Breaking News
Home / برق قدرت / بررسی روش های تعدیل و کاهش بار در شبكه های توزیع و عوامل ایجاد نامتعادلی بار در word

بررسی روش های تعدیل و کاهش بار در شبكه های توزیع و عوامل ایجاد نامتعادلی بار در word

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 بررسی روش های تعدیل و کاهش بار در شبكه های توزیع و عوامل ایجاد نامتعادلی بار در word دارای 120 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد بررسی روش های تعدیل و کاهش بار در شبكه های توزیع و عوامل ایجاد نامتعادلی بار در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

 

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی روش های تعدیل و کاهش بار در شبكه های توزیع و عوامل ایجاد نامتعادلی بار در word

فصل اول : اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبکه توزیع

اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبکه فشار ضعیف

تبعات نامتعادلی بار

شبکه فشار ضعیف

 عدم تساوی بار فازها

 اضافه تلفات ناشی از جریان دار شدن سیم نول

رسم نمودار چگونگی‌رابطه‌بین افزایش عبور جریان از سیم نول و میزان

تلفات در شبکه (بار کاملاً اکتیو)

شرایط لازم برای تعادل شبکه علاوه بر یکسان نمودن بار فازها

 اثر نامتعادلی بار در افزایش تلفات ترانسفورماتورهای توزیع

عملکرد نا متعادل ترانسفورماتورهای سه فاز

بارهای تکفاز روی ترانسفورماتورهای سه فاز

بار تکفاز خط به خنثی در ترانسفورماتورهای سه فاز

بررسی تلفات نامتعادلی در ترانسهای توزیع

ارائه پیشنهاد جهت کم کردن تلفات نامتعادلی در ترانسفورماتورهای توزیع

فصل دوم : بررسی روش‌های کاهش تلفات ناشی از نامتعادلی بار

 ارائه الگوریتم جهت تعادل بار فازها

 اساس روش

تعیین آرایش بهینه شبکه

تخصیص انشعاب جدید بودن تغییر آرایش شبکه

تخصیص انشعاب جدید به شبکه بهینه شده

ارائه الگوریتم

 امکان سنجی افزایش سطح مقطع نول

 امکان سنجی افزایش سطح مقطع نول در خطوط با بار سبک

امکان سنجی افزایش سطح مقطع در خطوط با بار متوسط

امکان سنجی افزایس سطح مقطع نول در خطوط با شعاع تغذیه طولانی

 نتیجه گیری

 سیستم زمین و اثر آن در کاهش تلفات شبکه توزیع

 تلفات در سیستم نول

 کاهش تلفات در سیم نول

کاهش افت ولتاژ در سیم نول

 اثر زمین نول در محل مصرف

 زمین کردن شبکه توزیع

مقاومت سیم اتصال زمین و مقاومت زمین

 مدل خط توزیع

 اثر نامتعادلی فازها بر روی تلفات با توجه به سیستم زمین

حساسیت تلفات نسبت به مقاومت اتصال به زمین

 جنبه اقتصادی خطا در تلفات

 مقایسه هزینه ایجاد سیستم زمین و صرفه جوئی ناشی از کاهش تلفات پیک

 اثرات جریان عبوری از سیستم زمین

 

 

 

مراجع

فهرست اشکال

شکل :دیاگرام برداری جریانهای فازها و جریان نول

شکل :درصد افزایش تلفات برحسب افزایش عبور جریان از سیم نول

شکل:دیاگرام برداری جهت محاسبه جریان نول

شکل:بار تکفاز در ترانسفورماتورهای سه فاز

شکل:بار تکفاز بین خط خنثی در گروه ترانسفورماتور Yyبدون خط خنثی

شکل:بار خط به خنثی فاز A گروه ترانسفورماتورYy

شکل:ترانسفورماتورDY با سیم نول

شکل : مقادیر جریانها در ترانسفورماتور DY با سیم نول

شکل: ترانسفورماتور YZ با سیم نول

شکل :شبکه شعاعی از یکسو تغذیه

شکل:جریانهای فاز در شبکه شعاعی

شکل:شبکه شعاعی با در نظر گرفتن تعداد انشعابها به جای جریان آنها

شکل:شبکه شعاعی از یکسو تغذیه با سه گره

شکل:متعادل سازی انشعابها در گره‌ها

شکل:مجموع انشعابهای فازها پس از متعادل سازی انشعابهای گره‌ها

شکل: متعادل سازی مجموع انشعابهای فازها

فهرست اشکال

شکل: شبکه مثال 

شکل : شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز S در گره سوم

شکل:شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز T در گره سوم

شکل:شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز Rدر گره سوم

شکل:شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز R در گره سوم

شکل:شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز S در گره دوم

شکل : شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز T در گره دوم

شکل : شبکه بهینه شده مثال

شکل:شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز R در گره سوم

شکل: شبکه پس از تخصیص دومین انشعاب به فاز R در گره سوم

شکل:شبکه پس ازتخصیص دومین انشعاب به فاز S در گره سوم

شکل:شبکه پس از تخصیص دومین انشعاب به فازT در گره سوم

شکل:شبکه پس از تخصیص انشعاب به فاز S در گره دوم

شکل:شبکه پس از تخصیص انشعاب به فاز T در گره دوم

شکل : الگوریتم متعادل سازی بار فازها و افزودن انشعاب جدید در شبکه فشار ضعیف

شکل :مدارشماتیک جهت نمایش عبور بخشی از جریان نول توسط سیستم زمین

فهرست اشکال

شکل:تقسیم جریان در دو مقاومت موازی

شکل :مدار معادل مثال

شکل:مدل خط توزیع با چهار سیم

شکل:مدل نمونه خط توزیع برای شرح محاسبات

شکل:تغییرات تلفات بر حسب میزان نامتعادلی بار

شکل:توزیع جریان سیم نول در حالت بار نامتقارن با مقاومت‌اتصال‌زمین‌Rg

شکل: تأثیر مقاومت اتصال زمین Rg بر روی تلفات خط

شکل: نسبت تلفات در فیدر با مقاومت اتصال زمین مشخص به تلفات

در فیدر با اتصال زمین کامل

شکل:ارزش کنونی تلفات خطوط انتقال

فهرست جداول

جدول:قیمت‌کابلهایرشته‌ای‌وتک‌رشته‌ای که درسطح ولتاژ توزیع به‌کاربرده‌میشوند

جدول:میزان کاهش مقاومت سیم نول در اثر زمین کردن

جدول :ماتریس امپدانس HZ60

جدول :شکل مؤلفه‌های متقارن معادل

جدول:امپدانس خطوط با زمین مستقیم

جدول:تلفات خطوط با زمین مستقیم

جدول: تقسیم تلفات بین خط و اتصال زمین

جدول: تلفات در فیدرهای با بار توزیع شده متمرکز

 

 

مقدمه

یكی از مؤلفه‌های مطرح در افزایش تلفات شبكه توزیع مسأله عدم تعادل بار در این شبكه اعم از شبكه فشار ضعیف , ترانسفورماتورهای توزیع و شبكه فشار متوسط می‌باشد. این مؤلفه كه به عنوان یك عامل اختلال در عملكرد شبكه توزیع اعلام وجود می‌كند به دو صورت عدم تساوی بار فازها و عدم تساوی ضریب توان بار فازها ( یا تركیبی از هر دو ) متظاهر می‌گردد و باید در هریك از بخشهای سه گانه شبكه توزیع مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار بگیرد.
با آماری كه از پستها و شبكه توزیع تهیه شده عدم تعادل بار مأیوس كننده است و این مشخصه نشان دهنده عدم رعایت اصول فنی از طرف پرسنل توزیع و بعضاً سهل انگاری و عدم وجود دانش فنی در ایجاد شبكه‌های برق رسانی مبتنی بر اصول فنی برای مصرف كننده‌ها می‌باشد.
1-1- اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبكه فشار ضعیف
1-1-1- تبعات نامتعادلی بار
الف) افزایش تلفات قدرت : تلفات قدرت در شبكه فشار ضعیف شامل دو دسته تلفات قدرت در فازها و تلفات قدرت در سیم نول می‌باشد. با فرض ثابت بودن مجموع جریان سه فاز , تلفات قدرت در فازها در حالت عدم تعادل بار بیش از تلفات در حالت تعادل بار بوده كه به آن تلفات در نول هم اضافه می‌شود و با توجه به این امر كه اكثراً مقاطع سیمها در نول نصف مقاطع سیم فازها و بنابراین مقاومت اهمی سیم نول حدود دو برابر مقاومت سیم فازها می‌باشد , تلفات حتی در حالت جریانهای عبوری كم , باز هم قابل توجه است.
ب) افت ولتاژ در اثر نامتعادلی : حتی با فرض این كه سیمهای فاز در شبكه مقاطع یكسان و در نتیجه امپدانس مساوی داشته باشند , در اثر عبور جریان نا برابر , سیمهای فاز افت ولتاژ متفاوتی داشته و در نتیجه دارای ولتاژ نامتعادلی در طرف مصرف كننده‌ها بخصوص مصرف كننده‌های حساس مانند موتورهای سه فاز خواهند بود. این موضوع اثرات نامطلوبی بر مصرف كننده‌های سه فاز خواهد داشت.
ج) خطرات ناشی از جریان دار شدن سیم نول : با نامتعادل شدن جریان در سیستم سه فاز و عبور جریان از سیم نول , نسبت به زمین دارای ولتاژی می‌شود كه درصورت عبور از حد مجاز از نظر ایمنی نامطلوب بوده و چنانچه مصرف كننده با سیم نول تماس حاصل كند , احتمال برق گرفتگی وجود خواهد داشت. علاوه بر مسائل یاد شده زیاد بودن نامتعادلی بار شبكه باعث وضعیت نامطلوبی در اجزاء دیگر شبكه از جمله ترانسفورماتورها خواهد شد.
1-1-2- شبكه فشار ضعیف
عدم تعادل بار در شبكه ضعیف بدلایل زیر بوجود می آید :
– عدم تساوی بار مشتركین در هر لحظه روی هر فاز
– وجود شبكه‌های تكفاز طولانی و پربار روی خطوط فشار ضعیف
– وجود لوازم برقی تكفاز موتوری با ضریب توان پائین روی خط ( مثل موتورهای تكفاز جوشكاری و000) نامتعادلی بار , به دو صورت عدم تصاوی بار فازها و جریان دار شدن سیم نول باعث افزایش تلفات شبكه می‌شود.

1-1-2-1- عدم تساوی بار فازها [4]
در یك خط فشار ضعیف سه فاز با فرض ثابت بودن مجموع بار فازها , اگر بار فازها بصورت نا متعادل توزیع شده باشد , طبق نا مساوی كوشی , تلفات ایجاد شده در سیمهای فاز بیشتر از تلفات حالتی است كه بار فازها به طور مساوی تقسیم شده باشند.
نا مساوی كوشی      
اگر بارهای هر فاز به ترتیب   و بار متوسط آنها را   بنامیم , خواهیم داشت :
 
اگر طول خط L و مقاومت واحد طول خط به اهم R فرض شود داریم :
 
در مورد خطوط فشار ضعیف موجود كه بار آنها در چند نقطه از خط برداشته می‌شود , بهترین راه برای توجیه قضیه فوق و همچنین اندازه گیری افزایش تلفات ناشی از عدم تعادل بار پیدا كردن الگوی مناسب برای آنهاست. تلفات در یك فاز با توزیع یكنواخت طبق فرمول چنین می‌باشد (Iچگالی واحد طول جریان می‌باشد   ) :
 
در صورت مساوی بودن بار سه فاز                           
در نتیجه : (1-1)               
حال جهت محاسبه اضافه تلفات سیم‌های فاز ناشی از عدم تساوی بار فازها , اگر اندازه آن   نامیده شود و تلفات در حالت تساوی بار فازها و عدم تساوی بار فازها در سیمهای فاز   و   باشد خواهیم داشت :
                
همانگونه كه ملاحظه می‌شود اضافه تلفات ناشی از عدم تساوی بار فازها فقط به اندازه آنها بستگی داشته و ارتباطی به ضریب توان آنها ندارد. همچنین در صورت تساوی بار فازها عبارت داخل پرانتز صفرشده و مقدار اضافه تلفات مذكور نیز صفر می‌گردد.
حال با فرض اینكه تلفات اضافی ناشی از عدم تساوی بار فازها بعلت جریان عدم تساوی بار   در هر فاز به طور مستقل با توزیع یكنواخت عمل نماید :
 
 
(1-6)  
یعنی هر قدر تفاوت جریان سه فاز نسبت به یكدیگر بیشتر باشد , جریان عدم تساوی بار بیشتر بوده و تلفات مربوط به آن بیشتر می‌شود. هرقدر بار سه فاز به یكدیگر نزدیكتر باشند جریان عدم تساوی بار كمتر شده و تلفات حاصله نیز كمتر می‌گردد.
1-1-3- اضافه تلفات ناشی از جریان دار شدن سیم نول [4]
از آنجائیكه جمع برداری جریان سه فاز از داخل سیم نول عبور می‌نماید جریان سیم نول به مجموعه عوامل عدم تساوی بار فازها و تفاوت ضریب توان بار فازها بستگی دارد.
اما از آنجائیكه مشتركین تكفاز , عموماً خانگی و تجاری می‌باشند و ضریب توان اینگونه مشتركین بعلت نبود بارهای موتوری بزرگ عمدتاً حدود 9/0 می‌باشد. بنابراین تفاوت ضریب توان بار فازها چندان قابل توجه نیست لذا با تقریب خوبی می‌توان اختلاف فاز بین جریانهای فازهای هر خط را   در نظر گرفت , بدین ترتیب و با توجه به شكل (1-1) جریان نول را می‌توان محاسبه كرد :
 
(1-7)        
ملاحظه می‌شود جریان نول به تفاوت اندازه بار فازهای خط بستگی داشته و هر قدر این بارها بهم نزدیكتر باشند , جریان نول كمتر و بر عكس هر چقدر اندازه بارها نسبت بهم دور باشند جریان نول بیشتر می‌گردد. با در نظر گرفتن الگوی توزیع جریان یكنواخت روی سیم نول , اندازه تلفان آن برابر است با :
 
بادر نظر گرفتن رابطه (1-7) و با توجه به اینكه مقطع سیم نول را عموماً نصف مقطع فاز در نظر می‌گیرند و به تبع آن مقاومت سیم نول دو برابر مقاومت فازهاست , خواهیم داشت :
           
به عبارت دیگر با محاسبه تلفات اضافی ناشی از عدم تساوی بار فازها روی سه فاز خط می‌توان تلفات اضافی مربوط به جریان دار شدن سیم نول را محاسبه كرد و بالعكس. اما از آنجائیكه جریان  نول را می‌توان در نمونه‌های مورد مطالعه اندازه گیری نمود , راه بهتر محاسبه تلفات ناشی از جریان دار شدن سیم نول و سپس بدست آوردن تلفات اضافی مربوط به عدم تساوی بار فازها مطابق رابطه (10-1) می‌باشد.
بدترین حالت مربوط به ایجاد تلفات در سیم نول , برای خطوط تكفاز یا خطوط با انشعابهای فرعی طولانی تكفاز اتفاق می‌افتد زیرا در آن صورت جریان فاز تماماً از سیم نول عبور نموده و تلفات قسمت تكفاز شبكه را شش برابر می‌كند. تلفات در شبكه تكفاز با سیم نول به مقطع نصف مقطع فاز یا شبكه دو فاز با سیم نول به مقطع نصف مقطع فاز , مطابق با آنچه كه در زیر آمده است به ترتیب به نه برابر و سه برابر افزایش می‌یابد. در روابط زیر ,   جریان فاز و   تلفات شبكه سه فاز می‌باشند.
 
  
1-1-5- شرایط لازم برای تعادل شبكه علاوه بر یكسان نمودن بار فازها
بدیهی است كه محاسبات انجام شده در حالت ساده شبكه و با فرض همسان بودن مقاطع سیمهای شبكه و ضریب قدرت مساوی در فازها انجام یافته است و در حالی كه این دو شرط برقرار نباشد امكان محاسبه با حجم گسترده شبكه حتی با محاسبات كامپیوتری نیز نتیجه قابل قبولی را در بر نخواهد داشت. در اینجا هدف صرفاً نمایشی تقریبی افزایش تلفات انرژی در اثر عدم تعادل بار و زیانهای ناشی از آن می‌باشد كه به همین وسیله توجه شركتهای توزیع را به تعدیل بار فازها معطوف دارد و بنابراین با اندازه‌گیری جریان سیم نول یا جریان سیم‌های فاز میزان تلفات ناشی از نامتعادلی بار را محاسبه و بار مالی آنرا تعیین كند.
ذكر این نكته ضروری است كه مساوی كردن بار فازها و متعادل نمودن آن برای صفر كردن یا كاهش جریان نول عملاً بسیار بعید و شاید غیر ممكن است و نیز ضریب قدرت هر فاز تأثیر بسزایی در جریان نول دارد. با این معنی كه با متعادل كردن بار فازها زمانی جریان در سیم نول صفر خواهد شد كه ضریب قدرت هر سه فاز نیز یكسان باشد. برای روشن نمودن مطلب ذكر یك مثال ضروری است :
– بار فازها متعادل و برابر 100 آمپر  منظور می‌شود :            
– ضریب قدرت فازها عبارت باشند از:  
 
با استفاده از شكل (1-3) روابط زیر بدست می‌آید :
 
شكل (1-3): دیاگرام برداری جهت محاسبه جریان نول
با استفاده از روابط مثلث نامشخص :   
ملاحظه می‌گردد با وجودی كه بار هر سه فاز متعادل و مساوی است , بعلت ضریب قدرتهای مختلف جریان نول صفر نشده است.
در بخش 2-1 با فرض داشتن ضریب قدرت یكسان برای سه فاز , الگوریتمی جهت متعادل كردن بار سه فاز پیشنهاد می‌گردد.

1-2- اثر نا متعادلی بار در افزایش تلفات ترانسفورماتورهای توزیع
چون اكثر مصرف كنندگان در شبكه‌های فشار ضعیف , تكفازند اجازه نمی‌دهند كه جریان به طور یكسان بین فازها تقسیم شود. علاوه بر این استفاده از منابع تكفاز در برخی از شبكه ها نامتعادلی جریان سه فاز را به دنبال دارد. در بسیاری از كشورها ترانسهای توزیع (MV/LV) تكفازند. طرف اولیه ترانسهای توزیع , ممكن است بین یك فاز و  زمین یا بین دو فاز خطوط فشار متوسط وصل شود. بنابراین در مدارهای سه فاز فشار متوسط , هم نامتعادلی ولتاژ و هم نامتعادلی جریان می‌تواند ظاهر شود [17]
1-2-1- عملكرد نامتعادل ترانسفورماتورهای سه فاز [6]
در عمل ,‌باورهای تكفاز مورد نیاز مصرف كننده‌ها همواره از ثانویه‌های ترانسفورماتورهای سه فاز تأمین و تغذیه می‌گردند. اگر چه تلاشی برای متعادل نگه داشتن بارها صورت می‌گیرد , اما شرایط عدم تعادل ( عدم تقارن) در سیم پیچی‌های فاز یا عدم تعادل در بارهای تكفاز و یا به علت قطبی‌های تك فاز , باعث می‌شود در شرایط نامتعادل كار كنند.
عملكرد نامتعادل ترانسفورماتورها پدیده‌ای نامطلوب و ناخواسته است و این بدان علت است كه جریان‌های نامتعادل در سیم پیچی‌های سه فاز , اثرات مضری به شرح زیر بر رفتار ترانسفورماتورها به دنبال خواهد داشت.
1) تلفات هسته و تلفات اهمی افزایش می‌یابد به طوری كه كارائی ترانسفورماتور كم می‌شود. علاوه بر این تلفات مذكور باعث ایجاد حرارت بیشتر و نتیجتاً كاهش عمر ترانسفورماتور می‌گردد.
2) ولتاژهای فاز و خط نامتعادل و از شكل طبیعی خود خارج می‌گردند.
3) ظرفیت باردهی ترانسفورماتور كاهش می‌یابد.
ولتاژی‌های خط یا فاز نامتعادل , اثرات زیان آوری بركار وسایل الكتریكی كه به این ترانسفورماتورها متصل هستند , دارند. برای مثال , كاهش گشتاور راه اندازه‌ای و گشتاور حالت عادی , كاهش سرعت كار و كارآیی نامطلوب از جمله نتایج عملكرد موتور القائی است كه از شبكه نامتعادل تغذیه می‌گردد.
برای بررسی و تحقیق هر چه دقیق‌تر رفتار ترانسفورماتورها تحت شرایط نامتعادل , باید روش مؤلفه‌های متقارن مورد استفاده قرار گیرد. موضوع و هدف این بخش تجزیه و تحلیل دقیق نیست , بلكه  هدف تنها نشان دادن تصویر تقریبی از رفتار نا متعادل ترانسفورماتورهای سه فاز است.
1-2-2- بارهای تكفاز روی ترانسفورماتورهای سه فاز
بارهای تكفاز بین خط و خنثی و یا بین دو خط ترانسفورماتور سه فاز , بدترین شرایط نامتعادلی را برای ترانسفورماتور مربوط بوجود می‌آروند. علاوه بر این می‌توان ادعا كرد كه یك بار چند فاز نامتعادل برابر است با یك بار چند فاز متعادل و یك بار تك فاز بین خط و خنثی و یا بین دو خط , از این رو , بررسی رفتار ترانسفورماتورهای سه فاز در مقابل جریانهای تك فاز , امری ضروری است.
انواع گوناگون اتصال‌های مورد بحث در این بخش , تعادل نیروی محركه مغناطیسی در دو طرف ثانویه و اولیه به تعیین جریان سیم پیچ‌ها كمك می‌كند. سیم پیچی اولیه و ثانویه مربوط به یكفاز به طور موازی یكدیگر رسم شده‌اند و برای سادگی , نسبت تبدیل آنها واحد فرض شده است. در شكلهای گوناگون فلش‌ها جهت جریان را مشخص می‌كنند و اعداد كنار این فلش‌ , بزرگی جریان را نشان می‌دهند.
الف ) در شكل 1-4 (a) دو سیم پیچی فاز و یك سیم خط , به گونه‌ای كه نشان داده‌ شده , حامل جریان صفر هستند  . دقت كنید كه یك خط طرف اولیه حامل جریان صفر است.
ب ) در شكل 1-4 (b) توزیع جریان در یك ترانسفورماتور زیگراگ , ستاره (YZ) برای یك بار بین خط و خنثی در طرف ثانویه نشان داده شده است. توجه كنید كه برای حفظ تعادل mmf , جریان طرف اولیه , نصف جریان طرف ثانویه است.
ج) برای اتصال DZ , بار بین دو خط طرف ثانویه فرض می‌شود. برای حفظ تعادل mmf , جریانهای فاز در طرف اولیه در شكل 1-4 (C) نشان داده شده است. توجه داشته باشید كه جریانها در طرف ثانویه , واحد فرض شده‌اند , در حالیكه جریان در یك فاز 1 و جریان   در دو فاز دیگر طرف اولیه هستند. جریان خط طرف اولیه عبارت از جریان صفر در یك خط و جریان   در دو خط دیگر می‌باشد.
د ) ترانسفورماتورهای سه فاز بدون نقطه خنثی در طرف اولیه ممكن است بتواند یا نتواند بار خط به خنثی را در طرف ثانویه تغذیه كند.
            
شكل (1-4): بار تكفاز در ترانسفورماتورهای سه فاز

1-2-3- بار تكفاز خط به خنثی در ترانسفورماتورهای سه فاز
همانگونه كه قبلاً بیان شد بار تكفاز به خنثی , بدترین حالت بارگذاری نامتعادل در ترانسفوماتورهای سه فاز است. در این قسمت این نوع بارگذاری نامتعادل برای ترانسفورماتورهای سه فاز بامدار مغناطیسی مجزا مورد مطالعه قرار می‌گیرد.
شكل (1-5) یك ترانسفورماتور سه فاز با سه مدار مغناطیسی مجزا , یا اتصال ستاره ستاره بدون نقطه خنثی در طرف اولیه را تشریح می‌كند.
به گونه‌ای كه در شكل (1-5) نشان داده شده است به محض بارگذاری خط به خنثی در طرف ثانویه فاز A , جریان I از سیم پیچی فاز مربوط به بار عبور می‌كند. برای نسبت تبدیل واحد فازها جریان I به خاطر تعادل mmf در سیم پیچی ثانویه فاز A , در سیم پیچی اولیه فاز A جریان می‌یابد. این مطلب با رجوع به شكل (1-5 (a) ) معلوم و مشخص است. در فاز A بار دار شده باید كه نیروهای محركه مغناطیسی ناشی از جریان ثانویه I جریان اولیه   مخالف یكدیگر باشند و از این رو :
 
علاوه بر این باید توجه داشت كه جریان فاز A می‌باید از طریق فازهای B و C به منبع برگردد. به عبارت دیگر به گونه ای كه در شكل نشان داده شده , اولیه‌های فازهای B و C مجبورند كه جریان   را حمل كنند. بنابراین

شكل (1-5): بار تكفاز بین خط خنثی در گروه ترانسفورماتور Yy  بدون خط خنثی
جریان   در اولیه‌های فازهای B و C جریان تحریك 1 به حساب می آید و نتیجتاً اگر این جریانها به اندازه كافی بزرگ باشند , باعث اشباع قابل ملاحظه هسته می‌شوند. در نتیجه ولتاژهای زیاد غیر عادئی (   امپدانس تحریك 2فاز B یا C ) در دو سر فازهای B و C ظاهر می‌شوند. بنابراین ولتاژهای خط به خنثی , مطابق شكل (1-6 (a) ) نامتعادل می‌گردند. در این شكل مثلث ABC ولتاژهای خط اولیه و N , نقطه خنثی نیروهای محركه اولیه و ثانویه را نشان می‌دهد. از آنجا كه فرض می‌شود ترانسفورماتور به یك منبع

شكل (1-6) : بار خط به خنثی فاز A گروه ترانسفورماتور Yy
تغذیه بزرگ وصل است مثلث ولتاژ ABC بدون تغییر می‌ماند. تنها نقطه خنثی است كه اثر می‌پذیرد. ولتاژ دو سر فاز A از   به   سقوط می‌كند , در حالیكه ولتاژ دو سرفازهای B و C بترتیب از   و   به   و   افزایش می‌یابد. اگر   در فازهای B و C , كمتر یا معادل جریانهای تحریكشان باشد , ولتاژهای فازها متعادل باقی می‌مانند. این بدان معناست كه بدون فروپاشی ولتاژ فاز بار شده است و جریان بار تك فاز معادل دو برابر جریان تحریك آن فاز قابل تحویل است. توجه كنید كه تنها اگر هر دو ترانسفورماتور B و C دارای جریان تحریك یكسانی باشند نمودار برداری شكل (1-6 (a)) صدق می‌كند.
بعنوان مثال طبق شكل (1-6(a)) در حالیكه ترانسفوماتور B , در مقایسه با ترانسفورماتور C , دارای جریان تحریك كمتری ( مقاومت ظاهری تحریك ) باشد , ولتاژ ظاهر شده دو سر B از ولتاژ دو سر ترانسفورماتور C بیشتر است.
1-2-4- بررسی تلفات نامتعادلی در ترانسهای توزیع
همانطور كه در بخشهای گذشته آمده است , جریان عدم تعادل شبكه فشار ضعیف از سیم پیچ ثانویه عیناً عبور كرده و مشابه خطوط , تلفات عدم تعادلی را ظاهر می‌سازد. بر حسب نوع سیم‌پیچی , طرف ثانویه نیز موجب تلفاتی در سمت اولیه ترانس می‌شود كه این تلفات برای دو نوع از اتصالات ذكر شده محاسبه می‌گردد.طی دو مثال زیر دو نوع از این اتصالات مورد بررسی قرار می‌گیرد تا میزان افزایش تلفات در حالت نامتعادلی بار نسبت به حالت متعادل بدست آید. در روابط ارائه شده علامتهای اختصاری به شرح زیر می باشند.
  : مقاومت سیم پیچهای فاز اولیه و ثانویه
  : مقاومت سیم نول
  : تعداد دور سیم پیچی طرف اولیه
  : تعداد دور سیم‌پیچی طرف ثانویه
  : جریان فاز طرف اولیه
  : جریان فاز طرف ثانویه
  : جریان اضافی ناشی از نامتعادلی , در طرف اولیه
  : جریان نول طرف ثانویه
  : تلفات در حالت نامتعادلی بار در طرف اولیه
  : تلفات در حالت نامتعادلی بار در طرف ثانویه
  : كل تلفات در حالت نامتعادلی بار
  : تلفات در طرف اولیه در حالت بار متعادل
  : تلفات در طرف ثانویه در حالت بار متعادل
  : كل تلفات در حالت بار متعادل
مثال 1: ابتدا اتصال   مورد بررسی قرار می‌گیرد ( شكل 1-7). فرض می‌شود در حالت تعادل بار ثانویه جریانهای متعادل A 100 در هر فاز ترانس جریان دارد , لذا جریانی از سیم نول نمی‌گذارد. مقدار نسبت تبدیل نیز طبق روابط زیر بدست می آید :

شكل (1-7) : ترانسفورماتور   با سیم نول
 
لذا در این نوع اتصال نسبت تبدیل معادل   است و جریانها نیز با این نسبت تبدیل به اولیه منتقل می‌شود. در نتیجه جریانهای فاز طرف اولیه برابر است با :                  
 
با این فرضیات به محاسبه تلفات می‌پردازیم. تلفات شامل تلفات در سیم پیچی اولین و تلفات در سیم پیچی ثانویه است.
 
در حالت نامتعادل فرض می‌شود كه جریانهای فاز‌ها به صورت A100 , A120 و A80 باشند , لذا مطابق شكل (1-8) روابط ذیل برقرار می‌باشد.
طبق رابطه (1-7)  داریم :               
 
شكل (1-8): مقادیر جریانها در ترانسفورماتور   با سیم نول
 
مثال 2 : در این مثال به بررسی ترانس با اتصال YZ می‌پردازیم ابتدا فرض می‌شود كه جریان متعادل A110 در هر یك از سیم پیچی‌های ترانس Z جریان دارد , لذا جریانهای متعادل طرف ثانویه برابر است با :
 
                     
و از آنجا تلفات ناشی از عبور جریانها در سیم پیچهای ترانس برابر است با :
 
حال در حالت نامتعادل فرض می‌شود جریانهای متعادلی A100 , A 110 و A120 در سیم پیچ‌های ترانس Z جریان داشته باشد , لذا جریان نول مطابق رابطه (1-7) برابر است با :
 
شكل (1-9) : ترانسفورماتور YZ با سیم نول
 
  در حالت قبل
 
با جایگذاری   و   در این روابط تلفات انرژی در حالت نامتعادلی ترانس قابل محاسبه می‌باشد. چنانچه ملاحظه می‌گردد این تلفات مقدار قابل توجهی بوده و می‌بایستی نسبت به كاهش آن اقدام مناسبی به عمل آید.
1-2-5- ارائه پیشنهاد جهت كم كردن تلفات نامتعادلی در ترانسفورماتورهای توزیع
1- بالانس كردن بار خروجیهای ترانس طبق الگوریتم پیشنهاد شده در بخش 2-1
2- دادن كد یا شماره مخصوص به هر ترانس و تشكیل پرونده جداگانه هر ترانس به طوریكه پس از ركورد دیگری سالانه ( در موقع پیك بار ) مقدار آمپراژ هر فاز در این پرونده نوشته شود و در صورت اضافه شدن مشترك جدید آمپر آن به این آمار اضافه گردد.
3- پس از ركوردگیری در صورت بالا بودن درصد بار ترانس , اقدام به تعویض ترانس با
ترانسی با ظرفیت بالاتر و در غیر این صورت مجبور به تفكیك شبكه و اضافه نمودن یك ترانس
 دیگر به شبكه.
4- استفاده از مانور تغییر تپ در ترانسها ( توزیع و قدرت ) بطوریكه در صورت لزوم در تابستان تپهای ترانس افزایش و در زمستان كاهش یابد.
 
« فصل دوم »
بررسی روش‌های كاهش تلفات ناشی از نامتعادلی بار

2-1- ارائه الگوریتم جهت تعادل بار فازها
همانطور كه در بخش نخست اشاره شد , یكی از مشكلات اساسی كه در شبكه های توزیع وجود دارد , عدم توزیع مناسب بارهای تكفاز و به تبع آن تلفات از نامتعادلی بارهاست. این تلفات شامل دو قسمت تلفات نول و تلفات نامتعادلی در فازها می‌شود.
از آنجا كه بحث متعادل كردن فاز و تصحیح ضریب قدرت بارهای نامتقارن , بحثی مجزا بوده و در اكثر كتب و مقالات یافت می‌شود [10] , لذا با فرض ضریب قدرت یكسان برای سه فاز , به سراغ روشی می‌رویم تا بتوان توسط آن بار سه فاز را متعادل ساخت.
در این فصل الگوریتمی ارائه می‌گردد كه توسط آن توزیع بهینه بارهای تكفاز به منظور دسترسی به كمترین تلفات ناشی از نامتعادلی بار بدست آید. هدف از ارائه این الگوریتم در اختیار داشتن ابزاری جهت نیل به مقصود فوق می‌باشد. در طرح این الگوریتم با دو مسأله مجزا از یكدیگر مواجه می‌شویم ك
حالت اول آنستكه برای شركت توزیع از نظر اجرائی قابلیت تغییر انشعابهای روی هر گره وجود داشته و در صدد كمینه كردن تلفات ناشی از نامتعادلی بار در شبكه باشد. در این صورت مطابق با الگوریتم ارائه شده در بخش 2-1-5 آرایش جدید شبكه با كمترین ناشی از نامتعادلی قابل دستیابی است.
در حال دوم , اگر شركت توزیع در جهت تغییر انشعابها محدودیتهای اجرائی داشته باشد و درصدد تخصیص انشعاب جدید باشد , این الگوریتم مطابق با روشی كه بعداً توضیح داده خواهد شد كه مبتنی بر استفاده از روش سعی و خطا برای رسیدن به حالت بهینه با شرایط موجود شبكه می‌باشد , بهترین حالت تخصیص انشعاب را در اختیار قرار می‌دهد.
البته توصیه می‌شود كه شركتهای توزیع در صورتیكه مشكلات اجرائی از نظر بی برقی فیدرهای توزیع را نداشته باشند , شبكه موجود را با استفاده از الگوریتم ارائه شده برای یكبار تغییر آرایش دهند تا توزیع بهینه بار در فیدر فشار ضعیف بدست آید.
2-1-1- اساس روش
در طرح این الگوریتم یك تابع هدف در نظر گرفته می‌شود كه مبین تلفات از نامتعادلی بار است و سعی می‌گردد این تابع به حداقل مقدار خود برسد.
شكل (2-1) در نظر گرفته می‌شود شبكه نشان داده شده در این شكل یك شبكه شعاعی بوده  و از یك سو تغذیه شده است این شبكه دارای m گره بوده و تعداد انشعابهای روی هر فاز در هر گره   الی   الی   و   الی   می‌باشد كه به طور مجزا نشان داده شده است.
                               
شكل (2-1) : شبكه شعاعی از یكسو تغذیه
در شبكه فوق فرض می‌شود همه انشعابها دارای مصارف یكسان و برابر I باشند , ضمناً ضریب قدرت همه نیز یكسان فرض می‌شود تا بتوان از روابط استخراج شده در بخش قبل استفاده كرد.
یكی دیگر از فرضیات اساسی , ثابت بودن مجموع انشعابهای سه فاز روی هر گره می‌باشد. بعبارت دیگر بهینه سازی فنی با تغییر انشعابهای سه فاز روی یك گره انجام می‌شود و امكان تغییر تغذیه بار از یك گره به گره دیگر وجود ندارد. بدین ترتیب خواهیم داشت   …

 

بخشی از منابع و مراجع پروژه بررسی روش های تعدیل و کاهش بار در شبكه های توزیع و عوامل ایجاد نامتعادلی بار در word
1- :محمد مهدی همدانی گلشن ، طراحی و محاسبات سیستم های توزیع الکتریکی ، جلد اول ، اصفهان ، جهاد دانشگاهی.
2- :مسعود علی اکبر گلکار ، طراحی و بهره برداری از سیستم های توزیع انرژی الکتریکی جلد اول، شرکت برق منطقه ای فارس – دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی.
3- : استاندارد صنعت برق ایران- مشخصات و خصوصیات انرژی الکتریکی (کیفیت برق )، قسمت اول ،چاپ اول.
4- : محمد رضا آقا محمدی ، نرم افزار شبیه ساز عدم تعادل بار در فیدرهای توزیع و متعادل ساز آن در حوزه زمان ، دهمین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق.
5-: علی رامین فرد ، روشی کاربردی در متعادل سازی بار شبکه های فشار ضعیف توزیع ، بیست و چهارمین کنفرانسبین المللی برق ، 
6- : روح اله جهانی، متعادل سازی بار فازها در شبکه های فشار ضعیف توزیع نیروی برق با اطلاعات محدود ، بیست و چهارمین کنفرانسبین المللی برق ، 
7-: محمد مهدی قنبریان ، تعادل بار فشار ضعیف با استفاده از توان متوسط مشترکین ، نهمین کنفران

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

About admin

Check Also

گزارش كارآموزی رشته برق و مخابرات در شركت ایران تكنیك در word

 گزارش كارآموزی رشته برق و مخابرات در شركت ایران تكنیك در word دارای 37 صفحه …