مهندسی برق

فصل اول: کلیات

1-1- مقدمه:

دلایل متعددی برای انتقال انرزی الکتریکی توسط خطوط انتقال طولانی وجود دارد که تحت دو بخش اقتصادی و زیست محیطی قرار می گیرند.در ابتدا باید نشان داد که انرژی الکتریکی ارزانتر از روش های دیگر انتقال انرژی می باشد که با نصب نیروگاه در محل یک منبع سوخت ارزان مانند زغال سنگ ، پالایشگاهها ، منابع گاز و...این هدف اکثرا بر آورده می شوددر این حالت قیمت انتقال انرژی باید کمتر از حمل و نقل ماده سوختنی تمام شود و شرایط محیط زیستی نیز بر آورده گردد.در دسترس بودن منابع طبیعی مورد استفاده به ویژه آب که در حجم زیاد مورد استفاده نیروگا های حرارتی می باشد از موارد تعیین کننده محل نیروگاه ها  و توجیه کننده خطوط انتقال طولانی با قدرت بالا می باشد . و بالاخره آلودگی زیاد ناشی از نیروگاهها یکی دیگر از دلایل دور نمودن آن ها از مراکز مصرف بزرگ و انتقال انرژی با خطوط انتقال می باشد.

دلایل فوق و به دلیل اقتصادی بودن یک شبکه به هم پیوسته از نظر صرف جویی در ظرفیت نصب شده صاف نمودن منحنی با ر،  هر روزه شبکه های با ولتاژ بالاتر ، ظرفیت بالاتر و طول بیشتر احداث گردیده است.

ظرفیت بالای خطوط انتقال ، طول خطوط و سطح ولتاژ های بسیار بالای مورد استفاده از پارامتر های هستند که رشته مشکلات فنی مانند پایداری ،تلفات کرونا ، ولتاژهای کلید زنی ، افزایش سطح ایزولاسیون و سطح اتصال کوتاه را به وجود آورده اند که در طراحی شبکه های قدرت مورد بررسی قرار می گیرند به همین علل از سال 1960 به بعد انتقال انرژی به وسیله شبکه های HVDC مورد بررسی جدی قرار گرفت .از این رو ما در این مقاله به بررسی کامل این شبکه ها می پردازیم.

2-1-  تاریخچه:

اولین روش برای انتقال انرژی الکتریکی با جریان مستقیم توسط یک مهندس سویسی با نام رن تیوری (Rene Thury) ارایه شد. در این سیستم با سری کردن ژنراتورها و در نتیجه جمع جبری ولتاژهای تولیدی ولتاژ افزایش می‌یافت. هر ژنراتور در جریان ثابت می‌توانست انرژی الکتریکی تا ولتاژ ۵۰۰۰ ولت تولید کنند. بعضی از ژنراتورها دارای دو ردیف کلکتور بودند تا ولتاژ وارده بر روی هر کلکتور را کاهش دهند. این سیستم در سال ۱۸۸۹ در ایتالیا به وسیله شرکت Acquedotto de Ferrari-Galliera مورد استفاده قرار گرفت. در این خط انتقال توانی برابر ۶۳۰ کیلووات با ولتاژ ۱۴ کیلوولت تا مسافت ۱۲۰کیلومتر منتقل می‌شد. سیستم Moutiers-Lyon با همان مکانیزم به وسیله هشت ژنراتور متصل شده با دو ردیف کلکتور می‌توانست ولتاژ را تا ۱۵۰ کیلوولت افزایش دهد. این سیستم از سال ۱۹۰۶ تا ۱۹۳۶ مورد استفاده قرار گرفت. دیگر سیستم‌های از این دست نیز تا دهه ۱۹۳۰ مورد استفاده قرار می‌گرفتند. عیب این سیستم‌ها در این بود که ماشین‌های گردان (مولدها و مبدل‌های گردان) به تعمیر و نگهداری زیادی نیاز داشتند و در ضمن تلفات در این ماشین‌ها زیاد بود. استفاده از ماشین‌های مشابه دیگر نیز تا اواسط قرن بیستم ادامه داشت, ولی با موفقیت کمی همراه بود.

یکی از روش‌هایی که برای کاهش ولتاژ مستقیم گرفته شده از خطوط انتقال مورد آزمایش قرار گرفت, استفاده از ولتاژ برای شارژ کردن باتری‌های سری بود. پس از شارژ شدن باتری‌ها در حالت سری آن‌ها را در حالت موازی به هم اتصال می‌دادند و از آنها برای تغذیه بارها استفاده می‌کردند. با این حال از این روش فقط در دو طرح انتقال استفاده شد چراکه این روش به دلیل محدودیت ظرفیت باتری‌ها, مشکلات مربوط به تغییر وضعیت باتری‌ها از سری به موازی و پسماند انرژی در هر سیکل شارژ و دشارژ در باتری‌ها اصلاً اقتصادی نبود.

در طول سال‌های ۱۹۲۰ تا ۱۹۴۰ رفته رفته امکان استفاده از شبکه‌های کنترل شده به وسیله لامپ‌های قوس جیوه فراهم آمد. در ۱۹۴۱ در یک شبکه ۶۰ مگاوات به طول ۱۱۵ کیلومتر از لامپ‌های جیوه استفاده شد. این شبکه که یک شبکه کابلی برای تغذیه شهر برلین بود هرگز به بهره‌برداری نرسید چراکه در ۱۹۴۵ با فروپاشی آلمان فاشیستی طرح نیمه‌کاره رها شد.

كاربرد ولتاژ فشار قوي DC

انجام کارهای تحقیقاتی و مطالعاتی روی عایق ها :

برای مطالعه رفتار عایق ها از ولتاژهای DC استفاده می کنند . اگر عایقی در برابر ولتاژهای فشار قوی DC ، استقامت داشته باشد ، آنگاه حتماً در برابر ولتاژهای فشار قوی AC نیز استقامت خواهد داشت . در فیزیک برای شتاب دهنده ها ( مشابه شتاب دادن پروتون یا الکترون در تلویزیون ) : درمیدان های الکتریکی قوی یکنواخت ، به ذرّات الکتریکی نیروی زیادی وارد شده و شتاب می گیرند .
در پزشکی برای تولید اشعه X .
در صنایع برای فیلتر کردن دود خروجی نیروگاه های حرارتی و کارخانجات سیمان و پاشیدن رنگ : ذرّات آلوده در بین الکترودهای فلزی میدان الکتریکی به صورت ذرّات باردار در می آیند و با سرعت به سمت الکترودهای مذکور جذب می شوند . این الکترودها در مسیر دودکش خروجی نصب می گردند و بدین وسیله ، از ورود ذرّات آلوده به هوای آزاد جلوگیری می شود . دررنگ آمیزی الکترواستاتیکی نیز ذرّات رنگ به صورت ذرّات باردار ، با سرعت روی سطح مورد نظر پاشیده می شوند . از ویژگی های این نوع رنگ آمیزی ، یکنواختی ضخامت رنگ در تمام نقاط سطوح و قابلیت تنظیم ضخامت رنگ روی سطح مورد نظر است .

در مخابرات برای ایستگاه های پخش تلویزیونی .
برای آزمایش کابل های فشار قوی AC با طول زیاد :

اگر کابل های فشار قوی AC را بخواهیم با ولتاژهای بالای AC آزمایش کنیم ، به علت ظرفیت خازنی نسبتاً بالای کابل های با طول زیاد ، به جریان زیادی نیاز می باشد . همچنین تخلیه های مکرر در حفره های داخلی احتمالی ، باعث کاهش درجۀ عایقی آنها می شود . بنابراین ، آزمایش آنها با ولتاژ DC مناسب تر است . اگر چه در این آزمایش ها از نظر شرایط کاری ، کابلی که با ولتاژ AC کار می کند متفاوت می باشد ، ولی اعتبار آن از دیدگاه تجربی پذیرفته می شود ؛

زیرا هدف از این کار ، بررسی توزیع شدت میدان درون عایق می باشد .
برای آزمایش تجهیزات مورد استفاده در خطوط انتقال HVDC : در خطوط انتقال HVDC ، نیاز به جریان های خیلی زیادی است . از سال 1970 به بعد ، تریستورهای فشار قوی با تحمل ولتاژ بالاتری ساخته شده است که در یکسوکننده های خطوط مورد نظر به کار می رود . در سال 1972 ، تریستورهای تا قدرت kw 70 و در سال 1983 با قدرت kw1000 ساخته شده است . در خطوط انتقال HVDC ، عموماً از یکسوکننده های 12 پالس استفادهمی شود تا اعوجاج ولتاژ خروجی بسیار کم باشد.

دانلود مقاله كامل مزايا و كاربرد خطوط انتقال HV DC

امروزه سیستم های انتقال HVDC اهمیت ویژه ای دارند و به دلیل ویژگی های خاص آنها روز به روز مورد توجه بیشتری قرار می گیرند. این سیستم ها در انتقال توان برای فواصل زیاد، خطوط انتقال زیرزمینی طویل و اتصال بین دو شبکه قدرت بدون عبور اغتشاشات کاربرد گسترده ای پیدا کرده اند.
یکی از مشکلات این خطوط قیمت بالای تجهیزات مبدل AC و DC و بالعکس است که در مواردی انتقال HVDC دارای توجیه اقتصادی است به عنوان مثال در فواصل انتقال بیش از ۶۰۰ کیلومتر و انتقال توسط کابل زیرزمینی (بیشتر از ۵۰ کیلومتر) جهت اتصال جزایر به شبکه، شرایطی است که امکان توجیه اقتصادی سیستم HVDC را فراهم می سازد.
در این مقاله ابتدا مختصری از سیستم های HVDC بیان می شود. و سپس مزایای خطوط انتقال HVDC مطرح می گردد. همچنین به بررسی کاربردهای سیستم انتقال (خطوط انتقال) HVDC، کاربردهای ولتاژهای فشارقوی DC یا همان HVDC، اجزا و مسائل خطوط انتقال HVDC، سیستم های انتقال HVDC مورد بررسی قرار می گیرند.
فهرست مطالب مزایا و کاربرد خطوط انتقال HVDC…
سیستم های انتقال HVDC
مزایای استفاده از خطوط سیستم های انتقال HVDC
کاربردهای سیستم انتقال HVDC
کاربردهای HVDC
مشکلات خطوط HVDC
تولید هارمونیک ها
مشکل در کلیدهای قدرت
مشکل در تبدیل سطوح ولتاژ
ساختار هزینه در سیستم های انتقال HVDC
تفاوت خطوط HVDC و HVAC

...

 دانلود :     دانلود مقاله مزایا و کاربرد خطوط انتقال HVDC

 رمز عبور فایل : www.powermoj.ir

 حجم : ۴۷۱ KB

منبع: پاور موج