پایان نامه کارشناسی برق بررسی اثرات هارمونیک های ولتاژ و جریان بر روی ترانسفورماتورهای قدرت با فرمت ورد

اختصاصی از حامی فایل پایان نامه کارشناسی برق بررسی اثرات هارمونیک های ولتاژ و جریان بر روی ترانسفورماتورهای قدرت با فرمت ورد دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه................................................................................................................ 1

فصل اول: شناخت ترانسفورماتور................................................................. 6

1-1 مقدمه........................................................................................................ 7

2-1 تعریف ترانسفورماتور............................................................................... 7

3-1 اصول اولیه................................................................................................. 7

4-1 القاء متقابل................................................................................................. 7

5-1 اصول کار ترانسفورماتور........................................................................... 9

6-1 مشخصات اسمی ترانسفورماتور................................................................ 12

1-6-1 قدرت اسمی......................................................................................... 12

2-6-1 ولتاژ اسمی اولیه.................................................................................... 12

3-6-1 جریان اسمی......................................................................................... 12

4-6-1 فرکانس اسمی....................................................................................... 12

5-6-1 نسبت تبدیل اسمی................................................................................ 13

7-1 تعیین تلفات در ترانسفورماتورها............................................................... 13

1-7-1 تلفات آهنی........................................................................................... 13

2-7-1 تلفات فوکو در هسته............................................................................. 13

3-7-1 تلفات هیسترزیس................................................................................. 14

4-7-1 مقدار تلفات هیسترزیس....................................................................... 16

5-7-1 تلفات مس............................................................................................ 16

8-1 ساختمان ترانسفورماتور............................................................................. 17

1-8-1 مدار مغناطیسی (هسته)......................................................................... 17

2-8-1 مدار الکتریکی (سیم پیچها)................................................................... 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 عایق.............................................................................................. 19

الف - کاغذهای عایق........................................................................................ 20

ب - روغن عایق............................................................................................... 20

ج - بوشینکهای عایق........................................................................................ 20

5-8-1 وسایل حفاظتی...................................................................................... 21

الف – رله بوخهلتس......................................................................................... 21

ب – رله کنترل درجه حرارت سیم پیچ............................................................ 22

ج – ظرفیت سیلی گاژل.................................................................................... 23

9-1 جرقه گیر................................................................................................... 24

1-10 پیچ ارت.................................................................................................. 24

فصل دوم: بررسی بین منحنی B-H و آنالیز هارمونیکی جریان مغناطیس کننده     26

1-2 مقدمه........................................................................................................ 27

2-2 منحنی مغناطیس شوندگی......................................................................... 27

3-2 پس ماند (هیسترزیس).............................................................................. 30

4-2 تلفات پس ماند (تلفات هیسترزیس)......................................................... 32

5-2 تلفات هسته............................................................................................... 32

6-2 جریان تحریک........................................................................................... 33

7-2 پدیده تحریک در ترانسفورماتورها............................................................ 33

8-2 تعریف و مفهوم هارمونیک ها................................................................... 36

1-8-2 هارمونیک ها......................................................................................... 36

2-8-2 هارمونیک های میانی............................................................................ 37

9-2 ناپایداری هارمونیکی مرتبط با هسته ترانس در سیستمهای AC-DC      37

10-2 واکنشهای فرکانسی AC-DC................................................................ 37

11-2 چگونگی ایجاد ناپایداری......................................................................... 39

12-2 تحلیل ناپایداری....................................................................................... 40

13-2 کنترل ناپایداری....................................................................................... 41

14-2 جریان مغناطیس کننده ترانسفورماتور..................................................... 42

1-14-2 عناصر قابل اشباع................................................................................ 42

2-14-2 وسایل فرومغناطیسی........................................................................... 43

فصل سوم : تأثیر هارمونیکهای جریان ولتاژ روی ترانسفورماتورهای قدرت   46

1-3 مقدمه........................................................................................................ 47

2-3 مروری بر تعاریف اساسی.......................................................................... 47

3-3 اعوجاج هارمونیکها در نمونه هایی از شبکه.............................................. 49

4-3 اثرات هارمونیک ها................................................................................... 51

5-3 نقش ترمیم در سیستمهای قدرت با استفاده از اثر خازنها.......................... 52

1-5-3 توزیع هارمونیکهای جریان در یک سیستم قدرت بدون خازن            52

2-5-3 توزیع هارمونیکهای جریان در یک سیستم پس از نصب خازن           52

6-3 رفتار ترانسفورماتور در اثر هارمونیکهای جریان........................................ 54

7-3 عیوب هارمونیکها در ترانسفورماتور.......................................................... 54

1-7-3 هارمونیکهای جریان.............................................................................. 54

1) اثر بر تلفات اهمی......................................................................................... 54

2) تداخل الکترومغناطیسی با مدارهای مخابراتی............................................... 54

3) تأثیر بر روی تلفات هسته............................................................................. 55

2-7-3 هارمونیک های ولتاژ............................................................................. 55

1) تنش ولتاژ روی عایق.................................................................................... 55

2) تداخل الکترواستاتیکی در مدارهای مخابراتی................................................ 55

3) ولتاژ تشدید بزرگ........................................................................................ 56

8-3 حذف هارمونیکها...................................................................................... 56

1) چگالی شار کمتر.......................................................................................... 56

2) نوع اتصال..................................................................................................... 57

3) اتصال مثلث سیم پیچی اولیه یا ثانویه............................................................ 57

4) استفاده از سیم پیچ سومین............................................................................ 57

5) ترانسفورماتور ستاره – مثلث زمین.............................................................. 57

9-3 طراحی ترانسفورماتور برای سازگاری با هارمونیک ها.............................. 58

10-3 چگونگی تعیین هارمونیکها..................................................................... 59

11-3 اثرات هارمونیکهای جریان مرتبه بالا روی ترانسفورماتور........................ 59

12-3 مفاهیم تئوری.......................................................................................... 60

1-12-3 مدل سازی.......................................................................................... 60

13- 3 نتایج عمل.............................................................................................. 61

14-3 راه حل ها................................................................................................ 62

15-3 نتیجه گیری نهایی................................................................................... 62

فصل چهارم: بررسی عملکرد هارمونیک ها در ترانسفورماتورهای قدرت       63

1-4 مقدمه........................................................................................................ 64

2-4- پدیده هارمونیک در ترانسفورماتور سه فاز.............................................. 64

3-4 اتصال ستاره............................................................................................... 68

1-3-4 ترانسفورماتورهای با مدار مغناطیسی مجزا و مستقل............................. 68

2-3-4 ترانسفورماتورها با مدار مغناطیسی پیوسته یا تزویج شده                   71

4-4 اتصال Yy ستاره با نقطه خنثی................................................................... 72

5-4 اتصال Dy................................................................................................. 72

6-4 اتصال yd.................................................................................................. 73

7-4 اتصال Dd................................................................................................. 74

8-4 هارمونیک های سوم در عمل ترانسفورماتور سه فاز.................................. 74

9-4 سیم پیچ ثالثیه یا پایدارکننده....................................................................... 76

10-4 تلفات هارمونیک در ترانسفورماتور......................................................... 77

1-10-4 تلفات جریان گردابی در هادی های ترانسفورماتور............................. 77

2-10-4 تلفات هیسترزیس هسته..................................................................... 77

3-10-4 تلفات جریان گردابی در هسته............................................................ 78

4-10-4 کاهش ظرفیت ترانسفورماتور............................................................. 79

فصل پنجم: جبران کننده های استاتیک......................................................... 80

1-5 مقدمه........................................................................................................ 81

2-5 راکتور کنترل شده با تریستور TCR......................................................... 81

1-2-5 ترکیب TCR و خازنهای ثابت موازی.................................................. 87

3-5 راکتور اشباع شدهSCR............................................................................ 88

1-3-5 شیب مشخصه ولتاژ.............................................................................. 89

نتیجه گیری ...................................................................................................... 91

منابع و مآخذ..................................................................................................... 92

چکیده به زبان انگلیسی..................................................................................... 94

فهرست تصاویر

عنوان

صفحه

فصل اول................................................................................................................... 6

شکل1-1: نمایش خطوط شار..................................................................................... 8

شکل2-1: شمای کلی ترانسفورماتور.......................................................................... 9

شکل3-1: رابطه فوران و نیروی محرکه مغناطیسی..................................................... 11

شکل4-1: نمایش منحنی های هیستر زیس................................................................ 15

شکل5-1: نمایش بوشیگ های عایق........................................................................... 20

شکل6-1: یک نمونه رله............................................................................................. 22

شکل7-1: رله کنترل درجه حرارت سیم پیچ ها.......................................................... 23

شکل8-1: ظرف سیلی کاژل....................................................................................... 23

شکل9-1: شمای کلی یک ترانسفورماتور با مخزن روغن و سیستم جرقه گیر............ 24

شکل10-1: نمایش پیچ ارت....................................................................................... 25

فصل دوم................................................................................................................... 26

شکل1-2: نمایش شدت جریان در هسته چنبره شکل................................................ 28

شکل2-2: منحنی مغناطیس شوندگی......................................................................... 29

شکل3-2: منحنی مغناطیس شوندگی......................................................................... 29

شکل4-2: منحنی های هیستر زیس............................................................................ 31

شکل5-2: حلقه های ایستا و پویا................................................................................ 32

شکل6-2: شکل موج جریان مغناطیس کننده.............................................................. 34

شکل7-2: شکل موج جریان تحریک با پسماند.......................................................... 35

شکل8-2: شکل موج شار برای جریان مغناطیس کننده سینوسی............................ 36

شکل9-2: نمایش هارمونیک های توالی مثبت و منفی................................................ 38

شکل10-2: ترکیبdc توالی منفی تولید شده توسط مبدلHVDC........................... 39

شکل11-2: نمایش امپدانس هایAC,DC در روش سیستم حوزه فرکانس.............. 40

شکل12-2: مقایسه حالات مختلف اشباع................................................................... 41

شکل13-2: مشخصه مغناطیسی ترانسفورماتور........................................................... 42

شکل14-2: جریان مغناطیس کننده ترانس و محتوای هارمونیکی آن.......................... 43

شکل15-2: مدار معادلT برای یک ترانسفورماتور..................................................... 44

شکل16-2: منحنی شار مغناطیسی برحسب جریان ترانسفورماتور............................. 44

شکل17-2: نمونه شکل موج جریان مغناطیسی برای یک ترانسفورماتور.................... 44

فصل سوم.................................................................................................................. 46

شکل1-3: مولدهای هارمونی جریان........................................................................... 47

شکل2-3: هارمونیک پنجم با ضریب35%................................................................... 48

شکل3-3: طیف هارمونیک ها.................................................................................... 50

شکل4-3: جریان تحمیل شده روی جریان اصلی........................................................ 50

شکل5-3: طیف هارمونیک ها.................................................................................... 50

شکل6-3: جریان تحمیل شده روی جریان اصلی........................................................ 50

شکل7-3: مسیر هارمونیکی جریان در سیستم بدون خازن......................................... 52

شکل8-3: مسیر هارمونی های جریان در سیستم پس از نصب خازن......................... 53

شکل9-3: تداخل الکترو استاتیکی با مدارهای مغناطیسی............................................ 55

شکل10-3: ولتاژ تشدید بزرگ در اثر هارمونیک سوم................................................ 56

شکل11-3: ترانسفورماتور ستاره مثلث زمین، برای حذف هارمونیک های مضرب3.............. 58

شکل12-3: طراحی ترانسفورماتور برای سازگاری با هارمونیک ها............................. 58

شکل13-3: مدار معادل ساده شده سیم پیچ ترانسفورماتور......................................... 60

شکل14-3: توزیع ولتاژ در طول یک سیم پیچ............................................................ 61

فصل چهارم............................................................................................................... 63

شکل1-4: نمودار برداری ولتاژهای مؤلفه اصلی، سوم، پنجم و هفتم.......................... 65

شکل2-4: نمودار برداری ولتاژهای اصلی، هارمونیک پنجم وهفتم............................. 66

شکل3-4: نمایش نیروی محرکه الکتریکیemf اتصال ستاره در هر لحظه................. 66

شکل4-4:نمایش هارمونیک های سوم در اتصال مثلث............................................... 66

شکل5-4: مربوط به نوسان نقطه خنثی....................................................................... 70

شکل6-4: مسیر پارهای هارمونیک سوم (مضرب سه) در ترانسفورماتورهای سه فاز

نوع هسته ای................................................................................................................. 71

شکل7-4: ترانسفورماتور با اتصالY-yبدون بار......................................................... 75

شکل8-4: سیم پیچ سومین (ثالثیه).............................................................................. 77

فصل پنجم................................................................................................................. 80

شکل1-5: ساختمان شماتیکTCR............................................................................ 81

شکل2-5: منحنی تغییرات بر حسب زاویه هدایت و زاویه آتش............ 83

شکل3-5: مشخصه ولتاژ- جریانTCR..................................................................... 84

شکل4-5: یک نمونه صافی با استفاده ازL.C............................................................. 85

شکل5-5: حذف هارمونیک سوم با استفاده از مدارTCR با اتصال ستاره................... 86

شکل6-5: حدف هارمونیک های پنجم وهفتم با استفاده از مدار TCR با اتصال ستاره.. 86

شکل7-5: بررسی اختلال در شبکه قدرت قبل و بعد از استفاده از جبران کننده با خازن. 87

شکل8-5: منحنی مشخصه ولتاژ- جریانSR............................................................. 88

شکل9-5: حذف هارمونیک های شبکه قدرت با استفاده از راکتور اشباع شدهSR..... 88

شکل10-5: منحنی مشخصه ولتاژ- جریانSR با خازن اصلاح شیب......................... 89

شکل 11-5 : حذف هارمونیکهای شبکه قدرت با استفاده از راکتور اشباع شده SR....... 89

شکل 12-5: منحنی مشخصه ولتاژ – جریان SR  با خازن اصلاح شیب.................... 90

فهرست جداول

عنوان

صفحه

فصل دوم...................................................................................................................

جدول1-2: مقادیر هارمونیک ها در جریان مغناطیسی یک ترانسفورماتور.................. 45