سه شنبه ۲۹ آبان ۱۳۹۷
سلام مهمان گرامی !
ورود
ثبت نام

آمار سایت

افراد آنلاین : 1 نفر
اعضای آنلاین : 0 نفر
بازدید امروز : 172 بازدید
بازدید دیروز : 681 بازدید
بازدید این هفته : 1974 بازدید
بازدید هفته قبل : 3220 بازدید
امروز : سه شنبه ۲۹ آبان ۱۳۹۷



Google



ساخت Cos q meter میکروکنترلری

برای دریافت مدار کامل محاسبه گر کسینوس فی متر و اصلاح ضریب توان با اتصال بانک خازن توسط میکروکنترلر AVR و PIC اینجا کلیک کنید.

بانک خازن چیست ؟ SVC چیست ؟

جبران سازی توان راکتیو و استفاده از منابع توان راکتیو محلی،یکی از مباحث مهم و بسیار پر سابقه در مطالعات شبکه های توزیع و انتقال برق است.
در استفاده از خازن بعنوان یک منبع جبرانسازتوان راکتیو محلی، یکی از تابع هدفهای اصلی کاهش تلفات شبکه است.(علاوه بر بهبود پروفایل ولتاژ )
قید اصلی در تعیین تعداد و ظرفیت بانکهای خازنی مورد استفاده ، مقایسه منافع ناشی از کاهش تلفات با هزینه های ناشی از خرید تجهیزات،هزینه های نصب و ... است.
برای انجام محاسبات فوق میبایست قیمت هر یک کیلووات توان تولیدی در شبکه موجود محاسبه شود و با توجه به قیمت تمام شده هر کیلو/مگا وار ظرفیت خازنی نصب شونده در شبکه، نقطه سربه سری هزینه ها (که در واقع نقطه مینیمم تابع هدف کاهش تلفات است) بعنوان شاخص حداقل در تصمیم گیری محاسبه شود.
با توجه به مطالعات پخش بار و خازن گذازی در نقاط مختلف شبکه و با توجه به شاخص فوق ، تعداد ، ظرفیت و محل بهینه بانکهای خازنی محاسبه و نهایی میشوند.

انواع توان در شبکه های توزیع

می دانیم در شبکه های جریان متناوب توان ظاهری که از مولدها دریافت می شود به دو بخش توان مفید و غیر مفید تقسیم می شود . نحوه این تقسیم به شرایط مدار بستگی دارد به این معنی که هر قدر ضریب توان (CosΦ) به یک نزدیکتر باشد سهم توان مفید بیشتر است . این اتفاق در مدارتی رخ می دهد که مصارف اهمی آن بیشتر است .مانند سیستمهای روشنایی یا تولید گرما توسط انرژی برق . اما می دانیم که سهم عمده مصارف شبکه ها را مصرف کننده های (اهمی – سلفی ) دریافت می کنند . مانند الکتروموتورها – ترانسفورماتورهای توزیع – چوکها و .... که درآنها سیم پیچ یا سلف نقش اصلی را ایفا می کند . در سیمپیچها به علت خاصیت ذخیره سازی انرژی الکتریکی بصورت میدان مغناطیسی توان همواره بین شبکه و سلف رد و بدل می شود . سلف در یک چهارم زمان تناوب توان دریافت می کند و در یک چهارم بعدی زمان ، توان را به شبکه پس می دهد . درست است که نتیجه ریاضی این عمل یعنی عدم مصرف انرژی زیرا توان داده شده به سلف با توان دریافت شده از ان برابر است اما در عمل این اتفاق رخ نمی دهد زیرا توان پس داده شده به شبکه امکان استفاده را برای مولد ایجاد نمی کند و این توان در هر حالتی از مولد دریافت شده است . و برای رسیدن به مصرف کننده اهمی – سلفی از شبکه توزیع شامل : سیمها – کابلها و ... عبور کرده است .
نتیجه اینکه سلف توانی را از مولد دریافت می کند اما این توان را به شبکه پس می دهد . این توان قابل استفاده نیست و در مسیر عبور تلف می شود . پس مقدار از توان تلف می شود . مصرف کننده های فوق برای انجام اینکار به توان مذکور نیاز دارند اما این توان برای شبکه مضر است و زیانهای زیر را در پی دارد :
- اضافه شدن جریان مولد و درنتیجه نیاز به مولدهایی با توانهای بیشتر - چون جریان شبکه زیاد می شود به سیمها و کابلهایی با سطح مقطع بالاتر برای کاهش افت ولتاژ نیاز است که این موضوع هزینه اولیه شبکه را افزایش می دهد . - اتلاف توان در شبکه های توزیع بصورت حرارت روی می دهد در نتیجه هر کاری کنید نمی توانید از این اتلاف جلوگیری کنید . نتیجه این اتلاف توان ،کاهش ولتاژ مصرف کننده می باشد که این موضع راندمان مصرف کننده را پایین می آورد . - نمی توان این توان را به مصرف کننده های اهمی سلفی تحویل نداد زیرا کار آنها مختل می شود .

خازن ناجی شبکه های تولید و توزیع

توان هم در خازنها بصورت توان غیر مفید است درست مانند سلفها در یک چهارم پریود موج متناوب ،توان دریافت می کنند و در یک چهارم بعدی توان را تحویل می دهند پس خازنها هم مانند سلفها باعث افرایش توان راکیتو ( غیر مفید ) شبکه می شوند اما اتفاق بامزه زمانی روی می دهد که خازن و سلف با هم در شبکه قرار گیرند .
این دو برعکس هم عمل می کنند . یعنی زمانی که سلف توان می گیرد خازن توان می دهد و زمانی که سلف توان می دهد خازن توان می گیرد . پس توانهای غیر مفید این دو فقط یکبار از شبکه دریافت می شود و در زمانهای بعد بین آنها تبادل می شود بدون اینکه مولد این توان را تحمل کند . پس مصرف کننده های اهمی سلفی توان راکتیو خود را دریافت می کنند و مولد و شبکه توزیع آنرا تولید و پخش نمی کنند زیرا این کار را خازن انجام می دهد . این خازنها از حالا به بعد ، خازنهای اصلاح ضریب توان نام می گیرند و وظیفه آنها تامین توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده های اهمی سلفی است .

اتصال خازن به شبکه

خازنهای اصلاح ضریب توان باید در شبکه بصورت موازی قرار گیرند . برای اینکار در شبکه های تکفاز باید به فاز و نول وصل شوند و در شبکه های سه فاز پس از اتصال بصورت ستاره یا مثلث آنگاه به سه فاز متصل می شوند . این خازنها باید از انواعی انتخاب شوند که بتوانند دایمی در مدار قرار گیرند پس باید بتوانند ولتاژ شبکه را تحمل کنند در محاسبه خازن از انواعی استفاده می شود که ولتاژ مجاز آنها 15% بیشتر از ولتاژ شبکه باشد .

محاسبه خازن

نقش خازن در شبکه کاهش توان راکتیو مصرف کنند های اهمی – سلفی از دید مولدها است . با این اتفاق ضریب توان مفید به یک نزدیک می شود . پس با کنترل ضریب توان امکان کنترل توان راکتیو وجود دارد . این کار بکمک یک کسینوس فی متر صورت می گیرد . یعنی بکمک کسینوس فی متر می توان دریافت که ضریب توان و در نتیجه توان راکتیو در چه وضعیتی قرار دارد .
خازن مذکور باید برابر نیاز شبکه باشد در غیر اینصورت خود توان راکتیو از مولد دریافت می کند و همچنین سبب افزایش ولتاژ آن می شود . پس باید خازن مطابق نیاز شبکه محاسبه شود .

پرسش : شبکه به چه مقدار خازن نیاز دارد ؟

پاسخ : مقداری که ضریب توان را به یک نزدیک کند . این مقدار خازن خود توان راکتیوی ایجاد می کند که توان راکتیو مصرف کننده اهمی – سلفی را جبران می کند . پس مقدار خازن به مقدار توان راکتیو مدار بستگی دارد . هر قدر این توان قبل از خازن گذاری بیشتر باشد ، اندازه خازن نیز بزرگتر خواهد بود . با توجه به مطالب گفته شده باید برای محاسبه خازن دو مقدار مشخص شود :
یک – مقدار ضریب توان شبکه قبل از خازن گذاری
دو – مقدار ضریب توان شبکه بعد از خازن گذاری که انتظار داریم شبکه به آن برسد
سه - اندازه توان اکتیو
پس از تعیین این مقادیرمراحل زیر را پی می گیریم . برای مقدار ضریب توان مطلوب مثلا عدد 9/0 مقدار خوبی است . حال دو مقدار ضریب توان داریم یکی ضریب توان شبکه قبل از خازن گذاری و دیگری ضریب توان مطلوب که می خواهیم با گذاردن خازن به آن برسیم . بکمک رابطه زیر مقدار توان راکتیو مورد نظر را که با آمدن خازن تامین می شود محاسبه می کنیم . ( توجه : در خرید خازنهای اصلاح ضریب توان بجای فارد برای تعیین ظرفیت خازن از میزان توان راکتیو آن خازن سخن گفته می شود.)
محاسبه خازن در این مرحله تمام می شود و مقدار توان بدست آمده همان مقدار خازن موردنیاز است .
Q = P . F

ورودی شبکه

ک شبکه انتقال از: نیروگاه های برق، پست های برق و مدارات انتقال ساخته شده است. معمولاً برق از طریق یک جریان متناوب سه فاز انتقال می یابد. در نیروگاه ها، برق را در سطح ولتاژی نسبتاً پایین در حدود 10 تا 15 کیلو ولت تولید می کنند، سپس توسط ترانسفورماتور نیروگاه، آن را به یک ولتاژ بالا (220 تا 440 کیلو ولت) جریان متناوب می رسانند تا آن را به یک پست برق که نقطه خروجی شبکه است و در فواصل دور قرار دارد، انتقال دهند.

تلفات

به منظور کاهش درصد تلفات توان راکتیو لازم است که الکتریسیته را در ولتاژهای بالا انتقال دهیم. هرچه که ولتاژ بالاتر باشد جریان کمتر خواهد بود که این امر اندازه ی کابل مورد نیاز و میزان انرژی تلف شده را کاهش می دهد. انتقال در طول خطوط بلند معمولاً در ولتاژهای 100 کیلو ولت و بالاتر صورت می گیرد. تلفات انتقال و توزیع در ایالات متحده در سال 2003م 2/7 و در انگلستان در سال 1998م 4/7 درصد تخمین زده شده است.
وقتی لازم است که توان را در طول خطوط بسیار بلند انتقال دهیم، استفاده از جریان مستقیم برای انتقال، به جای جریان متناوب موثرتر ( و بنابراین اقتصادی تر) است. به دلیل اینکه این امر نیازمند هزینه کردن پول بسیار زیادی بر روی مبدل های توان AC/DC است، از این روش تنها در هنگام انتقال مقادیر بسیار زیاد توان در طول خطوط بسیار بلند یا برای موقعیت های خاص، نظیر یک کابل زیر دریا انجام می شود.
همچنین به دلیل طبیعت بارهایی که به شبکه وصل می شوند، توان از بین می رود؛ این تلفات با نام ضریب توان بیان می شود. اگر ضریب توان کم باشد بخش زیادی از توان هدر می رود. شرکت های بهره بردار تلاش شایان توجهی را برای حفظ یک ضریب توان خوب صرف می کنند.

خروجی شبکه

پست های برق برای کاهش دادن ولتاژ و تغذیه آن به خطوط برق محلی کم ولتاژ برای توزیع به کاربران تجاری و خانگی، نیز به کار می روند. عموماً الکتریسیته با استفاده از ترانسفورماتورهای واسطه به یک ولتاژ زیر- انتقال (66-132 کیلو ولت) تبدیل می شود و سپس به یک ولتاژ متوسط (10 - 50 کیلو ولت) تبدیل شده، و در نهایت، در پست های توزیع، برق به ولتاژ پایین (220-330 ولت) تبدیل می شود.
تمامی روش تغذیه از خطوط توزیع تا مصرف کننده های کوچک انتهای خط از طریق اتصالات تک فاز یا سه فاز است.

ارتباطات

خطوط انتقال را می توان برای انتقال اطلاعات هم مورد استفاده قرار داد، که حامل خط برق یاPLC خوانده می شود.

خازن‏گذاري در شبكه‏هاي توزيع

خازن‏گذاري در شبكه‏هاي توزيع باعث اصلاح ضريب‏قدرت و كاهش تلفات مي‏گردد. اين دو تأثير موجب آزادسازي قابل‏ملاحظه‏‏ ظرفيت شبكه‏ و توليد مي‏شود. به‏طوركلي مزاياي نصب خازن با نزديك‏ترشدن محل نصب آن‏ به‏محل مصرف افزايش مي‏يابد. سطح ولتاژ هم به‏ نحو موثرتري‏ بهبود مي‏يابد. با اين‏ حال تاكنون توجه كافي به‏ خازن‏گذاري در شبكه‏هاي توزيع و خصوصا" شبكه‏هاي فشارضعيف نشده‏بود. شايد مهمترين دليل اين كم‏توجهي "مقايسه نشدن هزينه‏هاي خازن‏گذاري با هزينه‏هاي سنگين احداث نيروگاه‏ و شبكه‏هاي انتقال‏ و توزيع" باشد.
با اجراي طرح : افزايش ولتاژ نقاط انتهايي فيدرهاي فشارضعيف از حدود 4 تا 15 ولت بدون افزايش ولتاژ نقاط ابتدايي، كاهش جريان فيدرهاي فشارضعيف از 5 تا 20 درصد ، كاهش توان اكتيو و راكتيو فيدرها از 5 تا 20 درصد، كاهش10 تا 40 از تلفات فيدرهاي فشارضعيف، رفع نياز افزايش ظرفيت بسياري از فيدرها و ترانسفورماتورهاي توزيع، كاهش قابل‌ملاحظه قطعي كليد فيدرهاي پربار، جلوگيري از كم‌شدن طول عمر الكتروموتور وسايل خانگي مانند يخچال و فريزر به‎دليل افت ولتاژ قابل ملاحظه (افت ولتاژ موجب افزايش جريان دريافتي اين وسايل ، گرم شدن زياد سيم‎پيچي و درنتيجه كاهش عمر مي‎شود) و كاهش آلودگي محيط زيست به‎دليل كاهش توليد انرژي الكتريكي توسط نيروگاه‎ها (بخشي از انرژيي كه قبلا تلف مي‎شد) حاصل گرديد.
با خازن‏‏‏گذاري در مسير فيدرهاي فشارضعيف هوايي (به‎جاي ابتداي فيدرها) افت ولتاژ نقاط انتهايي فيدرها بدون افزايش ولتاژ نقاط ابتدايي ، جبران مي‏شود.
با خازن‏‏‏گذاري در مسير فيدرهاي فشارضعيف هوايي (به‎جاي ابتداي فيدرها) احتمال تشديدِ(رزونانس) ناشي از نزديكي محل نصب خازن و ترانسفورماتور ، به‏‏‏دليل قرار گرفتن خازن و ترانسفورماتور در طرفينِ بخشي از مقاومت فيدر ، منتفي مي‌گردد.
حدود نيمي از 25% تلفات پيك بار (با احتساب مصرف‏ داخلي نيروگاه‌ها) مربوط به‌ شبكه‏هاي فشارضعيف است. ازميان انواع مختلف خازن‏‏‏گذاري (در شبكه‏هاي انتقال‏ ، فوق‌توزيع ، فشارمتوسط توزيع ، ابتداي فيدرهاي فشارضعيف ، در مسير فيدرهاي فشارضعيف) تنها خازن‏‏‏گذاري در مسير فيدرهاي فشارضعيف مي‏تواند در كاهش تلفات شبكه‏هاي فشارضعيف و درنتيجه كاهش بزرگترين عامل ايجاد تلفات پيك بار موثر باشد.
تجربه 30 ساله نصب خازن در مسير شبكه‏هاي فشارضعيف هوايي خوزستان نشان مي‏‏‏دهد اين نوع خازن‏‏‏گذاري فشارضعيف ازنظر عدم بروز مشكلات بهره‌برداري ، جزو مناسب‎‎ترين روش‎هاي خازن‏‏‏گذاري است

ساخت Cos q meter میکروکنترلری

برای دریافت مدار کامل محاسبه گر کسینوس فی متر و اصلاح ضریب توان با اتصال بانک خازن توسط میکروکنترلر AVR و PIC اینجا کلیک کنید.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده برروی کلید G+1 کلیک کنید !

دانلود فایل های پروژه :

نوشته شده در جمعه ۱۶ بهمن ۱۳۹۴ | ۲۱:۱۶   توسط Admin   بازدید : 2921
نظر شما :
نام :
ایمیل :
(ایمیل نمایش داده نمیشود)
پیام شما :
شکلک ها :
:) :( ;) :D ;)) :X :? :P :* =(( :O @};- :B /:) :S
:Pa :*q :Ow :Be :Sr :?x

کد امنیتی :
برای تعویض عکس کلیک کنید


RSS Feed Site map