مقاله در مورد تحلیل هارمونیک در مبدل های قدرت

اختصاصی از زد فایل مقاله در مورد تحلیل هارمونیک در مبدل های قدرت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحه163

بخشی از فهرست مطالب

چکیده................................................................................................................ 1

مقدمه ................................................................................................................ 2

فصل 1 کلیات .................................................................................................... 4

• تعریف هارمونیک ........................................................................................................................... 5
• ضریب اعوجاج کلی ....................................................................................................................... 7

فصل 2  مبدل های قدرت ..............................................................................0 1

• مقدمه ............................................................................................................................................. 11
• کاربردهای اینورتر ........................................................................................................................ 14

فصل 3  علل ایجاد هارمونیک ....................................................................... 21

• منابع ایجاد هارمونیک ................................................................................................................ 22
• مبدل های الکتریکی قدرت ....................................................................................................... 24
• منابع جدید تولید هارمونیک ..................................................................................................... 32
• صرفه جویی انرژی و کنترل موتورها ....................................................................................... 34
• مدولاسیون ضربه ای منقطع (PBM) ...................................................................................... 38

فصل 4   اثرات هارمونیک .............................................................................. 41

• اثرات هارمونیک ............................................................................................................................ 42
• اثرات هارمونیک بر خازن ها ...................................................................................................... 49
• اثرات هارمونیک بر ماشین های آسنکرون ............................................................................. 53
• اثرات هارمونیک بر عملکرد رله ها ........................................................................................... 54
• اثرات هارمونیک بر کلیدها ......................................................................................................... 58
• اثرات هارمونیک ب عایق ها ...................................................................................................... 59
• اثرات هارمونیک بر فیوزها ......................................................................................................... 60
• اثرات هارمونیک بر سیستم های مخابراتی ............................................................................ 60
• تاثیرات دیگر هارمونیک ها ........................................................................................................ 61

فصل 5  روش های کاهش هارمونیک ........................................................... 62

• مقدمه ............................................................................................................................................ 63
• فیلترهای پسیو ............................................................................................................................ 64
• فیلترهای اکتیو ............................................................................................................................ 64
• مدولاسیون پهنای پالس ........................................................................................................... 71
• انواع روش های مدولاسیون عرض پالس ............................................................................... 78
• حذف هارمونیک به کمک ترانسفورمر .................................................................................... 88
• تحلیل مدولاسیون سینوسی .................................................................................................... 89
• نکات تکمیلی ............................................................................................................................... 98
• اینورتر 3 فاز ................................................................................................................................. 99
• مبدل های چندسطحی ............................................................................................................ 115
• حذف هارمونیک های مرتبه پائین در اینورترهای چند سطحی ..................................... 116

فصل 6   شبیه سازی در نرم افزار MATLAB .......................................... 133

• مقدمه ........................................................................................................................................... 134
• شرح مدار .................................................................................................................................... 134

نتیجه گیری ........................................................................................................................................ 147

منابع ......................................................................................................................................................... 148

چکیده

در این پروژه به بررسی انواع هارمونیک های ناشی از عناصر غیر خطی همچون مبدل های الکترونیک قدرت،راه اندازها و درایورهای تنظیم سرعت در پروژه های قدرت و بررسی علل آنها و همچنین روش های کاهش و حذف این هارمونیک ها پرداخته شده است.

1-1 مقدمه

استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت در اواخر دهه 1970 معمول گردید. بسیاری از مهندسان برق در مورد توانایی پذیرش اعوجاج هارمونیکی توسط سیستم های قدرت به بحث و تبادل نظر پرداختند

پیش بینی های نگران کننده ای از سرنوشت سیستم های قدرت در صورت اجازه استفاده از این تجهیزات انجام گرفت . در حالی که بعضی از این پیش بینی ها بیش از حد قلمداد می شد ، ولی بررسی مفهوم کیفیت برق مدیون آنها ، بدلیل پیگیری درباره این مسئله نوظهور می باشد . بروز هارمونیک ها در سیستم های قدرت ناشی از استفاده عناصر غیرخطی در شبکه می باشد . عناصر غیر خطی در سیستمهای برق ، مانند :

راه اندازها ، درایورهای تنظیم سرعت ، مبدل های الکترونیک قدرت و غیره مقدار هارمونیک شکل موج جریان و ولتاژ بطور چشمگیری افزایش یافته که در نتیجه منجر به تحقیقاتی شد که نتایج آن نقطه نظرات متعددی در مورد کیفیت برق بود .

به نظر برخی از محققان ، اعواج هارمونیکی هنوز مهم ترین مسئله کیفیت برق می باشد. مسائل هارمونیکی با بسیاری از قوانین معمولی طراحی سیستم های قدرت و عملکرد آن تحت فرکانس اصلی مغایر است . بنابراین مهندسین برق با پدیده های نا آشنایی روبرو می شوند که لازمه دانستن ریاضی خاص و نیاز به ابزار پیچیده و تجهیزات پیشرفته برای حل مشکلات و تجزیه تحلیل آنها دارد . اگر چه تحلیل مسائل هارمونیکی می تواند دشوار باشد اما درصد کمی از فیدرهای مربوط به سیستمهای توزیع تحت تاثیر عوامل ناشی از هارمونیک ها قرار می گیرند.

مصرف کننده های برق خود هم می توانند تولید کننده هارمونیک باشند و هم در صورت وجود هارمونیک مشکلات زیادتری از تولید کننده های برق تحمل می کنند . اعوجاج هارمونیکی در بسیاری از دوره ها در سیستم های قدرت جریان متناوب وجود داشته و دنبال شده است .

جستجوی کتب و منابع و مطالب تکنیکی دهه های قبل و اخیر نشان می دهد که مقالات مختلفی در رابطه با این موضوع انتشار یافته است . اولین منابع هارمونیکی ترانسفورماتورها بودند و نخستین مشکل نیز در سیستم های تلفن پدید آمد.

استفاده از لامپ های قوس الکتریکی بدلیل مولفه های خاص هارمونیکی توجهات خاصی را برانگیخت ولی این مسائل به اندازه اهمیت مسئله مبدل های الکترونیک قدرت درسالهای اخیر نبوده است. با پیشرفت تکنولوژی در سالهای اخیر استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت نیز افزایش چشمگیری داشته است. در طی سالهای اخیر پژوهشگران متوجه شده اند که اگر سیستم انتقال به نحو مناسبی طراحی شود به نحوی که بتواند مقدار توان مورد نیاز بارها را به راحتی تامین کند ، احتمال ایجاد مشکل ناشی از هارمونیک ها برای سیستم های قدرت بسیار کم خواهد بود ، گرچه این هارمونیک ها موجب مسائلی در سیستم های مخابراتی می شوند . اغلب در سیستم های قدرت مشکلات زمانی بروز  می کنند که خازنهای موجود در سیستم باعث ایجاد تشدید در یک فرکانس هارمونیکی شوند . در این شرایط اغتشاشات و اعوجاج ها ، بسیار بیشتر از مقادیر معمول می گردند امکان ایجاد این مشکلات در مورد مراکز کوچک مصرف وجود دارد ولی شرایط بدتر در سیستم های صنعتی بدلیل درجه زیادی از تشدید رخ می دهد .

فصل اول

کلیات

1-2 تعریف هارمونیک :

امروزه واژه هارمونیک در رابطه با مسائل سیستم قدرت بسیار بکار می رود . جهت درک بیشتر به پاره ای از مفاهیم مربوط به هارمونیک های سیستم قدرت پرداخته می شود.

اساسا هر موج متناوبی می تواند بوسیله مجموعه ای از موج های سینوسی توصیف گردد که این مجموعه بنام سری فوریه (ریاضی دان معروف فرانسوی 1830-1768) است .

  (1-2-1)

سری مربوطه به دو بخش قابل تفکیک می باشد .

(1-2-2)

(1-2-3)

فرکانس هر یک از موج های سینوسی این مجموعه ضریب صحیحی از فرکانس موج تناوبی اولیه یا پایه می باشد . هر جمله از این سری بعنوان یک هارمونیک فرکانس پایه تعریف می گردد . جمله ای که فرکانس آن همان فرکانس پایه است هارمونیک اول یا بعضی اوقات پایه نامیده می شود و جمله ای که فرکانس آن دو برابر فرکانس پایه است هارمونیک دوم و بقیه به همین صورت نام گذاری می گردند . فرکانس 60 هرتز به این معنی می باشد که 60 بار در ثانیه نوسان دارد.

شکل موج افزایش یافته تا ماکزیمم مقدار بالا رفته سپس تا صفر کاهش پیدا می کند و در ادامه این کاهش تا ماکزیمم مقدار منفی کاهش پیدا می کند و سپس دوباره به صفر برمی گردد .

بر آورد هر کدام از این تغییرات که اتفاق می افتد به تابعی به نام شکل موج سینوسی نشان داده شده در شکل زیر برمی گردد این تابع در مقدار زیادی از آثار طبیعی اتفاق می افتد از قبیل حرکت رفت و برگشت آونگ یا ارتعاش رشته های ویلون زمانی که آنرا به صدا درمی آورند . فرکانس های مختلف هارمونیک به فرکانس بنیادی و اصلی وابسته می باشند .

شکل 1-1 شکل موج سینوسی پایه

برای مثال : هارمونیک دوم در یک سیستم 60 هرتز برابر 60×2 یعنی 120 هرتز ، هارمونیک سوم برابر 180 هرتز و هارمونیک n ام برابر n×60  هرتز می باشد.

شکل زیر نشان می دهد که چگونه یک سیگنال با دو هارمونیک در اسیلوسکوپ ظاهر می شود.

شکل 1-2 جمع دو هارمونیک

در مدل کردن فرکانس های مختلف با استفاده از سری فوریه 2 پروسه مختلف وجود دارد.

(Frequency Fourier Transform) FFT  برای تبدیل فوریه پیوسته و DFT ( (Discrete Fourier Transformبرای تبدیل فوریه گسسته استفاده می شود.

رابطهDFT  به صورت زیر می باشد :

(1-2-4)

N  یک عدد صحیح برای دوره T و x(n) دامنه برای هرK  می باشد .

K=  0 , 1 , 2 , … , N-1

این روش تحلیل ، زمانی کاربرد درست و صحیح دارد که سیگنال ترکیب شده با سیگنال اصلی و پایه باشد و سیگنال هارمونیک در یک رنج فرکانسی که نایکتوئیثت نامیده می شود قابل دسترسی باشد. برای مثال : اگر شکل موج ولتاژ شامل 60 هرتز و 200 هرتز باشد ، FFT  تبدیل فوریه پیوسته نمی تواند فرکانس 200 هرتز را تشخیص دهد زیرا تنها می تواند ضرایب صحیح 60 هرتز یعنی 240 و 180 را تشخیص دهد.

در نتیجه فرکانس 240 هرتز اندکی در 180 هرتز و اندکی در 240 هرتز ظاهر می شود 

1-3 ضریب اعوجاج کلی :

(1-3-1)                     

دانلود پروژه بررسی اثرات هارمونیک های ولتاژ و جریان بر روی ترانسفورماتورهای قدرت

اختصاصی از زد فایل دانلود پروژه بررسی اثرات هارمونیک های ولتاژ و جریان بر روی ترانسفورماتورهای قدرت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده :

در این پروژه (پژوهش) به مطالعه ارتباط بین منحنی مغناطیس شوندگی هسته ترانسفور ماتور و ناپایداریهای هارمونیکی ناشی از آن می پردازیم .سپس انواع هارمونیک های ولتاژ و جریان و اثرات آنها را بر روی سیستم های قدرت ، در حالات مختلف مورد بررسی قرار   می دهیم0 در قسمت بعد به بررسی چگونگی حذف هارمونیک ها در ترانسفور ماتور های قدرت با استفاده از اتصالات ستاره ومثلث سیم پیچی ها می پردازیم .و در نها یت نیز جبرانکننده ها ی استاتیک و فیلتر ها را به منظور حذف  هارمونیک های سیستم قدرت مورد مطالعه قرار می دهیم.

کلمات کلیدی :

ناپایداری هارمونیکی ، منحنی مغناطیس شوندگی ، فیلترها ، سیستم قدرت ، هارمونیک ولتاژ و جریان ، جبرانساز استا تیک

این پروژه شامل پنج فصل است که : فصل اول :در موردشناخت ترانسفورماتور و آشنایی کلی با اصول اولیه ترانسفورماتور اصول کار و مشخصات اسمی ترانسفورماتور و چگونگی تعیین تلفات در ترانسفورماتور و ساختمان ووسایل حفاظتی بکار رفته در ترانسفورماتور بحث می کند . فصل دوم :در مورد رابطه بین B – H و منحنی مغناطیس شوندگی تلفات پس ماند هسته جریان تحریکی در ترانسفورماتورها و ناپایداری هارمونیکی مرتبط با هسته و چگونگی ایجاد ناپایداری کنترل ناپایداری و آنالیز هارمونیکی جریان مغناطیس کننده و عناصر اشباع را مورد بررسی قرار می دهد . فصل سوم :در این فصل با هارمونیکهای جریان ولتاژ اثرات آنها و هارمونیکهای جریان در یک سیستم  خازن و یک سیستم  پس از نصب خازن و عیوب هارمونیکهای جریان و هارمونیکهای ولتاژ و چگونگی تعیین آنها را مورد بررسی قرار می دهد . فصل چهارم : دراین فصل به بررسی عملکرد هارمونیک در ترانسفورماتور می پردازیم و انواع آن در اتصالات ترانس را مورد بررسی قرار می دهیم و هارمونیک سوم در ترانسفورماتور و ایجاد سیم پیچ ثالثیه یا پایدارکننده برای حذف هارمونیک و همچنین تلفات هارمونیکها در ترانسفورماتور می پردازیم .

فصل پنجم:در این فصل به منظورحذف هارمونیکهاواثرات آنها در سیستمهای قدرت،به مطالعه جبرانکننده های استاتیک می پردازیم. امروزه در سیستم های قدرت مدرت جبران کننده های استاتیک بعنوان کامل ترین جبران کننده ها مطرح هستند.

در سیستم  های قدرت پیشرفته انرژی الکتریکی توسط ژنراتورهای سه فاز تولید می شود که پس از انتقال به صورت سه فاز توزیع می شود . به دلایل اقتصادی از ایستگاه تا مصرف ولتاژ چندین بار افزایش و کاهش می یابد .در هر باز افزایش و کاهش ولتاژ ت سه فاز موردنیاز است . بدین جهت در سیستم  های قدرت سه فاز از تعداد زیادی ترانسفورماتور سه فاز استفاده می شود . برای هر تبدیل ولتاژ از مقداری به مقدار دیگر ممکن است از سه واحد ترانسفورماتور تک فاز یا یک واحد ترانسفورماتور سه فاز استفاده شود . در ترانسفورماتورهای قدرت و توزیع جریان تحریک تنها درصد کوچکی ( 2 تا 6%) از جریان نامی است . پدیده هارمونیک در ترانسفورماتورهای قدرت بسیار مهم است . زیرا تحت شرایط معینی هارمونیک های جریان تحریک باعث عمل عمدی تجهزات حفاظتی می گردند ممکن است باعث تداخل در مدارهای مخابراتی شوند . نظر به این مسئله مهندسین مخابرات و سیستم  انرژی باید قادر به بررسی و حذف چنین شرایط باشند . از این رو هارمونیک در ترانسفورماتور از اهمیت ویژه ای برخوردار است . اولین مورد از مشکلات اعوجاجات هارمونیکی در سال 1893 در شهر هارتفورد امریکا پیش آمد،به این صورت که یک موتور الکتریکی با گرم شدن زیاد باعث خرابی عایقبندی خود شد. پس از آزمایشات معلوم شد که علت این امر تشدید ایجاد شده در خط انتقال ، ناشی از وجود هارمونیکها بوده است. مشکل بعدی ،یک ژنراتور سه فاز 125 هرتز با ولتاژ 8/3  کیلوولت ساخت شرکت جنرال الکتریک امریکا بود. در این موردهمه محاسبات با تقریبهای خوبی انجام شده بودولی بازهم تشدید در خط انتقال بود . با محاسبه اندوکتانس و ظرفیت خازنی خط انتقال و احتمالاً اندوکتانس بار،مشاهده شد که در فرکانس حدود 1600 هرتز ( هارمونیک سیزدهم‌ ) در خط تشدید ایجاد می شود.شکل موجهای ولتاژ ژنراتور نیروگاه و موتور سنکرون دارای مؤلفه های هارمونیکی قابل توجه بودند. این فرایند محاسبات واندازه گیری توسط یک موج نمای ساده در آن سال انجام شد که شکل موج را به صورت نقطه به نقطه از طریق قطع و وصل مرتب یک زبانه ،نمونه گیری می کرد. امروزه با استفاده از هارمونیک سنجهای دیجیتال و با بکارگیری الگوریتم های سریع " تبدیل فوریه گسسته " می توان بصورت بدون وقفه اعوجاجات هارمونیکی را اندازه گیری کرد. دو سال بعداز اولین مورد مشاهده مشکلات هارمونیکی ، شرکتهای وستینگهاوس و جنرال الکتریک، طرحهای جدیدی را برای ژنراتورها معرفی نمودند که در این طرح ها، از سیم پیچهای غیر متمرکز در آرمیچر استفاده کردند و به تبع آن شکل موج را بهبود بخشیده و به اصطلاح سینوسی تر کردند. مشکل دیگر هارمونیکها در شکل موج ژنراتورها ، مربوط به جریان بسیار زیاد نول ژنراتورهایی بود که به صورت موازی نصب و مستقیماً زمین می شدند. امروزه این مساله کاملاً شناخته شده است و مربوط به هارمونیک سوم ولتاژ و صفر بودن توالی این هارمونیک در ماشینهایی می باشد که به صورت ستاره بسته شده اند. مشکل دیگر ، " هماهنگی هارمونیکی " یا همان " ضریب تداخل تلفنی TIF " می باشد.    ـ  فیلتر کردن هارمونیکها : از اولین سالهائی که مشکلات اعوجاجات هارمونیکی شناخته شدند ،‌از خازن شانت shunt برای بهبود ضریب توان در سیستم های الکتریکی استفاده می شد.امروزه بسیاری از این خازنها به یک سلف سری مجهز و تبدیل به یک فیلتر هارمونیکی تک تنظیمه شده اند .  ـ هارمونیکها در شبکه قدرت : اکثر اعوجاجات ایجاد شده در شکل موجهای ولتاژ و جریان شبکه قدرت ناشی از بارهایی هستند که دارای مشخصه غیر خطی بوده ویا درآنها از عناصر الکترونیک قدرت استفاده می شود. پیشرفت سریع نیمه هادیها انقلابی در کنترل فرآیندهای صنعتی و تبدیل انرژی بوجود آورده است . از آن جهت که نیمه هادیها ی قدرت در هر نقطه از شکل موج ولتاژ به ناگهان روشن یا خاموش می شوند ، حالتهای گذرائی با فرکانس نوسان بالا ودامنه میرا شونده پدید می آورند . اگر در هر پریود عمل کلید زنی  در نقطه مشابهی انجام شود ،‌حالت گذرا شکلی متناوب به خود می گیرد .همچنین سیگنالهای غیر سینوسی را می توان با استفاده از بسط سری فوریه بصورت مجموعی از امواج سینوسی بیان نمود که به " هارمونیکهای شبکه قدرت " موسومند و فرکانس آنها مضربی صحیح از فرکانس قدرت می باشد. هنگامی که اثر سلفها و خازنهای شبکه نیز مد نظر قرار گیرد ، اهمیت اعوجاجات هارمونیکی دو چندان می شود . در حقیقت چون سیگنال اعوجاج یافته دارای مؤلفه هایی با فرکانس های متفاوت می باشد ، دریکی از این فرکانسها امکان ایجاد تشدید بین یکی از خازنها و سلف معادل شبکه وجود دارد که به تبع آن ، دامنه هارمونیک مربوط به فرکانس تشدید افزایش نیز می یابد.

ـ منابع تولید هارمونیکها : منابع تولید هارمونیکها به دو گروه « غیر وابسته»‌ و « وابسته » به عناصر نیمه هادی تقسیم می شوند . منابع غیر وابسته به عناصر نیمه هادی عبارتند از : ـ اعوجاجات مو جود در شکل موج ولتاژ ماشینهای الکتریکی که معمولاً ناشی از عدم توزیع یکنواخت سیم پیچ های این ماشینها و وجود شیارها می باشد . ـ یکنواخت نبودن رلوکتانس فاصله هوائی بین دو قطب در ماشین سنکرون .  ـ اعوجاج شار مغناطیسی ناشی از تغییرات نا گهانی بار در ماشین سنکرون . ـ توزیع غیر سینوسی شار مغناطیسی در فاصله هوائی ماشین سنکرون . ـ جریان مغناطیس کنندگی ترانسفور ماتورها . ـ ‌وجود بارهای غیر خطی نظیر دستگاههای جوش کاری ،‌کوره های الکتریکی و غیره . منابع وابسته به عناصر نیمه هادی عبارتند از : ـ تجهیزات کنترلی موتورها مانند کنترل کننده های سرعت برای سیستم های حمل ونقل برقی . ـ سیستم انتقال انرژی جریان مستقیم ( HVDC ) . ـ برقراری ارتباط بین دو نیروگاه بادی و خورشیدی و سیستم توزیع . ـ کنترل کننده های ولتاژ ساکن( SVC ) که بطور گسترده به عنوان منبع توان راکتیو جایگزین کندانسورهای سنکرون شده اند. ـ وسایل نقلیه الکتریکی که با استفاده گسترده از آنها مقدار قابل توجهی انرژی برای شارژ کردن باطریها لازم می باشد. ـ مبدلهای فرکانسی که در ماشین هایی که سرعت کم وگشتاور بالا دارند کاربرد فراوان دارند. ـ عناصر حرارتی کوره های بزرگ که به روش PBM کنترل می شوند .

ـ آثـار  هارمونیکهـا : برخی از آثار سوء هارمونیکها در شبکه قدرت که ناکنون گزارش شده اند به قرار زیر می باشند : ـ خرابی بانک خازنی بدلیل شکست عایقی یا افزایش بیش از حد توان راکتیو . ـ‌ تداخل با سیستم های کنترل اعوجاج و PLC  و در نتیجه عدم کارکرد صحیح این سیستم ها که وظیفه انجام اعمالی چون کلید زنی از راه دور ، کنترل بار واندازه گیری را بر عهده دارند. ـ تلفات اضافی و ایجاد حرارت زیاد در ماشینهای سنکرون و القائی . ـ اضافه ولتاژها و جریانهای اضافی در سیستم که ناشی از تشدید ولتاژها و جریانهای هارمونیکی در شبکه هستند . ـ شکست عایقی در کابل ها به خاطر اضافه ولتاژهای هارمونیکی در سیستم . ـ تداخل با سیستم های مخابراتی . ـ خطا در دستگاههای اندازه گیری الکتریکی که به روش القا کار می کنند. ـ عملکرد اشتباه رله ها ، بخصوص در سیستم های استاتیکی و میکرو پروسسوری . ـ تداخل در سیستم های کنترل موتوری بزرگ و سیستم های تحریک در نیروگاهها . ـ نوسانات مکانیکی در ماشینهای سنکرون و القائی . ـ عملکرد نا پایدار مدارهای آتش بخصوص مدارهائی که بر اساس تشخیص نقطه صفر ولتاژ عمل می کنند.  ـ منابع عمده تولید هارمونیک در شبکه قدرت ایران  : در کشور ما صنایع عظیم و فعالی وجود دارند که دارای منابع بزرگ هارمونیکی هستند . در زیر به چند نمونه از آنها اشاره خواهیم کرد : ـ‌ مجتمع های فولاد و صنایع ذوب آهن نظیر نورد اهواز، ذوب آهن اصفهان و . . . از کوره های عظیم قوس الکتریکی استفاده می کنند که در کنار این کوره ها از SVC   برای تامین توان راکتیو مورد نیاز جهت بهبود ضریب توان آنها استفاده می شود . در قسمتهای دیگر این مراکز صنعتی انواع و اقسام موتورهای AC   و DC در حال کار می باشند و در کنارآنها نیز کنترل کننده های مربوطه در حال انجام وظیفه خود و در نتیجه تزریق هارمونیک در شبکه می باشند. ـ مجتمع های پتروشیمی و صنایع شیمیائی نظیر پتروشیمی اصفهان ، امام و اراک جهت انجام بسیاری از فرآیندهای شیمیائی به برق DC  نیازمند می باشند که برای تامین این برق از یکسو سازهای پر قدرتی استفاده می شود که سهم قابل توجهی را در تولید هارمونیکهای شبکه خواهند داشت . ـ سیستمهای انتقال ولتاژ بالای DC دارای دو ایستگاه مبدل در ابتدا و انتهای خط DC می باشند که یکی در حالت یکسوکنندگی و دیگری در وضعیت اینورتری کار می کنند . ایستگاههای مبدل فوق حاوی پل های سه فاز تریستوری می باشند و می دانیم که این پل ها در ردیف مهمترین تولید کنندگان هارمونیک می باشند. لازم به توضیح است فعلاً به دلیل عدم وجود سیستم HVDC در شبکه سراسری ایران ، این شبکه از این هارمونیکها مصون می باشد . مع الوصف چنانچه مساله اتصال برق شبکه های کشورهای همسایه مطرح شود بی شک باید هارمونیکهای تولید شده مورد توجه و بررسی قرار گیرند . ـ سیستم حمل و نقل برقی شهری " مترو" ، جهت تغذیه و کنترل سرعت و گشتاور موتورهای الکتریکی متصل به لوکوموتیوها از محرکه هائی استفاده می کند که به نوبه خود در نقش منبع هارمونیک ، باعث ایجاد اعوجاج در شکل موج ولتاژ و جریان سیستمی می شود که شبکه مترو را تغذیه می کند . با توجه به اینکه در آینده نزدیک مترو در کلان شهرهایی نظیر اصفهان ، تبریز ، مشهد و غیره علاوه بر تهران شروع به کار خواهد کرد ، چنانچه بررسی های هارمونیکی به درستی انجام نگیرد ، ممکن است باعث بروز مشکلات زیادی در شبکه برق شهرهای مربوط و نیز شبکه سراسری شود . ـ پیشرفت روز افزون عناصر نیمه هادی و کاربرد آنها در تجهیزات ادارات و بمارستانها و حتی منازل باعث ایجاد مشکلاتی در خود این مراکز یا مصرف کنندگان دیگر شبکه خواهد شد. لامپهای تخلیه ای ( مثل بخار جیوه ، بخار سدیم و فلور سنت )  مورد استفاده در این مراکز ، خود نیز باعث بروز هارمونیکها می باشند .

فصل اول

شناخت ترانسفورماتور

...

...

فهرست مطالب

عنوان

                               صفحه

مقدمه................................ 1

فصل اول: شناخت ترانسفورماتور......... 6

1-1 مقدمه............................ 7

2-1 تعریف ترانسفورماتور.............. 7

3-1 اصول اولیه....................... 7

4-1 القاء متقابل..................... 7

5-1 اصول کار ترانسفورماتور........... 9

6-1 مشخصات اسمی ترانسفورماتور......... 12

1-6-1 قدرت اسمی....................... 12

2-6-1 ولتاژ اسمی اولیه................ 12

3-6-1 جریان اسمی...................... 12

4-6-1 فرکانس اسمی..................... 12

5-6-1 نسبت تبدیل اسمی................. 13

7-1 تعیین تلفات در ترانسفورماتورها     13

1-7-1 تلفات آهنی...................... 13

2-7-1 تلفات فوکو در هسته............. 13

3-7-1 تلفات هیسترزیس.................. 14

4-7-1 مقدار تلفات هیسترزیس............ 16

5-7-1 تلفات مس....................... 16

8-1 ساختمان ترانسفورماتور............ 17

1-8-1 مدار مغناطیسی (هسته)........... 17

2-8-1 مدار الکتریکی (سیم پیچها)        17

1-2-8-1 تپ چنجر...................... 18

2-2-8-1 انواع تپ چنجر................ 18

3-8-1 مخزن روغن....................... 19

مخزن انبساط........................... 19

4-8-1 مواد عایق...................... 19

الف - کاغذهای عایق................... 20

ب - روغن عایق........................ 20

ج - بوشینکهای عایق................... 20

5-8-1 وسایل حفاظتی.................... 21

الف – رله بوخهلتس.................... 21

ب – رله کنترل درجه حرارت سیم پیچ       22

ج – ظرفیت سیلی گاژل.................. 23

9-1 جرقه گیر.......................... 24

1-10 پیچ ارت......................... 24

فصل دوم: بررسی بین منحنی B-H و آنالیز هارمونیکی جریان مغناطیس کننده 26

1-2 مقدمه............................ 27

2-2 منحنی مغناطیس شوندگی.............. 27

3-2 پس ماند (هیسترزیس)................ 30

4-2 تلفات پس ماند (تلفات هیسترزیس)     32

5-2 تلفات هسته....................... 32

6-2 جریان تحریک....................... 33

7-2 پدیده تحریک در ترانسفورماتورها     33

8-2 تعریف و مفهوم هارمونیک ها         36

1-8-2 هارمونیک ها.................... 36

2-8-2 هارمونیک های میانی............. 37

9-2 ناپایداری هارمونیکی مرتبط با هسته ترانس درسیستمهای  AC-DC.......... 37

10-2 واکنشهای فرکانسی AC-DC.......... 37

11-2 چگونگی ایجاد ناپایداری........... 39

12-2 تحلیل ناپایداری.................. 40

13-2 کنترل ناپایداری.................. 41

14-2 جریان مغناطیس کننده ترانسفورماتور   42

1-14-2 عناصر قابل اشباع.............. 42

2-14-2 وسایل فرومغناطیسی............. 43

فصل سوم : تأثیر هارمونیکهای جریان ولتاژ روی ترانسفورماتورهای قدرت.......... 46

1-3 مقدمه............................ 47

2-3 مروری بر تعاریف اساسی............ 47

3-3 اعوجاج هارمونیکها در نمونه هایی از شبکه  49

4-3 اثرات هارمونیک ها................ 51

5-3 نقش ترمیم در سیستمهای قدرت با استفاده از اثر خازنها 52

1-5-3 توزیع هارمونیکهای جریان در یک سیستم  قدرت بدون خازن................ 52

2-5-3 توزیع هارمونیکهای جریان در یک سیستم پس از نصب خازن............ 52

6-3 رفتار ترانسفورماتور در اثر هارمونیکهای جریان    54

7-3 عیوب هارمونیکها در ترانسفورماتور  54

1-7-3 هارمونیکهای جریان.............. 54

1) اثر بر تلفات اهمی.................. 54

2) تداخل الکترومغناطیسی با مدارهای مخابراتی   54

3) تأثیر بر روی تلفات هسته............ 55

2-7-3 هارمونیک های ولتاژ............. 55

1) تنش ولتاژ روی عایق................ 55

2) تداخل الکترواستاتیکی در مدارهای مخابراتی   55

3) ولتاژ تشدید بزرگ.................. 56

8-3 حذف هارمونیکها................... 56

1) چگالی شار کمتر...................... 56

2) نوع اتصال......................... 57

3) اتصال مثلث سیم پیچی اولیه یا ثانویه   57

4) استفاده از سیم پیچ سومین........... 57

5) ترانسفورماتور ستاره – مثلث زمین     57

9-3 طراحی ترانسفورماتور برای سازگاری با هارمونیک ها 58

10-3 چگونگی تعیین هارمونیکها.......... 59

11-3 اثرات هارمونیکهای جریان مرتبه بالا روی ترانسفورماتور....... 59

12-3 مفاهیم تئوری.................... 60

1-12-3 مدل سازی...................... 60

13- 3 نتایج عمل...................... 61

14-3 راه حل ها....................... 62

15-3 نتیجه گیری نهایی.................. 62

فصل چهارم: بررسی عملکرد هارمونیک ها در ترانسفورماتورهای قدرت................. 63

1-4 مقدمه............................ 64

2-4- پدیده هارمونیک در ترانسفورماتور سه فاز 64

3-4 اتصال ستاره...................... 68

1-3-4 ترانسفورماتورهای با مدار مغناطیسی مجزا و مستقل 68

2-3-4 ترانسفورماتورها با مدار مغناطیسی پیوسته یا تزویج شده............... 71

4-4 اتصال Yy ستاره با نقطه خنثی       72

5-4 اتصال Dy......................... 72

6-4 اتصال yd......................... 73

7-4 اتصال Dd......................... 74

8-4 هارمونیک های سوم در عمل ترانسفورماتور سه فاز    74

9-4 سیم پیچ ثالثیه یا پایدارکننده     76

10-4 تلفات هارمونیک در ترانسفورماتور  77

1-10-4 تلفات جریان گردابی در هادی های ترانسفورماتور 77

2-10-4 تلفات هیسترزیس هسته............ 77

3-10-4 تلفات جریان گردابی در هسته     78

4-10-4 کاهش ظرفیت ترانسفورماتور       79

فصل پنجم: جبران کننده های استاتیک      80

1-5 مقدمه............................ 81

2-5 راکتور کنترل شده با تریستور TCR    81

1-2-5 ترکیب TCR و خازنهای ثابت موازی   87

3-5 راکتور اشباع شدهSCR.............. 88

1-3-5 شیب مشخصه ولتاژ................ 89

نتیجه گیری ........................... 91

منابع و مآخذ......................... 92

چکیده به زبان انگلیسی................ 94

103 ص فایل Word

+ 14 ص فهرست

هارمونیک توزیع برق - 111 ص

اختصاصی از زد فایل هارمونیک توزیع برق - 111 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فصل اول: در این فصل به بررسی مقدماتی در مورد هارمونیک ها و کیفیت برق داشته و همچنین تعریفی از هارمونیک ارائه شده می نماید. در مورد بعضی از استانداردهای هارمونیکی نظیر THD و DIN نیز بحث می نماید.

فصل دوم: در مورد منابعی که هارمونیک ها را تولید می نمایند بحث می نمایند که هارمونیک ها می توانند از مصرف کننده های فشار ضعیف مانند کامپیوترها و لوازم خانگی باشند تا کوره های الکتریکی و مبدل های AC/DC بزرگ

فصل سوم: در مورد اثرات هارمونیک ها بر روی عملکرد تغییرات و دستگاهها می‌باشد و همچنین در مورد آثار مضر آنها بر روی خازنها، دامپرهای روشنایی، موتورها، ترانسها، رله ها و ... بحث می‌شود.

همچنین بحثی نیز در مورد توان هارمونیکی نیز خواهد داشت.

فصل چهارم: فصل نهائی این پروژه راه کارهای ممکن جهت حذف هارمونیک ها را ارائه می نماید که می توان از روشهای چند پالسه، فیلترهای فعال و غیر فعال و روش تزریق جریان نام برد.

   

مقدماتی هارمونیک ها

(1-1) کلیات

یکی از مسائل و مشکلات کیفیت برق در سیستم های توزیع و انتقال، مسئله هارمونیک ها می باشد که توجه زیادی را به خود جلب نموده است به طوری که مطالب بسیاری را در این خصوص می توان در کتب و مقالات گوناگون جستجو نمود.

اعوجاجات هارمونیکی باعث ایجاد مشکلات خاصی در شبکه های قدرت می شوند. از جلمه این مشکلات می توان به عدم عملکرد مناسب تجهیزات و نیز کاهش عمر و پایان آمدن راندمان دستگاه ها اشاره نمود.

تحقیق درموردترانسفورماتورهای سازگار با هارمونیک

اختصاصی از زد فایل تحقیق درموردترانسفورماتورهای سازگار با هارمونیک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه2

فهرست مطالب

            ترانسفورماتورهای سازگار با هارمونیک

ترانسفورماتورهای  مقاوم عامل     K

ترانسفورماتور HMT ( Harmonic Mitigating Transformer ) 

مزایای ترانسفورماتورHMT  :

هارمونیک های تولید شده توسط بارهای غیر خطی می توانند مشکلات حرارتی و گرمائی خطرناکی را در ترانسفورماتورهای توزیع استاندارد ایجاد نمایند . حتی اگر توان بار خیلی کمتر از مقدار نامی آن باشد ، هارمونیک ها می توانند باعث گرمای بیش از حد و صدمه دیدن ترانسفورماتورها شوند . جریان های هارمونیکی تلفات فوکو را بشدت افزایش می دهند . بهمین دلیل سازنده ها ، ترانسفورماتور های تنومندی  را ساخته اند تا اینکه بتوانند تلفات اضافی ناشی از هارمونیک ها را تحمل کنند . سازنده ها برای رعایت استاندارد یک روش سنجش ظرفیت، بنام عامل   Kرا ابداع کرده اند . در اساس عامل  K نشان دهنده مقدار افزایش در تلفات فوکو است . بنابراین ترانسفورماتور عامل  Kمی تواند باری به اندازه ظرفیت نامی ترانسفورماتور را تغذیه نماید مشروط براینکه عاملK بار غیر خطی تغذیه شده برابر با عامل K ترانسفورماتور باشد . مقادیر استاندارد عامل K برابر با 4 ، 9 ، 13 ، 20 ، 30 ، 40 ، 50 می باشند. این نوع ترانسفورماتورها عملا" هارمونیک را از بین نبرده تنها نسبت به آن مقاوم می باشند.

کاهش هارمونیک های ولتاژ و جریان در سیستم قدرت

اختصاصی از زد فایل کاهش هارمونیک های ولتاژ و جریان در سیستم قدرت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه :

استفاده از مبدلهای الکترونیک قدرت در اواخر دهه 1970 معمول گردید بسیاری از مهندسان برق در مورد توانایی پذیرش اعوجاج هارمونیکی توسط سیستم های قدرت به بحث و تبادل نظر پرداختند .

پیش بینی های نگران کننده ای از سر نوشت سیستم های قدرت در صورت اجازه استفاده از این تجهیزات انجام گرفت . در حالی که بعضی از این پیش بینی ها بیش از حد قلمداد می شد ، ولی بررسی مفهوم کیفیت برق مدیون آنها ، بدلیل پیگیری درباره این مسئله نو ظهور می باشد . بروز هارمونیک ها در سیستم های قدرت ناشی از استفاده عناصر غیر خطی در شبکه می باشد . عناصر غیر خطی در سیستمهای برق ، مانند :

راه اندازها ، درایورهای تنظیم سرعت ، مبدلهای الکترونیک قدرت و غیره مقدار ها مونیک شکل موج جریان و ولتاژ بطور چشمگیری افزایش یافته که در نتیجه منجر به تحقیقاتی شد که نتایج آن به نقطه نظرات متعددی در مورد کیفیت برق بود .

به نظر برخی از محققان ، اعواج ها رمونیکی هنوز مهم ترین مسئله کیفیت برق می باشد مسائل هارمونیکی با بسیاری از قوانین معمولی طراحی سیستم های قدرت و عملکرد آن تحت فرکانس اصلی مغایر است . بنابراین مهندسین برق با پدیده های نا آشنایی روبرو می شوند . که لازمه دانستن ریاضی خاص و نیاز به ابزار پیچیده و تجهیزات پیشرفته برای حل مشکلات و تجزیه تحلیل آنها دارد . اگر چه تحلیل مسائل هارمونیکی می تواند دشوار باشد اما درصد کمی از فیدرهای مربوط به سیستمهای توزیع تحت تاثیر عوامل ناشی از هارمونیک ها قرار می گیرند. مصرف کننده های برق خود هم می تواند تولید کننده هارمونیک باشند و هم در صورت وجود هارمونیک مشکلات زیاد تری از تولید کننده های برق تحمل می کنند . اعوجاج ها رمونیکی در بسیاری از دوره ها در سیستم های قدرت الکتریکی جریان متناوب وجود داشته و دنبال شده است .

جستجوی کتب و منابع و مطالب تکنیکی دهه های قبل و اخیر نشان می دهد که مقالات مختلفی در رابطه با این موضوع انتشار یافته است . اولین منابع ها رمونیکی ترانسفور ماتور ها بودند و نخستین مشکل نیز در سیستم های تلفن پدید آمد .

استفاده از لامپ های قوس الکتریکی بدلیل مولفه های خاص هارمونیکی توجهات خاصی را برانگیخت ولی این مسائل به اندازه اهمیت مسئله مبدل های الکترونیک قدرت در سالهای اخیر نبوده است . با پیشرفت تکنولوژی در سالهای اخیر استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت نیز افزایش چشمگیری داشته است. در طی سالهای اخیر پژوهشگران متوجه شده اند که اگر سیستم انتقال به نحو مناسبی طراحی شود به نحوی که بتواند مقدار توان مورد نیاز بارها را به راحتی تامین کند ، احتمال ایجاد مشکل ناشی از هارمونیک ها برای سیستم های قدرت بسیار کم خواهد بود . گرچه این هارمونیک ها موجب مسائلی در سیستم های مخابراتی شوند . اغلب در سیستم های قدرت مشکلات زمانی بروز کنند که خازنهای موجود در سیستم باعث ایجاد تشدید در یک فرکانس هارمونیکی شوند . در این شرایط اغتشاشات و اعوجاجها ، بسیار بیشتر از مقادیر معمول می گردند امکان ایجاد این مشکلات در مورد مراکز کوچک مصرف وجود دارد ولی شرایط بدتر در سیستم های صنعتی بدلیل درجه زیادی از تشدید رخ می دهد .

فهرست مطالب :                                                                       

مقدمه 

فصل اول : تعریف        

1-تعریف هارمونیک 

فصل دوم : منابع ایجاد

2-منابع ایجاد هارمونیک 

2-1-وسایل فرومغناطیسی

2-2-مبدلهای الکترونیک قدرت

2-3-تجهیزات تخلیه ای

2-4-مدل سازی سیستم توزیع با بارداری قوس الکتریکی

2-5-منابع جدید تولید هارمونیک

فصل سوم : اثرات

3-اثرات هارمونیک

3-1-اثر هارمونیک بر خازنها

3-2-اثر هارمونیک برروی لامپ های روشنایی و المان ها حرارتی  

3-3-اثر هارمونیک بر ماشین های آسنکرون

3-4-اثر هارمونیک بر ترانسفورماتورها

3-5-اثر هارمونیک بر عملکرد رله

3-6-اثر هارمونیک بر وسایل اندازه گیری

3-7-اثر هارمونیک بر کلید ها

3-8-اثر هارمونیک بر فیوز ها

3-9-تاثیرات دیگر هارمونیک

فصل چهارم : روش های حذف

4-روش های حذف هارمونیک 

4-1-فیلتر های پسیو 

4-2-فیلتر های اکتیو 

فصل پنجم : شبیه سازی هارمونیک با نرم افزار MATLAB

5-مقدمه

5-1آنالیزهارمونیکهادرسیستم  (حالت اول)

5-1-آنالیزهارمونیکهادرسیستم (حالت دوم)

5-1-آنالیزهارمونیکهادرسیستم (حالت سوم)

5-1-آنالیزهارمونیکهادرسیستم (حالت چهارم)

5-1-آنالیزهارمونیکهادرسیستم (حالت پنجم)

5-1-آنالیزهارمونیکهادرسیستم (حالت ششم)

5-1-آنالیزهارمونیکهادرسیستم (حالت هفتم)

5-1-آنالیزهارمونیکهادرسیستم (حالت هشتم)

نتیجه گیری  

منابع و ماخذ