آکادمی و موسسه علمی پژوهشی ابن سینا

بخشی از متن پایان نامه

 ـ هارمونيكها در شبكه قدرت :

اكثر اعوجاجات ايجاد شده در شكل موجهاي ولتاژ و جريان شبكه قدرت ناشي از بارهايي هستند كه داراي مشخصه غير خطي بوده ويا درآنها از عناصر الكترونيك قدرت استفاده مي شود. پيشرفت سريع نيمه هاديها انقلابي در كنترل فرآيندهاي صنعتي و تبديل انرژي بوجود آورده است .
از آن جهت كه نيمه هاديها ي قدرت در هر نقطه از شكل موج ولتاژ به ناگهان روشن يا خاموش مي شوند ، حالتهاي گذرائي با فركانس نوسان بالا ودامنه ميرا شونده پديد مي آورند . اگر در هر پريود عمل كليد زني  در نقطه مشابهي انجام شود ،‌حالت گذرا شكلي متناوب به خود مي گيرد .همچنين سيگنالهاي غير سينوسي را مي توان با استفاده از بسط سري فوريه بصورت مجموعي از امواج سينوسي بيان نمود كه به " هارمونيكهاي شبكه قدرت " موسومند و فركانس آنها مضربي صحيح از فركانس قدرت مي باشد. هنگامي كه اثر سلفها و خازنهاي شبكه نيز مد نظر قرار گيرد ، اهميت اعوجاجات هارمونيكي دو چندان مي شود . در حقيقت چون سيگنال اعوجاج يافته داراي مؤلفه هايي با فركانس هاي متفاوت مي باشد ، دريكي از اين فركانسها امكان ايجاد تشديد بين يكي از خازنها و سلف معادل شبكه وجود دارد كه به تبع آن ، دامنه هارمونيك مربوط به فركانس تشديد افزايش نيز مي يابد.

ـ منابع توليد هارمونيكها :
منابع توليد هارمونيكها به دو گروه « غير وابسته»‌ و « وابسته » به عناصر نيمه هادي تقسيم مي شوند . منابع غير وابسته به عناصر نيمه هادي عبارتند از :
ـ اعوجاجات مو جود در شكل موج ولتاژ ماشينهاي الكتريكي كه معمولاً ناشي از عدم توزيع يكنواخت سيم پيچ هاي اين ماشينها و وجود شيارها مي باشد .
ـ يكنواخت نبودن رلوكتانس فاصله هوائي بين دو قطب در ماشين سنكرون .
 ـ اعوجاج شار مغناطيسي ناشي از تغييرات نا گهاني بار در ماشين سنكرون .
ـ توزيع غير سينوسي شار مغناطيسي در فاصله هوائي ماشين سنكرون .
ـ جريان مغناطيس كنندگي ترانسفور ماتورها .
ـ ‌وجود بارهاي غير خطي نظير دستگاههاي جوش كاري ،‌كوره هاي الكتريكي و غيره .
منابع وابسته به عناصر نيمه هادي عبارتند از :
ـ تجهيزات كنترلي موتورها مانند كنترل كننده هاي سرعت براي سيستم هاي حمل ونقل برقي .
ـ سيستم انتقال انرژي جريان مستقيم ( HVDC ) .
ـ برقراري ارتباط بين دو نيروگاه بادي و خورشيدي و سيستم توزيع .
ـ كنترل كننده هاي ولتاژ ساكن ( SVC ) كه بطور گسترده به عنوان منبع توان راكتيو جايگزين كندانسورهاي سنكرون شده اند.
ـ وسايل نقليه الكتريكي كه با استفاده گسترده از آنها مقدار قابل توجهي انرژي براي شارژ كردن باطريها لازم مي باشد.
ـ مبدلهاي فركانسي كه در ماشين هايي كه سرعت كم وگشتاور بالا دارند كاربرد فراوان دارند.
ـ عناصر حرارتي كوره هاي بزرگ كه به روش PBM  كنترل مي شوند .

ـ آثـار  هارمونيكهـا :
برخي از آثار سوء هارمونيكها در شبكه قدرت كه ناكنون گزارش شده اند به قرار زير مي باشند :
ـ خرابي بانك خازني بدليل شكست عايقي يا افزايش بيش از حد توان راكتيو .
ـ‌ تداخل با سيستم هاي كنترل اعوجاج و PLC  و در نتيجه عدم كاركرد صحيح اين سيستم ها كه وظيفه انجام اعمالي چون كليد زني از راه دور ، كنترل بار واندازه گيري را بر عهده دارند.
ـ تلفات اضافي و ايجاد حرارت زياد در ماشينهاي سنكرون و القائي .
ـ اضافه ولتاژها و جريانهاي اضافي در سيستم كه ناشي از تشديد ولتاژها و جريانهاي هارمونيكي در شبكه هستند .
ـ شكست عايقي در كابل ها به خاطر اضافه ولتاژهاي هارمونيكي در سيستم .
ـ تداخل با سيستم هاي مخابراتي . 
ـ خطا در دستگاههاي اندازه گيري الكتريكي كه به روش القا كار مي كنند.
ـ عملكرد اشتباه رله ها ، بخصوص در سيستم هاي استاتيكي و ميكرو پروسسوري .
ـ تداخل در سيستم هاي كنترل موتوري بزرگ و سيستم هاي تحريك در نيروگاهها .
ـ نوسانات مكانيكي در ماشينهاي سنكرون و القائي .
ـ عملكرد نا پايدار مدارهاي آتش بخصوص مدارهائي كه بر اساس تشخيص نقطه صفر ولتاژ عمل مي كنند.
 ـ منابع عمده توليد هارمونيك در شبكه قدرت ايران  :
در كشور ما صنايع عظيم و فعالي وجود دارند كه داراي منابع بزرگ هارمونيكي هستند . در زير به چند نمونه از آنها اشاره خواهيم كرد :
ـ‌ مجتمع هاي فولاد و صنايع ذوب آهن نظير نورد اهواز، ذوب آهن اصفهان و . . . از كوره هاي عظيم قوس الكتريكي استفاده مي كنند كه در كنار اين كوره ها از SVC   براي تامين توان راكتيو مورد نياز جهت بهبود ضريب توان آنها استفاده مي شود . در قسمتهاي ديگر اين مراكز صنعتي انواع و اقسام موتورهاي AC   و DC در حال كار مي باشند و در كنارآنها نيز كنترل كننده هاي مربوطه در حال انجام وظيفه خود و در نتيجه تزريق هارمونيك در شبكه مي باشند.
ـ مجتمع هاي پتروشيمي و صنايع شيميائي نظير پتروشيمي اصفهان ، امام و اراك جهت انجام بسياري از فرآيندهاي شيميائي به برق DC  نيازمند مي باشند كه براي تامين اين برق از يكسو سازهاي پر قدرتي استفاده مي شود كه سهم قابل توجهي را در توليد هارمونيكهاي شبكه خواهند داشت .

جهت دانلود فایل کامل کلیک کنید

در صورت داشتن هرگونه سوال و یا نیاز به مشاوره در زمینه انجام پایان نامه برق قدرت با ما در ارتباط باشید.