الگوريتم تحليل خطي در حوزه فركانس .................................................................................24
روابط محاسبه جريانهاي هارمونيكي .......................................................................................24
نفوذ جريان هارمونيكي ............................................................................................................27
اختلاف فاز ناشي از ترانسفورمرها ...........................................................................................27
پارامترهاي اعوجاج هارمونيكي ...............................................................................................33
ضريب اعوجاج هارمونيكي تجمعي ........................................................................33
ضريب تاثير برسيستم تلفن ( TIF ) ...................................................................33
ضريب I.T ..........................................................................................................34
امپدانس هارمونيكي از ديد هر باس ........................................................................................35
محاسبه امپدانس هارمونيكي ...................................................................................................35
تعيين فركانسهاي تشديد ........................................................................................................37
فصل دوم -عوامل كاهش كيفيت توان در شبكه هاي توزيع
عوامل قطعي در شبكه ................................................................................................................................39
عوامل بروز تغييرات ولتاژ ( برآمدگي يا فلش ولتاژ ) ...............................................................................39
بروز اتصال كوتاه دائمي در شبكه هاي شعاعي .......................................................................40
راه اندازي موتورهاي الكتريكي ................................................................................................40
عوامل ايجاد عدم تعادل در شبكه هاي توزيع ..........................................................................................42
عوامل عمده توليد كننده نوسانات ولتاژ (فليكر ولتاژ) ............................................................................43
ترانس جوشكاري .....................................................................................................................43
بالابرهاي ساختماني ........... .....................................................................................................44
اره هاي نجاري ... ........................................................................ .............................................45
دستگاه نقطه جوش ( كابينت سازي ) .. ..................................................................................45
عوامل بوجود آورنده اغتشاشات گذرا .......................................................................................................46
منابع توليد اعوجاجات (هارمونيكها) ... ............................................ ........................................................46
مبدل هاي AC/DC ..... ............................................ ...........................................................47
كوره هاي الكتريكي .. ............................................ ..................................................................48
جبران كننده هاي استاتيكي توان راكتيو .... ..........................................................................49
ترانسفورمرهاي قدرت ..... ............................................ ......................................................... 50
اشباع ناشي از افزايش ولتاژ .......... ....................................................................... 50
جريان هجومي ترانسفورمر .... .............................................................................. 50
لامپ هاي تخليه گازي ........... ............................................ ................................................... 51
ساير منابع ... ............................................ ............................................................................... 54
اينورترهاي تك فاز و سه فاز ..... ...........................................................................54
تجهيزات حرارتي كه به روش كنترل فاز كنترل مي شوند ...................................54
مبدل هاي فركانسي ....... ..................................................................................... 54
منابع تغذيه سوئيچينگ ....... ............................................................................... 54
گيرنده هاي تلويزيوني .... .................................................................................... 54
دستگاه هاي شارژكننده باطري ........ ....................................................................54
فصل سوم-آثار كاهش كيفيت توان برروي سيستم وتجهيزات شبكه و مصرف كننده ها
آثار قطعي وتغيرات ولتاژ بر روي شبكه هاي توزيع و مشتركين ...... ......................................................56
اثرات نامتعادلي ولتاژ و جريان .............. ............................................ .......................................................56
آثار هارمونيك ها ..... ............................................ ............................................ ..................................... 57
اثر برروي خازنها ..... ............................................ ...................................................................58
لامپ هاي روشنايي و المان هاي حرارتي .......... .................................................................... 61
موتورهاي آسنكرون (القايي) ............. .................................................................................... 63
ماشين هاي سنكرون ... ............................................ ...............................................................64
ترانسفورمرها ............................................................................................................................64
عملكرد رله ها ........ ............................................ .....................................................................65
وسايل اندازه گيري الكتريكي ............................................ .....................................................66
كليد هاي فشارقوي ........ ............................................ ........................................................... 66
عايق ها ........ ............................................ .............................................................................. 67
فيوزها ......... ............................................ ................................... ............................................67
سيستم هاي مخابراتي ..... ............................................ ......................................................... 67
فصل چهارم-راههاي بهبود كيفيت توان ازطريق جلوگيري از عوامل كاهش دهنده كيفيت توان در شبكههاي توزيع
راه هاي پيشگيري از قطعي ها ..... ............................................ ............................................................... 70
روشهاي كاهش تغيرات ولتاژ ( جبران فلش ولتاژ) ........ ....................................................................... 71
راهكارهاي مشتركين ....... ............................................ ......................................................... 71
راهكارهاي شركتهاي برق منطقه اي ...... ............................................................................... 73
راه هاي كاهش عدم تعادلي ولتاژ در شبكه هاي توزيع .. ........................................................................ 74
راهكارهاي حذف يا كاهش اثرات بارهاي ضربه اي( فليكر ولتاژ ) .... ..................................................... 75
روشهاي حذف هارمونيك ها ......... ............................................ ............................................................ 76
روشهاي چند پالسه ..... ............................................ ............................................................. 76
فيلتر هاي غير فعال ..... ............................................ ............................................................. 77
فيلترهاي فعال ......... ............................................ .................................................................. 77
روشهاي ديگري نيز براي حذف هارمونيك ها .. .................................................................... 79
روشهاي كاهش اثرات نامطلوب خازن ها ..... ........................................................................ 79
فصل پنجم-استانداردهاي اندازه گيري و مقدار مجاز پارامترهاي كيفيت توان
فواصل زماني اندازه گيريها ......... ............................................ ................................................................ 84
اندازه گيري هارمونيكها ....... ............................................ ..................................................... 84
اندازه گيري تغيرات ولتاژ ( فليكر – فلش و عدم تعادلي ) ....... ............................................ 84
بازه هاي زماني لازم براي اندازه گيري . ............................................ .......................................................84
فليكر .. ............................................ ............................................ ........................................... 84
هارمونيكها ..... ............................................ ............................................................................ 85
عدم تعادل ولتاژ .......... ............................................ ...............................................................85
حدود مجاز پديده هاي كيفيت برق ............................................ ............................................................. 85
تغيرات ولتاژ . ............................................ ...............................................................................85
فليكر ولتاژ ............................................ .................................................................................. 85
عدم تعادل ولتاژ ............................................ ......................................................................... 86
هارمونيكها .. ............................................ ............................................................................... 86
هارمونيكهاي ولتاژ ........ .........................................................................................86
هارمونيكهاي جريان . ............................................................................................ 86
فركانس . ............................................ ..................................................................................... 87
گزارش اندازه گيري ........ ............................................ ..............................................................................87
فصل ششم-دو مورد از نتايج ارزيابي پارامترهاي كيفيت توان در پستهاي 20 كيلو ولت شبستر
نتايج ارزيابي پارمترهاي كيفيت توان در پست كارخانه آرد ................................................................. 89
مشخصات پست ..................... ............................................ ....................................................89
مشخصات اندازه گيري . ............................................ ............................................................. 89
كميت هاي اندازه گيري شده . ............................................ ................................................... 89
بررسي كفيت ولتاژ . ...............................................................................................90
اعوجاج كلي ولتاژ ...............................................................93
اعوجاج تكي ولتاژ .............................................................. 97
عدم تعادل ولتاژ .. ........................................................... 100
فليكر ولتاژ ... ................................................................... 101
بررسي كيفيت جريان ... ......................................................................................102
اعوجاج كلي ديماند ( Total demand distortion )......102
اعوجاج تكي جريان فازها ................................................106
مقايسه با استاندارد ......................................................... 107
مقادير جريان .................................................................. 109
بررسي فركانس ...... .............................................................................................111
بررسي توان ...... ............................................ .....................................................112
نتايج ارزيابي پارمترهاي كيفيت توان در پست رسول دباغي ( ريخته گري ) .....................................118
كميت هاي اندازه گيري شده..... ............................................................................................118
بررسي كفيت ولتاژ...... .........................................................................................118
اعوجاج كلي ولتاژ.... .........................................................118
اعوجاج تكي ولتاژ........ ....................................................121
بررسي كيفيت جريان... .......................................................................................123
اعوجاج كلي ديماند ( Total demand distortion ).....124
اعوجاج تكي جريان فازها ...............................................126
تحليل و بررسي نتايج بدست آمده و ارائه راه كار .... .............................................................................128
فصل هفتم-ضمائم و منابع
3792
بررسي كيفيت توان در شبكه هاي 20 كيلو ولت
تعداد صفحه: 130
نوع فايل: Word
چكيده
بحث كيفيت برق ازابتداي شناخت الكتريسيته مطرح بوده است و اما آنچه در گذشته بعنوان كيفيت برق در نظر گرفته ميشد به دليل عدم حساسيت زياد مصرف كننده ها ، وصل يا قطعي آن بوده و تنها بود يا نبود برق براي مصرف كننده ها اهميت داشت ، ولي امروزه با گسترش شبكه هاي توزيع برق و افزايش تعداد ونوع مصرف كننده ها تنها بود و نبود برق اهميت ندارد بلكه كيفيت برق براي كارخانجات و مصرف كننده گان انرژي الكتريكي از اهميت خاصي برخوردار است ، زيرا امروزه بارهاي صنعتي به مراتب حساس تر از بارهاي قديمي بوده و افزايش بازدهي سيستمها در گرو كيفيت برق ميباشد ونيز از طرفي اتصال نيروگاههاي كوچك به شبكه ازطريق دستگاههاي الكترونيكي كه حساسيت بيشتري دارند ونيز وجود لوازمي چون كامپيوترها ودستگاههاي صنعتي قابل برنامه ريزي وكنترل كننده ها وسيستمهاي تمام اتوماتيك صنعتي وسيستمهاي بانكي و بيمارستاني وغيره كه به اغتشاش وزمان قطعي برق حساسند و ازسوي ديگر استفاده از لوازم توليد كننده اغتشاش در سيستم قدرت وكنترل كننده هاي دور موتور واستفاده از لامپهاي كم مصرف وتخليه گازي در مصارف روشنايي كه رو به افزايش است باعث شده شكايات رسيده به شركتهاي توزيع برق افزايش يافته وشركتهاي توزيع را برآن داشته كه به فكر بررسي عوامل كاهش كيفيت برق را شناسايي ونسبت به اصلاح آنهااقداماتي انجام دهند كه در اين پروژه به اهم شاخصهاي برق و عوامل كاهش كيفيت برق وراهكارهاي پيشنهادي اشاره شده ونمونه اي از اطلاعات كيفيت توان دريكي از فيدرهاي توزيع برق تهران برداشت شده است .
مقدمه ..............................................................................................................................................................................7
فصل اول- مفاهيم ، تعاريف و پارامترهاي كيفيت توان
دلايل مطرح شدن كيفيت توان ....................................................................................................................9
هدف از اندازه گيري پارامترهاي كيفيت برق درشبكه ................................................................................9
تعريف كيفيت توان......................................................................................................................................10
پارامترهاي اصلي كيفيت توان ...................................................................................................................10
شاخصهاي تا ثير گذار در كيفيت توان .....................................................................................................10
قطعي ها ....................................................................................................................................10
تغيرات ولتاژ ..............................................................................................................................11
عدم تعادل ولتاژ............................................................................................................................................12
فليكر ولتاژ ...............................................................................................................................12
اغتشاشات گذرا ........................................................................................................................13
گذراي ضربه اي .......................................................................................................13
گذراي نوساني ........................................................................................................14
اعوجاج ها .................................................................................................................................15
هارمونيك ها ...........................................................................................................15
هارمونيك مياني .....................................................................................................15
نويز...........................................................................................................................16
شكاف ( بريدگي ) ...................................................................................................16
تغيرات فركانس .........................................................................................................................17
تحليل هارمونيكي ......................................................................................................................................18
تحليل غير خطي در حوزه زمان ...............................................................................................19
تحليل غير خطي در حوزه فركانس .........................................................................................20
تحليل خطي در حوزه فركانس .................................................................................................23
الگوريتم تحليل خطي در حوزه فركانس .................................................................................24
روابط محاسبه جريانهاي هارمونيكي .......................................................................................24
نفوذ جريان هارمونيكي ............................................................................................................27
اختلاف فاز ناشي از ترانسفورمرها ...........................................................................................27
پارامترهاي اعوجاج هارمونيكي ...............................................................................................33
ضريب اعوجاج هارمونيكي تجمعي ........................................................................33
ضريب تاثير برسيستم تلفن ( TIF ) ...................................................................33
ضريب I.T ..........................................................................................................34
امپدانس هارمونيكي از ديد هر باس ........................................................................................35
محاسبه امپدانس هارمونيكي ...................................................................................................35
تعيين فركانسهاي تشديد ........................................................................................................37
فصل دوم -عوامل كاهش كيفيت توان در شبكه هاي توزيع
عوامل قطعي در شبكه ................................................................................................................................39
عوامل بروز تغييرات ولتاژ ( برآمدگي يا فلش ولتاژ ) ...............................................................................39
بروز اتصال كوتاه دائمي در شبكه هاي شعاعي .......................................................................40
راه اندازي موتورهاي الكتريكي ................................................................................................40
عوامل ايجاد عدم تعادل در شبكه هاي توزيع ..........................................................................................42
عوامل عمده توليد كننده نوسانات ولتاژ (فليكر ولتاژ) ............................................................................43
ترانس جوشكاري .....................................................................................................................43
بالابرهاي ساختماني ........... .....................................................................................................44
اره هاي نجاري ... ........................................................................ .............................................45
دستگاه نقطه جوش ( كابينت سازي ) .. ..................................................................................45
عوامل بوجود آورنده اغتشاشات گذرا .......................................................................................................46
منابع توليد اعوجاجات (هارمونيكها) ... ............................................ ........................................................46
مبدل هاي AC/DC ..... ............................................ ...........................................................47
كوره هاي الكتريكي .. ............................................ ..................................................................48
جبران كننده هاي استاتيكي توان راكتيو .... ..........................................................................49
ترانسفورمرهاي قدرت ..... ............................................ ......................................................... 50
اشباع ناشي از افزايش ولتاژ .......... ....................................................................... 50
جريان هجومي ترانسفورمر .... .............................................................................. 50
لامپ هاي تخليه گازي ........... ............................................ ................................................... 51
ساير منابع ... ............................................ ............................................................................... 54
اينورترهاي تك فاز و سه فاز ..... ...........................................................................54
تجهيزات حرارتي كه به روش كنترل فاز كنترل مي شوند ...................................54
مبدل هاي فركانسي ....... ..................................................................................... 54
منابع تغذيه سوئيچينگ ....... ............................................................................... 54
گيرنده هاي تلويزيوني .... .................................................................................... 54
دستگاه هاي شارژكننده باطري ........ ....................................................................54
فصل سوم-آثار كاهش كيفيت توان برروي سيستم وتجهيزات شبكه و مصرف كننده ها
آثار قطعي وتغيرات ولتاژ بر روي شبكه هاي توزيع و مشتركين ...... ......................................................56
اثرات نامتعادلي ولتاژ و جريان .............. ............................................ .......................................................56
آثار هارمونيك ها ..... ............................................ ............................................ ..................................... 57
اثر برروي خازنها ..... ............................................ ...................................................................58
لامپ هاي روشنايي و المان هاي حرارتي .......... .................................................................... 61
موتورهاي آسنكرون (القايي) ............. .................................................................................... 63
ماشين هاي سنكرون ... ............................................ ...............................................................64
ترانسفورمرها ............................................................................................................................64
عملكرد رله ها ........ ............................................ .....................................................................65
وسايل اندازه گيري الكتريكي ............................................ .....................................................66
كليد هاي فشارقوي ........ ............................................ ........................................................... 66
عايق ها ........ ............................................ .............................................................................. 67
فيوزها ......... ............................................ ................................... ............................................67
سيستم هاي مخابراتي ..... ............................................ ......................................................... 67
فصل چهارم-راههاي بهبود كيفيت توان ازطريق جلوگيري از عوامل كاهش دهنده كيفيت توان در شبكههاي توزيع
راه هاي پيشگيري از قطعي ها ..... ............................................ ............................................................... 70
روشهاي كاهش تغيرات ولتاژ ( جبران فلش ولتاژ) ........ ....................................................................... 71
راهكارهاي مشتركين ....... ............................................ ......................................................... 71
راهكارهاي شركتهاي برق منطقه اي ...... ............................................................................... 73
راه هاي كاهش عدم تعادلي ولتاژ در شبكه هاي توزيع .. ........................................................................ 74
راهكارهاي حذف يا كاهش اثرات بارهاي ضربه اي( فليكر ولتاژ ) .... ..................................................... 75
روشهاي حذف هارمونيك ها ......... ............................................ ............................................................ 76
روشهاي چند پالسه ..... ............................................ ............................................................. 76
فيلتر هاي غير فعال ..... ............................................ ............................................................. 77
فيلترهاي فعال ......... ............................................ .................................................................. 77
روشهاي ديگري نيز براي حذف هارمونيك ها .. .................................................................... 79
روشهاي كاهش اثرات نامطلوب خازن ها ..... ........................................................................ 79
فصل پنجم-استانداردهاي اندازه گيري و مقدار مجاز پارامترهاي كيفيت توان
فواصل زماني اندازه گيريها ......... ............................................ ................................................................ 84
اندازه گيري هارمونيكها ....... ............................................ ..................................................... 84
اندازه گيري تغيرات ولتاژ ( فليكر – فلش و عدم تعادلي ) ....... ............................................ 84
بازه هاي زماني لازم براي اندازه گيري . ............................................ .......................................................84
فليكر .. ............................................ ............................................ ........................................... 84
هارمونيكها ..... ............................................ ............................................................................ 85
عدم تعادل ولتاژ .......... ............................................ ...............................................................85
حدود مجاز پديده هاي كيفيت برق ............................................ ............................................................. 85
تغيرات ولتاژ . ............................................ ...............................................................................85
فليكر ولتاژ ............................................ .................................................................................. 85
عدم تعادل ولتاژ ............................................ ......................................................................... 86
هارمونيكها .. ............................................ ............................................................................... 86
هارمونيكهاي ولتاژ ........ .........................................................................................86
هارمونيكهاي جريان . ............................................................................................ 86
فركانس . ............................................ ..................................................................................... 87
گزارش اندازه گيري ........ ............................................ ..............................................................................87
فصل ششم-دو مورد از نتايج ارزيابي پارامترهاي كيفيت توان در پستهاي 20 كيلو ولت شبستر
نتايج ارزيابي پارمترهاي كيفيت توان در پست كارخانه آرد ................................................................. 89
مشخصات پست ..................... ............................................ ....................................................89
مشخصات اندازه گيري . ............................................ ............................................................. 89
كميت هاي اندازه گيري شده . ............................................ ................................................... 89
بررسي كفيت ولتاژ . ...............................................................................................90
اعوجاج كلي ولتاژ ...............................................................93
اعوجاج تكي ولتاژ .............................................................. 97
عدم تعادل ولتاژ .. ........................................................... 100
فليكر ولتاژ ... ................................................................... 101
بررسي كيفيت جريان ... ......................................................................................102
اعوجاج كلي ديماند ( Total demand distortion )......102
اعوجاج تكي جريان فازها ................................................106
مقايسه با استاندارد ......................................................... 107
مقادير جريان .................................................................. 109
بررسي فركانس ...... .............................................................................................111
بررسي توان ...... ............................................ .....................................................112
نتايج ارزيابي پارمترهاي كيفيت توان در پست رسول دباغي ( ريخته گري ) .....................................118
كميت هاي اندازه گيري شده..... ............................................................................................118
بررسي كفيت ولتاژ...... .........................................................................................118
اعوجاج كلي ولتاژ.... .........................................................118
اعوجاج تكي ولتاژ........ ....................................................121
بررسي كيفيت جريان... .......................................................................................123
اعوجاج كلي ديماند ( Total demand distortion ).....124
اعوجاج تكي جريان فازها ...............................................126
تحليل و بررسي نتايج بدست آمده و ارائه راه كار .... .............................................................................128
فصل هفتم-ضمائم و منابع
3792
تميز كردن نماي ساختمان