مقاله بررسی نامتعادلی بار در شبکه توزیع و روشهای کاهش آن

مقاله بررسی نامتعادلی بار در شبکه توزیع و روشهای کاهش آن
دسته بندی برق
فرمت فایل docx
حجم فایل 797 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 94

مقاله بررسی نامتعادلی بار در شبکه توزیع و روشهای کاهش آن

فروشنده فایل

کد کاربری 4674

مقاله بررسی نامتعادلی بار در شبکه توزیع و روشهای کاهش آن

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول : اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبكه توزیع

1-1-اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبكه فشار ضعیف…………………………………….1

1-1-1-تبعات نامتعادلی بار …….………………………………………………………………….1

1-1-2-شبكه فشار ضعیف ….……………………………………………………………………..2

1-1-2-1- عدم تساوی بار فازها[4] ……………………………………………………………2

1-1-3- اضافه تلفات ناشی از جریان دار شدن سیم نول[4] ……………………………………4

1-1-4-رسم نمودار چگونگی‌رابطه‌بین افزایش عبور جریان از سیم نول و میزان ………………8

تلفات در شبكه (بار كاملاً اكتیو)[3]

1-1-5-شرایط لازم برای تعادل شبكه علاوه بر یكسان نمودن بار فازها……..……………………9

1-2- اثر نامتعادلی بار در افزایش تلفات ترانسفورماتورهای توزیع………………………………..11

1-2-1-عملكرد نا متعادل ترانسفورماتورهای سه فاز[6] ………………………………………….11

1-2-2-بارهای تكفاز روی ترانسفورماتورهای سه فاز………………………………………………12

1-2-3-بار تكفاز خط به خنثی در ترانسفورماتورهای سه فاز …………………………………….13

1-2-4-بررسی تلفات نامتعادلی در ترانسهای توزیع………………………………………………15

1-2-5-ارائه پیشنهاد جهت كم كردن تلفات نامتعادلی در ترانسفورماتورهای توزیع……………21

فصل دوم : بررسی روش‌های كاهش تلفات ناشی از نامتعادلی بار

فهرست مطالب

عنوان صفحه

2-1- ارائه الگوریتم جهت تعادل بار فازها …………………………………………………………23

2-1-1- اساس روش ………………………………………………………………………………..23

2-1-2-تعیین آرایش بهینه شبكه …………………………………………………………………28

2-1-3-تخصیص انشعاب جدید بودن تغییر آرایش شبكه…………………………………………31

2-1-4-تخصیص انشعاب جدید به شبكه بهینه شده ……………………………………………34

2-1-5-ارائه الگوریتم ……………………………………………………………………………….38

2-2- امكان سنجی افزایش سطح مقطع نول ……………………………………………………..43

2-2-1- امكان سنجی افزایش سطح مقطع نول در خطوط با بار سبك…….……………………44

2-2-2-امكان سنجی افزایش سطح مقطع در خطوط با بار متوسط …….………………………52

2-2-4-امكان سنجی افزایس سطح مقطع نول در خطوط با شعاع تغذیه طولانی………………55

2-2-5- نتیجه گیری ……………………………………………………………………………….59

2-3- سیستم زمین و اثر آن در كاهش تلفات شبكه توزیع ………………………………………60

2-3-1- تلفات در سیستم نول [1] …………………………………………………………………61

2-3-2- كاهش تلفات در سیم نول ……..…………………………………………………………61

2-3-3-كاهش افت ولتاژ در سیم نول ………..……………………………………………………64

2-3-4- اثر زمین نول در محل مصرف …………………………………………………………..64

فهرست مطالب

عنوان صفحه

2-3-5- زمین كردن شبكه توزیع …………………………………………………………………65

2-3-6-مقاومت سیم اتصال زمین و مقاومت زمین[9] ….…….…………………………………66

2-3-6-1- مدل خط توزیع …………………………………………………………………..67

2-3-6-2- اثر نامتعادلی فازها بر روی تلفات با توجه به سیستم زمین ….…………………70

2-3-6-3-حساسیت تلفات نسبت به مقاومت اتصال به زمین ………………………………72

2-3-6-4- جنبه اقتصادی خطا در تلفات ………………………………………………… …74

2-3-6-5- مقایسه هزینه ایجاد سیستم زمین و صرفه جوئی ناشی از كاهش تلفات پیك…76

2-3-6-6- اثرات جریان عبوری از سیستم زمین …….………………………………………77

مراجع ………………………………………………………………………………………………..78

فهرست اشكال

عنوان صفحه

شكل (1-1):دیاگرام برداری جریانهای فازها و جریان نول ….……………………………………5

شكل (1-2):درصد افزایش تلفات برحسب افزایش عبور جریان از سیم نول ….…..……………9

شكل(1-3):دیاگرام برداری جهت محاسبه جریان نول….………………………………………10

شكل(1-4):بار تكفاز در ترانسفورماتورهای سه فاز………………………………………………13

شكل(1-5):بار تكفاز بین خط خنثی در گروه ترانسفورماتور Yyبدون خط خنثی….………14

شكل(1-6):بار خط به خنثی فاز A گروه ترانسفورماتورYy ….……………………………….15

شكل(1-7):ترانسفورماتورDY با سیم نول ….…………………………………………………..16

شكل (1-8): مقادیر جریانها در ترانسفورماتور DY با سیم نول …….…………………………18

شكل(1-9): ترانسفورماتور YZ با سیم نول …….………………………………………………20

شكل (2-1):شبكه شعاعی از یكسو تغذیه ………………………………………………………24

شكل(2-2):جریانهای فاز در شبكه شعاعی………………………………………………………25

شكل(2-3):شبكه شعاعی با در نظر گرفتن تعداد انشعابها به جای جریان آنها …….…………27

شكل(2-4):شبكه شعاعی از یكسو تغذیه با سه گره ……………………………………………28

شكل(2-5):متعادل سازی انشعابها در گره‌ها …..……………………………………………….29

شكل(2-6):مجموع انشعابهای فازها پس از متعادل سازی انشعابهای گره‌ها……..……………29

شكل(2-7): متعادل سازی مجموع انشعابهای فازها ……………………………………………30

فهرست اشكال

عنوان صفحه

شكل(2-8): شبكه مثال (1) …….…………………………………………………………………..31

شكل (2-9): شبكه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز S در گره سوم …………………….31

شكل(2-10):شبكه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز T در گره سوم …….….…………..32

شكل(2-11):شبكه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز Rدر گره سوم….…………………..32

شكل(2-12):شبكه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز R در گره سوم ..………………….33

شكل(2-13):شبكه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز S در گره دوم ………..……………33

شكل (2-24): شبكه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز T در گره دوم ……………………34

شكل (2-15): شبكه بهینه شده مثال ……….……………………………………………………..35

شكل(2-16):شبكه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز R در گره سوم ……..…………….35

شكل(2-17): شبكه پس از تخصیص دومین انشعاب به فاز R در گره سوم …………………36

شكل(2-18):شبكه پس ازتخصیص دومین انشعاب به فاز S در گره سوم …………………..36

شكل(2-19):شبكه پس از تخصیص دومین انشعاب به فازT در گره سوم ….………………..37

شكل(2-20):شبكه پس از تخصیص انشعاب به فاز S در گره دوم ……….………………………37

شكل(2-21):شبكه پس از تخصیص انشعاب به فاز T در گره دوم ………………………….38

شكل (2-22): الگوریتم متعادل سازی بار فازها و افزودن انشعاب جدید در شبكه فشار ضعیف….42

شكل (2-23):مدارشماتیك جهت نمایش عبور بخشی از جریان نول توسط سیستم زمین……62

فهرست اشكال

عنوان صفحه

شكل(2-24):تقسیم جریان در دو مقاومت موازی …..…………………………………………….63

شكل (2-25):مدار معادل مثال ….…………………………………………………………………65

شكل(2-26):مدل خط توزیع با چهار سیم …….…………………………………………………..67

شكل(2-27):مدل نمونه خط توزیع برای شرح محاسبات ……..………………………………….68

شكل(2-28):تغییرات تلفات بر حسب میزان نامتعادلی بار……..…………………………………71

شكل(2-29):توزیع جریان سیم نول در حالت بار نامتقارن با مقاومت‌اتصال‌زمین‌Rg …………72

شكل(2-30): تأثیر مقاومت اتصال زمین Rg بر روی تلفات خط …………………………………73

شكل(2-31): نسبت تلفات در فیدر با مقاومت اتصال زمین مشخص به تلفات ……..…………..74

در فیدر با اتصال زمین كامل

شكل(2-32):ارزش كنونی تلفات خطوط انتقال ………………………………………………….76

فهرست جداول

عنوان صفحه

جدول(2-1):قیمت‌كابلهای4رشته‌ای‌وتك‌رشته‌ای كه درسطح ولتاژ توزیع به‌كاربرده‌میشوند..….44

جدول(2-2):میزان كاهش مقاومت سیم نول در اثر زمین كردن ….……………………………63

جدول (2-3):ماتریس امپدانس HZ60 …………………………………………………69

جدول (2-4):شكل مؤلفه‌های متقارن معادل ..………………………………………….70

جدول(2-5):امپدانس خطوط با زمین مستقیم …………………………………………70

جدول(2-6):تلفات خطوط با زمین مستقیم …..……………………………………….71

جدول(2-7): تقسیم تلفات بین خط و اتصال زمین ….…………………………………72

جدول(2-8): تلفات در فیدرهای با بار توزیع شده متمركز….……………………………75

1- اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبكه توزیع

یكی از مؤلفه‌های مطرح در افزایش تلفات شبكه توزیع مسأله عدم تعادل بار در این شبكه اعم از شبكه فشار ضعیف , ترانسفورماتورهای توزیع و شبكه فشار متوسط می‌باشد. این مؤلفه كه به عنوان یك عامل اختلال در عملكرد شبكه توزیع اعلام وجود می‌كند به دو صورت عدم تساوی بار فازها و عدم تساوی ضریب توان بار فازها ( یا تركیبی از هر دو ) متظاهر می‌گردد و باید در هریك از بخشهای سه گانه شبكه توزیع مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار بگیرد.

با آماری كه از پستها و شبكه توزیع تهیه شده عدم تعادل بار مأیوس كننده است و این مشخصه نشان دهنده عدم رعایت اصول فنی از طرف پرسنل توزیع و بعضاً سهل انگاری و عدم وجود دانش فنی در ایجاد شبكه‌های برق رسانی مبتنی بر اصول فنی برای مصرف كننده‌ها می‌باشد.

1-1- اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبكه فشار ضعیف

1-1-1- تبعات نامتعادلی بار

الف) افزایش تلفات قدرت : تلفات قدرت در شبكه فشار ضعیف شامل دو دسته تلفات قدرت در فازها و تلفات قدرت در سیم نول می‌باشد. با فرض ثابت بودن مجموع جریان سه فاز , تلفات قدرت در فازها در حالت عدم تعادل بار بیش از تلفات در حالت تعادل بار بوده كه به آن تلفات در نول هم اضافه می‌شود و با توجه به این امر كه اكثراً مقاطع سیمها در نول نصف مقاطع سیم فازها و بنابراین مقاومت اهمی سیم نول حدود دو برابر مقاومت سیم فازها می‌باشد , تلفات حتی در حالت جریانهای عبوری كم , باز هم قابل توجه است.

ب) افت ولتاژ در اثر نامتعادلی : حتی با فرض این كه سیمهای فاز در شبكه مقاطع یكسان و در نتیجه امپدانس مساوی داشته باشند , در اثر عبور جریان نا برابر , سیمهای فاز افت ولتاژ متفاوتی داشته و در نتیجه دارای ولتاژ نامتعادلی در طرف مصرف كننده‌ها بخصوص مصرف كننده‌های حساس مانند موتورهای سه فاز خواهند بود. این موضوع اثرات نامطلوبی بر مصرف كننده‌های سه فاز خواهد داشت.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *