پروژه هارمونیک در سیستم‌های قدرت. doc

نوع فایل: word

قابل ویرایش 120 صفحه

مقدمه:

استفاده از مبدلهای الکترونیک قدرت در اواخر دهه 1970 معمول گردید بسیاری از مهندسان برق در مورد توانایی پذیرش اعوجاج ها ره مونیکی توسط سیستم های قدرت به بحث و تبادل نظر پرداختند.

پیش بینی های نگران کننده ای از سر نوشت سیستم های قدرت در صورت اجازه استفاده از این تجهیزات انجام گرفت. در حالی که بعضی از این پیش بینی ها بیش از حد قلمداد می شد ، ولی بررسی مفهوم کیفیت برق مدیون آنها ، بدلیل پیگیری درباره این مسئله نو ظهور می باشد. بروز هارمونیک ها در سیستم های قدرت ناشی از استفاده عناصر غیر خطی در شبکه می باشد. عناصر غیر خطی در سیستمهای برق ، مانند:

راه اندازها ، درایورهای تنظیم سرعت ، مبدلهای الکترونیک قدرت و غیره مقدار ها مونیک شکل موج جریان و ولتاژ بطور چشمگیری افزایش یافته که در نتیجه منجر به تحقیقاتی شد که نتایج آن به نقطه نظرات متعددی در مورد کیفیت برق بود.

به نظر برخی از محققان ، اعواج ها رمونیکی هنوز مهم ترین مسئله کیفیت برق می باشد مسائل هارمونیکی با بسیاری از قوانین معمولی طراحی سیستم های قدرت و عملکرد آن تحت فرکانس اصلی مغایر است. بنابراین مهندسین برق با پدیده های نا آشنایی روبرو می شوند. که لازمه دانستن ریاضی خاص و نیاز به ابزار پیچیده و تجهیزات پیشرفته برای حل مشکلات و تجزیه تحلیل آنها دارد. اگر چه تحلیل مسائل ها و مودنیکی می تواند دشوار باشد اما درصد کمی از فیدرهای مربوط به سیستمهای توزیع تحت تاثیر عوامل ناشی از هارمونیک ها قرار می گیرند. مصرف کننده های برق خود هم می تواند تولید کننده هارمونیک باشند و هم در صورت وجود هارمونیک مشکلات زیاد تری از تولید کننده های برق تحمل می کنند. اعوجاج ها رمونیکی در بسیاری از دوره ها در سیستم های قدرت الکتریکی جریان متناوب وجود داشته و دنبال شده است.

جستجوی کتب و منابع و مطالب تکنیکی دهه های قبل و اخیر نشان می دهد که مقالات مختلفی در رابطه با این موضوع انتشار یافته است. اولین منابع ها رمونیکی ترانسفور ماتور ها بودند و نخستین مشکل نیز در سیستم های تلفن پدید آمد.

استفاده از لامپ های قوس الکتریکی بدلیل مولفه های خاص هارمونیکی توجهات خاصی را برانگیخت ولی این مسائل به اندازه اهمیت مسئله مبدل های الکترونیک قدرت در سالهای اخیر نبوده است. با پیشرفت تکنولوژی در سالهای اخیر استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت نیز افزایش چشمگیری داشته است. در طی سالهای اخیر پژوهشگران متوجه شده اند که اگر سیستم انتقال به نحو مناسبی طراحی شود به نحوی که بتواند مقدار توان مورد نیاز بارها را به راحتی تامین کند ، احتمال ایجاد مشکل ناشی از هارمونیک ها برای سیستم های قدرت بسیار کم خواهد بود. گرچه این هارمونیک ها موجب مسائلی در سیستم های مخابراتی شوند. اغلب در سیستم های قدرت مشکلات زمانی بروز کنند که خازنهای موجود در سیستنم باعث ایجاد تشدید در یک فرکانس هارمونیکی شوند. در این شرایط اغتشاشات و اعوجاجها ، بسیار بیشتر از مقادیر معمول می گردند امکان ایجاد این مشکلات در مورد مراکز کوچک مصرف وجود دارد ولی شرایط بدتر در سیستم های صنعتی بدلیل درجه زیادی از تشدید رخ می دهد.

فهرست مطالب:

فصل اول:مقدمه

1-مقدمه

فصل دوم:تعریف

2-تعریف هارمونیک

فصل سوم: منابع ایجاد

3-منابع ایجاد هارمونیک  

1-3-وسایل فرومغناطیسی  

2-3-مبدلهای الکترونیک قدرت  

3-3-تجهیزات تخلیه ای

4-3-مدل سازی سیستم توزیع با بارداری قوس الکتریکی

5-3-منابع جدید تولید هارمونیک

فصل چهارم: اثرات

4-اثرات هارمونیک

1-4-اثر هارمونیک بر خازنها

2-4-اثر هارمونیک برروی لامپ های روشنایی و المان ها حرارتی

3-4-اثر هارمونیک بر ماشین های آسنکرون

4-4-اثر هارمونیک بر ترانسفورماتورها

5-4-اثر هارمونیک بر عملکرد رله

6-4-اثر هارمونیک بر وسایل اندازه گیری

7-4-اثر هارمونیک بر کلید ها

8-4-اثر هارمونیک بر فیوز ها

9-4-تاثیرات دیگر هارمونیک

فصل پنجم: روش های حذف

5-روش های حذف هارمونیک  

1-5-فیلتر های پسیو  

2-5-فیلتر های اکتیو  

فصل ششم: نتیجه گیری

نتیجه گیری  

فصل هفتم: منابع و ماخذ

منابع و ماخذ

فهرست شکلها و نمودارها

موج سینوسی پایه  

جمع دو هارمونیک  

موج های متقارن و نامتقارن  

مشخصه ولتاژ و جریان در مقاومت خطی و غیر خطی  

دیاگرام تک خطی مدار معادل T ترانسفورماتور  

رابطه شار مغناطیسی و جریان در ترانسفورماتور  

موج جریان مغناطیس کنندگی  

نسبت ولتاژ و جریان تحریک به هارمونیک  

مبدل یکسو کننده  

موج مصرفی مثلثی

طیف هارمونیک جریان مصرفی مثلثی  

موج و جریان یکسو شده توسط سلف و ترانزیستور  

جریان نسبت به فرکانس  

یکسو کننده سه فاز  

موج ولتاژ و جریان یکسو شده توسط یکسو کننده سه فاز   

موج یکسو شده برای استفاده د ماشین فرز

موج یکسو شده توسط تریستور

دیاگرام تک خطی

رابطه بین ولتاژوجریان یک قوس الکتریکی در حالت واقعی

منحنی مشخصه ولتاژ و جریان قوس الکتریکی  

منحنی ولتاژ و جریان قوس الکتریکی  

منحنی تغییرات توان اکتیو در باس اصلی سیستم  

منحنی تغییرات ضریب توان در باس اصلی سیستم  

منحنی ولتاژ و جریان قوس الکتریکی در حالت فلیکر سینوسی  

منحنی ولتاژ و جریان قوس الکتریکی در حالت فلیکر  

میزان تغییرات THD در ولتاژ باس PCC  

میزان تغییرات شاخص عدم تعادل در ولتاژ باس PCC  

موج ولتاژ و جریان برای یک کوره قوس الکتریکی  

موج ولتاژ و جریان مصرفی موتور  

مبدل فرکانس با خروجی سه فاز شش ضربه ای

مدل های مختلف مدولاسیون ضربه ای  

هامونیک تولیدی در یک کنترل کننده PBM  

نسبت THD به مقدار هارمونیک جریان  

هارمونیک هفت یک بارغیر خطی

هارمونیک پنج یک بارغیر خطی

هارمونیک سه یک بارغیر خطی

هارمونیک سوم در فازهای a و b و c  

شبکه نمونه  

دیتای گرفته شده بدون حضور خازن  

رابطه امپدانس با فرکانس بدون حضور خازن  

دیتای گرفته شده با حضور خازن

رابطه امژدانس با فرکانس با حضور خازن

دیاگرام تک خطی ماشین آسنکرون

مدارمعادل ماشین آسنکرون  

مدار معادل ساده شده ماشین آسنکرون  

منحنی تغییرات دمای روغن ترانس بر حسب زمان برای بارغیر خطی  

گشتاور تولیدی در رله های الکترومغناطیس

رابطه جریان و ولتاژ و توان با هارمونیک  

رابطه جریان و ولتاژ و توان (هارمونیک سوم ) در کنتور بر حسب زمان  

رابطه جریان و ولتاژ و توان(هارمونیک پنجم)در کنتور بر حسب زمان  

رابطه جریان و ولتاژ و توان( هارمونیک هفتم ) در کنتور بر حسب زمان  

موج جریان یک مبدل  

کوپلاژ و القاء خطوط قدرت روی خطوط مخابرات

اتصال فیلتر پسیو به سیستم  

اتصال فیلتر اکتیو به سیستم  

فیلتر برای هارمنیک 5و7  

منبع امپدانس از دید بار و فیلتر  

موج ولتاژ و جریان بدون استفاده از فیلتر  

موج ولتاژ و جریان با استفاده از فیلتر  

اغتشاش ولتاژ  

اغتشاش جریان  

فهرست جداول

مقادیر هارمونیک در جریان تحریک ترانسفورماتور

مقادیر هارمونیک موثر در لامپ فلورسنت

مقادیر هارمونیک جریان در مبدل شش ضربه ای  

میزان هارمونیک یجاد شده در ولتاژ باس PCC  

مقادیر هارمونیک مرتبه در دستگاه تخلیه تک فاز  

مقادیر تقریبی برای مفروضات معادله ( 32-4 )  

مقادیر تقریبی ضرایب منتج از اندازه گیری  

مشخصات ترانس (KVA 200 ) و بار هارمونیکی

مقادیر بار هارمونیکی برای مقایسه  

نتایج حاصل از شبیه سازی  

منابع و مأخذ:

{1} ماشینهای الکتریکی «بیم بهارا»

{2} ماشینهای الکتریکی مدرسان شریف

{3} - سید محمد باقر ساداتی-دکتر عبدالحسین طحانی-دکتر حسن آبروش-محمد متقی مجد " تاثیر بارهای هارمونیکی بر کاهش قدرت نامی ترانسفورماتورهای توزیع " دانشگاه صنعتی نوشیروان بابل- سیزدهمین کنفرانس برق

{4} فرامرز سپری- محمود رضا حقی فام- هادی یوسفی " بررسی تلثیر محیط هارمونیکی بر عملکرد تجهیزات در شبکه توزیع " سیزدهمین کنفرانس برق

{5} مهدی ترابیان اصفهانی- رحمت ا... هوشمند " بررسی تاثیر قوس الکتریکی برروی پدیده کیفیت توان در سیستم های توزیع " شرکت توسعه و نو سازی هدایت وابسته به وزارت نیرو – دانشگاه اصفهان

{6} محمد رضای " بارهای هارمونیک زا " امور توزیع تولید نیرو

{7} رضا قاضی " طراحی و ساخت فیلتر اکتیو قدرت جهت حذف هارمونیک " دانشگاه فردوسی مشهد

{8} شرکت توزیع برق " استاندارد های هارمونیک در شبکه توزیع "