پروژه بررسی و مقایسه عملکرد انواع svc نسبت به خازن در سیستم توزیع و انتقال برق. doc

نوع فایل: word

قابل ویرایش 165 صفحه

چکیده:

امروزه با توجه به گسترش روزافزون استفاده از انرژی الکتریکی، مسئله انتقال قدرت الکتریکی اهمیت زیادی یافته و روز به روز در حال گسترش است. گسترش خطوط انتقال نیرو با مشکلاتی روبرو است که برای رفع آن طرح‌های مختلفی مطرح گردیده است. یکی از این مشکلات، نوسانات ولتاژ و عدم تثبیت آن در طول شبکه می‌باشد.

برای رفع این مشکل از شیوه جبران توان راکتیو سیستم استفاده شده است و انواع جبران‌کننده‌های توان راکتیو به بازار عرضه شده‌اند. در این رساله به دنبال معرفی انواع جبران‌کننده‌های توان راکتیو و ویژگی‌های آنان می‌باشیم. از اصلی‌ترین انواع آنان می‌توان به بانک‌های خازنی، ماشین‌های گردان و جبران‌کننده‌های ایستای توان راکتیو (SVC) اشاره کرد. با توجه به کاربرد بیشتر SVCها در خطوط انتقال نسبت به دو نوع ذکر شده دیگر، تأکید خود را بر روی این نوع جبران‌کننده توان راکتیو معطوف داشته و مطالب بیشتری را در مورد SVCها بررسی خواهیم کرد.

مقدمه:

در عصر حاضر شاهد تحولی عمیق در سیستم‌های انتقال قدرت و همچنین گسترش خطوط انتقال و توزیع در سراسر دنیا می‌باشیم. از علل این امر می‌توان به رشد صنعت، افزایش مصارف غیرصنعتی و عدم امکان تولید انرژی در محل زندگی اشاره کرد.

از طرفی عواملی مانند مسائل زیست‌محیطی، بار سنگین مالی احداث خطوط جدید، مسائل زمین در کشورهائی که دچار کمبود زمین می‌باشند جزو عوامل محدودکننده گسترش خطوط انتقال می‌باشند.

اما با توجه به همه عوامل ذکر شده شاهد گسترش روزافزون خطوط انتقال و پیشرفت فن‌اوری مربوط به آن می‌باشیم. از مشکلات فنی گسترش خطوط انتقال می‌توان، عدم قابلیت اعتماد بالا، بحث پایداری ولتاژ و فرکانس در مکان‌های تغذیه و... اشاره کرد.

در یک سیستم قدرت ایده‌آل، ولتاژ و فرکانس در هر نقطه تغذیه ثابت و عاری از هارمونیک است. از آنجائی که امپدانس‌های اجزاء قدرت بطور غالب راکتیو می‌باشند، انتقال توان اکتیو مستلزم وجود اختلاف زاویه فاز بین ولتاژ ابتدا و انتهای خط است. در حالی که برای انتقال توان راکتیو لازم است که اندازه این ولتاژها متفاوت باشد. بنابراین ثابت نگهداشتن فرکانس توسط ایحاد توازن قدرت اکتیو بین منبع تولید و مصرف‌کننده تحقق می‌یابد و کنترل ولتاژ به وسیله نظارت بر میزان توان راکتیو مصرفی توسط بار حاصل می‌شود.

عدم توازن قدرت اکتیو از تأثیر آن بر سرعت یا فرکانس ژنراتور حس می‌شود. در صورت کاهش بار و اضافه بودن تولید ژنراتور، ژنراتور تمایل به افزایش سرعت و فرکانس خود دارد و در صورت افزایش بار و کمبود تولید، سرعت و فرکانس ژنراتور رو به کاهش است. انحراف فرکانس از مقدار نامی آن به عنوان سیگنالی جهت تحریک سیستم کنترل دور ژنراتور انتخاب می‌شود. به این ترتیب با ایجاد توازن قدرت اکتیو بین منبع تولید و مصرف‌کننده، فرکانس سیستم ثابت نگه‌داشته می‌شود.

اما لازمه انتقال توان راکتیو وجود اختلاف در اندازه ولتاژ دو سرخط انتقال می‌باشد. بنابراین مصرف‌کننده‌های توان راکتیو عامل مهمی در ایجاد نوسان در اندازه ولتاژ هستند. به خصوص با سیستم‌های تغذیه با سطح اتصال کوتاه کوچک یا خطوط انتقال طولانیسطح ولتاژ به شدت تحت تأثیر بارهای راکتیو مثل خازن‌ها، راکتورها و ترانسفورماتورهاست. نیروگاه‌ها دارای سیستم کنترل ولتاژ هستند که کاهش ولتاژ را حس کرده و فرمان کنترل لازم برای بالا بردن تحریک ژنراتورها و در نتیجه افزایش ولتاژ ژنراتور تا سطح نامی را صادر می‌کنند. با بالابردن تحریک (در حالت فوق تحریک) قدرت راکتیو توسط ژنراتورها تولید می‌شود. لیکن قدرت راکتیو تولیدی ژنراتور به خاطر مسائل حرارتی سیم‌پیچ‌ها محدود بوده و ژنراتور نمی‌تواند به تنهائی تمام قدرت‌ راکتیو مورد نیاز سیستم را تأمین کند. همچنین در شرایط بروز اضافه ولتاژ، ژنراتورها می‌توانند به صورت زیر تحریک به کار افتاده، مقداری از قدرت راکتیو اضافی سیستم را مصرف نمایند. لیکن به لحاظ ملاحظات پایداری، قدرت راکتیو مصرفی ژنراتورها نیز محدود بوده و نمی‌توانند به تنها مسئله اضافه تولید قدرت راکتیو و افزیش ولتاژ ناشی از آن را حل کنند.

بنابراین احتیاج به وسیله‌ای داریم که در حالت اول بتواند قدرت راکتیو به شبکه تزریق کند و در حالت دوم قدرت راکتیو اضافی سیستم را مصرف نمایند.

وسایلی را که برای کنترل توان راکتیو و ولتاژ به کار می‌روندجبران‌کننده می‌نمائیم. همانطوری که ملاحظ شد توازن قدرت راکتیو در سیستم، تضمینی بر ثابت‌بودن ولتاژ و کنترل قدرت راکتیو به منزله کنترل ولتاژ می‌باشد.

امروزه جبران‌کننده‌های توان راکتیو به عنوان یکی از ادوات FACTS جزء ضروری سیستم‌های قدرت به شمار می‌روند و نقش غیرقابل انکاری در افزایش دینامیک سیستم قدرت، پایداری، حمایت از ولتاژ و افزایش توان قابل انتقال به عهده دارند.

جبران‌کننده‌های توان راکتیو در حالت کلی به دو دسته غیرفعال و فعال تقسیم می‌شوند.

فهرست مطالب:

چکیده

مقدمه

27فصل اول

معرف جبران‌کننده ایستای توان راکتیوSVC

تعریفSVC

مزایایSVC

مزایای استفاده از SVC در سیستم توزیع

مزایای استفاده از SVC در سیستم انتقال

دسته‌بندی SVCها

الف- SVC نوع امپدانس متغیر

ب- انواع SVC با استفاده از مبدل‌های الکترونیک قدرت

اصول و مدل SVC

28فصل دوم

انواع و ساختار SVCها

انواع SVC امپدانس

الف) خازن سوئیچ شونده با تریستور TSC

ب) سلف کنترل شده با تریستور TCR

ج) سلف کنترل شده با تریستور همراه با خازن ثابت FC-TCR

د) سلف کنترل شده با تریستور همراه خازن سوئیچ شونده با تریستور

ه‍) خازن‌های سری با کنترل تریستور TCSC

انواع SVC با استفاده از مبدل‌های الکترونیک قدرت

الف) SVC با استفاده از مبدل مستقیم ac-ac

ب) SVC با استفاده از مبدل dc-ac

ب-1) SVC با استفاده از اینورتر منبع ولتاژ (VSI)

ب-2) SVC با استفاده از اینورتر منبع جریان CSI

ب-3) اینورتر منبع ولتاژ چندتاتی

معرفی ساختاری جدید

29فصل سوم

نمونه‌هائی از استفاده SVC در شبکه انتقال قدرت

نصب SVC از نوع STATCON با ظرفیت

SVC ادی‌کانتی (EDDY COUNTY)

SVC کلافیم (CLAPHAM)

SVC پروژه MMTU

نصب SVC در استرالیا

30فصل چهارم

چگونگی انتخاب و نصب SVC

مقایسه اجمالی SVCها

موارد مؤثر در انتخاب نوع SVC

مکان نصب SVC

جمع‌بندی

31فصل پنجم

انواع دیگر جبران‌کننده‌های توان راکتیو

جبران‌کننده از نوع ماشین گردان

جبران‌کننده‌های ساکن (جبران‌کننده‌های خازنی)

5-2-1- طرز کار

5-2-2- انواع جبران‌کننده‌های خازنی

5-2-3- روش محاسبة خازن مورد لزوم برای حذف توان راکتیو

5-2-4- رگولاتور چیست و چگونه کار می کند

جبران‌ توان راکتیو در کارخانجات

جبران توان راکتیو در شبکه انتقال انرژی

جایابی و تعیین ظرفیت خازن موازی در شبکه توزیع بکمک الگوریتم ژنتیک با هدف کاهش تلف توان اهمی شبکه

نتیجه‌گیری

مراجع

منابع و مأخذ:

1-تجهیزات نیروگاه، مسعود سلطانی

2-کنترل توان راکتیو در سیستم های الکتریکی، رضا قاضی

3-گزارشات شرکت توانیر در مورد خازن گذاری در شبکه های توزیع

4-مقالة رگولاتور، شرکت فراکوه.

5-مقالة خازن های اصلاح ضریب قدرت، شرکت فراکوه.

6-رسالة کارشناسی ارشد با موضوع «طراحی و شبیه سازی جبران کنندة ایستای توان راکتیو اینورتری منبع جریان برای شبکه توزیع» ، ناصر ریخته گران، دانشگاه صنعتی شریف.

7-رسالة کارشناسی ارشد با موضوع «بهبود پایداری گذرای سیستم قدرت با استفاده از STATCON » ، علی آگاه، دانشگاه صنعتی شریف.

8-رسالة کارشناسی با موضوع «جبران توان راکتیو با SVC »، مرتضی رضایی، دانشگاه صنعتی شریف.

9-مقاله نهمین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق.