پایا ن نامه خازن گذاری در شبکه های توزیع برای کاهش تلفات و بهبود ضریب توان

اختصاصی از نیک فایل پایا ن نامه خازن گذاری در شبکه های توزیع برای کاهش تلفات و بهبود ضریب توان دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:116

فهرست مطالب:
عنوان                                          صفحه
فصل اول :
مفاهیم اساسی     7    
فصل دوم :
منابع مصرف کننده توان راکتیو سلفی در شبکه     21
فصل سوم :
اثرات خازن های موازی در سیستمهای قدرت     34
فصل چهارم :        
توابع هدف     64
فصل پنجم :
بررسی چند مقاله از IEEE    80
ضمائم     104
 

پیشگفتار:
خازن های اصلاح ضریب توان برای مهندسین برق اسم آشنایی است و اهمیت این عناصر در سیستمهای توزیع بر هیچ کس پوشیده نیست . این عناصر در سیستمهای توزیع نقش کلیدی دارند. در سیستمهای توزیع به خاطر ولتاژ پایین تر جریان O عبوری از خطوط بالا است و این امر باعث می شود که XI2  بالا باشد، که به همراه توان مصرفی حقیقی ، اندازه ی توان ظاهری را بالاتر برده ، لازم می دارد که از تجهیزاتی با قدرت بالاتر استفاده کنیم ،I توان راکتیو القایی که بیشتر از خاصیت سلفی عناصر می باشد به وفور در سیستمهایی توزیع و قدرت یافت می شود که از عوامل تولید کننده ی آنی می توان به موتورهایی القایی مورد استفاده در صنعت ، تراش ها ، خطوط انتقال ومیره اشاره کرد . برای کم کردن اثر توان القایی در نتیجه اندازه می توان ظاهری ، از وسایل گوناگون مانند موتورهای سنکرون و خازن های اصلاح ضریب توان  می توان استفاده نمود، که مورد اول بیشتر در صنایع بمنظور کم کردن هزینه توان راکتیو استفاده می شد ، که به خاطر هزینه تعمیر و نگهداری بالا ، در حال حاضر بیشتر از خازن های سوئیچینگ استفاده می شود . اما مورد دوم که بحث اصلی ما در این پایان نامه می باشد به خاطر هزینه تعمیر و نگهداری کم و عمر بالا بیشتر در سیستم های توزیع استفاده می شود. که می تواند به صورت واحد ، گروهی ، ثابت و یا قابل سوئیچ به کار گرفته شود. از دیگر پارامترهای مهم مربوط به این خازن می توان به مقدار بهینه این خازن ها و مکانی که بیشترین جبران سازی را ایجاد می کند اشاره کرد ، که در حد توان در این پایان نامه بررسی شده است .
 
فصل اول
 
مفاهیم اساسی1
1-1 ساختار مکانیکی و الکتریکی خازن2
هرگاه اختلاف پتانسیلی بین دو صفحه ی هادی که در فاصله ی کمی از هم قرار گرفته اند، اعمال شود انرژی الکترواستاتیکی در سیستم موجود ذخیره می گردد که صفحات فلزی بعنوان الکترود و فضای بین آنها دی الکتریک3 نامیده می شود. اندازه ی توانایی عایق یا دی الکتریک در ذخیره سازی انرژی الکتروستاتیکی ثابت دی الکتریک یا پرمابیلیته نامیده می شود. ثابت دی الکتریک تمام عایق ها معمولاً نسبت به هوا سنجیده می شود که ضریبی از دی الکتریک هوا می باشد. ثابت دی الکتریک هوا برابر8.85×10-12  است که آنرا با علامت   می شناسیم و واحد آن نیز فاراد برمتر است (F/m) و ثابت نسبی دی الکتریک تمام عایقها که ضریبی از ثابت هوا هستند را با εr نمایش می دهیم که این مقدار برای هوا یک است. در جدول 1-1 اندازه ای εr برای بعضی عایقها آورده شده است.
ماده    εr
Air    هوا    1
Ceramic    سرامیک    3000
Glass    شیشه    7
Castor oil    روغن معدنی    2.12
Mica    میکا    5.16
Polystyrene    پلی استر    2.9
جدول (1-1) ثابت دی الکتریک نسبی برخی مواد
2-1) ظرفیت خازن و انرژی ذخیره شده در خازن
میزان باری که یک خازن می تواند در خود ذخیره کند توسط فاکتوری به نام C نمایش داده می شود. این فاکتور برابر با ظرفیتی است بین صفحات یک خازن که ولتاژ یک ولت روی آن قرار گرفته و باریک کولمب را ذخیره کرده است.
                                                                                                        (1-1)
واحد این فاکتور فاراد (F) می باشد با توجه به اینکه فاراد واحد بسیار بزرگی است لذا از اجزاء آن مانند میکروفاراد، نانوفاراد و پیکوفاراد استفاده می گردد.
در یک خازن ظرفیت از رابطه ای زیر بدست می آید.
                                      (2-1)                 
در سری و موازی کردن خازنها ظرفیت معادل هرکدام از روابط زیر بدست می آید.
خازن های سری                                   (3-1)
خازن های موازی                                    (4-1)
و انرژی ذخیره شده در میان صفحات خازن از رابطه‌ی زیر بدست می آید.
                                                                               (5-1)
همانطوری که از روابط بالا می توان فهمید با موازی کردن خازن ها ظرفیت معادل افزایش پیدا می کند و به ازای یک ولتاژ مشخص مقدار انرژی ذخیره شده در خازن افزایش پیدا می کند و نیز براساس معادله ای 1-1 برای افزایش Q در یک ولتاژ مشخص باید مقدار C افزایش یابد.
3-1 تفاوت دی الکتریک1
اگر عایق دی الکتریک خازن خلاء باشد هیچگونه تلفاتی در خازن وجود ندارد. تحت این شرایط همواره مولفه ی جریان 90درجه جلوتر از ولتاژ است اما با هر عایق دیگر تلفات بوجود می آید. در خازن های واقعی، اختلاف فاز جریان و ولتاژ به اندازه ی زاویه کوچک δ، کم تراز 90 درجه بوده، خازن دارای مقداری تلفات حرارتی نیز می شود. در نتیجه می توان مدار معادل یک خازن واقعی را به صورت یک خازن ایده ال موازی با مقاومت در نظرگرفت.
شکل (1-1)
البته این مدل سازی را می توان با المان های سری شامل یک خازن ایده آل و یک مقاومت نیز مدل سازی نمود. برای مدار معادل سری ضریب تلفات عایقی از رابطه ی زیر محاسبه می شود.
 
در عمل برای اندازه گیری ضریب تلفات عایقی tan δ از مدار معادل سری و از پل شرینگ استفاده می شود. با افزایش ضریب تعلقات عایقی که به واسطه ی افزایش مقدار R مدل شده صورت می گیرد، تعلقات خازن افزایش پیدا می کند و این امر در بانکهای خازنی بزرگ باید در نظر گرفته شود.