لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه72
بخشی از فهرست مطالب
چکیده............................................................................................................................................................................
1
مقدمه...........................................................................................................................................................
2
فصل اول-خازن وساختار..................................................... ...................................................................
3
1-1
توان ها.........................................................................................................................................................
3
1-2
ضریب توان ................................................................................. .........................................................
6
1-2-1
ضرورت اصلاح ضریب توان ................................................... ...................................................................
7
1-2-2
ضریب توان اقتصادی........................................................................... .......................................................
7
1-3
خازن وساختار داخلی آن.............................................................. ...............................................................
9
1-3-1
خازن قدرت............................................................................................ .............................................
9
1-3-2
مکانیسم عملکرد خازن ............................................................................ ..................................................
11
1-4
ظرفیت آزاد شده..............................................................................................
15
1-5
انواع خازن در مدار......................................................................................... ............................................
15
1-5-1
استفاده از خازن سری.............................................................................. ....................................................
16
1-5-2
خازن موازی.................................................................................................................................................
18
1-6
تقسیم بندی خازن ها..................................................................................................................................
21
1-7
ضرورت خازن گذاری ...............................................................................................................................
22
1-8
تاثیر ضریب توان در تولید و انتقال انرژی..............................................................................................
23
1-8-1
تاثیر ضریب توان در میزان جریان کشیده شده ..............................................................................................
24
1-8-2
تاثیر ضریب توان در قیمت ثابت تجهیزات....................................................................................................
24
1-8-3
تاثیر ضریب توان در تجهیزات مورد استفاده .................................................................................................
25
1-8-4
تاثیر ضریب توان در ولتاژ .........................................................................................................................
25
فصل دوم - طراحی و بانکهای خازنی.................................................... .............................................
26
2-1
عوامل موثر در طراحی ......... .......................................................... ..................................................
27
2-2
محلهای خازن گذاری..................... ..................... ..................... ..................... ..................... .................
27
2-3
انواع بانکهای خازنی..................... ..................... ..................... ..................... ..................... .....................
28
2-4
تجهیزات بانکهای خازنی..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ...............
29
2-5
33
2-6
ابعاد خازن ها و نحوه قرارگیری و نصب آن در مدار ............. ............. ............. ............. ............. .............
35
2-7
تست خازن ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
36
2-8
انواع حفاظت در بانکهای خازنی............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
36
فصل سوم - جبران سازی............. ............. ............. ............. ............
38
3-1
اصول واثر جبران سازی............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
38
3-2
جبران‌سازی ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
39
3-3
انواع جبران سازی............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .......
40
1-جبران‌سازی انفرادی............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
40
2-جبران‌سازی گروهی ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
41
3-جبران‌سازی مرکزی ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
42
4-جبران‌سازی مخلوط............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
44
3-4
ادوات FACTS............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ..........
44
فصل چهارم - هارمونیک............. ............. ............. ............. ............. ..........
46
4-1
هارمونیک ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
46
4-2
محل به وجود هارمونیک‌ها ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
47
4-3
اثر بانک خازنی بر دامنة هارمونیک‌ها............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
48
4-4
طراحی بانک خازنی برای شبکه هارمونیکی ............. ............. ............. ............. ............. .............
48
4-5
مقابله با هارمونیک‌ها............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
48
فصل پنجم - حفاظت از محیط زیست با اصلاح ضریب توان............. ............. .............
50
5-1
خلاصه ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
50
5-2
کنوانسیون تغییرات محیط زیست ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
51
5-3
پروتکل کیوتور............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
52
5-4
حفاظت از محیط زیست با استفاده از اصلاح ضریب توان ............. ............. ............. ............. ............. ....
53
5-5
طرح ملی خازن‌گذاری در شبکه‌های فشار ضعیف ایران............. ............. ............. ............. ............. ........
53
5-6
وضعیت موجود و برنامة توسعه در ایران............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
57
5-7
اثرات اقتصادی اصلاح ضریب توان ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .....
58
5-8
ضریب توان، میزان بارگذاری فعلی شبکه، تلفات شبکه............. ............. ............. ............. ............. ..........
59
نتیجه گیری ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
60
منابع ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .....
61
وب سایت ها ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............
61
فهرست اشکال و جداول
عنوان صفحه
1-1
انتقال توان....................................................................................................................................... .........
3
1-2
دیاگرام قدرت................................................. ............................................................ ............................
6
1-3
خازن قدرت..................................................... ................................................................... .......................
11
1-4
خازن 150 کیلووار......................................................................................................................................
11
1-5
جریان توان اکتیو -راکتیو................................................................................. ...............................
12
1-6
بانک خازن موازی................................................... ...................................................................
16
1-7
بانک خازن سری........................................................................... .......................................................
17
1-8
سری کردن خازن در مدار.............................................................. ........................................................
20
2-1
اتصال خازن به شبکه........................................................................ ...........................................................
29
2-2
میزان تلفات نسبت به ضریب توان................................................................................... ............. .............
34
2-3
میزان قدرت قابل انتقال به ضریب توان.................................. ............. ............. ............. ............. .............
35
3-1
دیاگرام اثر جبران سازی......................................................................................... ................... .................
39
3-2
جریان اکتیو و راکتیو در شبکه بدون تجهیزات جبران سازی....................... ....................... .......................
40
3-3
جریان اکتیو و راکتیو در شبکه به همراه تجهیزات جبران سازی.......... ....................... ....................... .........
40
3-4
جبران‌سازی انفرادی ....................... ....................... ....................... ....................... ....................... ..........
41
3-5
جبران‌سازی گروهی ....................... ....................... ....................... ....................... ...................................
42
3-6
جبران‌سازی مرکزی ....................... ....................... ....................... ....................... ....................... ..........
44
3-7
جبران‌سازی مخلوط....................... ....................... ....................... ....................... ....................... ...........
44
4-1
یکسوساز تکفاز....................... ....................... ....................... ....................... ....................... ..................
47
4-2
جریان مغناطیس کننده ی ترانسفورمر....................... ....................... ....................... ....................... ...........
47
4-3
درایور موتور سه فاز....................... ....................... ....................... ....................... ....................... ...........
47
5-1
مقایسه تلفات شبکه آلمان با اصلاح ضریب توان....................... ....................... ....................... .................
55
5-2
مقایسه حفاظت از محیط زیست با اصلاح ضریب توان.................................................................................
56
جداول
1-1
ضریب توان با افزایش توان اکتیو..................................................................................................................
8
1-2
ضریب توان مطلوب و ضریب توان واقعی........................................................................................ ............
14
1-3
- توان ظاهری متناسب با ضریب توان برای توان اکتیو 100kw...................................................................
24
2-1
اضافه ولتاژها...............................................................................................................................................
27
2-2
انتخاب پایه فیوز براساس قدرت خازن..........................................................................................................
30
2-3
انتخاب کابل برای خازن های فشار ضعیف.................................................................................................
31
5-1
برنامة توسعه در ایران.........................................................................................................................
57
5-2
خازن‌گذاری....................... ....................... ....................... ....................... ....................... .......................
58
5-3
در صدکاهش تلفات....................... ....................... ....................... ....................... ....................... ............
59
چکیده
در ابتدای این پروژه به معرفی تعاریفی کوتاه و اجمالی در مورد خازن و ساختمان آن و همچنین چگونگی رفتار آن در سیستم های الکتریکی پرداخته شده است.پس از معرفی کلیاتی در مورد خازن به بررسی ارتباط ضریب توان واصلاح آن و ، توان اکتیو و راکتیو و همچنین به توضیحاتی در زمینه اصول اصلاح ضریب توان در مسیر اجرای عملیاتی آن و جزئیاتی کوتاه در مورد مقدار خازن های مصرفی و چیدمان می پردازیم.
در بخشی از گزارش پروژه به تشریح عملکرد بانک های خازنی در حالت عادی و یا در شبکه های دارای هارمونیک می پردازیم و با ذکر تجهیزات بکار رفته در ساختمان آن به ادامه گزارش رهسپار می گردیم.و همچنین در بخش پایانی به اهمیت بانک های خازنی و اصلاح ضریب توان در حفاظت محیط زیست می پردازیم.
مصرف کننده های صنعتی، کشاورزی و حتی مصرف کننده های خانگی علاوه بر توان اکتیو، نیاز به تامین توان راکتیو دارند اما انتقال تامین انرژی راکتیو، باعث افزایش جریان در شبکه الکتریکی خواهد شد انتقالش نیازمند به کابل با سطح مقطع بزرگتر، دکل‌های فشار قوی مقاوم‌تر و در نتیجه هزینه‌های مازاد است. همچنین افزایش تلفات الکتریکی و کاهش راندمان شبکه را نیز به همراه دارد. و نیز باعث افت ولتاژ بیشتر در مسیر عبور جریان خواهد شد.
در حالت کلی همواره توان ظاهری از توان حقیقی بیشتر بوده و نسبت این دو ضریب قدرت (cosφ) است، شکل زیر توان اکتیو و توان راکتیو و نیز توان ظاهری را بصورت دیاگرام برداری نشان می دهند.
Active Power
Reactive Power
φ
Q
S
S= p + jQ
Q
S
S= p + jQ
φ
P
Active Power
Reactive Power
Q
S= p + jQ
φ
در مصرف کننده هایی که بین ولتاژ و جریان آنها اختلاف فاز وجود دارد توان دارای دو مقدار مثبت (سلفی) ومنفی (خازنی) است. به این معنی که مصرف کننده، گاهی از شبکه توان می کشد و گاهی به آن توان می دهد . این موضوع سبب ایجاد توان راکتیو می شود . و این توان برای شبکه برق مضر می باشد.
از آنجایی که در این مصرف کننده ها امکان صفر کردن اختلاف فاز ممکن نیست نتیجه این می شود که توان راکتیو را باید از بین برد. و ما می توانیم توسط خازن ها این توان راکتیو را جبران کنیم.
1-1- توان ها
قبل از اینکه به توضیح ضریب توان بپردازیم باید مختصری به مفاهیم اولیه واصلی مربوط به موضوع راشرح دهیم.
1-1-1 توان اکتیو
توان اکتیو به فرمی غیرالکتریکی (مثل حرارت، نور، توان مکانیکی) تغییر شکل می‌یابد و از طریق کنتور ثبت می‌شود.
در بار اهمی خالص، توان اکتیو از حاصل ضرب مقدار مؤثر جریان(I)و ولتاژ(v) محاسبه می‌شود.
(1-1)
شکل(1-1)- انتقال توان
P کمیتی است که کلمه توان به آن اطلاق می شود. P به توان حقیقی[1] یا توان موثر[2] نیز مشهور است. واحد اساسی توان لحظه ای p (t) و توان حقیقی P وات است ولی معمولاً از مقادیر کیلو وات و مگاوات برای P استفاده می شود
توان اکتیو به کار مفید مکانیکی تبدیل می‌شود، در حالی که توان راکتیو برای برقرار نگه داشتن میدان مغناطیسی موتور لازم است. توان راکتیو به طور متناوب بین ژنراتور و بار در حال رفت و برگشت است.
1-1-2 توان راکتیو
در موتورها و ترانسفورماتورهای بی‌بار، اگر تلفات کابل‌ها، آهن و اصطکاک نادیده گرفته شود، آنچه باقی می‌ماند تنها توان راکتیو سلفی است.
توان راکتیو که برای به وجود آوردن میدان الکترومغناطیسی بین ژنراتور و مصرف‌کننده در حال نوسان است، از رابطة درون کادر زیر به دست می‌آید:
(1-2) [VAR]
اثرات توان راکتیو
اپراتورهای ژنراتورها و خطوط انتقال باید مقداری توان ظاهری را در اختیار داشته باشند و ارسال کنند. این به مفهوم آن است که ژنراتورها، ترانسفورماتورها، خطوط توان، کلیدها و غیره باید براساس توان ظاهری طراحی شوند و نه توان اکتیو.
در نتیجه شرکت‌های برق در تولید و تلفات توان با هزینة مضاعف روبرو می‌شوند. بنابراین آنها برای صرف توان راکتیو بیشتر از حد تعیین شده جریمه دریافت می‌کند. معمولاً ضریب توانی بین 0/1 تا 9/0 به عنوان ضریب توانی مطلوب اعلام می‌شود.
مفهوم فیزیکی توان اکتیو و راکتیو
مفهوم فیزیکی توان اکتیو P به راحتی قابل درک است کل انرژی جذب شده توسط بار در مدت زمان T در یک سیکل، معادل PT وات ثانیه (Ws) می باشد. در مدت زمان n سیکل، انرژی جذب شده P (n) T وات ثانیه است که تمام آن توسط جزء مقاومتی بار جذب می شود. دستگاه اندازه گیری کیلو وات ساعت برای محاسبه انرژی جذب شده توسط بار در مدت زمان به وسیله انتگرال گیری توان اکتیو روی بازده ی زمانی طراحی می گردد.
درک مفهوم فیزیکی توان راکتیو Q ساده نیست. Q ماکزیمم مقدار توان لحظه ای جذب شده توسط قسمت راکتیو بار است. توان راکتیو متناوباً مثبت و منفی می شود و این نشانگر جاری شدن انرژی به سوی المان راکتیو به صورت تناوبی است. بسته به اینکه علامت مثبت باشد یا منفی. که نشان دهنده ی این است که توان راکتیو آن جزی از توان است که انرژی مصرف می کند ولی کار انجام نمی دهد.
1-1-3-توان ظاهری:
توان ظاهری یک شبکه مشخص‌کنندة میزان بارپذیری آن شبکه است و از حاصل ضرب مقدار ولتاژ و جریان بدون در نظر گرفتن اختلاف فاز آنها است.
در واقع توان ظاهری از جمع هندسی توان مؤثر و توان راکتیو به دست می‌آید.
(1-3)
شکل (1-2)-دیاگرام قدرت
1-2- ضریب توان
ضریب توان، معیار برای سنجش میزان توان راکتیو مورد نیاز دستگاه مصرف کنندة برق، برای انجام تبدیل انرژی می‌باشد.
از کسینوس زاویة اختلاف فاز جریان و ولتاژ می‌توان اجزاء ظاهری و مؤثر توان‌ها، ولتاژها، و جریان‌ها را محاسبه نمود؛ و ضریب توان بر اساس تعریف نسبت توان اکتیو مورد نیاز به کل توان الکتریکی تعریف می‌گردد و همیشه بین 1+ و 1- تغییر می‌کند و از 1+ الی صفر برای بارهای القایی و از صفر الی 1- برای بارهای خازنی می‌باشد. طبق دیاگرام آن که بالا نشان داده شده رابطه زیرا بیان می کند.
عمل ضریب توان بدین صورت تعریف می‌شود:
(1-4)
از معادلات و به صورت هم می توان نوشت:
(1-5)
1-2-1-ضرورت اصلاح ضریب توان اصلاح ضریب توان به این معناست که توان راکتیو مورد نیاز بار به جای آنکه از شبکه تامین گردد، در محل نزدیک بار تولید گردد. اغلب بارهای صنعتی دارای ضریب توان پس فاز هستند یعنی توان راکتیو جذب می کنند. بنابراین ج
مقاله در مورد تاثیرات بانک خازنی و جبران گرها