بررسی اثرات هارمونیک های ولتاژ و جریان بر روی ترانسفورماتورهای قدرت

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی اثرات هارمونیک های ولتاژ و جریان بر روی ترانسفورماتورهای قدرت

مقدمه

فصل اول: شناخت ترانسفورماتور

۱-۱ مقدمه

۲-۱ تعریف ترانسفورماتور

۳-۱ اصول اولیه

۴-۱ القاء متقابل

۵-۱ اصول کار ترانسفورماتور

۶-۱ مشخصات اسمی ترانسفورماتور

۱-۶-۱ قدرت اسمی

۲-۶-۱ ولتاژ اسمی اولیه

۳-۶-۱ جریان اسمی

۴-۶-۱ فرکانس اسمی

۵-۶-۱ نسبت تبدیل اسمی

۷-۱ تعیین تلفات در ترانسفورماتورها

۱-۷-۱ تلفات آهنی

۲-۷-۱ تلفات فوکو در هسته

۳-۷-۱ تلفات هیسترزیس

۴-۷-۱ مقدار تلفات هیسترزیس

۵-۷-۱ تلفات مس

۸-۱ ساختمان ترانسفورماتور

۱-۸-۱ مدار مغناطیسی (هسته)

۲-۸-۱ مدار الکتریکی (سیم پیچها)

۱-۲-۸-۱ تپ چنجر

۲-۲-۸-۱ انواع تپ چنجر

۳-۸-۱ مخزن روغن

مخزن انبساط

۴-۸-۱ مواد عایق

الف – کاغذهای عایق

ب – روغن عایق

ج – بوشینکهای عایق

۵-۸-۱ وسایل حفاظتی

الف – رله بوخهلتس

ب – رله کنترل درجه حرارت سیم پیچ

ج – ظرفیت سیلی گاژل

۹-۱ جرقه گیر

۱-۱۰ پیچ ارت

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

۱-۲ مقدمه

۲-۲ منحنی مغناطیس شوندگی

۳-۲ پس ماند (هیسترزیس)

۴-۲ تلفات پس ماند (تلفات هیسترزیس)

۵-۲ تلفات هسته

۶-۲ جریان تحریک

۷-۲ پدیده تحریک در ترانسفورماتورها

۸-۲ تعریف و مفهوم هارمونیک ها

۱-۸-۲ هارمونیک ها

۲-۸-۲ هارمونیک های میانی

۹-۲ ناپایداری هارمونیکی مرتبط با هسته ترانس در سیستمهای AC-DC

۱۰-۲ واکنشهای فرکانسی AC-DC

۱۱-۲ چگونگی ایجاد ناپایداری

۱۲-۲ تحلیل ناپایداری

۱۳-۲ کنترل ناپایداری

۱۴-۲ جریان مغناطیس کننده ترانسفورماتور

۱-۱۴-۲ عناصر قابل اشباع

۲-۱۴-۲ وسایل فرومغناطیسی

فصل سوم : تأثیر هارمونیکهای جریان ولتاژ روی ترانسفورماتورهای قدرت

۱-۳ مقدمه

۲-۳ مروری بر تعاریف اساسی

۳-۳ اعوجاج هارمونیکها در نمونه هایی از شبکه

۴-۳ اثرات هارمونیک ها

۵-۳ نقش ترمیم در سیستمهای قدرت با استفاده از اثر خازنها

۱-۵-۳ توزیع هارمونیکهای جریان در یک سیستم قدرت بدون خازن

۲-۵-۳ توزیع هارمونیکهای جریان در یک سیستم پس از نصب خازن

۶-۳ رفتار ترانسفورماتور در اثر هارمونیکهای جریان

۷-۳ عیوب هارمونیکها در ترانسفورماتور

۱-۷-۳ هارمونیکهای جریان

۱) اثر بر تلفات اهمی

۲) تداخل الکترومغناطیسی با مدارهای مخابراتی

۳) تأثیر بر روی تلفات هسته

۲-۷-۳ هارمونیک های ولتاژ

۱) تنش ولتاژ روی عایق

۲) تداخل الکترواستاتیکی در مدارهای مخابراتی

۳) ولتاژ تشدید بزرگ

۸-۳ حذف هارمونیکها

۱) چگالی شار کمتر

۲) نوع اتصال

۳) اتصال مثلث سیم پیچی اولیه یا ثانویه

۴) استفاده از سیم پیچ سومین

۵) ترانسفورماتور ستاره – مثلث زمین

۹-۳ طراحی ترانسفورماتور برای سازگاری با هارمونیک ها

۱۰-۳ چگونگی تعیین هارمونیکها

۱۱-۳ اثرات هارمونیکهای جریان مرتبه بالا روی ترانسفورماتور

۱۲-۳ مفاهیم تئوری

۱-۱۲-۳ مدل سازی

۱۳- ۳ نتایج عمل

۱۴-۳ راه حل ها

۱۵-۳ نتیجه گیری نهایی

فصل چهارم: بررسی عملکرد هارمونیک ها در ترانسفورماتورهای قدرت

۱-۴ مقدمه

۲-۴- پدیده هارمونیک در ترانسفورماتور سه فاز

۳-۴ اتصال ستاره

۱-۳-۴ ترانسفورماتورهای با مدار مغناطیسی مجزا و مستقل

۲-۳-۴ ترانسفورماتورها با مدار مغناطیسی پیوسته یا تزویج شده

۴-۴ اتصال Yy ستاره با نقطه خنثی

۵-۴ اتصال Dy

۶-۴ اتصال yd

۷-۴ اتصال Dd

۸-۴ هارمونیک های سوم در عمل ترانسفورماتور سه فاز

۹-۴ سیم پیچ ثالثیه یا پایدارکننده

۱۰-۴ تلفات هارمونیک در ترانسفورماتور

۱-۱۰-۴ تلفات جریان گردابی در هادی های ترانسفورماتور

۲-۱۰-۴ تلفات هیسترزیس هسته

۳-۱۰-۴ تلفات جریان گردابی در هسته

۴-۱۰-۴ کاهش ظرفیت ترانسفورماتور

فصل پنجم: جبران کننده های استاتیک

۱-۵ مقدمه

۲-۵ راکتور کنترل شده با تریستور TCR

۱-۲-۵ ترکیب TCR و خازنهای ثابت موازی

۳-۵ راکتور اشباع شدهSCR

۱-۳-۵ شیب مشخصه ولتاژ

نتیجه گیری

منابع و مآخذ

چکیده به زبان انگلیسی

مقدمه :
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 ( ۲ تا ۶%) 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 ۱۸۹۳ 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 ۱۲۵ هرتز با ولتاژ ۸/۳  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 ۱۶۰۰ 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.

چکیده :

در این پایان نامه (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 دهیم۰ 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.

 
بخشی از منابع و مراجع پروژه بررسی اثرات هارمونیک های ولتاژ و جریان بر روی ترانسفورماتورهای قدرت
۱- ماشین های الکتریکی(تحلیل ، بهره برداری ،کنترل)
تالیف: دکتر پ . س. سن      ترجمه: دکتر مهرداد عابدی
۲- ماشین های الکتریکی (تحلیل ، بهره برداری ،کنترل)  تالیف :پروفسور بیم بهارا  جلد دوم     ترجمه:دکتر لسانی – دکتر سلطانی   
۳-   بررسی هارمونیکهای سیستم  قدرت                                         
تالیف :آریلاگا ، جوس    مترجم : محمد علی شرکت معصوم
۴-jen- hao  & ou-yean chang" a farst harmonic load flow method for industrial dist system " IEEE 1999
۵-alexander  emanuel   , mighao yang  , david  pileggi  "the  engineering economics of power systems  harmonics in sub distribution  feedrs "  IEEE 1999
Abstract :  In This Paper , The First Interlock Of The Transformer Core Magnetism  Crump and Harmonic Instability Due It , Proceed  Study .
And Then Peruse Effects Voltage and Current   Harmonics On The Power System By Different Methods. In The Next Section , Utilize  Star And Delta Connection Windings Power Transformer For Peruse Harmonics Delete Quality . Finally  For  Deleted  Harmonics , Study The Compensator Static And  Leches.

Keywords : Instability  Harmonic , Crump Magnetism ,  Leaches , Power System , Voltage And Current Harmonic , Compensator  Static