کیفیت انرژی الکتریکی و یا کیفیت قدرت
اسلاید 1: 1 کيفيت انرژي الکتريکي و يا کيفيت قدرت
اسلاید 2: 2کيفيت قدرت چيست، چكيده، مقدمه کميت ها و پارامترهای موثر بر کيفيت قدرت افت ولتاژ Voltage Dip / Voltage Sag افزايش ولتاژ Voltage Swell حالت گذرا Transient هارمونيک Harmonics فليکر يا چشمک Flicker عدم تعادل ولتاژ Voltage Imbalance
اسلاید 3: 3 تغيير فرکانس Frequency Deviation تغيير ولتاژ Voltage Deviation قطع ترانزينت Transient Interuption قطع برق Outageاثرات مرتبط با کميتهای موثر برکيفيت قدرتمنابع اصلی کاهش کيفيت قدرت - تجهيزات و وسايل الکترونيک قدرت
اسلاید 4: 4 - تجهيزات مرتبط با فن آوري اطلاعات و دفتري - تجهيزات قوس الکتريکي - قطع و وصل بارهای الکتريکی - راه اندازی موتورهای بزرگ اندازه گيري کيفيت انرژي الکتريکي روشهای بهبود مسائل و مشکلات مرتبط کيفيت قدرت ( راه حل ها )
اسلاید 5: 5چكيده : کيفيت انرژي الکتريکي و يا ( کيفيت قدرت ) موضوعي است که بطور روز افزون ، براي مصرف کننده گان برق در تمام سطوح و کاربرد اهميت پيدا ميکند. تجهيزات حساس و بارهاي غير خطي ، اکنون بطور وسيعي در محيط هاي صنعتي ، اقتصادي و خانگي مورد استفاده قرار ميگيرند. نتيجتاٌ، اتفاقات موثر بر روي منبع الکتريسيته که قبلاٌ براي شرکتهاي برق منطقه اي و مصرف کنندگان برق قابل قبول بودند ، اکنون غالباٌ از نقطه نظر مصرف کننده يک مسئله يا مشکل عمده تلقي ميشوند.
اسلاید 6: 6در اين سمينار موضوع کيفيت قدرت معرفي شده و اهميت آن مورد بررسي قرار ميگيرد . همچنين ، تعاريف مشترک ، قابل قبول و مورد استفاده در مبحث کيفيت انرژي الکتريکي (قدرت) ، مطرح شده ، در خصوص بعضي از مسائل مشکل آفرين براي مصرف کننده ها بحث خواهد شد. علاوه بر آن ، وضعيت موجود از نقطه نظر هاي صنعت برق ، تجهيزات موجود براي اندازه گيري کيفيت قدرت و تحقيقات انجام شده در اين خصوص ، مورد بررسي قرار ميگيرند.
اسلاید 7: 7مقدمه : عبارت کيفيت قدرت و يا Power Quality در سالهاي اخير، مورد استفاده خيلي از مصرف کننده گان صنعتي و اقتصادي برق قرار ميگيرد ، در گذشته، تجهيزات برقي غالباٌ ساده و نتيجتا پايدار بوده و نسبت به تغييرات کوچک منبع تغذيه حساس نبودند. اما در حال حاضر تجهيزاتي مورد استفاده ميباشند که نياز به منبع تغذيه اي با کيفيت بالاتر دارند ، نتيجتاٌ مصرف کننده ها ، نياز به انرژي الکتريکي ، با کيفيت خوب دارند.
اسلاید 8: 8هرچند مسئوليت شرکتهاي برق منطقه اي در اين خصوص کاملاٌ روشن است ، اما مصرف کننده گان انرژي الکتريکي نيز ميبايستي نسبت به حفاظت بارهاي حساس در مقابل اغتشاش برق اقدام نموده و وسايل حفاظتي بر روي آنها نصب نمايند.راه حل هاي متعددي همچنين براي حل مسائل مربوط به کيفيت انرژي الکتريکي موجودند ، که بعضي براي اپراتورهاي شبکه توزيع و تعدادي براي مصرف کننده ها طراحي شده اند. علاوه بر اين ، تجهيزات پيچيده اندازه گيري کيفيت برق بسادگي در اختيار مصرف کننده هاي نهائي قرار دارند ،
اسلاید 9: 9که اطلاعات مربوط به سطح کيفيت انرژي الکتريکي را که دريافت و يا مصرف ميکنند در اختيارشان قرار ميدهد. کميت ها و يا اتفاقات قابل اندازه گيري: -افت ولتاژ: (Voltage Dip and/or Voltage Sag) کاهش در مقدارRMS ولتاژ در يک محدوده از 0.1 – 0.9 PU براي مدتي طولاني تر از يک نيم سيکل و کمتر از يک دقيقه. غالباٌ اين مسئله بدليل خطاهاي ناشي از افزايش تقاضاي مصرف و اتفاقاتي گذرا نظير راه اندازي يک موتور بزرگ اتفاق مي افتد.
اسلاید 10: 10افت ولتاژ
اسلاید 11: 11گذشته از زمان کوتاه آن ، اين اتفاق ميتواند ، مشکلات عمده ای را برای رنج وسيعی از تجهيزات ايجاد نمايد. افت ولتاژ يک پديده ی سه فاز ميباشد که بر روی ولتاژهای هر سه فاز و حتی گاهی اوقات ولتاژ نول نسبت به زمين تاثير ميگذارد. منشاء تمام افت ولتاژها افزايش کوتاه مدت جريان ميباشد، و مهمترين عوامل ايجاد کننده ی اين چنين حالتی ، راه اندازی موتورها ، برق دار نمودن ترانسفورماتورها و خرابی هائی همچون خطای زمين و و خطای اتصال کوتاه ميباشند.
اسلاید 12: 12مثالهائی برای افت ولتاژ با دلايل متفاوت در شکلهای زير نمايش داده شده اند.در شکلهای زير مقادير موثر ولتاژهای سه فاز بصورت تابعی از زمان ترسيم شده اند. مقدار موثر ولتاژهای سه فاز در هر سيکل محاسبه شده و در زمان هر نمونه برداری تصحيح شده اند.
اسلاید 13: 13افت ولتاژ در اثر راه اندازی موتور: يک افت ولتاژ کم اما ناگهانی وبازگشت بحالت نرمال، کند. چون موتور الکتريکی يک بار سه فاز متعادل است ، افت ولتاژهای هر سه فاز مشابه هستند
اسلاید 14: 14برقدار نمودن يک ترانسفورماتور بزرگ: افت ولتاژ ناگهانی و باز گشت به حالت نرمال کند، افت ولتاژهای سه فاز بدليل جريان های هجومی مختلف، متفاوت هستند.
اسلاید 15: 15افت ولتاژ بدليل خطای تکفاز، افت ولتاژ در دو فاز سريع بوده ، بعد از چند سيکل سريعاٌ بحالت عادی بر ميگردند
اسلاید 16: 16افت ولتاژ بدليل خطای تکفاز: در شکل سمت چپ بار بصورت ستاره، و در شکل سمت راست بار بصورت مثلث متصل شده است.
اسلاید 17: 17افت ولتاژ بدليل خطای فاز به فاز: در شکل سمت چپ بار بصورت ستاره متصل شده ، و در شکل سمت راست بار بصورت مثلث متصل شده
اسلاید 18: 18افزايش ولتاژ :( Voltage Swell ) يک افزايش در مقدار RMS ولتاژ در محدوده از 1.1-1.8 PU براي مدتي طولاني تر از يک نيم سيکل و کمتر از يک دقيقه. غالباٌ اين مسئله بدليل خطاهاي سيستم ، قطع و وصل بار و يا خازن روي ميدهد.
اسلاید 19: 19حالت گذرا: (Transient ) تغييرات ناخواسته و لحظه اي ولتاژ تغذيه يا جريان بار را شامل می شود. حالت گذرا معمولاٌ بدو دسته : پالسي و نوساني ، طبقه بندي ميشود
اسلاید 20: 20حالت ترانزينت در اثرخراب بودن فتوسل روشنائی يک خيابان
اسلاید 21: 21هارمونيک :( Harmonics ) اغتشاشهاي پريوديک و سينوسي ولتاژ منبع و يا جريان بار در اثر بارهاي غير خطي. هارمونيک ها با مضرب صحيحي از فرکانس اصلي و يا فوندامنتال منبع تغذيه اندازه گيري ميشوند. با استفاده از آناليز سري فوريه، مولفه هاي هارمونيکی شکل موج مغشوش را ميتوان بصورت ، مرتبه هارمونيکي ، دامنه و فاز هر کدام تشريح کرد.
اسلاید 22: 22ولتاژ با اغتشاش هارمونيکی
اسلاید 23: 23شکل موجهاي ولتاژ و جريان مغشوشي که، داراي با مضارب غير صحيحي ازفرکانس شکل موج فوندامنتال هستند، بين هارمونيک ( enter - harmonics ) ناميده ميشوند.
اسلاید 24: 24فليکر يا چشمک ( Flicker ) : عبارتي است که براي اثرات عيني تغييرات کم ولتاژ بر روي تجهيزات روشنائي ( خصوصاٌ لامپهاي تنگستن و فيلامان دار ) استفاده ميشود. محدوده فرکانسي اغتشاشات موثر بر روي وسايل روشنائي، و قابل تشخيص بوسيله چشم بشر از 1 - 30 HZ است.
اسلاید 25: 25عدم تعادل ولتاژ( Voltage Imbalance ) : بصورت تفاوت در دامنه و يا فاز يک و يا چند فاز، از منبع سه فاز، با توجه به دامنه فازهاي ديگر و زاويه فاز معمول 120 درجه تعريف ميشود.
اسلاید 26: 26تغيير فرکانس :( Frequency Deviation ) کم و يا زياد شدن فرکانس از يک مقدار تعيين شده، معمولاٌ 0.1%
اسلاید 27: 27تغيير ولتاژ :( Voltage Variation ) کم و يا زياد شدن ولتاژ از يک مقدار تعيين شده ، معمولاٌ 0.1%
اسلاید 28: 28قطع ترانزينت :( Transient Interuption ) به کاهش در ولتاژ منبع و يا جريان بار، بمقداري کمتر از 0.1 PU و براي مدت زماني کمتر از يک دقيقه اطلاق ميشود. قطع معمولاٌ بدليل خطاي سيستم ،خرابي تجهيزات سيستم و يا سيستم کنترل و همچنين کار کرد نامناسب سيستم حفاظتي روي ميدهد. قطع ترانزِينت معمولا يک اتفاق قابل اندازه گيري است.
اسلاید 29: 29قطع برق :( Outage ) به قطع کامل برق برای مدتی طولانی تر از يک دقيقه اطلاق ميشود.
اسلاید 30: 30اثرات وابسته کميت های موثر بر کيفيت قدرتقطع ماشين و يا فرآيند، قيمت ضايعات ، قيمت تميز کاري ،کيفيت محصول و قيمت تعمير ، تمام موارد فوق باعث ميشوند تا اين نوع مشکل باعث گراني محصول براي مصرف کننده نهائي بشود.افت ولتاژقطع تجهيزات ، از کار افتادن تجهيزات ، نياز به راه اندازي سخت افزاري ، وقفه در انجام مراحل نرم افزار، کيفيت پائين محصول ترانزينت ترانسفورماتور و سيم زمين، گرم شده ، عمر آنها کم ميشود، نويز صوتي ايجاد ميشود. هارمونيک ها باعث خستگي و ناراحتي چشمي ميشود .فليکر
اسلاید 31: 31منابع اصلی کاهش کيفيت قدرت:الف - تجهيزات و وسايل الکترونيک قدرتتجهيزات و وسايل الکترونيک قدرت بارهاي غير خطي بوده و اغتشاش هارمونيکي توليد مينمايند، از سوي ديگر اين گونه بارها چنانچه محافظت نشوند به کاهش ولتاژ حساس هستند. بيشترين صدمه های اقتصادی مربوط به مسائل کيفيت قدرت، در رابطه با استفاده از دستگاههاي کنترل دور موتورها و يا اينورترها است. اين دستگاهها بشدت نسبت به اغتشاشهای مربوط به افت ولتاژ voltage Dip حساس بوده وباعث مسائل خاصی در فرآيندهای صنعتی ميشود ، از جمله از دست رفتن همزمانی سيستمهای مکانيکی.
اسلاید 32: 32ولتاژ سينوسی اعمال شده به يک بار خطی جريانی سينوسی ايجاد ميکند و ولتاژ سينوسی اعمال شده به يک بارغيرخطی جريانی غير سينوسی ايجاد ميکند.
اسلاید 33: 33ب - تجهيزات مرتبط با فن آوري اطلاعات و دفتريمنبع تغذيه تجهيزات مرتبط با فن آوري اطلاعات و دفتري غالباٌ ، شامل يک منبع تغذيه سوئيچي SMPS است که خود باعث افزايش قابل ملاحظه سطح هارمونيک هاي سوم ، پنجم و هفتم و نتيجتاٌ اغتشاش ولتاژ ميشود. نظر به اينکه هارمونيک سوم داراي سيکوئنس صفر فازي است، بنابراين باعث بار گذاري روي سيم نول ميشود. که خود بدليل استفاده روز افزون از اينگونه تجهيزات باعث گرم شدن بيش از حد ترانس و بارگذاری بيش از حد سيم زمين ميشود.
اسلاید 34: 34هارمونيک سوم: اثر آنها بر بار گذاري روي سيم نول
اسلاید 35: 35 اخيراٌ از منبع تغذيه سوئيچي SMPS همچنين برای کار بردهای روشنائی بوسيله لامپهای فلورسنت ( کم مصرف ) استفاده ميشود. در ساختماهای جديد حدود 50% از بار مصرفی مربوط به روشنائی بوسيله اينگونه لامپهای فلورسنت است، نتيجتاٌ استفاده از کابل هائی با سيم زمين با قطری متناسب با مقدار هارمونيک سوم در اين ساختمانها امری عادی است.
اسلاید 36: 36شکل جريان يک منبع تغذيه سوئيچي
اسلاید 37: 37شکل ولتاژ تغذيه با قله صاف شده در اثر جريانهای مربوط به مصرف چندين منبع تغذيه سوئيچي
اسلاید 38: 38ج - تجهيزات قوس الکتريکيکوره هاي قوس الکتريکي: جوشکاري با قوس الکتريکي و لامپهاي تخليه الکتريکي، تمامي، نوعي از وسايل قوس الکتريکي هستند. اين وسايل بشدت غير خطي بوده ، شکل جريان مصرفي آنها بستگی به مشخصه جريان قوس الکتريکي داشته و با امپدانس شبکه محدود ميشود. کوره هاي قوس الکتريکي بزرگ به جريانهای ده ها هزار آمپري نياز دارند، دستگاههای جوشکاری جريانهای چند صد آمپري نياز داشته و لامپهاي تخليه الکتريکي هم ، هرکدام به جريانی کمتر از يک آمپر نياز دارند. هرچند در صد بالائی از روشنائی شهری و اقتصادی بوسيله لامپهاي تخليه الکتريکي فراهم شده و نتيجتاٌ تاثير بسزائی نيز دارند.
اسلاید 39: 39تمامی وسايل قوس الکتريکي منبع اغتشاش هارمونيکی بوده، باعث توليد هارمونيکهای ولتاژ ميشوند. بررسی اثرات کوره هاي قوس الکتريکي مشکل است ، متعادل کردن فازها با ديگر کوره هاي قوس الکتريکي هميشه موثر نيست ، چون کوره هاي قوس الکتريکي در مودهای مختلفی کار کرده و باعث عدم تعادل فازها ميشوند. دستگاههای جوشکاري با قوس الکتريکي بدليل اتفاقی بودن عمل سوئيچينگ باعث حالتهای گذرا يا ترانزينت در شبکه محلی ميشوند ، نتيجتا ٌبرای حفاظت در مقابل پالسهای توليد شده نياز به حفاظت وجود دارد.
اسلاید 40: 40باری متشکل ازچندين دستگاه جوشکاری
اسلاید 41: 41د - قطع و وصل بارهای الکتريکیتاثير قطع و وصل بارهای الکتريکی سنگين بر روی شبکه محلی يک مشکل معمولی بوده باعث خواهد شد تا حالتهای گذرا به تجهيزات متصل به شبکه های الکتريکی نزديک برسند. اين حالتهای گذرا دارای دامنه های ولتاژ بزرگی هستند اما بدليل زمان کوتاه ( در حدود ميلی ثانيه ) دارای انرژی خيلی کوچکی هستند.
اسلاید 42: 42راه اندازی موتورهای بزرگ:طبيعت ديناميکی ماشينهای القائی به آن معنی است که جريان کشيده شده توسط آنها بستگی به مود کاری آنها دارد ، در موقع راه اندازی اين جريان تا شش برابر جريان حالت باعث افت ولتاژی ميشود که دامنه کار نامی بالا ميرود. اين افزايش بار بر روی شبکه محلی آن بستگی به امپدانس سيستم دارد. ممکن است چندين ثانيه طول بکشد تا موتور به سرعت نامی اش برسد، به همين دليل ميبايستی بطريقی سطح اين جريان را کاهش داد. روشهای کاهش اين جريان بستگی به نوع موتور و سيستم درايو آن دارد.
اسلاید 43: 43موارد ديگر در رابطه به کيفيت قدرت عبارتند از: تجهيزات حساس صدمات مربوط به طوفان و آب و هوا
اسلاید 44: 44اندازه گيري کيفيت انرژي الکتريکي: پس از شناخت مسائل و مشکلات مرتبط با کيفيت انرژي الکتريکي ، ميبايستي روشهاي اقتصادي مربوط به راه حل ها نيز مورد بررسي قرار گيرند. در شکل زير تجهيزات و سيستمهای اندازه گيری کيفيت قدرت و پيشرفت زمانی آنها نشان داده شده اند.
اسلاید 45: 45تجهيزات و سيستمهای اندازه گيری کيفيت قدرت و پيشرفت زمانی آنها
اسلاید 46: 46
اسلاید 47: 47بلوک دياگرام يک دستگاه فليکر متر
اسلاید 48: 48براي نيل به اهداف اندازه گيري کيفيت انرژي الکتريکي ، اطلاعات زير مورد نياز ميباشند: طبيعت و يا ماهيت مسائل و مشکلات مرتبط با کيفيت انرژي الکتريکي. تخمين قيمت و يا هزينه هاي تقريبي ناشي از اغتشاش. فرکانس تکرار اتفاق. زماني که در آن مشکل اتفاق ميافتند. اطلاعات در خصوص تجهيزاتي که تحت تاثير قرار ميگيرند.
اسلاید 49: 49اطلاعاتي در خصوص تجهيزاتي که در نزديکي آن محل هستند.اطلاعات مربوط به بررسي هاي قبلي انجام شده در آن محل.براي دسترسي به اطلاعات فوق معمولاٌ ميبايستي برنامه ريزي لازم براي بررسي آن محل و يا پست مشکل دار انجام شود .
اسلاید 50: 50هرچند اول ميبايستي اطلاعات زير را تهيه کرد: بررسي کامل دياگرام مدارهاي الکتريکي محل. اطلاعات ريز در خصوص بارهاي مهم . اطلاعات ريز در خصوص بارهاي مشکل آفرين. تعيين موقعيت و يا محل با بيشترين مشکل . بحث با پرسنل مربوطه. داده برداري مقدماتي.پس از گردآوري اطلاعات فوق و بررسي آنها، چنانچه مشکل اصلي پيدا نشد ، براي گرد آوري اطلاعات وانجام بررسي هاي بيشتر لازم است تا براي موارد زير تصميم مناسب اتخاذ کرد.
اسلاید 51: 51در چه مواقع و يا زمانهائی داده برداری کنيم؟1. زمانيکه مسئله ای در رابطه با کيفيت قدرت موجود است.2. زمانيکه فرآيندی نياز به کيفيت قدرت بالا داشته و قبلاٌ ميبايستی وجود شرايط مطلوب تعيين شود.3. زمانيکه باری مشکل آفرين به شبکه متصل شده باشد.4. زمانيکه باری حساس به شبکه متصل شده باشد 5. برای بررسی ميزان حفاظت و کيفيت قدرت.6. در زمان آناليز مصرف انرژی و ولت آمپر راکتيو
اسلاید 52: 52تعيين محل نصب سيستم داده برداري:1. در محلی که بار به شبکه متصل شده2. هرچه نزديکتر به بارهای تحت تاثير3. هرچه نزديکتر به بارهای مشکل آفرين4. در محلی که گروه بارهای خيلی حساس تغذيه ميشوند.5. هر زمان ممکن بود و برای بررسی پست ها، بخصوص زمانهائی که محاسبه هارمونيک بارها مورد نظر باشد.
اسلاید 53: 53تعيين نوع تجهيزات داده برداري مورد نياز:1. دستگاههای قابل حمل برای تعيين مسائل بخصوص2. دستگاههای ثابت برای داده برداری های طولانی مدت3. دستگاههای دستی برای بررسی های مقدماتی
اسلاید 54: 54تعيين کميتهاي مورد نظر براي اندازه گيري و ثبت:1. ولتاژ ، جريان ( فاز و نول، فاز و زمين، نول و زمين )2. افت ولتاژ3. تغييرات ترانزينت4. فليکر5. عدم تعادل فازها6. ضريب قدرت
اسلاید 55: 55روش آناليز اطلاعات ثبت شده: تعيين اينکه چه اطلاعاتی مفيدتر است ايجاد پايگاه داده ها مقايسه با استانداردهای معلوم انتخاب سطوح مناسب برای اندازه گيری و تعداد هارمونيک ها تعيين مدت و پريودهاي زماني انجام داده برداري .
اسلاید 56: 56کميت هاي قابل اندازه گيري در رابطه با کيفيت قدرت عبارتند از:· تغييرات ولتاژ منبع تغذيه.· قطع برق براي زمانهاي کوتاه و بلند.· کاهش و افزايش ولتاژ· هارمونيک ها· هارمونيک هاي مياني ( Inter Harmonic )· عدم تعادل ولتاژ· تغييرات فرکانس
اسلاید 57: 57روشهای بهبود مسائل و مشکلات مرتبط با کيفيت قدرت (راه حل ها ):اصلاح سيستم زمين:گزارشهای متعددی درخصوص مسائل کيفيت قدرت و در رابطه با سيستم زمين غلط موجودند. بررسی سيستم زمين بخصوص زمانی که مشکلات مربوط به هارمونيک موجودند اولين کاری است که ميبايستی انجام شود.
اسلاید 58: 58استفاده از منبع تغذيه وقفه ناپذير:منبع تغذيه وقفه ناپذير شامل يکسو کننده، باطری ، اينورتر، و کليدهای استاتيک ( کليدهای الکترونيک قدرت )، از معمول ترين سيستمهای برق اضطراری مورد استفاده امروزی هستند. انواع مختلف اين سيستمها ( Standby ,Online and Hybrid ) کمک بزرگی در جهت تامين برق مطمئن و با کيفيت مناسب هستند.
اسلاید 59: 59مولدهای محلی :نوعی از توليد برق محلی ، مانند سيستم ديزل و ژنراتور، هرگونه کاستی در ظرفيت برق را تامين نموده و علاوه بر آن اغتشاشهای مربوط به کيفيت برق را کاهش ميدهد. اين حالت در غالب اوقات راه حلی است گرانقيمت، هرچند به نظر ميرسد در آينده ای نزديک بعضی از انواع آنها مانند ميکروتوربينها ( Micro-Turbines )، پيلهای سوختی ( Fuel Cells ) و موتورهای استيرلينگ ( Stirling Eingines ) (با راندمان بالا ) به تعداد زيادی مورد استفاده قرار گيرند.
اسلاید 60: 60کليدهای تبديل ( Transfer Switches ):از کليدهای تبديل برای انتقال بار از يک شبکه به شبکه ديگر استفاده ميشود. نتيجتاٌ امکان انتخاب از بين دو منبع برای بار و يا شبکه محلی بوجود ميآيد. در صورتيکه يک منبع دارای کيفيت مناسب نباشد، بار بطور اتوماتيک به منبع دوم کليد شده امکان بوجود آمدن مشکل را کاهش ميدهد.
اسلاید 61: 61کليدهای قطع استاتيک ( Static Breakers ): کليدهای الکترونيک قدرت با زمان پاسخ کمتر از يک سيکل، قادرند تا مدارهای مشکل دار را ايزوله نموده و کيفيت برق را بهبود ببخشند.
اسلاید 62: 62فيلترهای فعال و اصلاح کننده های ضريب قدرت :Active Filters and SVCs) )قدرت راکتيو و هارمونيکها را ميتوان با عبور قسمتی از جريان سيستم قدرت از داخل المانهای راکتيو کنترل نمود. اين کار بطور معمول بوسيله اتصال تايريستوری، خازن و سلف بطور موازی با سيستم قدرت انجام ميشود.قسمت اصلی SVC يک کليد دو طرفه تايرِيستوری است، در شکل زير کليد های تايريستوری مربوط به SVC نشان داده شده است.
اسلاید 63: 63کليد های تايريستوری مربوط به SVC
اسلاید 64: 64اين کليدهای تايرِستوری يا جريان يک سلف را کنترل ميکند Thyristor Control Reactor ( TCR )، و يا عمل اتصال خازن را انجام ميدهند Thyristor Switched Capacitors TSC . يک SVC شامل هردو اين المانها بوده و علاوه بر آنها ميتواند قسمتهای زير را نيز دارا باشد:اتصال تايريستوری سلف ها ( TSR ) Thyristor Switched Reactors:در اين حالت هيچ هارمونيکی توليد نميشود ، اما سلف قطع و يا وصل است.اتصال مکانيکی خازن ها Mechanically Switched Capacitors MSC فيلتر هارمونيک و يا خازن ثابت Fixex Capacitors FC
اسلاید 65: 65ماداميکه کار اصلی يک SVC تامين VARs است، اما سيستم کنترل را ميتوان بترتيبی طراحی کرد تا بعضی از مشکلات ديگر مرتبط با کيفيت قدرت نيز حل شوند. موارد زير کارهائی است که SVC قادر به انجام آنها است
اسلاید 66: 66· کنترل ولتاژ· کنترل توان راکتيو· محدود کردن ولتاژ اضافی در موقع قطع بار· بالا بردن پايداری سيستم قدرت· دمپ نوسانات قدرت· کنترل جريان قدرت راکتيو· بالا بردن ظرفيت سيستم انتقال· جلوگيری از ناپايداری ولتاژ· کاهش بار بوسيله کاهش ولتاژ· دمپ نوسانات کمتر از سنکرون
اسلاید 67: 67شکل زير نمای يک سيستم SVC و دياگرام تک خطی آن را نمايش ميدهد:
اسلاید 68: 68جبران ساز استاتيک Static Compensatorهرچند نام اين وسيله STATCOM مشابه با SVC و کار مشابهی را نيز انجام ميدهد، اما تکنولوژی عملکرد کاملاٌ متفاوت است. جبران ساز استاتيک STATCOM از يک اينورتر متصل شده بصورت موازی برای جبران سازی VAR استفاده ميکند، جريانهای خازنی و اندوکتيو اين وسيله را ميتوان در رنج وسيعی کنترل نمود.
اسلاید 69: 69شکل زير مشخصه های ولتاژ و جريان يک جبران ساز استاتيک STATCOM و يک SVC را نشان ميدهد. مقايسه آنها توانائی بهتر جبران ساز استاتيک و توانائی آن در قابليت کار بصورت فيلتر فعال را بوضوح آشکار ميسازد.
اسلاید 70: 70کنترلرهای يکپارچه عبور قدرت Unified Power flow Controllers کنترلرهای يکپارچه عبور قدرت ( UPFCs ) مشابه جبران ساز استاتيک ضريب قدرت هستند، اما جبران سازی را بهر دو صورت سری و موازی انجام ميدهند.
اسلاید 71: 71کنترلرهای يکپارچه عبور قدرت UPFCs : از دو اينورتر منبع ولتاژ Voltage Sourse Inverters ( VSI) تشکيل شده اند که خروجی يکی از آنها از طريق يک ترانسفورماتور بطور موازی به شبکه متصل شده و ثانويه ترانس خروجی اينورتر دوم بصورت سری با خط انتقال قرار ميگيرد. ترانسفورماتور موازی تبادل توان اکتيو با شبکه دارد، و توان اکتيو اينورتر سری از اين طريق تامين ميشود. نتيجتاٌ ترکيب دو اينورتر باعث ميشود که قدرت اکتيو از طريق لينک DC مستقيماٌ مبادله شده و در عين حال بطور کاملاٌ مجزا VAR به سيستم متناوب تغذيه شود. بنابراين عبور قدرت راکتيو از طريق UPFC انجام نشده و هر اينورتر ميتواند در ضريب قدرت مناسب با سيستم متناوب کار کنند.
اسلاید 72: 72با توجه به شکل زير ( حدود کار سيستم UPFC )، با انتخاب مناسب وکتور Vpq ميتوان به سه روش کنترل عبور قدرت و يا ترکيبی از آنها را کنترل نمود . UPFC ميتواند کنترل ولتاژ ترمينال را با تغييرات کوچک انجام دهد که در اين حالت Vpq همفاز و يا در تقابل فاز با VS است . UPFCميتواند جبران سری انجام دهد که در اين حالت ولتاژ تزريقی VC بر I عمود است.کنترل شيفت فاز و يا زاويه انتقال UPFCs بترتيبی است که V تغيير فاز داده اما دامنه آن تغيير نميکند. در حالت کنترل چند منظوره کنترل های فوق بصورت همزمان انجام ميشود.
اسلاید 73: 73حدود کار سيستم ، UPFC تنظيم ولتاژ ، جبران امپدانس خط ، تغيير زاويه فاز و، کنترل همزمان ولتاژ، امپدانس و زاويه فاز
اسلاید 74: 74شکل شماتيک سيستم UPFC و سوئيچهای مربوط به آن
اسلاید 75: 75فيلترهای غير فعال ( Passive Filters ):فيلترهای غير فعال دارای ساختمان ساده ای بوده از تعدادی خازن و يا سلف تشکيل شده اند. اين فيلترها معمولاٌ برای تضعيف هارمونيکها طراحی ميشوند ( فيلتر پائين گذر )، و برای حذف هارمونيکهای فرکانس بالا منبع تغذيه ، بر روی دستگاهها نصب ميشوند.
اسلاید 76: 76سيستمهای ذخيره انرژی ( Energy Storage Systems ):کليه سيستمهای ذخيره انرژی الکتريکی دارای قسمتهای اصلی و مشابه هم هستند ، ارتباط با سيستم قدرت ، سيستم تنظيم قدرت، سيستم کنترل شارژ و دشارژ و منابع ذخيره انرژی: منابع ذخيره انرژی دارای مشخصه های متفاوتی هستند: چگالی انرژی ، زمان شارژ و دشارژ ، تاثيرتکرار شارژ و دشارژ بر روی عملکرد و عمر آنها ، قيمت ، احتياج به نگهداری و غيره. اين مشخصه ها امکان انتخاب منبع مناسب برای کاربردهای متفاوت را ميسر ميسازد.
اسلاید 77: 77منابع ذخيره انرژی الکتريکی عبارتند از:ذخيره انرژی در ميِدان مغناطيسی کويلهای ابر رسانا.ذخيره انرژی در چرخ طيارذخيره انرژی در باطری و يا باطريهای پيشرفتهذخيره انرژی در خازن و يا خازن های بزرگ
اسلاید 78: 78چگونگی اتصال مداری يک Dynamic Voltage Restorer (DVR) سه سيمه
اسلاید 79: 79سخت افزار يک دستگاه DVR سه فاز با استفاده از يک اينورترمنبع ولتاژ با مدولاسيون پهنای پالس
اسلاید 80: 80تجهيزات شبکه ، طراحی شبکه : کنتاکتورهای وصل اتوماتيک Auto-Reclosing معمول ترين وسايل مورد استفاده در شبکه های شعاعی دور از دسترس هستند، اين وسايل باعث ميشوند تا زمان خطا سپری شده و سپس تغذيه را متصل مينمايند
اسلاید 81: 81کنتاکتورهای وصل اتوماتيک: حفاظت منبع را برای بعضی از مصرف کننده ها بالا ميبرند، اما در عين حال باعث قطع ترانزينت برای ديگر مصرف کننده ها ميشوند. البته بدينوسيله در مصرف فيوز صرفه جوئی شده و زمان قطع کامل برق کاهش مي يابد.
اسلاید 82: 82اتصال خازن باعث حالت ترانزينت بر روی شبکه تغذيه ميشود، بعضی از خازنها بطور پيوسته يا دائماٌ به شبکه متصل اند، و انواع ديگری متناسب با شرايط بار اضافه ميشوند. در موقع اتصال خازن به منبع تغذيه، ترانزينت ولتاژ در اثر عکس العمل المانهای راکتيو شبکه و خازن اضافه شده روی خواهد داد. زمانيکه خازنهای اصلاع ضريب قدرت در پست مصرف کننده نصب شده باشند و خازنهای شبکه برق آن ناحيه متصل شوند، اثر سويچ زنی و ترانزينت مربوطه تقويت شده و نوسانی خواهد شد. تقويت ولتاژ مربوط به اين عمل تابعی است از امپدانسهای خازنها، شبکه ، اندوکتانس مدار مصرف کننده وفرکانس سوئيچينگ خازن. اگر فرکانس رزونانس مدار مصرف کننده و رزونانس شبکه در پاسخ به سوئيچينگ خازن مساوی باشند ماکزيمم تقويت ولتاژ اتفاق می افتد. مقدار اين افزايش ولتاژ در بدترين حالت شرايط دو برابر ولتاژ نامی خواهد بود.
اسلاید 83: 83عوض کردن تپ ترانسفورماتور هم برای تنظيم ولتاژ استفاده ميشود. اين عمل توسط وسائل مکانيکی و يا الکترونيک قدرت انجام ميشود، که هرکدام برای موقعيت های با سرعت تغيير بار کم و يا زياد مناسب هستند.راه حل های ديگر عبارتند از : فيوزهای محدود کننده جريان خازنهای تنظيم کننده جرقه گيرها Surge Arresters مجزا سازی خطوط قسمت بندی نمودن شبکه
اسلاید 84: 84نتيجه گيری:کيفيت برق موضوع يا عنوانی است که به خوبی تعريف شده و در عين حال توجه زيادی به راه حلهای مرتبط با حل مشکلات آن ميشود. بنظر ميرسد در حال حاضر کيفيت برق فقط برای تعداد کمی از مصرف کننده های بزرگ مهم باشد، هرچند در سالهای اخير ، افزايش تجهيزات مرتبط با تکنولوژی اطلاعات بخصوص در ساختمانهای اقتصادی ، باعث افزايش مسائل مرتبط با هارمونيک شده است. بنابراين پيش بينی ميشود که در آينده نزديک تعداد مصرف کنندگانی که اين موضوع برايشان اهميت داشته باشد افزايش چشمگيری پيدا خواهد کرد.
نقد و بررسی ها
هیچ نظری برای این پاورپوینت نوشته نشده است.