دانلود تحقیق تنظیم کننده های ولتاژ

اختصاصی از یاری فایل دانلود تحقیق تنظیم کننده های ولتاژ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 60

تنظیم کننده های ولتاژ

مقدمه :

در اکثر آزمایشگاههای برق از منابع تغذیه برای تغذیه مدارهای مختلف الکترونیکی آنالوگ و دیجیتال استفاده می شود . تنظیم کننده های ولتاژ در این سیستم ها نقش مهمی را برعهده دارند زیرا مقدار ولتاژ مورد نیاز برای مدارها را بدون افت و خیز و تقریباً صاف فراهم می کنند .

منابع تغذیه DC ، ولتاژ AC را ابتدا یکسو و سپس آن را از صافی می گذرانند و از طرفی دامنه ولتاژ سینوسی برق شهر نیز کاملاً صاف نبوده و با افت و خیزهایی در حدود 10 تا 20 درصد باعث تغییر ولتاژ خروجی صافی می شود.

از قطعات مورد استفاده برای رگولاتورهای ولتاژ می توان قطعاتی از قبیل ، ترانسفورماتور ، ترانزیستور ، دیود ، دیودهای زنر ، تریستور ، یا تریاک و یا آپ امپ (op Amp) و سلف (L) و خازن (C) و یا مقاومت (R) و یا ICهای خاص را نام برد .

عوامل موثر بر تنظیم ولتاژ :

عوامل مختلفی وجود دارند که در تنظیم ولتاژ در یک تنظیم کننده موثرند از جمله این عوامل را می توان ، تغییرات سطح ولتاژ برق ، ریپل خروجی صافیها، تغییرات دما و نیز تغییرات جریان بار را نام برد .

الف)* تغییرات ولتاژ ورودی :

در تمامی وسایل الکترونیکی و یا سیستم های الکترونیکی و مکانیکی و غیره و در تمامی شاخه های علمی طراحان برای اینکه یک وسیله یا سیستم را با سیستم های مشابه مقایسه کنند معیاری را در نظر می گیرند که این معیار در همه جا ثابت است .

در یک تنظیم کننده معیاری به نام تنظیم خط وجود دارد که میزان موفقیت یک تنظیم کننده ولتاژ در کاهش تغییرات ولتاژ ورودی را با این معیار می سنجند و به صورت زیر تعریف می کنیم :

فرمول (1ـ2)

که در آن ، تغییرات ولتاژ ورودی ، تغییرات ولتاژ خروجی ، ولتاژ خروجی متوسط (DC) می باشد .

ب)تغییرات ناشی از تغییر دما :

یکی دیگر از عاملهای تعیین کننده در یک تنظیم کننده ولتاژ خوب تغییرات ناشی از دماست .

معیاری که تغییرات نسبی ولتاژ را برحسب دما بیان می کند ضریب دمای تنظیم کننده نام دارد که آن را با T.C نشان می دهیم و بصورت زیر تعریف می شود :

(فرمول 2-2)

T.C = Temperature coefficient

در رابطه فوق ، تغییرات ولتاژ خروجی در اثر تغییرات دمای و مقدار متوسط (DC) ولتاژ خروجی است .

معمولاً TC برحسب (Parts - per - million) بیان می شود و به صورت زیر تعریف می شود .

دانلود تحقیق تنظیم کننده های ولتاژ

اختصاصی از یاری فایل دانلود تحقیق تنظیم کننده های ولتاژ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 60

تنظیم کننده های ولتاژ

مقدمه :

در اکثر آزمایشگاههای برق از منابع تغذیه برای تغذیه مدارهای مختلف الکترونیکی آنالوگ و دیجیتال استفاده می شود . تنظیم کننده های ولتاژ در این سیستم ها نقش مهمی را برعهده دارند زیرا مقدار ولتاژ مورد نیاز برای مدارها را بدون افت و خیز و تقریباً صاف فراهم می کنند .

منابع تغذیه DC ، ولتاژ AC را ابتدا یکسو و سپس آن را از صافی می گذرانند و از طرفی دامنه ولتاژ سینوسی برق شهر نیز کاملاً صاف نبوده و با افت و خیزهایی در حدود 10 تا 20 درصد باعث تغییر ولتاژ خروجی صافی می شود.

از قطعات مورد استفاده برای رگولاتورهای ولتاژ می توان قطعاتی از قبیل ، ترانسفورماتور ، ترانزیستور ، دیود ، دیودهای زنر ، تریستور ، یا تریاک و یا آپ امپ (op Amp) و سلف (L) و خازن (C) و یا مقاومت (R) و یا ICهای خاص را نام برد .

عوامل موثر بر تنظیم ولتاژ :

عوامل مختلفی وجود دارند که در تنظیم ولتاژ در یک تنظیم کننده موثرند از جمله این عوامل را می توان ، تغییرات سطح ولتاژ برق ، ریپل خروجی صافیها، تغییرات دما و نیز تغییرات جریان بار را نام برد .

الف)* تغییرات ولتاژ ورودی :

در تمامی وسایل الکترونیکی و یا سیستم های الکترونیکی و مکانیکی و غیره و در تمامی شاخه های علمی طراحان برای اینکه یک وسیله یا سیستم را با سیستم های مشابه مقایسه کنند معیاری را در نظر می گیرند که این معیار در همه جا ثابت است .

در یک تنظیم کننده معیاری به نام تنظیم خط وجود دارد که میزان موفقیت یک تنظیم کننده ولتاژ در کاهش تغییرات ولتاژ ورودی را با این معیار می سنجند و به صورت زیر تعریف می کنیم :

فرمول (1ـ2)

که در آن ، تغییرات ولتاژ ورودی ، تغییرات ولتاژ خروجی ، ولتاژ خروجی متوسط (DC) می باشد .

ب)تغییرات ناشی از تغییر دما :

یکی دیگر از عاملهای تعیین کننده در یک تنظیم کننده ولتاژ خوب تغییرات ناشی از دماست .

معیاری که تغییرات نسبی ولتاژ را برحسب دما بیان می کند ضریب دمای تنظیم کننده نام دارد که آن را با T.C نشان می دهیم و بصورت زیر تعریف می شود :

(فرمول 2-2)

T.C = Temperature coefficient

در رابطه فوق ، تغییرات ولتاژ خروجی در اثر تغییرات دمای و مقدار متوسط (DC) ولتاژ خروجی است .

معمولاً TC برحسب (Parts - per - million) بیان می شود و به صورت زیر تعریف می شود .

کاربرد ادوات فکتس در پایداری ولتاژ (Application of Fact Devices for Voltage Stability in a Power System)

اختصاصی از یاری فایل کاربرد ادوات فکتس در پایداری ولتاژ (Application of Fact Devices for Voltage Stability in a Power System) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

شبیه سازی مقاله  Application of Fact Devices for Voltage Stability in a Power System

 مجله: IEEE

سال:2015

 ieeexplore.ieee.org/iel7/7270875/7282219/07282307.pdf

بررسی و امکان سنجی در طراحی ترانسفورماتورهای ولتاژ نوری و مقایسه آن با ترانسهای معمولی

اختصاصی از یاری فایل بررسی و امکان سنجی در طراحی ترانسفورماتورهای ولتاژ نوری و مقایسه آن با ترانسهای معمولی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

بررسی و امکان سنجی در طراحی ترانسفورماتورهای ولتاژ نوری و مقایسه آن با ترانسهای معمولی

فرمتWORD (قابل ویرایش )

تعداد صفحه 130

فهرست مطالب
مقدمه ۶
۲-۱ مقدمه ۱۰
۲-۲- معرفی ترانسفورماتورهای اندازه گیری ۱۱
۲-۳  ترانسفورماتورهای ولتاژ و انواع آن ۱۲
۲-۳-۱  ترانسفور ماتور ولتاژ القایی ۱۲
۲-۳-۲  ترانسفورماتور ولتاژ خازنی (CVT ) 12
۲-۴ مسایل جنبی ترانسفورماتورهای ولتاژ ۱۴
۲-۴-۱ ضریب ولتاژ ۱۴
۲-۴-۲ آلودگی ۱۵
۲-۴-۳  ظرفیت پراکندگی ۱۵
۳-۱ مقدمه ۱۷
۳-۲ ماهیت نور ۱۸
۳-۳ بررسی نور پلاریز ه شده ۱۸
۳-۳-۱  نور پلاریزه شده خطی ۲۰
۳-۳-۲  نورپلاریزه شده دایره ای ۲۰
۳-۳-۳  نورپلاریزه شده بیضوی ۲۱
۳-۴ پدیده دو شکستی ۲۲
۳-۵  فعالیت نوری ۲۳
۳-۶ اثرهای نوری القائی ۲۵
۳-۶-۱ اثر فارادی ۲۵
۳-۶-۲  اثر کر ۲۷
۳-۶-۳  اثر پاکلز ۲۸
۳-۷  معرفی المانهای مهم نوری ۳۰
۳-۷- ۱ منابع نور ۳۱
۳-۷-۲ تار نوری ۳۱
۳-۷-۳  قطبشگر ۳۲
۳-۷-۴  تیغه ربع موج و نیمه موج ۳۳
۳-۷-۵  آشکار سازی نور ۳۳
بررسی ترانسهای ولتاژ نوری ۳۷
۴-۱ مقدمه ۳۷
۴-۲  OPT براساس اثر کر ۳۷
۴-۳ OPT  بر اساس اثر پاکلز ۴۰
۴-۳- ۱  اصول کار OPT 40
۴-۳-۲  سیستم مدولاسیون شدت نور در OPT 41
۴-۳-۳  مدار پردازش سیگنال در OPT 43
۴-۲-۴  مواد سازنده سلول پاکلز ۴۴
۴-۴  مشخصات OPT 45
۴-۴-۱  مشخصه خروجی OPT 46
۴-۴-۲ مشخصه حرارتی OPT 48
۴-۵  مسئل عملی OPT 50
۴-۶  بررسی مدار پردازش سیگنال در OCT 51
۴-۶- ۱ مدار پردازش سیگنال بر اساس روش AC/DC 51
۴-۶-۲  مدار پردازش سیگنال به روش +/- ۵۲
۴-۶-۳  مدار پردازش سیگنال با استفاده از متوسط شدت نور ۵۳
فصل پنجم ۵۶
۵-۱ مقدمه ۵۶
۵-۲- مزایا ۵۷
۵-۳- تحلیل نوع تجاری ۶۰
۵-۳-۱ هزینه‌های سرمایه پست و هزینه‌های ساخت ۶۰
۵-۳-۲  بازده کارآیی عملکرد ۶۲
۵-۳-۳  صرفه‌جویی‌های نگهداری و تعمیرات ۶۷
نسبت دور قابل انتخاب خریدار منجر می‌شود به : ۶۸
۵-۳-۴  صرفه‌جویی‌های مصرف دوره نهایی  ۶۹
۵-۳-۵  مثال عملکرد IPP، MW600 در KV230 69
۵-۴  نتیجه‌گیری ۷۰
فصل ششم ۷۱
۶-۱ مقدمه ۷۱
۶-۲  مشکلات و معایب ترانسفورماتورهای اندازه گیری معمولی ۷۲
۶-۲-۱  احتمال انفجار ۷۲
۶-۲-۲  اشباع شدن هسته ترانسفورماتور ۷۲
۶-۲-۳ اثر فرورزونانس ۷۴
۶-۲-۳-۱  ترانسفورماتورهای ولتاژ خازنی ۷۴
۶-۲-۳-۲ ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ القایی ۷۵
۶-۲-۴  شار پس ماند ۷۵
۶-۲-۵  وزن و حجم زیاد ۷۶
۶-۲-۶ محدود بودن دقت آنها ۷۷
۶-۳  مزایای ترانسفورماتورهای اندازه گیری نوری ۷۷
۶-۳-۱ عدم احتمال انفجار ۷۸
۶-۳-۲  عدم ایجاد پدیده فرورزونانس در آنها ۷۸
۶-۳-۳ بدون اثر شار پس ماند ۷۸
۶-۳-۴  وزن و حجم کم ۷۸
۶-۳-۵ داشتن دقت بالا ۷۹
۶-۳-۶  داشتن سرعت پاسخ دهی بالا ۸۰
۶-۴  کاربردهای عملی ترانسفورماتورهای اندازه گیری نوری ۸۰
۶-۵ نتیجه گیری ۸۱
۶-۶ پیشنهادات ۸۳
۷-۱ مبدل ولتاژ نوری KV 230 توسط سنسور نوری پخش میدان الکتریکی ۸۶
۷-۱-۱ مقدمه ۸۶
۷-۱-۲ طرح OVT : 87
۷-۱-۳  برپایی آزمایش: ۹۰
۷-۲ مبدل‌های ولتاژ نوری بدون   باند پهن ۱۳۸ کیلوولت و ۳۴۵ کیلوولت ۹۵
۷-۲-۱ مقدمه: ۹۵
۷-۲-۲  اصول طرح و کارکرد ۹۶
۷-۲-۳  نتایج تست‌های آزمایشگاهی ولتاژ بالا: ۹۸
۷-۲-۳-۱ بازدهی در مورد دقت ۹۸
B- عایق‌کاری ۱۰۳
۷-۳ ترانس اندازه‌گیری ولتاژ فشار قوی نوری توسط تداخل نسبی نور سفید ۱۰۵
۷-۳-۱ مقدمه ۱۰۵
۷-۳-۲  سنسور پاکلز فشار قوی و ترانسفورماتور ولتاژ نوری بر پایه سیستم WLI 106
الف- مدولاتورهای الکترونوری در تنظیمات طولی ۱۰۶
ب- سنسورهای پاکلز ولتاژ بالا بر اساس مدولاسیون طولی : ۱۰۸
ج – تکنیک WLI اعمالی برای سنسورهای پاکلز ولتاژ بالا جهت ساخت یک ترانسفورماتور نوری ولتاژ بالا : ۱۱۰
د- ترانسفورماتور ولتاژ بالا نوری با استفاده از تنظیمات WLI 113
۷-۴  نتایج تجربی ۱۱۵
۷-۵ نتیجه‌گری ۱۱۷
ضمیمه ۱:

تحلیل ماتریس پلاریزاسیون نور ۱۲۰
۱ـ بردار جونز ۱۲۰
۲ـ پارامترهای استوکس ۱۲۱
۳- ماتریسهای جونز ۱۲۳
۴- ماتریسهای مولر ۱۲۳
۵ـ معرفی ماتریسهای فارادی، کروپاکلز ۱۲۵
ضمیمه ۲: جدول استاندارد ترانسفور ماتور ولتاژ ۱۲۶
مقدمه
انرژی الکتریکی به وسیله نیروگاههای حرارتی که معمولاً در کنار ذخایر بزرگ ایجاد می شوند و نیروگاههای آبی که در نواحی دارای منابع آبی قابل ملاحظه احداث می شوند ، تولید می شود . از این رو به منظور انتقال آن به نواحی صنعتی که ممکن است صدها و هزاران کیلومتر دورتر از نیروگاه باشد ، خطوط انتقال زیادی بین نیروگاهها و مصرف کننده ها لازم است .
در هنگام جاری شدن جریان در طول یک خط انتقال مقداری از قدرت انتقالی به صورت حرارت در هادیهای خط انتقال تلف می شود . این تلفات با افزایش جریان و مقاومت خط افزایش می یابد .تلاش برای کاهش تلفات تنها از طریق کاهش مقاومت ، به صرفه اقتصادی نیست زیرا لازم است افزایش اساسی در سطح مقطع هادیها داده شود و این مستلزم مصرف مقدار زیادی فلزات غیر آهنی است .
ترانسفورماتور برای کاهش توان تلف شده و مصرف فلزات غیر آهنی بکار می رود . ترانسفورماتور در حالیکه توان انتقالی را تغییر نمی دهد با افزایش ولتاژ ، جریان و تلفاتی که متناسب با توان دوم جریان است را با شیب زیاد کاهش می دهد .
در ابتدای خط انتقال قدرت ، ولتاژ توسط ترانسفورماتور افزاینده افزایش می یابد و در انتهای خط انتقال توسط ترانسفورماتور کاهنده به مقادیر مناسب برای مصرف کننده ها پایین آورده می شود و به وسیله ترانسفورماتور های توزیع پخش می شود .
امروزه ترانسفورماتور های قدرت ، در مهندسی قدرت نقش اول را بازی می کنند . به عبارت دیگر ترانسفورماتور ها در تغذیه شبکه های قدرت که به منظور انتقال توان در فواصل زیاد به کار گرفته می شوند و توان را بین مصرف کننده ها توزیع می کنند ، ولتاژ را افزایش یا کاهش می دهند . به علاوه ترانسفورماتور های قدرت به خاطر ظرفیت و ولتاژ کاری بالایی که دارند مورد توجه قرار می گیرند .
تامین شبکه های ۲۲۰ کیلو ولت و بالاتر موجب کاربرد وسیع اتو ترانسفورماتور ها شده است که دو سیم پیچ یا بیشتر از نظر هدایت الکتریکی متصلند ، به طوریکه مقداری از سیم پیچ در مدارات اولیه و ثانویه مشترک است .
در پستهای فشارقوی به دو منظور اساسی اندازه گیری و حفاظت ، به اطلاع از وضعیت کمیت های الکتریکی ولتاژ و جریان احتیاج است . ولی از آنجا که مقادیر کمیت های مذبور در پستها و خطوط فشارقوی بسیار زیاد است و دسترسی مستقیم به آنها نه اقتصادی بوده و نه عملی است  ، لذا از ترانسفورماتور های جریان و ولتاژ استفاده می شود . ثانویه این ترانسفورماتور ها نمونه هایی با مقیاس کم از کمیت های مزبور که تا حد بسیار بالایی تمام ویژگیهای کمیت اصلی را داراست ، در اختیار می گذارد ، و کلیه دستگاههای اندازه گیری ، حفاظت و کنترل مانند ولتمتر ، آمپرمتر ، توان سنج ، رله ها دستگاههای ثبات خطاها و وقایع و غیره که برای ولتاژ و جریان های پایین ساخته می شوند از طریق آنها به کمیت های مورد نظر در پست دست می یابند . بنابراین ترانسفورماتور های جریان و ولتاژ از یک طرف یک وسیله فشار قوی بوده و بنابراین می بایستی هماهنگ با سایر تجهیزات فشار قوی انتخاب شوند  و از طرف دیگر به تجهیزات فشار ضعیف پست ارتباط دارند ، لذا لازم است مشخصات فنی آنها بطور هماهنگ با تجهیزات حفاظت ، کنترل و اندازه گیری انتخاب شوند .
ترانسفورماتور جریان حفاظتی جهت بدست آوردن جریان عبوری از خط انتقال یا تجهیزات دیگر در شبکه قدرت در مقیاس پایین تر به کار می روند و سیم پیچی اولیه آن بطور سری در مدار قرار می گیرد . تفاوت آن با ترانسفورماتور اندازه گیری آن است که قابلیت آن را دارد که جریانهای خیلی زیاد را به جریان کم قابل استفاده در رله ها تبدیل کند. از آنجا که در اختیار گذاشتن جریان به طور مستقیم در ولتاژ های بالا میسر نیست ، و از طرفی چنانچه امکان بدست اوردن ان نیز باشد ، ساخت وسایل حفاظتی که در جریان زیاد کارکنند به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست لذا این عمل عمدتاً توسط ترانسفورماتور های جریان انجام می شود . همچنین ترانسفورماتور جریان باید طوری انتخاب شود که هم در حالت عادی شبکه و هم در حالت اتصال کوتاه ئ ایجاد خطا بتواند جریان ثانویه لازم و مجاز برای دستگاههای حفاظتی تامین کند .

ترانسفورماتور ولتاژ حفاظتی ترانسفورماتور هایی هستند که در آن ولتاژ ثانویه متناسب و هم فاز با اولیه بوده و به منظور افزایش درجه بندی اندازه گیری ولتمتر ها ، واتمترها و نیز به منظور ایزولاسیون این وسایل از ولتاژ فشار قوی بکار برده می شود . همچنین از ثانویه ترانسفورماتور ولتاژ برای رله های حفاظتی که هب ولتاژ نیاز دارند نظیر رلههای دیستانس ، واتمتری و… استفاده می شود . این ترانسفورماتور از نظر ساختمان به دو نوع تقسیم می شود که عبارتند از :
الف- ترانسفورماتور ولتاژاندکتیوی
ب- ترانسفورماتور ولتاژ خازنی
همچنین این نوع ترانسفورماتور ها سد عایقی ایجاد می کنند به طوریکه رله هایی که برای حفاظت تجهیزات فشار قوی استفاده می شود ، فقط نیاز دارند برای یک ولتاژ نامی ۶۰۰ ولت عایق بندی شوند .
ترانسفورماتور های اندازه گیری : در بیشتر مدارهای قدرت ، ولتاژ و جریانها بسیار زیادتر از آنستکه بشود با دستگاههای اندازه گیری معمولی اندازه گرفت . از این رو ترانسهای اندازه گیری بین این مدارها و وسایل اندازه گیری قرار می گیرند تا ایمنی ایجاد کنند . در ضمن مقدیر اندزه گیری شده در ثانویه ، معمولاً برای سیم پیچ های جریان A 1یا A 5 و برای سیم پیچ های ولتاژ ۱۲۰ ولت است . رفتار ترانسفورماتور های ولتاژ و جریان در طول مدت رخداد خطا و پس از آن در حفاظت الکتریکی ، حساس و مهم است زیرا اگر در اثر رفتار نا مناسب در سیگنال حفاظتی ، خطایی رخ دهد ، ممکن است باعث عملکرد نادرست رله هل شود . یک ترانسفورماتور حفاظتی نیاز است که در یک محدوده ای از جریان که چندین برابر جریان نامی است کار کند و اغلب در معرض شرایطی قرار دارد که بسیار سنگین تر از شرایطی است که ممکن است ترانسفورماتور جریان اندازه گیری با آن مواجهه شود . تحت چنین شرایطی چگالی شار تا وضعیت اشباع پیشرفت می کند که پاسخ، تحت این شرایط و دوره گذرای اندازه گیری اولیه جریان اتصال کوتاه مهم است ، در نتیجه به هنگام گزینش ترانسفورماتور های ولتاژ یا جریان مناسب ، مسائلی مانند دوره گذرا و اشباع نیز باید در نظر گرفته شود .

پروژه انواع اضافه ولتاژ در شبکه های توزیع و تاثیرات ناشی از آن. doc

اختصاصی از یاری فایل پروژه انواع اضافه ولتاژ در شبکه های توزیع و تاثیرات ناشی از آن. doc دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نوع فایل: word

قابل ویرایش 80 صفحه

چکیده:

در دنیای مدرن امروزی صنعت برق ، به عنوان عامل پیشرو و تعیین کننده در پیشرفت هر جامعه ایی محصول می شود به طوری که میزان پیشرفتگی و توسعه ی این صنعت در هر کشوری نشان دهنده ی دقت و سطح توانایی مهندسی آن کشور حساب می شود .

امروزه صنعت برق و انرژی الکتریکی به صدها شاخه ی مجزا اما مرتبط با هم تبدیل شده که بی شک نشان دهنده ی گستردگی و ارتباط تنگاتنگ این صنعت با موارد گوناگون زندگی بشر است . انرژی الکتریکی را می توان در سه مرحله ی تولید ، انتقال و توزیع در یک تقسیم بندی ساده و کلی بیان نمود اما آنچه امروزه نسبتاً از اهمیت بیشتری برخوردار است حفظ و نگهداری از سیستم های مربوط به این صنعت مهم و کاربردی می باشد . یکی از موارد مهم آسیب رسانی به سیستم های توزیع انرژی الکتریکی مقوله ی اضافه ولتاژ است که خود به تنهایی می تواندزیان های جبران نشدنی را به سیستم وارد کند در این گزارش تحقیقی سعی بر آن شده که نگاهی تشریحی هر چند اجمالی به مورد ذکر شده شود و مخاطب بتواند با مطالعه ی این گزارش با مقوله ی اضافه ولتاژ و انواع آن در سیستم های توزیع و نیز آسیب های ناشی از اضافه ولتاژ آشنا شود ، لیکن لازم است جهت فهمی عمیق و نیز کاربردی تر منابع اصلی رت مدنظر قرار داد زیرا بدون تامل مقوله ای حفظ و نگهداری در صنعت برق خود مبحث مجزا و گسترده ای است که بسیاری از درهای پیشرفت و توسعه در آن هنوز ناگشوده مانده است .

کلید واژه ها

شبکه توزیع ، خط هوایی ، برقگیر ، اضافه ولتاژ ، رزونانس ، فرو رزونانس ، اضافه بار ، افت ولتاژ ، کلید زنی

مقدمه:

در اثر برخورد امواج صاعقه به خطوط هوایی شبکه های توزیع شاهد بوجود آمدن امواج  ضربه ای و انتشار آنها در انتشار آنها در هادیها می باشیم که اضافه ولتاژهای گذرا را در آنها ایجادمی نمایند لذا تبدیل خطوط هوایی با کابل های زمینی ، اضافه ولتاژهای تولید شده به کابلها نیز انتقال داده می یابند . از آنجایی که اضافه ولتاژها می توانند موجب آسیب دیدن عایق کابلها شوند ، بایستی با استفاده از نصب برقگیر در محلهای مناسب در شبکه توزیع از نفوذ اضافه ولتاژهای با دامنه های شدید به کابلهای توزیع جلوگیری گردد . در این جا به بررسی اثرات نصب برقگیرها در ابتدا ، انتها و وسط کابل پرداخته و ماکزیمم ولتاژ تولید شده در کابل در هر یک از این حالات مورد بررسی قرار می دهیم . در این بررسی ، شکل موج جریان ضربه ، خاصیت اندوکتانسی برقگیر ، ولتاژ سیستم و امپدانس موجی خطوط هوایی و کابل های زمینی مد نظر قرار دارند . در انتها نیز شبیه سازیهای انجام گرفته توسط نرم افراد ATP-EMTP برای بررسی حالات گذرای برخورد صاعقه به خطوط هوایی و انتشار آنها در کابلهای متصل در شبکه های توزیه دارای برقگیر و بدون آنها آورده شده است . همچنین نتایج بررسی های انجام شده در مورد دامنه اضافه ولتاژهای گذرا و اثرات آنها در دو نوع کابل متفاوت TR-XLPE و EPR مورد مقایسه قرار می گیرد .

در اثر برخورد امواج صاعقه و یا حتی بروز آن در مجاورت خطوط هوایی شبکه های توزیع ، امواج ضربه ای در هادیهای خطوط هوایی شبکه ایجاد و بسرعت منتشر می شوند که این امواجضربه ای تولید اضافه ولتاژهای گذرا را در خطوط هوایی نموده و بدلیل اتصال خطوط هوایی با کابلهای زمینی ، در طول کابلها نیز منتقل می شوند . با گذشت مدت زمان کاربری کابلها بتدریج از مقاومت الکتریکی عایقهای آنها کاسته شده و اضافه ولتاژهای با دامنه کافی می توانند منجر به شکستگی عایق کابل گردند و از اینرو محافظت کابلها در شبکه توزیع در مقابل پدیده صاعقه بسیار ضروری است . اگر صاعقه برخوردی به خط هوایی در فاصله نزدیکی نسبت به محل اتصال آن با کابل باشد آنگاه دامنه اضافه ولتاژهای ایجاد شده در کابل بسیار بیشتر از سطح ایزولاسیون اصلی کابل می گردد مگر آنکه توسط برقگیرها محافظت بیشتری از کابلها در مقابل اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه صورت گیرد .

لذا برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم بایستی با استفاده مناسب از برقگیرها در شبکه توزیع ، سطح محافظتی کابلها را در مقابل اضافه ولتاژهای شدید افزایش داده تا از بروز عیب در سیستم جلوگیری گردد بطوری که در صورت استفاده از برقگیرها در چندین نقطه میتوان دامنه اضافه ولتاژها را در شبکه کابل تا حد  زیادی کاهش داد . در این مقاله ابتدا به بررسی تئوری پدید برخورد صاعقه به خطوط هوایی و انتشار و انعکاس امواج ضربه ای در کابلها و خطوط هوایی شبکه توزیع می پردازیم و ماکزیمم دامنه اضافه ولتاژهای ایجاد شده در کابل را مورد بررسی قرار می دهیم . آنگاه با معررفی پارامتر  طول بحرانی کابل و استفاده از برقگیرها در ابتدا ، انتها و وسط کابل شبکه توزیع مجدداً دامنه اضافه ولتاژهای ایجاد شده را  محاسبه می کنیم .

در این بررسی ، شکل موج جریان ضربه ، خاصیت اندوکتانسی برقگیر و  ولتاژ سیستم بعنوان پارامترهای اساسی بر دامنه اضافه ولتاژهای کابلها مدنظر قرار داشته و تحلیل های انجام شده بر اساس این پارامترها استوار است . در انتها نیز شبیه سازی های انجام گرفته توسط نرم افزار ATP-EMTP برای بررسی حالات گذرای برخورد صاعقه به خطوط هواییی و انتشار آنها در کابلهای متصل در  شبکه های توزیع دارای برقگیر و بدون آنها آورده شده و همچنین نتایج مقایسه دامنه اضافه ولتاژهای گذرا و اثرات آنها در دو نوع کابل متفاوت TR-XLPE  و EPR آورده شده است .

فهرست مطالب:

فصل اول اضافه ولتاژهای گذرای ناشی از برخورد صاعقه به خطوط هوایی

1-1 مقدمه

2-1 بررسی تحلیلی پدیده اضافه ولتاژها در شبکه توزیع

3-1 بررسی اثر خاصیت اندوکتانسی برقگیر

4-1 بررسی اثر ولتاژ سیستم

5-1 مقایسه اثرات اضافه ولتاژها در کابلهای TR-XLPE و EPR

6-1 شبیه سازی

7-1 نتیجه گیری

فصل دوم رزونانس و فرو رزوناس در شبکه های توزیع

1-2 مقدمه

2-2 شرح پدیده رزونانس و فرورزونانس

3-2 خصوصیات و شرایط بروز پدیده

4-2 کمیتهای موثر در بروز پدیده

5-2 نتایج

فصل سوم اولویت بندی شرایط اضطراری هنگام اضافه بار و افت ولتاژ در شبکه

1-3 مقدمه

2-3 اولویت بندی سوءترین خروج احتمالی خط در شبکه و اثر آن بر روی اضافه بار سایر خطوط

3-3 اولویت بندی سوء ترین خروج احتمالی خط در شبکه و اثر آن بر روی تغییر ولتاژ شین های مختلف شبکه

4-3 نتایج عددی

فصل چهارم اضافه ولتاژهای موجی در شبکه توزیع فشار ضعیف و حفاظت مصرف کنندگان در برابر آن

1-4 مقدمه

2-4 مکانیزم الکترواستاتیکی انتقال موج ضربه

3-4 مکانیزم الکترومغناطیسی انتقال منبع ولتاژ ضربه به ثانویه

4-4 بررسی تاثیر قرار دادن برقگیر در سمت فشار ضعیف

5-4 خلاصه و نتیجه گیری

فصل پنجم اضافه ولتاژ نوع کلیدزنی

1-5 مقدمه

2-5 اضافه ولتاژ نوع کلیدزنی

3-5 اضافه ولتاژهای نوع AC

4-5 اضافه ولتاژ نوع DC

5-5 مدار معادل

6-5 معرفی سیستم تست

7-5 نتایج شبیه سازی

8-5 نتیجه گیری

پیوستها

شکل ها

منابع

فهرست جداول:

جدول 1-2 مشخصات مدار آزمایش طبق شکل 5-2

جدول 2-2 مشخصات تجهیزات فشار قوی در مدار آزمایش شکل 5-2

جدول 1-5 دامنه اضافه ولتاژ برای ترکیبات مختلف فیلتر

فهرست شکل ها:

شکل 1-1 تصویر شماتیک یک شبکه توزیع

شکل 2-1 رفتار برقگیر در زمان اضافه ولتاژ

شکل 3-1 دیاگرام لاتیس انتشار و انعکاس امواج ضربه اضافه ولتاژ

شکل 4-1 اثر حفاظتی برقگیرهای نصب شده در شبکه های توزیع

شکل 5-1 محل برقگیرهای نصب شده در شبکه های توزیع

شکل 6-1 اثر خاصیت اندوکتانسی برقگیر در دامنه اضافه ولتاژها در جریان و ولتاژ کابل

شکل 7-1 اثر حفاظتی برقگیرهای شبکه ی توزیع

شکل 8-1 تصویر شماتیک موج صاعقه واقعی به صورت تابع اکسپانسیلی

شکل 9-1 اثر حفاظتی برقگیرهای نصب شده در شبکه های توزیع

شکل 10-1 مقایسه دامنه اضافه ولتاژهای خروجی کابل های TR-XLPE و EPR

شکل 11-1 مقایسه دامنه اضافه ولتاژها در 10 درصد اول سیم پیچهای متصل به کابل های TR-XLPE و EPR

شکل 12-1 مدار شبیه سازی برخورد صاعقه به خطوط هوایی و کابلهای زمینی شبکه توزیع به همراه برقگیرهای مربوطه

شکل 13-1 شکل موج ولتاژ محل برخورد صاعقه در خط هوایی

شکل 14-1 شکل موج ولتاژ محل نصب برقگیر در خط هوایی

شکل 15-1 موج ولتاژ ورودی و خروجی کابل به دلیل برخورد صاعقه به خط هوایی

شکل 1-2 مدار شامل

شکل 2-2 مدار سری

شکل 3-2 ظهور ولتاژ با دامنه ی ضربه ای در پی بروز پدیده ی فرورزوناس در مدار

شکل 4-2 نمایش مدارهای توزیع

شکل 5-2 مدار انجام آزمایشات در بروز پدیده فرورزونانس

شکل 6-2 منحنی احتمال بروز پدیده در شبکه ی توزیع و تغذیه ترانسفورماتور در شرایط گوناگون

شکل 1-4 اصابت صاعقه به نقطه ای در نزدیکی یک خط توزیع نیروی برق

شکل 2-4 ظرفیت های خازنی کلی C1 بین سیم پیچها و C2 بین سیم پیچ فشار ضعیف و هسته

شکل 3-4 مدار معادل ترانسفورماتور همراه با امپدانس موجی خطوط دو طرفه

شکل 4-4 مدار معادل تقریبی ترانسفورماتور

شکل 5-4 موج اضافه ولتاژ رسیده به ترمینال فشار قوی یک ترانسفورماتور توزیع

شکل 6-4 موج ولتاژ ضربه القا شده از سمت فشار قوی به طرف فشار ضعیف ترانسفورماتور توزیع

شکل 1-5 مودهای مختلف سیستم دو قطبی HVDC

شکل 2-5 مدار معادل مودال سیستم در حین خطای تک قطب به زمین

شکل 3-5 ولتاژ سمت اینورتر

شکل 4-5 مدار معادل سیستم

شکل 5-5 ترکیب کلی فیلتر DC

شکل 6-5 بلوک دیاگرام ساده شده مدار کنترل

شکل 7-5 اضافه ولتاژها ناشی از خطای تک قطب به زمین در وسط خط

شکل 8-5 اضافه ولتاژها ناشی از خطای تک قطب به زمین در حالت خازنی

شکل 9-5حداکثر اضافه ولتاژها ناشی از خطای تک قطب به زمین در فواصل مختلف

شکل 10-5 تغییرات فرکانسی تشدید با اندوکتانس راکتور هموار ساز

شکل 11-5 ولتاژ و جریان خط DC پس از قطع پالس های آتش یکی از مبدل های اینورتر

شکل 12-5 جریان والوها پس از خطا

شکل 13-5 تغییرات ضریب اضافه ولتاژ n بر حسب مقدار راکتور DC

شکل 14-5 فرماو زاویه آتش کنترل کننده پس از بروز خطا در مبدل

شکل 15-5 جریان ولتاژ طرف یکسو کننده پس از بلوکه شدن اینورتر(کنترل عادی)

شکل 16-5 جریان ولتاژ در طرف یکسو کننده پس از بلوکه شدن کامل اینورتر

شکل 17-5 شکل موج جریان ولتاژ در ابتدا ، وسط و انتهای خط DC در شرایط راه اندازی با انتهای باز

شکل 18-5 شکل موج ولتاژ و جریان در خط DC در شرایط راه اندازی کنترل شده

منابع و مأخذ:

1- تحلیل و بررسی جامع انواع اضافه ولتاژهای داخلی و خطوط انتقال قدرت ، سعید اسماعیلی جعفر آبادی ، عباس شولایی ، مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران ، سال اول ، شماره سوم ، زمستان 83 .

2- مجموعه مقالات کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق ، کنفرانسهای سوم ، نهم ، دهم .

3- R.Verdolin , A.M. Gole , “Induced Overvoltages on an AC-DC Hybrid Transmission System “ , IEEE Trans. On Power Delivery , Vol . 10, No, 3, pp, 1514-1521, July 1995 .

4- www.SID.ir