تعداد صفحه: 106 - حجم فایل: 7.68 مگابایت
چکیده: در اين پايان نامه (پژوهش) به مطالعه ارتباط بين منحني مغناطيس شوندگي هسته ترانسفور ماتور و ناپايداريهاي هارمونيکي ناشي از آن مي پردازيم .سپس انواع هارمونيک هاي ولتاژ و جريان و اثرات آنها را بر روي سيستم هاي قدرت ، در حالات مختلف مورد بررسي قرار مي دهيم.
فهرست مطالب
مقدمه................................................................................................................ 1
فصل اول: شناخت ترانسفورماتور.................................................. 6
1-1 مقدمه........................................................................................................ 7
2-1 تعريف ترانسفورماتور............................................................................... 7
3-1 اصول اوليه................................................................................................. 7
4-1 القاء متقابل................................................................................................. 7
5-1 اصول کار ترانسفورماتور........................................................................... 9
6-1 مشخصات اسمي ترانسفورماتور................................................................ 12
1-6-1 قدرت اسمي......................................................................................... 12
2-6-1 ولتاژ اسمي اوليه.................................................................................... 12
3-6-1 جريان اسمي......................................................................................... 12
4-6-1 فرکانس اسمي....................................................................................... 12
5-6-1 نسبت تبديل اسمي................................................................................ 13
7-1 تعيين تلفات در ترانسفورماتورها............................................................... 13
1-7-1 تلفات آهني........................................................................................... 13
2-7-1 تلفات فوکو در هسته............................................................................. 13
3-7-1 تلفات هيسترزيس................................................................................. 14
4-7-1 مقدار تلفات هيسترزيس....................................................................... 16
5-7-1 تلفات مس............................................................................................ 16
8-1 ساختمان ترانسفورماتور............................................................................. 17
1-8-1 مدار مغناطيسي (هسته)......................................................................... 17
2-8-1 مدار الكتريكي (سيم پيچها)................................................................... 17
1-2-8-1 تپ چنجر......................................................................................... 18
2-2-8-1 انواع تپ چنجر................................................................................ 18
3-8-1 مخزن روغن......................................................................................... 19
مخزن انبساط..................................................................................................... 19
4-8-1 مواد عايق.............................................................................................. 19
الف - كاغذهاي عايق........................................................................................ 20
ب - روغن عايق............................................................................................... 20
ج - بوشينكهاي عايق........................................................................................ 20
5-8-1 وسايل حفاظتي...................................................................................... 21
الف – رله بوخهلتس......................................................................................... 21
ب – رله كنترل درجه حرارت سيم پيچ............................................................ 22
ج – ظرفيت سيلي گاژل.................................................................................... 23
9-1 جرقه گير................................................................................................... 24
1-10 پيچ ارت.................................................................................................. 24
فصل دوم: بررسي بين منحني B-H و آناليز هارمونيكي جريان مغناطيس كننده 26
1-2 مقدمه........................................................................................................ 27
2-2 منحني مغناطيس شوندگي......................................................................... 27
3-2 پس ماند (هيسترزيس).............................................................................. 30
4-2 تلفات پس ماند (تلفات هيسترزيس)......................................................... 32
5-2 تلفات هسته............................................................................................... 32
6-2 جريان تحريك........................................................................................... 33
7-2 پديده تحريك در ترانسفورماتورها............................................................ 33
8-2 تعريف و مفهوم هارمونيك ها................................................................... 36
1-8-2 هارمونيك ها......................................................................................... 36
2-8-2 هارمونيك هاي مياني............................................................................ 37
9-2 ناپايداري هارمونيكي مرتبط با هسته ترانس در سيستمهاي AC-DC 37
10-2 واكنشهاي فركانسي AC-DC............................................................... 37
11-2 چگونگي ايجاد ناپايداري......................................................................... 39
12-2 تحليل ناپايداري...................................................................................... 40
13-2 كنترل ناپايداري....................................................................................... 41
14-2 جريان مغناطيس كننده ترانسفورماتور..................................................... 42
1-14-2 عناصر قابل اشباع................................................................................ 42
2-14-2 وسايل فرومغناطيسي........................................................................... 43
فصل سوم : تأثير هارمونيكهاي جريان ولتاژ روي ترانسفورماتورهاي قدرت 46
1-3 مقدمه........................................................................................................ 47
2-3 مروري بر تعاريف اساسي......................................................................... 47
3-3 اعوجاج هارمونيكها در نمونه هايي از شبكه.............................................. 49
4-3 اثرات هارمونيك ها................................................................................... 51
5-3 نقش ترميم در سيستمهاي قدرت با استفاده از اثر خازنها 52
1-5-3 توزيع هارمونيكهاي جريان در يك سيستم قدرت بدون خازن 52
2-5-3 توزيع هارمونيكهاي جريان در يك سيستم پس از نصب خازن 52
6-3 رفتار ترانسفورماتور در اثر هارمونيكهاي جريان........................................ 54
7-3 عيوب هارمونيكها در ترانسفورماتور.......................................................... 54
1-7-3 هارمونيكهاي جريان.............................................................................. 54
1) اثر بر تلفات اهمي......................................................................................... 54
2) تداخل الكترومغناطيسي با مدارهاي مخابراتي............................................... 54
3) تأثير بر روي تلفات هسته............................................................................. 55
2-7-3 هارمونيك هاي ولتاژ............................................................................. 55
1) تنش ولتاژ روي عايق.................................................................................... 55
2) تداخل الكترواستاتيكي در مدارهاي مخابراتي............................................... 55
3) ولتاژ تشديد بزرگ........................................................................................ 56
8-3 حذف هارمونيكها...................................................................................... 56
1) چگالي شار كمتر.......................................................................................... 56
2) نوع اتصال..................................................................................................... 57
3) اتصال مثلث سيم پيچي اوليه يا ثانويه............................................................ 57
4) استفاده از سيم پيچ سومين............................................................................ 57
5) ترانسفورماتور ستاره – مثلث زمين.............................................................. 57
9-3 طراحي ترانسفورماتور براي سازگاري با هارمونيك ها.............................. 58
10-3 چگونگي تعيين هارمونيكها..................................................................... 59
11-3 اثرات هارمونيكهاي جريان مرتبه بالا روي ترانسفورماتور 59
12-3 مفاهيم تئوري.......................................................................................... 60
1-12-3 مدل سازي.......................................................................................... 60
13- 3 نتايج عمل.............................................................................................. 61
14-3 راه حل ها................................................................................................ 62
15-3 نتيجه گيري نهايي................................................................................... 62
فصل چهارم: بررسي عملكرد هارمونيك ها در ترانسفورماتورهاي قدرت 63
1-4 مقدمه........................................................................................................ 64
2-4- پديده هارمونيك در ترانسفورماتور سه فاز.............................................. 64
3-4 اتصال ستاره............................................................................................... 68
1-3-4 ترانسفورماتورهاي با مدار مغناطيسي مجزا و مستقل 68
2-3-4 ترانسفورماتورها با مدار مغناطيسي پيوسته يا تزويج شده 71
4-4 اتصال Yy ستاره با نقطه خنثي................................................................... 72
5-4 اتصال Dy................................................................................................. 72
6-4 اتصال yd.................................................................................................. 73
7-4 اتصال Dd................................................................................................. 74
8-4 هارمونيك هاي سوم در عمل ترانسفورماتور سه فاز................................. 74
9-4 سيم پيچ ثالثيه يا پايداركننده....................................................................... 76
10-4 تلفات هارمونيك در ترانسفورماتور......................................................... 77
1-10-4 تلفات جريان گردابي در هادي هاي ترانسفورماتور............................. 77
2-10-4 تلفات هيسترزيس هسته..................................................................... 77
3-10-4 تلفات جريان گردابي در هسته............................................................ 78
4-10-4 كاهش ظرفيت ترانسفورماتور............................................................. 79
فصل پنجم: جبران كننده هاي استاتيك........................................... 80
1-5 مقدمه........................................................................................................ 81
2-5 راكتور كنترل شده با تريستور TCR......................................................... 81
1-2-5 تركيب TCR و خازنهاي ثابت موازي................................................. 87
3-5 راكتور اشباع شدهSCR............................................................................ 88
1-3-5 شيب مشخصه ولتاژ.............................................................................. 89
نتيجه گيري ...................................................................................................... 91
منابع و مآخذ..................................................................................................... 92
چكيده به زبان انگليسي..................................................................................... 94
فهرست تصاویر
فصل اول............................................................................................ 6
شكل1-1: نمايش خطوط شار..................................................................................... 8
شكل2-1: شماي كلي ترانسفورماتور.......................................................................... 9
شكل3-1: رابطه فوران و نيروي محركه مغناطيسي..................................................... 11
شكل4-1: نمايش منحني هاي هيستر زيس................................................................ 15
شكل5-1: نمايش بوشيگ هاي عايق........................................................................... 20
شكل6-1: يك نمونه رله............................................................................................. 22
شكل7-1: رله كنترل درجه حرارت سيم پيچ ها.......................................................... 23
شكل8-1: ظرف سيلي كاژل....................................................................................... 23
شكل9-1: شماي كلي يك ترانسفورماتور با مخزن روغن و سيستم جرقه گير........... 24
شكل10-1: نمايش پيچ ارت....................................................................................... 25
فصل دوم........................................................................................... 26
شكل1-2: نمايش شدت جريان در هسته چنبره شكل................................................ 28
شكل2-2: منحني مغناطيس شوندگي......................................................................... 29
شكل3-2: منحني مغناطيس شوندگي......................................................................... 29
شكل4-2: منحني هاي هيستر زيس............................................................................ 31
شكل5-2: حلقه هاي ايستا و پويا................................................................................ 32
شكل6-2: شكل موج جريان مغناطيس كننده.............................................................. 34
شكل7-2: شكل موج جريان تحريك با پسماند.......................................................... 35
شكل8-2: شكل موج شار براي جريان مغناطيس كننده سينوسي............................ 36
شكل9-2: نمايش هارمونيك هاي توالي مثبت و منفي............................................... 38
شكل10-2: تركيبdc توالي منفي توليد شده توسط مبدلHVDC........................... 39
شكل11-2: نمايش امپدانس هايAC,DC در روش سيستم حوزه فركانس............. 40
شكل12-2: مقايسه حالات مختلف اشباع................................................................... 41
شكل13-2: مشخصه مغناطيسي ترانسفورماتور........................................................... 42
شكل14-2: جريان مغناطيس كننده ترانس و محتواي هارمونيكي آن.......................... 43
شكل15-2: مدار معادلT براي يك ترانسفورماتور..................................................... 44
شكل16-2: منحني شار مغناطيسي برحسب جريان ترانسفورماتور............................. 44
شكل17-2: نمونه شكل موج جريان مغناطيسي براي يك ترانسفورماتور................... 44
فصل سوم........................................................................................... 46
شكل1-3: مولدهاي هارموني جريان........................................................................... 47
شكل2-3: هارمونيك پنجم با ضريب35%................................................................... 48
شكل3-3: طيف هارمونيك ها.................................................................................... 50
شكل4-3: جريان تحميل شده روي جريان اصلي....................................................... 50
شكل5-3: طيف هارمونيك ها.................................................................................... 50
شكل6-3: جريان تحميل شده روي جريان اصلي....................................................... 50
شكل7-3: مسير هارمونيكي جريان در سيستم بدون خازن......................................... 52
شكل8-3: مسير هارموني هاي جريان در سيستم پس از نصب خازن......................... 53
شكل9-3: تداخل الكترو استاتيكي با مدارهاي مغناطيسي........................................... 55
شكل10-3: ولتاژ تشديد بزرگ در اثر هارمونيك سوم................................................ 56
شكل11-3: ترانسفورماتور ستاره مثلث زمين، براي حذف هارمونيك هاي مضرب3.............. 58
شكل12-3: طراحي ترانسفورماتور براي سازگاري با هارمونيك ها............................ 58
شكل13-3: مدار معادل ساده شده سيم پيچ ترانسفورماتور......................................... 60
شكل14-3: توزيع ولتاژ در طول يك سيم پيچ............................................................ 61
فصل چهارم........................................................................................ 63
شكل1-4: نمودار برداري ولتاژهاي مؤلفه اصلي، سوم، پنجم و هفتم.......................... 65
شكل2-4: نمودار برداري ولتاژهاي اصلي، هارمونيك پنجم وهفتم............................. 66
شكل3-4: نمايش نيروي محركه الكتريكيemf اتصال ستاره در هر لحظه................. 66
شكل4-4:نمايش هارمونيك هاي سوم در اتصال مثلث............................................... 66
شكل5-4: مربوط به نوسان نقطه خنثي....................................................................... 70
شكل6-4: مسير پارهاي هارمونيك سوم (مضرب سه) در ترانسفورماتورهاي سه فاز
نوع هسته اي................................................................................................................. 71
شكل7-4: ترانسفورماتور با اتصالY-yبدون بار......................................................... 75
شكل8-4: سيم پيچ سومين (ثالثيه).............................................................................. 77
فصل پنجم.......................................................................................... 80
شكل1-5: ساختمان شماتيكTCR............................................................................ 81
شكل2-5: منحني تغييرات بر حسب زاويه هدايت و زاويه آتش............ 83
شكل3-5: مشخصه ولتاژ- جريانTCR..................................................................... 84
شكل4-5: يك نمونه صافي با استفاده ازL.C............................................................. 85
شكل5-5: حذف هارمونيك سوم با استفاده از مدارTCR با اتصال ستاره................... 86
شكل6-5: حدف هارمونيك هاي پنجم وهفتم با استفاده از مدار TCR با اتصال ستاره.. 86
شكل7-5: بررسي اختلال در شبكه قدرت قبل و بعد از استفاده از جبران كننده با خازن. 87
شكل8-5: منحني مشخصه ولتاژ- جريانSR............................................................. 88
شكل9-5: حذف هارمونيك هاي شبكه قدرت با استفاده از راكتور اشباع شدهSR..... 88
شكل10-5: منحني مشخصه ولتاژ- جريانSR با خازن اصلاح شيب......................... 89
شكل 11-5 : حذف هارمونيكهاي شبكه قدرت با استفاده از راكتور اشباع شده SR....... 89
شكل 12-5: منحني مشخصه ولتاژ – جريان SR با خازن اصلاح شيب.................... 90
فهرست جداول
فصل دوم...........................................................................................
جدول1-2: مقادير هارمونيك ها در جريان مغناطيسي يك ترانسفورماتور.................. 45
پایان نامه بررسی وضعیت فروش محصولات چرمی سبک (داخلی- خارجی)