• روشهاي كنترل توان راكتيو در خطوط انتقال

در اين پروژه در مورد نقش توان راکتيو در شبکه هاي انتقال و فوق توزيع بحث شده است و شامل 4 فصل مي باشد که در فصل اول در مورد جبران بار و بارهايي که به جبران سازي نياز دارند و اهداف جبران بار و جبران کننده هاي اکتيو و پاسيو و از انواع اصلي جبران کننده ها و جبران کننده هاي استاتيک بحث شده است و در فصل دوم در مورد وسايل توليد قدرت راکتيو بحث گرديده و درمورد خازنها و ساختمان آنها و آزمايش هاي انجام شده روي آنها بحث گرديده است و در فصل سوم در مورد خازنهاي سري و کاربرد آنها در مدارهاي فوق توزيع و ظرفيت نامي آنها اشاره شده است و در فصل چهارم در مورد جبران کننده هاي دوار شامل ژنراتورها و کندانسورها و موتورهاي سنکرون صحبت شده است .

 

 

 
حجم: 1.01 MB
رمز: www.power2.ir
تعداد صفحات: 122

نوع فایل:pdf

منبع:

http://www.power2.ir/%D9%BE%D8%B1%D9%88%DA%98%D9%87-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%B4%D9%86%D8%A7%D8%B3%DB%8C/%D8%B1%D9%88%D8%B4%D9%87%D8%A7%D9%8A-%D9%83%D9%86%D8%AA%D8%B1%D9%84-%D8%AA%D9%88%D8%A7%D9%86-%D8%B1%D8%A7%D9%83%D8%AA%D9%8A%D9%88-%D8%AF%D8%B1-%D8%AE%D8%B7%D9%88%D8%B7-%D8%A7%D9%86%D8%AA%D9%82%D8%A7%D9%84

 جبران سازی سریع توان راکتیو در شبکه های توزیع انرژی الکتریکی با استاتکام به روش تئوری منطق فازی

چکیده مقاله:

در این مقاله مطالعه ای در مورد جبران کننده استاتیکی (STATCOM) برای جبران توان راکتیو در شبکه توزیع، ارائه گردیده است. درابتدا ویژگیهاه و مزایای استاتکام در مقایسه با سایر ادوات جبران کننده توان راکتیو بحث شده و سپس ساختار، اصول کارکرد، اجزای تشکیل دهنده آن و نحوه عملکرد کنترل کننده فازی در مقایسه با کنترل کننده PI، جهت دستیابی به بهترین پاسخ دینامیکی با استفاده از MATLAB/SIMULINK شبیه سازی شده و بازده استاتیکی و دینامیکی یک استاتکام نمونه با قدرت جبران توان راکتیو ±3Mrar روی یک شبکه 20kv ارزیابی و مزایای عنوذان شده در ابتدای مطالعه با استفاده از نتایج بدست آمده از شبیه سازی مورد تأیید قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها:

استاتکام، تئوری منطق فازی

کد مقاله/لینک ثابت به این مقاله

برای لینک دهی به این مقاله، می توانید از لینک زیر استفاده نمایید. این لینک همیشه ثابت است و به عنوان سند ثبت مقاله در مرجع سیویلیکا مورد استفاده قرار میگیرد:
http://www.civilica.com/Paper-EPDC11-EPDC11_023.html
کد COI مقاله: EPDC11_023

نحوه استناد به مقاله:

در صورتی که می خواهید در اثر پژوهشی خود به این مقاله ارجاع دهید، به سادگی می توانید از عبارت زیر در بخش منابع و مراجع استفاده نمایید:

رهنورد, رضا؛ سیدحسین حسینی و یوسف ابراهیمی، ۱۳۸۵، جبران سازی سریع توان راکتیو در شبکه های توزیع انرژی الکتریکی با استاتکام به روش تئوری منطق فازی، یازدهمین کنفرانس سراسری شبکه های توزیع نیروی برق، محمودآباد، http://www.civilica.com/Paper-EPDC11-EPDC11_023.html


در داخل متن نیز هر جا که به عبارت و یا دستاوردی از این مقاله اشاره شود پس از ذکر مطلب، در داخل پارانتز، مشخصات زیر نوشته می شود.
برای بار اول: (رهنورد, رضا؛ سیدحسین حسینی و یوسف ابراهیمی، ۱۳۸۵)
برای بار دوم به بعد: (رهنورد؛ حسینی و ابراهیمی، ۱۳۸۵)
برای آشنایی کامل با نحوه مرجع نویسی لطفا بخش راهنمای سیویلیکا (مرجع دهی) را ملاحظه نمایید.

 

 

 

توان اکتيو
در عمل بيشتر اوقات بار خالصاهمي وجود ندارد بلکه قسمتي سلفي نيز به آن اضافه مي شود. اين مطلب
در تمامي مصرف کنندگاني که به ميدان مغناطيسي نياز دارند ، مثل موتور سنکرون يا راکتور ترانسفورماتور
صادق مي باشد. مبدل ها و يکسو سازها نيز براي کموتاسيون نياز به توان راکتيو دارند. جرياني که ميدان
مغناطيسي را بوجود مي آورد و باعث تغيير قطب هاي آن مي گردد, مصرف نشده است بلکه به عنوان جريان
راکتيو بين بار و ژنراتور رفت و آمد مي کند. در بارهاي خازني جريان جلوتر از ولتاژ حرکت مي کند.
P=U.I.CosΦ : • توان راکتيو توان اکتيو محاسباتي در موتورها و ترانسفورماتورهاي بي بار اگر تلفات کابل ها آهن و اصطکاک ناديده گرفته شود, آنچه باقي
مي ماند تنها توان راکتيو سلفي است.
در صورتيکه منحني هاي ولتاژ و جريان با يکديگر ٩٠ درجه اختلاف فاز داشته باشند نيمي از منحني توان
در ناحيه مثبت و نيمه ديگر در ناحيه منفي قرار مي گيرد. در اين حالت توان اکتيو صفر است زيرا سطح
ناحيه مثبت و منفي با يکديگر برابر است.در اين حالت توان راکتيوي که بين ژنراتور و مصرف کننده در
Q=U.I SinΦ : حال نوسان است از رابطه ذيل بدست مي آيد. توان راکتیو محاسباتی

شکل

توان ظاهري :

توان ظاهري يک شبکه مشخصکننده ميزان بار پذيري آن شبکه است و مقدار آن از حاصلضرب مقدار ولتاژ

و جريان بدون در نظر گرفتن اختلاف فاز آنها بدست مي آيد يا از جمع هندسی توان موثر و توان راکتيو
بدست مي آيد.
S= P + jQ
S=√ (P²+Q²)
S=U.I
• ضريب توان
از کسينوس زاويه اختلاف فاز ولتاژ و جريان مي توان مقدار ضريب توان را محاسبه نمود. در عمل ضريب
توان بدين صورت تعريف می شود:
CosΦ= P (W) / S (VA)
شبکه CosΦ در صنايع ، موتورهای (آسنکرون ) بعلت جريان مغناطيسی که لازم دارند باعث تغييرات

CosΦ مي شوند ، هرچه قدرت موتور بيشتر باشد جريان مغناطيس کننده آن نيز بيشتر می باشد.مقدار موتور به بار موتور بستگی دارد

 

• جبرانسازی

• توان راکتيوی که بين ژنراتور و مصرف کننده در نوسان است در شبکه به گرما تبديل می شود و در

صورت زياد بودن مقدار توان اکتيو مصرفی ممکن است کابلها و سيم ها دارای سطح مقطع بزرگتری باشند.
• از نظر وزارت نيرو ، کوچک بودن ضريب توان هزينه های توليد ، انتقال ، توزيع ، مخارج سرمايه گذاری
و نگهداری تجهيزات در شبکه توليد برق را افزايش می دهد ، اين مخارج به هزينه قبضهای برق مصرف
کننده ها اضافه می گردد ، به همين دليل در مجاورت کنتور اکتيو يک کنتور راکتيو نيز نصب می گردد.
و SVC • تزريق قدرت راکتيو به شبکه از طريق جبرانسازهای موازی مانند : خازن ، ماشين سنکرون و
... امکان پذير است. با تزريق قدرت راکتيو ما به اصلاح ضريب قدرت پرداخته ايم. با اين کار علاوه بر
صرفه جويی در هزينه برق ، سبب صرفه جويي و استفاده بهينه از سايز کابل و کاهش تلفات اضافی در
اثر عبور جريان راکتيو بار نيز خواهيم شد.
شکل ٣ و ٤ : جريان اکتيو و راکتيو در شبکه بدون تجهيزات جبران سازی و به همراه تجهيزات جبران سازی
انواع جبرانسازها بشرح ذيل می باشند
١- جبرانساز خازنی ٣- جبرانساز با استفاده از موتور سنکرون

٢- جبرانساز سلفی ٤- کندانسورهای سنکرون

 

• خازن گذاری
استفاده از خازن به عنوان توليد کننده بار راکتيو به منظور تنظيم ،کنترل ولتاژ ، جلوگيری از
نوسانات قدرت در شبکه ها و اصلاح ضريب توان در مصرف کننده ها به علت ارزانی و
سادگی سيستم آن بسيار متداول است.
استفاده از خازنها به صورت شنت و سری در شبکه امکان پذير است.
اثرات خازن گذاری را بصورت ذيل می توان دسته بندی نمود:
کاهش تلفات و افت ولتاژ و در نتيجه مخارج کمتر انرژی و افزايش ضريب قدرت
که نهايتًا به
کاهش سرمايه گذاری جهت استفاده از قدرت حقيقی می انجامد
استفاده اقتصادی از ژنراتورها ، ترانس ها ، سيم ها و کابلها ، کليدها ،
همه اين موارد : بعلت کاهش جريان راکتيو در تمام سيستم قدرت، از توليد کننده تا
مصرف کننده ، است.کاهش جريان و افزايش ضريب قدرت سبب کاهش افت ولتاژ

می گردد که اين هم از مزايای خازن گذاری می باشد

 

• محل نصب خازن
شکل ٥ : دياگرام تک خطی يک سيستم قدرت
: A شينه
از ديدگاه استفاده بهينه از ظرفيت تجهيزات نقش مهمی را ايفاء نمی نمايد. A نصب خازن در شينه
نصب خازن در اين نقطه سبب آزاد شدن ظرفيت ترانس می شود ولی تاثيری : B شينه
در ظرفيت کابلهای کارخانه ندارد.
: C شينه
در آزاد سازی ظرفيت ترانس و کابلهای ارتباطی از ترانس C نصب خازن در شينه

نقش مهمی دارد ولی در آزاد سازی ظرفيت کابلها و تجهيزات بعد از پست تاثيری ندارد

 

• انواع جبرانسازی :
١- جبرانسازی انفرادی ٢- جبرانسازی گروهی
٣- جبرانسازی مرکزی ٤ - جبرانسازی مخلوط
١- جبرانسازی انفرادی
در ساده ترين شکل ممکن يک خازن با مقدار مناسب برای مصرف کننده سلفی نصب می شود
شبکه داخلی کاملاً از جريان راکتيو پاک می شود و مخارج
کمتری در بر دارد
جبرانسازی با اين روش در تمامی سطح کارخانه پخش است
و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نيست زيرا در يک کارخانه
بزرگ پراکندگی خازنها اقتصادی نمی باشد
مشکلاتی از قبيل نصب و کمبود فضای لازم برای نصب
۲- را جبنيرزاندا سراازمیی با گرشودهی شکل ٦ : جبرانسازی انفرادی
بجای استفاده از تعداد زياد خازنهای کوچک برای هر دستگاه از يک خازن بزرگ با يک بانک خازنی برای
جبرانسازی استفاده می گردد.
مزيت اين روش نسبت به جبرانسازی انفرادی اقتصادی تر
بودن آن نسبت به روش قبل می باشد ولی فقط برای مصرف
کننده های گروهی که با هم کار ميکنند قابل استفاده است.

شکل ٧ : جبرانسازی گروهی

 

۳- جبرانسازی مرکزی
در ورودی فشار ضعيف نصب می شود با اين روش تمام توان راکتيو مورد نياز پوشش داده مي شود .
اين روش نسبت به دو روش قبل بيشتر مورد توجه قرار گرفته است زيرا به راحتی می تواند جبرانسازی
را تحت کنترل خود قرار دهد.
با توجه به در نظر گرفتن ضريب همزمانی در کارخانه توان خازنی کمتری نسبت به جبرانسازی انفرادی
يا گروهی نياز است
شکل ٧ : جبرانسازی مرکزی
اين روش در صورتی که مقاطع کابلها و سيم های داخل
کارخانه اجازه دهد هميشه قابل استفاده است . کل سيستم
قابل کنترل بوده و از خازن بصورت بهينه می توان استفاده
نمود. نصب اين خازن بسيار ساده ميباشد.
از معايب اين روش اين است که در اين روش بار داخلی
شبکه کم نمی شود و بايد مخارجی را برای هزينه رگولاتور
تنظيم اتوماتيک سيستم در نظر گرفت.
۴- جبرانسازی مخلوط
اين روش به دلايل اقتصادی غالبًا مقرون به
صرفه است در اين روش از ترکيبی از سه
روش بالا استفاده می نمايم.

شکل ۸ : جبرانسازی مخلوط

 

• تعيين قدرت خازن مورد نياز جهت بهبود ضريب قدرت
١- تعيين خازن مورد نياز به وسيله اندازه گيری شدت جريان وضريب توان
و ضريب قدرت مصرف کننده S هرگاه قدرت مصرف کننده
باشد جهت رساندن اين مصرف کننده به قدرت CosΦ1
توان راکتيوی است که از Qc مقدار ، CosΦ مطلوب 2
خازن ، جهت بهبود ضريب قدرت مصرف کننده،گرفته
می شود از رابطه ذيل بدست می آيد:
Q1= P * Tan Φ1
Qc= Q1-Q2
Q2= P * Tan Φ2
Qc=P * ( Tan Φ1 – Tan Φ2)
شکل ۹ :دياگرام اثرجبران سازی
۲- تعيين خازن مورد نياز به وسيله ثبات اكتيو و راكتيو
در اين روش نتايج توسط دستگاهي بدست مي آيد ، اين داده ها مي تواند براي مدت طولاني ثبت
شوند و سپس با استفاده از اين نتايج مقدار خازن را بدست آورد :
QC = QL – (P* Tan Φ2)
:QC توان خازن مورد نياز
QL : توان راكتيو اندازه گيري شده

P : توان موثر اندازه گيري شده

 

۳- تعيين خازن مورد نياز از طريق خواندن كنتور
در اين روش كنتور توان اكتيو و راكتيو در ابتداي كار خوانده شده و بعد از ٨ ساعت كار هر دو كنتور
خوانده مي شود
RM2-RM1
= Tan Φ
AM2-AM1
مقدار اوليه كنتور راكتيو : RM1
مقدار نهايي كنتور راكتيو : RM2
مقدار اوليه كنتور اكتيو : AM1
مقدار نهايي كنتور اكتيو : AM2
نسبت ترانس جريان کنتور است : K
را محاسبه QC مورد نظر مي توان از رابطه زير مقدار Cos Φ و Tan Φ با حاصل بدست آمده براي
نمود:
(AM2-AM1)*K
QC= * (Tan Φ1 – Tan Φ2 )
8

نتیجه:
پرداختن به مقوله انرژی و بخصوصانرژی برق که مهمترين
نهاد رشد و توسعه اقتصادی و صنعتی کشور است از اهميت
فوق العادهای برخوردار است. در اين راستا استفاده اقتصادی
از ژنراتورها ،ترانسها ، سيم ها , کابلها ، کليدها و کاهش
,تلفات ، افت ولتاژ موجب مخارج کمتر انرژی می شود .
در اين بين افزايشضريب قدرت موجب کاهشسرمايه
گذاری جهت استفاده از قدرت حقيقی می شود که اين از
مزايای خازن گذاری در سيستم قدرت می باشد