تحقیق بررسی اثرات هارمونیک ها در خازن و روش های کاهش آن در word

توضیحات

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 تحقیق بررسی اثرات هارمونیک ها در خازن و روش های کاهش آن در word دارای 167 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد تحقیق بررسی اثرات هارمونیک ها در خازن و روش های کاهش آن در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه تحقیق بررسی اثرات هارمونیک ها در خازن و روش های کاهش آن در word

مقدمه         
فصل اول :بررسی هارمونیک ها
1-1- تعریف هارمونیک  
1-2- آنالیز امواج   
1-3-  اعوجاج هارمونیکی کل (THD)   
1-4- منابع تولید هارمونیک و خرابیها ی ناشی از آنها   
1-5- هارمونیک های ولتاژ و جریان  
1-6- تاثیر تجمعی هارمونیک ها   
1-7- حدود مجاز اعوجاج ولتاژ درشبکه   
1-8- حدود مجاز اعوجاج جریان بای هر مشترک  
1-9- بازه های زمانی اندازه گیری هارمونیک ها  
1-10- فواصل زمانی اندازه گیری هارمونیک برای شرکت های برق  
1-11- شناسایی محل منابع هارمونیک ها   
1-12- بررسی محاسبه کامپیوتری هارمونیک ها (آنالیز هارمونیک ها )  
1-13- بررسی مختصر هارمونیک مرتبه سوم در سیستم  
فصل دوم : بانک های خازنی
2-1- جریان توان راکتیو   
2-1-1- استفاده از موتور سنکرون برای جبران توان راکتیو   
2-1-2- استفاده از خازن ها برای جبران توان راکتیو   
2-2- تعریف عملکرد یک کمپانزاتور خانزی در سیستم   
2-3- انواع کمپانزاسیون   
2-3-1- کمپانزاسیون انفرادی   
2-3-2- کمپانزاسیون گروهی   
2-3-3- کمپانزاسیون مرکزی   
2-4- نحوه انتخاب خازن   
2-5- انتخاب ولتاژ نامی خازن   
2-6- روش های مختلف اتصال خازن ها در هر مجموعه خازنی  
2-7- سیستم های SVC  
2-7-1- عملکرد SVC  
2-8- حفاظت مجموعه خازنی   
2-9- اضافه ولتاژها در بانک های خازنی و علل آنها   
2-10- جریان اضافه بار در بانکهای خازنی و علل آنها   
فصل سوم: آثار هارمونیک ها بر روی خازن های اصلاح ضریب قدرت
3-1- مشخصه پاسخ سیستم   
3-1-1-  امپدانس سیستم   
3-1-2- امپدانس خازن   
3-2- اثر هارمونیک ها روی خازن ها  
3-3- اثرات مستقیم هارمونیک ها روی خازن   
3-3-1- افزایش جریان  
3-3-2- افزایش تنش الکتریکی  
3-3-3- افزایش تلفات الکتریکی  
3-4- اثرات غیرمستقیم هارمونیک ها روی خازن  
3-5- پخش جریان هارمونیک ها  
3-6- تشدید موازی  
3-7- تشدید سری   
3-8- اثر مقاومت و بار مقاومتی روی پدیده تشدید   
فصل چهارم:راههای کاهش اثر هارمونیک ها بر روی خازنهای اصلاح ضریب قدرت
4-1- کنترل هارمونیک ها   
4-1-1- کاهش مقدار حریان های هارمونیکی تولید شده توسط بار   
4-1-2- فیلتر کردن   
4-1-2-1- فیلتر غیر فعال (‌پسیو )  
4-1-2-2- طراحی فیلتر   
4-1-2-3- فیلترهای فعال ( اکتیو)  
4-2- فیلترهای فعال هایبرید  
4-2-1- سیستم هایبریدسری  
4-2-2- سیستم هایبرید موازی  
4-3- اصلاح پاسخ فرکانسی سیستم   
پیوست        
منابع و مآخذ  

بخشی از منابع و مراجع پروژه تحقیق بررسی اثرات هارمونیک ها در خازن و روش های کاهش آن در word

نظریه اساسی مدارها و شبکه ها

مولف: ارنست کوه و چارلز دسور

ریاضی مهندسی پیشرفته

مؤلف: اروین کرویت سیک

بررسی طراحی سیستم های قدرت

مؤلف: جی- دی-گلاور و م- سارما

هارمونیک ها در شبکه های قدرت

دکتر سید حسین صادقی- مهندس آرتین درمیناسیانس- دکتر شهرام منتصر کوهساری

فیلترهای فعال و غیرفعال

مؤلف: وای- کای چن

الکترونیک صنعتی

مولف: م- رشید

الکترونیک قدرت

مؤلف: میلر

ماشین های الکتریکی

مؤلف: بیم – بهارا

استانداردهای وزارت نیرو

کاتالوگ شرکت فراکوه

کنفرانسهای مهندسی برق ایران

1-1- تعریف هارمونیک:

هارمونیک ها یکی از انواع اعوجاج در شکل موج می باشند. اعوجاج در شکل موج عبارت است از انحراف در شکل موج سینوسی ایده آل با فرکانس قدرت که درمحتوای طیفی آن موج مشخص می گردد.پنج نوع کلی اعوجاج درشکل موج را میتوان به شرح زیر نام برد

1- وجود مقدار DC درشبکه متناوب

2- هارمونیک ها

3- هارمونیک های میانی

4- برش

5- نویز

موضوع مهم و قابل اهمیت دراین فصل مسئله هارمونیک ها می باشد

هارمونیک ها ،ولتاژها و جریانهای سینوسی هستند که فرکانس آنها مضرب صحیحی از فرکانس نامی سیستم (50هرتز) می باشد بطور کلی هر موج متناوبی را می توان مجموعه ای از موجهای سینوسی تعریف کرد که این مجموعه بنام سری فوریه معروف است

با استفاده از سری فوریه می توان فرکانس و اندازه چندین موج سینوسی را که با یکدیگر ترکیب شده و یک شکل موج دلخواه را ایجاد می کنند، مشخص نمود.از دیدگاه ریاضی بسط سری فوریه یک سیگنال بهترین پردازش از نظر خطای متوسط مربعات به کمک استفاده از هارمونیک مرتبه اول و مرتبه های بالاتر ( مضارب صحیح از هارمونیک مرتبه اول) می باشد

اگر یک سیگنال متناوب با دوره تناوب T ثانیه دراختیار باشد، می توان با استفاده از بسط سری فوریه بصورت دقیق این سیگنال را بصورت جمع مولفه اول  و مولفه های دیگر نمایش داد

 چون هر سیگنال در پریود زمانی T ثانیه کامل می شود بنابراین فرکانس آن بصورت هرتز قابل بیان می باشد. اگر داشته باشیم آنگاه سری فوریه را بصورت زیر می توان نوشت

فرکانس هریک از موجهای سینوسی تشکیل دهنده این مجموعه مضرب صحیحی ازفرکانس موج تناوبی اولیه یا پایه می باشد وجمله ای که فرکانس آن همان فرکانس پایه است را هارمونیک اول می نامیم جمله ای که فرکانس آن دو برابر فرکانس پایه است هارمونیک دوم و جمله ای که فرکانس آن سه برابر فرکانس پایه است هارمونیک سوم وبهمین صورت هارمونیک های بعدی نام گذاری می شوند

  مزیت استفاده از سری فوریه درنمایش شکل موجهای اعوجاجی سادگی بدست آوردن پاسخ سیستم به یک ورودی سینوسی است .همچنین دراین حالت تکنیک های معمولی حل شبکه در حالت مانا نیز قابل استفاده خواهد بود در این روش سیستم برای هر هارمونیک جداگانه بررسی شده و سپس خروجی ها در هر فرکانس ترکیب می گردد تا سری فوریه جدید بدست آید و با استفاده از این سری فوریه ، شکل موج خروجی را محاسبه می گردد

1-2- آنالیز امواج

جهت آنالیز موجهای مختلف ابتدا باید آنها را دقیق تر بشناسیم که از لحاظ شکل کلی به دو دسته تقسیم می شوند

1-   موجهای متقارن

2-   موجهای نامتقارن

موجهای متقارن بدیل آنکه هردو نیم سیکل مثبت و منفی آنها شبیه یکدیگر هستند سری فوریه شان  فقط شامل هارمونیک های فرد است با توجه به اینکه بیشتر وسایل وتجهیزات سیستم قدرت متقارن هستند درحالت مانا تنها هارمونیک های فرد و بدون مولفه DC تولید می کنند واین مطالعه روی سیستم های قدرت را ساده تر می کند تقارن مورد توجه در اینجا باین معنی است که پاسخ وسیله جریان های مثبت ومنفی یکسان است با وجود این موارد استثنایی عدم تقارن در سیستم قدرت هم وجود دارد موجهای نامتقارن علاوه بر هارمونیک های فرد دارای هارمونیک های زوج نیز می باشند. دراین بین موجهایی هم ممکن است متوسطی غیر از صفر داشته باشند که دراین گونه موارد در مجموعه سری فوریه یک جمله سینوسی با فرکانس صفر وجود خواهد داشت که درمفهوم ، نشان دهنده مولفه جریان مستقیم (DC) موج می باشد

یکسو کننده های نیم موج جریانهای نامتقارنی تولید می کنند که هم دارای هارمونیک های زوج و هم مولفه DC می باشند. یکسو کننده های تمام موج واینورترهای قدرت نیز چنانچه قسمت مثبت ومنفی موج تولید آنها دقیقا یکسان نباشد ایجاد هارمونیک های زوج می نمایند واین اتفاق موقعی که یکی از وسایل داخلی یک طرف پل درست کار نکند اتفاق می افتد

درحقیقت می توان گفت وجود هارمونیک های زوج اغلب نشان دهنده وجود اشکال در سیستم می باشد در طرفی دیگر تجهیزاتی که براساس تخلیه الکتریکی ویا ایجاد جرقه کار می کنند نیز ممکن است بدلیل صحیح نبودن زمان جرقه زدن آنها تولید هارمونیک های زوج نمایند مثل کوره های قوسی برای ذوب کردن آهن های قراضه

ما برای آنالیز یک سیستم قدرت معمولا از فرکانس پایه استفاده می کنیم وتمام محاسبات بر اساس همین یک فرکانس انجام می شود پس استفاده از زاویه بارها وهمچنین قدرت راکتیو در موجهای تناوبی غیر سینوسی بطور حتم نتیجه مطلوبی نخواهد داشت

1-3-  اعوجاج هارمونیکی کل ‌(THD)

موضوع مورد توجه دراینجا مسئله هارمونیک ها در سیستم های قدرت وچگونگی تولید آنها در شبکه است بطور کلی اعوجاج هارمونیکی درسیستم های قدرت ناشی از عناصر غیر خطی می باشد و عنصر خطی عنصری است که جریان آن متناسب با ولتاژ اعمالی نمی باشد

ممکن است افزایش چند درصدی ولتاژ ،باعث شود که جریان دو برابر شود وموج جریان حتی شکل دیگری بخود بگیرد که این مثال ساده ای از منبع تولید اعوجاج در سیستم قدرت است

 چندین معیار عددی برای نشان دادن مقادیر هارمونیکهای یک موج وجود دارد که معروفترین آنها می توان به اعوجاج هارمونیکی کل (THD) که برای ولتاژ وجریان قابل محاسبه است اشاره نمود

که درآن M_h مقدار مولفه  هارمونیک hام کمیت M می باشد. THDمعیار اندازه گیری مقدار موثر مولفه هارمونیکی یک موج اعوجاجی است همانطوریکه مشاهده می شود شاخص THD به منظور مشخص نمودن مقدار هارمونیک ها بصورت نسبت آنها به مقدارمولفه اصلی تعریف گردیده است

با توجه به اینکه مقدار موثر کل موج (RMS) برابر با جمع مولفه های آن نمی باشد بلکه مجذور جمع مربعات است توسط رابطه شماره (5) می توان THD را به مقدار موثر شکل موج ارتباط داد

THD کمیتی مفید برای بسیاری از کاربرد ها می باشد، لیکن محدودیت هایش رانیز باید مورد لحاظ قرار داد این کمیت می تواند ایده خوبی ازحرارت اضافی ایجاد شده در یک بار مقاومتی هنگامی که ولتاژ اعوجاجی با آنها اعمال شده است ارائه دهد همچنین می تواند نشانه ای برای تلفات اضافی ناشی از جریان عبوری از یک هادی نیز باشد. ولی این کمیت نشانه خوبی از تنش ولتاژی بر خازن نمی باشد زیرا این تنش با مقدار پیک شکل موج ولتاژ درارتباط است

بخشی از منابع و مراجع پروژه تحقیق بررسی اثرات هارمونیک ها در خازن و روش های کاهش آن در word

پیدایش عناصرنیمه هادی واستفاده فراوان از آنها درشبکه های قدرت عامل جدیدی برای ایجادها هارمونیک درسیتم های قدرت بوجود آورده که کاربرد این عناصر را میتوان بطور گسترده درتجهیزات وسیستمهای قدرت زیر مشاهده کرد

1)سیستم HVDC

2) تجهیزات مورد استفاده درکنترل کننده های سرعت ماشین الکتریکی

3) اتصال نیروگاههای خورشیدی وبادی به سیستم های توزیع

4)‌کاربردSVC بعنوان ابزار مهمی درکنترل توان راکتیو

5) استفاده زیاد ازیک سو کننده ها برای شارژ باطریها

از سوی دیگر عوامل زیر را می توان بعنوان تولید کننده هارمونیک نیز درنظر گرفت

1)تولید شکل موج غیرسینوسی توسط ماشین های سنکرون ناشی از وجود شیارها وعدم توزیع یکنواخت سیم پیچی ها استاتور

2) عدم یک نواختی در راکتانس ماشین سنکرون

3) توزیع غیر سینوسی فوران مغناطیسی درماشین های سنکرون

4) جریان مغناطیسی ترانسفور ماتور

5) بارهای غیر خطی شامل دستگاههای جوشکاری

6) کوره های الکتریکی و القایی

ازنظر صنایع وکارخانجات ،صنایع زیر را می توان ازجمله عوامل تولید هارمونیک درشبکه الکتریکی محسوب نمود

1- صنایع شامل مجتمع های شیمیایی وپتروشیمی و نیز صنایع ذوب آلومینیوم که ازیکسو کننده های پر قدرت برای تولید برق DC مورد نیاز برای انجام فرآیندهای شیمیایی وذوب آلومینیوم استفاده می کنند با توجه به قدرت بالای این یکسو کننده ها هارمونیک قابل ملاحظه ای درشبکه قدرت بوجود می آورند

2- استفاده از سیستم های HVDC به منظور ارتباط بین دو نقطه با فواصل طولانی باعث ایجاد هارمونیک در سیستم می گردد

3- استفاده از سیستم های الکترونیک قدرت درسیستم حمل ونقل برقی مثل اتوبوس برقی ومتروها باعث می شود که سطوح بالایی از هارمونیک به سیستم توزیع تزریق شود

4- بارهای غیرخطی مانند کوره های قوس الکتریکی که در صنایع ذوب آهن استفاده می شود از عوامل تولید هارمونیک درمقیاس بزرگ می باشند

5- استفاده از SVC جهت تنظیم ولتاژ کنترل توان راکتیو باعث ایجاد هارمونیک درشبکه قدرت می گردد

البته بارهای صنعتی تنها مولد هارمونیک نیستند بلکه مصارف خانگی نیز اثر قابل توجهی در این زمینه از خود بروز می دهند بارهای خانگی دارای توان مصرفی کمی می باشند ولی بدلیل زیاد بودن تعداد وسایل خانگی که بطور همزمان وبرای یک پریود طولانی مورد استفاده قرار می گیرند می توانند عامل اصلی تولید اعوجاج درسیستم باشند

مهمترین انواع اینگونه وسایل تلوزیون و وسایلی که درآنها تریستور استفاده می شود، لامپهای فلورسنت ولامپ های کم مصرف است. گیرنده های تلویزیونی معمولا از طریق یک سو کننده که خازن بزرگی در طرف DC آن وجود دارد تغذیه میشوند درچنین جریان کشیده شده از شبکه شامل پالس های کوتاه مدتی است که درصد بالایی از هارمونیک را دارا هستند

در هر صورت خرابیهایی که عامل آنها هارمونیک ها می باشند را می توان به بخشهای مختلفی تقسیم بندی کرد که بطور خلاصه می توان به موارد زیر اشاره نمود

1- شکست عایقی بانکهای خازنی وافزایش جریان وتوان راکتیو بانک خازنی

2- تداخل با سیستمهای ریپل کنترل وتداخل در وظیفه کنترل از راه دور سیستم های کلید زنی واندازه گیری

3- تلفات اضافی اهمی ونیز تلفات اضافی درهسته وایجاد حرارت زیاد درماشینهای الکتریکی

4- شکست عایقی کابلها

5- تداخل با سیستم های مخابراتی و PLC

6- ایجاد خطا دردستگاههای اندازه گیری

7- ایجاد نوسانات مکانیکی درماشینهای سنکرون و القایی

8- کاهش ظرفیت فیوزها بدیل حرارت وعملکرد نامناسب فیوزها

9- عدم عملکرد مناسب سیستم های کنترل

10- عملکردنامناسب و پاسخ اشتباه رله

11- عملکرد نامناسب مدارات آتش سیستم های الکترونیک قدرت بخصوص مدارات آتشی که بر اساس تشخیص نقطه صفر ولتاژ عمل می کنند

12- ایجاد خطا درکنتور های اندازه گیری مصرف وتولید انرژی

البته این اثرات بستگی به منابع هارمونیک ها، موقعیت آنها درسیستم قدرت و خصوصیات شبکه و مشخصات بارها که باعث جلو انداختن هارمونیک ها و تسریع در انتقال آنها می شوند دارد. از جنبه ای دیگر اثرات مخرب هارمونیک ها روی تجهیزات را می توان به دو صورت لحظه ای و بلند مدت هم تقسیم بندی کرد

اثرات  لحظه ای باعث ایجاد خرابی وعدم عملکرد مناسب وسایلی که از زمان عبور از صفر موج ولتاژ استفاده می کنند می گردد. تنظیم کننده ها وسایل الکتریکی و کامپیوترها بیشتر در معرض این اثرات قرار می گیرند از طرف دیگر مقدار بالای هارمونیک ها ممکن است باعث عدم عملکرد مناسب رله های حفاظتی گردد ولی اثرات بلند مدت اساسا بصورت حرارتی می باشند. تلفات اضافی واضافه حرارت باعث کاهش عمر و حتی صدمه دیدگی خازنها وماشین ها می گردد

1-5- هارمونیک های ولتاژ وجریان

کلمه هارمونیک  اغلب بدون هیچگونه کلمه توضیحی دیگر وبه تنهایی استفاده می شود مثلا بسیار شنیده می شود که یک محرکه موتوری با قابلیت تنظیم سرعت یا یک کوره القایی بدلیل وجود هارمونیک ها بصورت مناسب نمی تواند کار کند که ممکن است جواب علت این مسئله یکی از سه مورد زیر باشد

1- هارمونیک ولتاژ آنقدر زیاد است که سیستم کنترل زاویه آتش بخوبی عمل نمی‌کند.

2- هارمونیک جریان زیادتر از ظرفیت بعضی از تجهیزات درسیستم تغذیه مانند ترانسفور ماتور و ماشین است که باید در زیر قدرت نامی خود کار کنند

3- هارمونیک ولتاژ زیاد است،زیرا هارمونیک جریان ناشی از آن وسیله زیاد می باشد

همینطور که این موارد نشان می دهد دلایل واثرات جداگانه ای برای هارمونیک های ولتاژ و جریان وهمچنین روی بعضی روابط بین این دو وجود دارد. بنابراین، واژه هارمونیک به تنهایی مبهم بوده و نمی توان به کمک آن بصورت دقیق یک مسئله را توصیف کرد

همانطوری که اشاره شد بارهای غیرخطی منبع جریان هارمونیک هستند و باعث تزریق این جریان درسیستم قدرت می شوند. برای بیشتر بررسی ها ، کافی است که بارهای تولید کننده هارمونیک ها درسیستم را بصوت منبع جریان مدل سازی کرد. همانطوریکه شکل (4) نشان می دهد اعوجاج ولتاژ دراثر عبور جریان اعوجاجی از امپدانس خطی وسری انتقال قدرت ایجاد می گردد

 جریانهای هارمونیکی عبور کننده از امپدانس سیستم باعث ایجاد افت ولتاژ برای هر هارمونیک خواهد شد ودر نتیجه باعث ایجاد ولتاژ هارمونیکی در دو سر بار می گردد. مقدار اعوجاج ولتاژ بستگی به امپدانس وجریان دارد. با فرض اینکه اعوجاج شینه درحد قابل قبول باقی بماند ( مثلا کمتر از 5 درصد) مقدار جریان هارمونیکی تولید شده توسط بار تقریبا برای هر سطح بار ثابت است درحالیکه هارمونیک های جریان بار درنهایت باعث اعوجاج ولتاژ می گردند لیکن باید اشاره نمود که بار هیچگونه کنترلی روی اعوجاج ولتاژ ندارد. یک بار یکسان در دو محل مختلف یک سیستم قدرت ممکن است دو مقدار متفاوت اعوجاج ولتاژ ایجاد کند

 نکات مهم زیر را باید درنظر داشت وبخاطر سپرد

1- کنترل به روی مقدار هارمونیک جریان تزریق شده به سیستم درنقطه ورودی به مشترک انجام می شود

2- با فرض اینکه هارمونیک جریان تزریقی درحد قابل قبولی قرار گرفته باشد، کنترل روی اعوجاج ولتاژ با کنترل بروی امپدانس سیستم صورت می گیرد

1-6-  تاثیر تجمعی هارمونیک ها

هنگام مطالعه هارمونیک ها لازم است که مقدار واقعی هارمونیک جریان و ولتاژ در هر نقطه از شبکه ناشی از بارهای مختلف محاسبه گردد و معمولا دو روش در این محاسبات مورد استفاده قرار می گیرد

روش اول – این روش ساده می باشد واز رابطه زیر برای محاسبه هارمونیک ولتاژ استفاده می شود

که درآن U_hoولتاژ هارمونیکی شینه بدون حضور کلیه بارها می باشد ومقدار ضریب K_hj بستگی به عوامل مطرح شده در ذیل دارد

1- نوع تجهیزات مورد نظر

2- مرتبه هارمونیک

3- نسبت بین توان نامی تجهیزات مورد نظر (S_rj) و سطح اتصال کوتاه درنقطه اتصال مشترک (S_sc)

مقادیر K_hj برای تمام تجهیزات بصورت عمومی درجدول (1) برای یکسو کننده غیر کنترل شده همراه باخازن در جدول (2) آمده است

جدول 1 ضریب K_hj برای کلیه تجهیزات

S_rj/S_sc

مرتبه هارمونیک (h)

001/

3/

1/

1/

1/

1/

-

-

002/

4/

3/

2/

1/

1/

1/

-

005/

6/

5/

3/

2/

2/

1/

1/

010/

7/

7/

5/

4/

4/

3/

1/

020/

9/

8/

7/

6/

6/

5/

5/

050/

جدول 2 ضریب K_hjبرای یکسو کننده غیر کنترل شده همراه با خازن

S_rj/S_sc

مرتبه هارمونیک (h)

001/

9/

6/

3/

2/

1/

1/

002/

9/

6/

4/

3/

2/

2/

005/

9/

7/

5/

4/

3/

3/

010/

8/

7/

6/

4/

4/

020/

9/

8/

8/

6/

6/

050/

روش دوم – هارمونیک ولتاژ درهرنقطه از سیستم ،حاصل از جمع برداری هارمونیک های ولتاژ ناشی از منابع مختلف آن نوع هارمونیک خواهد بود بررسی ومطالعه روی جمع آثار هارمونیک ها رابطه زیر را ارائه داده است

(7)

که U_hr ولتاژ هارمونیک مرتبه hام درنقطه a.r ضریب ثابت و U_hi ولتاژ هارمونیک hام که از منبع i ام حاصل می گردد می باشد

مقدار ضریب ثابت a بستگی به سه عامل زیر دارد

1- حد احتمال کمتر بودن هارمونیک های ولتاژ شبکه ازیک مقدار مشخص

2- محدوده تغییرات احتمالی وتصادفی دامنه هارمونیکهای ولتاژ هر منبع

3- محدوده تغییرات احتمالی وتصادفی زاویه ( فاز) هارمونیکهای ولتاژ هر منبع

روشن و بدیهی است که هارمونیک های فرد با مرتبه کم دارای مشخصه های زیر می‌باشند

1- این هارمونیک ها دراغلب نقاط شبکه وجود داشته ومقدار آنها قابل ملاحظه است

2- زاویه (فاز) هارمونیک های ولتاژ محدوده تغییرات نسبتا کوچکی داشته و این موضوع در مورد هارمونیک های با مرتبه بزرگتر حالت عکس دارد

1- برای هارمونیک های کوچکتر از پنجم:a=1 ( این مقادیر برای هارمونیک های ولتاژ با دامنه ثابت که ممکن است زاویه فازشان بصورت احتمالی وتصادفی بین صفر تا 90 درجه تغییر کند معتبر است)

2- برای هارمونیک های مرتبه پنجم تا دهم :a=1/4  (این مقادیر برای هارمونیک های ولتاژ که ممکن است دامنه آنها بطور احتمالی وتصادفی بین نصف مقدارد ماکزیمم و مقدار ماکزیمم تغییر نماید و زاویه فازشان بطور احتمالی و تصادفی بین صفر تا 270 درجه تغییر نماید معتبر است)

3- برای هارمونیک های بامرتبه بیشتر ازده : a=2 ( این مقادیر برای هارمونیک های ولتاژ که ممکن است دامنه ولتاژ آنها بطور احتمالی وتصادفی بین مقدار صفر و ماکزیمم تغییر نماید و زاویه فازشان بطور تصادفی بین صفر و360 درجه تغییر نماید قابل قبول است.)

البته وقتی که هارمونیک ها هم همفاز هستند برای هارمونیک های مرتبه پنجم به بالا نیز از a=1 استفاده می شود

1-7- حدود مجاز اعوجاج ولتاژ درشبکه

جدول 3 حدود مجاز اعوجاج ولتاژ در شینه های محل تغذیه مشترکین در ولتاژ های مختلف را نشان می دهد. در این جدول حد اعوجاج هارمونیک ولتاژ همچنین حد اعوجاج کلی ولتاژ به درصد داده شده است

هرگاه درقسمتی از شبکه برق رسانی اعوجاج ولتاژ از مقادیر حدی جدول (3) تجاوز کند لازم است که شرکت های برق اقدام به اندازه گیری هارمونیک ها درنقاط مختلف شبکه خود  نمایند تا مشترک یا مشترکینی که دارای سیستم های هارمونیک بوده وبیش از حد مجاز تولید جریان هارمونیکی می نمایند مشخص گردندوبایست از اینگونه مشترکین خواسته شود که با تمهیداتی از جمله نصب فیلتر ، مقدار جریان هارمونیکی تزریقی خود را تاحد مجاز کاهش دهند

1-8-  حدود مجاز اعوجاج جریان برای هر مشترک

اتکای تنها به حدهای مجاز شاخص های هارمونیک ولتاژ همواره باعث جلوگیری از مسائل و مشکلات نمی گردد. در نتیجه لازم است در زمان تغییرات شکل سیستم قدرت، بررسی های هارمونیکی تکرار گردد به طور کلی مشترک بایستی مطالعات لازم را در مورد سیستم داخلی برق خود انجام داده و موارد ذیل را تأیید نماید

1) خازن های اصلاح ضریب قدرت و یا فیلترهای هارمونیکی بیش از حد تحمل خود تحت فشارهای ناشی از هارمونیک ها قرار نگیرند

2) رزونانس یا تشدید سری یا موازی وجود نداشته باشد

3) مقادیر هارمونیک ها یعنی اعوجاج های کلی و تکی جریان و ولتاژ در محل اتصال به شبکه از حد مشخص شده طبق استاندارد بیشتر نشود

4) محدود کردن تزریق هارمونیک توسط هر مشترک به صورتی که باعث اعوجاج ولتاژ غیرقابل قبول در شرایط عادی کار سیستم برق نگردد

5) محدود کردن اعوجاج کلی ولتاژ در سیستم برق بخصوص در محل تغذیه مشترکین

اعوجاج ولتاژ در سیستم تابعی از کل جریانهای هارمونیکی تزریقی و امپدانس سیستم در هر فرکانس هارمونیک می باشد. کل جریانهای هارمونیکی تزریق شده وابستگی به تعداد اندازه مشترکین دارد که تولید هارمونیک جریان می نمایند پس روش منطقی برای محدود کردن جریان های هارمونیکی برای هر مشترک تعیین حدود مجاز جریانهای هارمونیکی بر اساس اندازه و یا مقدار بار هر مشترک می باشد مشترکین بزرگتر بخاطر اینکه قسمت بیشتری از بار را مصرف می کنندامکان بیشتری برای تزریق جریانهای هارمونیکی به سیستم خواهند داشت

حدود اعوجاج هارمونیک مشخص شده در این استانداردماکزیمم مقدار مجاز اعوجاج جریان هر مشترک می باشد مقدار مجاز اعوجاج جریان با توجه به مقدرا ماکزیمم جریان مصرفی هر مشترک و بصورت درصدی از آن تعیین می گردد

جداول 4و5و6 حدود مجاز جریانهای هارمونیکی را براساس اندازه بار مصرفی مشترکین نسبت به اندازه وقدرت شبکه برق درنقطه محل تغذیه یا اتصال مشترک در سیستم های با ولتاژ مختلف را ارائه می دهد

البته حدود ارائه شده در جداول صفحات بعد برای مشترکین عمومی و آنهایی که دارای یکسو کننده های شش ضربه ای هستند صادق می باشد اگر یکسو کننده ها به نحوی باشد که نتیجه آن برای سیستم تغذیه بصورت یکسو کننده های بیش از شش ضربه ای بحساب آید حدهای مجاز برای انواع هارمونیک های مشخصه آنها متناسب با ضریب که q مشخص کننده تعداد ضربه آنهامی باشد افزایش می یابد واندازه مجاز انوا ع هارمونیک های غیر مشخصه آنها به مقدار 25 درصد مقادیر تعیین شده در جداول 4و5و6  کاهش می یابد

1-9- بازه های زمانی اندازه گیری هارمونیکها

بازه های زمانی اندازه گیری شامل دوبازه بسیار کوتاه مدت (T_sh)‌و کوتاه مدت (T_sh) می باشند بازه زمانی بسیار کوتاه مدت برابر 3 ثانیه وبازه زمانی کوتاه مدت 10 دقیقه است اندازه گیری باید توسط دستگاه اندازه گیری هارمونیک انجام گیرد و کل مدت اندازه گیری باید یک هفته باشد درانتهای یک دوره اندازه گیری از بین دو مقدار « حداکثر هارمونیک ولتاژ اندازه گیری شده در بازه زمانی کوتاه مدت »‌و « احتمال تجمعی 95 درصد هارمونیک ولتاژ در بازه زمانی بسیار کوتاه مدت » مقدار بزرگتر بعنوان میزان هارمونیک شینه انتخاب شده و باید برای مقایسه با سطوح مجاز بکار رود

1-10- فواصل زمانی اندازه گیری هارمونیک برای شرکت های برق

در پست های 63،132،230و 400 کیلوولت اندازه گیری هارمونیک ها بایستی بصورت سالانه در دومقطع زمانی بیشترین مقدار مصرف و کمترین مصرف سالانه پست انجام شود البته توجه به نکاتی در این زمینه الزامی است نکته اول اینکه در صورت اتصال خطوط جدید بین پست ها ویا تغییر آرایش شبکه این اندازه گیریها در پست مربوطه صورت گیرداما نکته دوم درصورت اتصال مصارف بزرگ به پست هایی با سطوح ولتاژ اشاره شده این اندازه گیری ها درمحل پست مربوطه انجام شود

در پست های 20و33 کیلو ولت اندازه گیری هارمونیک هاباید در پست هایی که مشترکین هارمونیک زا را تغذیه می نمایند انجام شود اندازه گیری هارمونیک ها بصورت سالانه ودرمقطع زمانی با بیشترین مقدار مصرف انجام می گیرد

اینجا هم توجه به نکاتی الزامی است اول اینکه در صورت اتصال مشترکین بزرگ هارمونیک زا اندازه گیری هارمونیک ها درپست مورد نظر پس از اتصال مشترک جدید نیز بایستی انجام شود  دوم اینکه در صورت شکایت مشترکین از نحوه عملکرد نامناسب تجهیزات بعلت وجود هارمونیک ها اندازه گیری هارمونیکی در پست تغذیه مشترک صورت گیرد بعد از نصب تجهیزات کاهش دهنده هارمونیک باید به منظور اثبات عملکرد مناسب تجهیزات ،اندازه گیری های هارمونیکی مجدداً انجام گیرد

بخشی از منابع و مراجع پروژه تحقیق بررسی اثرات هارمونیک ها در خازن و روش های کاهش آن در word

برای دریافت اینجا کلیک کنید