مقاله مقاله بررسی علل برهم خوردن تعادل ولتاژ در شبکه و خطوط انتقال نیرو با فرمت word+pdf، از این مقاله میتوانید در سمینار، مقالات و پایان نامه خود استفاده نمایید.
مقدمه
هدف این مقاله این است که توجه را به سمت منشا اصلی عدم تعادل جلب کند؛ با توجه به بخشی از عدم تعادلی که توسط جریان های توالی منفی ایجاد شده و نیز بخشی که از امپدانس شبکه ی غیرایده آل، با امپدانس تزویج غیرقابل چشم پوشی میان سیستم توالی مثبت و منفی سرچشمه می گیرد. این بخش ذاتی سیستم، از خطوط جابجا نشده یا خطوط پارالل سه-فازی که در فواصل دراز در حال کار هستند، سرچشمه می گیرد. در 61000-3-13، این قضیه توسط یک ضریب لحاظ می شود، که در این مقاله به آن خواهیم پرداخت.گذارش فنی IEC 61000-3-13 با عنوان ارزیابی محدودیت های انتشار برای اتصال تاسیسات نامتعادل به سیستم های قدرت فشار متوسط (MV)، فشار قوی (HV) و فوق فشار قوی (EHV) [1]، از سری گزارش های IEC 6100-3، رهنمودهایی در مورد اصولی که می توان از آنها به عنوان اساس تعیین ملزومات اتصال تاسیسات نامتعادل (یعنی تاسیسات سه-فازی که موجب نامتعادل شدن ولتاژ می شوند)، به سیستم های قدرت عمومی فشار متوسط، فشار قوی و فوق فشار قوی استفاده کرد، ارایه می دهد. توجه بر روی هماهنگی عدم تعادل ولتاژ نوع توالی-منفی، بین سطوح متفاوت ولتاژ می باشد، تا در نقطه ی ارزیابی به سطوح سازگاری دست یابیم.تعادل ولتاژ خطوط انتقال
از آنجایی که نوشتجات زیادی در مورد فلیکر و هارمونیک ولتاژ وجود دارند، عدم تعادل تنها نقشی حاشیه ای در زمینه کیفیت توان بازی می کند. ممکن است ارزیابی سطح انتشار در مطالعات پیش از اتصال (مرحله ی برنامه ریزی) و مطالعات پس از اتصال (اثبات مقادیر تضمین شده/قراردادی)، مورد نیاز باشد. مورادی که پیوند نزدیکی به ارزیابی (تشخیص) انتشار تداخل یک تاسیس دارند، عبارتند از:
-
1-سطح اختلال موجود، که بنابر تاسیس یا تاسیساتی بغیر از تاسیس مورد نظر ایجاد شده است (سطح پس-زمینه)
-
2-سطح اختلال کل، پس از اتصال تاسیس مورد نظر
-
3-تک تک سطوح انتشار تاسیس مورد نظر
-
دیدگاه های کلی در مورد انتشار (عدم تعادل در ولتاژ)
سطح انتشار، بصورت اختلالی که تاسیس مورد نظر پس از اتصال به شبکه _در نقطه ارزیابی_ موجب می شود، تعریف می شود. نخست این پدیده به عنوان شاخص مربوط به ولتاژ در نقطه ی ارزیابی (POE) بیان می شود. این مشخصه های ولتاژ عموما از جریان های مزاحم (یعنی هارمونیک، نوسانات و عدم تعادل) تاسیس، که در امپدانس مربوطه ی شبکه در نقطه ی ارزیابی ضرب می شود، سرچشمه می گیرند. این امپدانس ممکن است امپدانس واقعی یا امپدانس مرجع (قراردادی) باشد. امپدانس واقعی _بویژه امپدانس هارمونیک_ اغلب مجهول است. هارمونیک و عدم تعادل، توسط فازورهای مختلط با دامنه و زاویه ی فاز، نمایش داده می شوند. مجموع مشارکت هرکدام (در انتشار عدم تعادل ولتاژ) بصورت برداری انجام می گیرد؛ ازینرو جمع چند شرکت کننده ممکن است بسته به زاویه های فاز هرکدام، کوچکتر یا بزرگتر از یک مشارکت کننده باشد. بدبختانه، بیشتر تجهیزات اندازه گیری در دسترس، اطلاعاتی در مورد زاویه ی فاز هارمونیک و عدم تعادل، ارایه نمی دهند.
برخلاف فلیکر ولتاژ، کمیت های Pst و Pit و نشان دهنده ی فازورها می باشند. عملیات جمع با بکاربری از یک قانون جمع غیر خطی تجربی انجام می شود. مجموع انتشار منابع متفاوت فلیکر معمولا منجر به افزایش سطح اختلال کل می شود(*).اطلاعت کلی در مورد تشخیص انتشار را می توانید در [2] بیابید.
-
عدم تعادل
مشخصه های امپدانس یک شبکه در POE را می توان توسط ماتریس امپدانس تعیین کرد. درایه های قطری ماتریس امپدانس مختلط (**) Zabc نشان دهنده ی امپدانس های خودی بوده و درایه های غیر قطری نشان دهنده ی امپدانس های متقابل می باشند. همان طور که می دانیم، این ماتریس امپدانس را می توان _با قرار دادن S به عنوان ماتریس انتقال برای درایه های متقارن، و قرار دادن T به عنوان وارون آن_ به امپدانس های متقارن Z012 تبدیل کرد.
با فرض امپدانس شبکه متقارن ایده آل، داریم:
در این صورت Z012 کی ماتریس قطری با درایه های غیرقطری برابر صفر خواهد بود که بنابراین نشان دهنده ی هیچ تزویجی بین مولفه های متقارن نمی باشد. با لحاظ کردن امپدانس شبکه ی نامتقارن، مثلا به دلیل جابجا نشدن خطوط، ساده سازی هایی که در بالا بدانها اشاره شد، دیگر معتبر نخواهند بود. به جای ماتریس قطری، باید بنابر معادله (1) از ماتریس کلی Z012 استفاده کرد. با این حال، درایه های غیر قطری در مقایسه با درایه های قطری هنوز کوچک هستند.
(*) متصل کردن یک جبرانساز دینامیک، موور القایی یا ماشین سنکرون مقدار فلیکر کل را کاهش می دهد.
(**) مثادیر مختلط در این مقاله توسط خط تیره مشخص شده اند.
بطور کل، ولتاژ در نقطه ارزیابی (POE) را می توان به عنوان تابعی از تاسیس متصل شده i _با کمک ماتریس امپدانس، با بکاربری از مولفه های متقارن بصورت زیر_ بیان کرد:
بردار U012/oc نماینده ی ولتاژ مدار باز بوده، و عدم تعادل بارهایی که از پیش متصل شده اند را نشان می دهد (عدم تعادل پس-زمینه). در سیستم های فشار قوی و فوق فشار قوی، عدم تعادل پس-زمینه اغلب برابر با صفر است. همه ی مقادیر (U-I-Z) کمیت های مختلط با دامنه و زاویه ی فازی هستند. فرض می شود که جریان کشیده شده از تاسیس، به ولتاژ شین وابسته نمی باشد؛ که در عمل معمولا درست نیز هست. ماتریس امپدانس ، امپدانس Z012 شبکه را از دید نقطه ی ارزیابی نشان می دهد.
طبق استانداردها، عدم تعادل با ولتاژ توالی منفی U2 به ترتیب با نسبتU2 وU1 نشان داده می شود. ازینرو، ولتاژ توالی منفی U2 در POE را می توان به گونه ای که در معادله (4) نشان داده شد نوشت، که علاوه بر عدم تعادل موجود (از پیش)، از سه بخش تشکیل شده است.
حاصل ضرب امپدانس دوگانه Z21و بهمین ترتیبZ12 (بین سیستم های توالی مثبت و منفی) در جریان سیستم توالی مثبتI1.i _به دلیل اینکه جریان توالی مثبت معمولا بزرگ است_ مهم می باشد؛ اگرچه امپدانس تزویج نسبتا کوچک است. تعادل ولتاژ خطوط انتقال
-
حاصل ضرب امپدانس منفی Z22(اغلب به صورت ساده تر Z2نوشته می شود) و جریان I2i تاسیس، می توان دارای اهمیت باشد.
-
از حاصل ضرب امپدانس دوگانه یZ20 (بین سیستم توالی صفر و سیستم توالی منفی)،و جریان های صفر ، می توان بنابر این حقیقت که امپدانس دوگانه Z20و جریان توالی منفی I0iمعمولا بسیار کوچک هستند، چشم پوشی کرد.
از آنجا که انتشار عدم تعادل U2i تاسیس i، به عنوان بخشی از U2 تعریف می شود که توسط تاسیس ایجاد شده است، می توان آن را به صورت زیر نیز نشان داد:
به روشنی پیداست که جمله ی اول در رابطه بالا U2i-line ، مربوط به امپدانس عدم تعادل خطوط می باشد. امپدانس دوگانه ی میان سیستم های توالی مثبت و منفی می تواند در صورت خطوط طویل بدون جابجایی، چشم گیر باشد. مرجع های [4] و [5] مواردی را نشان می دهند که در آن عدم تقارن ذاتی سیستم، نقش اساسی را در رابطه با عدم تعادل بازی می کنند. در موارد ویژه، دیده شده است که عدم تقارن در خط عامل 65% تا 70% عدم سطح عدم تعادل کل می باشد که در باس بار مشاهده می شود [5]. زاویه ی بخشیZ21-I1i از انتشار ولتاژی که با بدست می آید را می توان _با فرض اینکه زاویه ی جریان بار توالی مثبت تنها در بازه ی محدودی تغییر کرده (که معمولا همین طور است) و امپدانس دوگانه نسبت به زمان ثابت است_ تقریبا ثابت در نظر گرفت. مقادیر نشان دهنده در شکل 3 آورده شده اند.
جمله ی دوم رابطه ی (4)، مربوط به جریان نامتعادل تاسیس U2i-load می شود. این می تواند ناشی از اتصال نامتعادل بار، یا عملکرد نامتعادل (یا ایجاد آرک (جرقه)) باشد. در صورت اتصال بار نامتعادل، زاویه ی انتشار را می توان تقریبا ثابت در نظر گرفت و وابسته به حالت اتصال می باشد. در غیر این صورت، طبق تغییرات زاویه یI2i به صورت تصادفی تغییر می کند. امپدانس Z22(که معمولا بخاطر ساده سازی بصورت Z2 نوشته می شود) را می توان توسط امپدانس اتصال کوتاه زیرگذرای قراردادی با دقت کافی، نشان داد. ازینرو، در صورت وجود ماشین های دوار،Z2 مربوط به امپدانس زیرگذار (ماشین سنکرون) و بهمین ترتیب امپدانس راه اندازی (ماشین القایی)، می باشد.
با توجه به تعریف انتشار عدم تعادل، IEC TR 61000-3-13 [1] کاملا جامع نیست. از آنجایی که اختلاف میان U2post-conn و Uper-conni را انتشار یک تاسیس می داند، در تذکر 3 همان فصل بخش (عدم تعادل) ذاتیس سیستم ، به روشنی اعلام شد که انتشاری از تاسیس نیست. به منظور انطباق انتشار هرکدام از عوامل نامتعادل کننده، یک قانون جمع کلی برای عدم تعادل ولتاژ منتج شده در [1] آورده شده است. مقدار 1.4 برای ضریب α پیشنهاد شده است.
. ارزیابی انتشار
روش های ارایه شده راجع به ارزیابی انتشار عدم تعادل، بر مبنای فرضیات زیر می باشند:
-
اتصال تاسیس، بر عدم تعادل پس-زمینه ی موجود، تاثیر نمی گذارد.
-
عدم تعادل ولتاژ در POE بر جریان نامتعادل تاسیس، تاثیر نمی گذارد. در واقع این قضیه در صورت وجود موتورهای القایی یا ماشین های سنکرون، درست نمی باشد.
ارزیابی انتشار بر مبنای دو مرحله ی اصلی می باشد: در گام اول باید تعیین کرد که آیا سطح اختلال ولتاژ کل U2 در حالت پس از اتصال (تاسیس)، با سطح آن در حالت پیش از اتصال برابر است، کمتر شده (a)، یا اینکه افزایش (b) یافته است. در صورت (a)، تاسیس دارای انتشار (عدم تعادل) نبوده و نیاز به تحقیقات بیشتری هم نمی باشد؛ اگرچه ممکن است جریان اندازه گیری ……
متن ارایه شده در بالا به صورت خلاصه بوده و برای آشنایی شما میباشد. امید داریم تا اینجای مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد. جهت دریافت مطلب به صورت کامل WORD + PDF به لینک دریافت زیر مراجعه نمایید.
برای دریافت pdf+word کامل این مطلب بر روی کلیدزیر،کلیک نمایید .
قیمت: 15000تومان
تعادل ولتاژ خطوط انتقال – تعادل ولتاژ خطوط انتقال – تعادل ولتاژ خطوط انتقال – تعادل ولتاژ خطوط انتقال