تحلیل و ارزیابی کیفیت توان الکتریکی شبکه فشار متوسط نمونه ای شامل کوره قوس الکتریکی با استفاده از SVC و فیلترهای هارمونیکی ضمن بکارگیری HTSFCL

پایان نامه ای که به شما همراهان صمیمی فروشگاه دیجی لود معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته برق و با عنوان تحلیل و ارزیابی کیفیت برق شبکه فشار متوسط در 120صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب مهندسی برق قرار گیرد.

چکیده تحقیق تحلیل و ارزیابی کیفیت توان الکتریکی شبکه فشار متوسط:

امروزه توليد و مصرف فولاد يكي از شاخص‌هاي اصلي توسعه يافتگي كشورها و جوامع به شمار مي‌آيد. حضور صنعت فولاد در يك منطقه بر فرآيند توسعه، فرهنگ، سطح دانش، اشتغال زايي، پژوهش، آموزش و تجارت آن منطقه تاثير بسزايي دارد.

با گسترش شبکه قدرت واحداث واحدهای فولادسازی که باعث بالا رفتن سطح قدرت اتصال کوتاه شبکه می‌گردد که صنایع فولاد جز بارهای پر مصرف شبکه می‌باشند و از آنجا که بیشتر کارخانه‌های فولاد در کشور از نوع قوس الکتریکی می‌باشند.

کورهای قوس از جمله بارهای غیر خطی هستند که می‌توانند در پارامترهای کیفیت توان تاثیر بسزایی داشته باشند. سیستم قدرتی که در این گزارش مورد توجه قرار گرفت پست برق فشار قوی فولاد هرمزگان جنوب می‌باشد. این مجتمع یکی از بزرگترین مجتمع‌های فولاد در ایران محسوب می‌شود و از بخشهای مختلفی از جمله بخش احیا، بخش اکسیژن، بخش آب شیرین کن، واحد تولید آهک، واحد فولاد سازی، ریخته گری، پست برق 230kv و svc تشکیل شده است. با توجه به ماهیت بارهای الکتریکی موجود در هر یک از بخشهای مجتمع،از یک طرف کیفیت توان الکتریکی مورد نیاز سیستم امری ضروری به نظر می رسد، اما از طرف دیگر حضور کوره‌های قوس الکتریکی با توان بالا در این مجتمع کیفیت توان الکتریکی مجتمع را به چالش می‌کشد. به همین دلیل جهت ارتقای سطح کیفیت توان مجموعه افدام به نصب سیستم جبرانساز استاتیکی توان راکتیو(svc) شده است. که با توجه به رشد شبکه و قدرت اتصال کوتاه نیاز به محدودسازهای جریان خطا به شدت احساس می‌شود که در این پایان‌نامه به بررسی پارامترهای کیفیت توان الکتریکی در مجتمع فولاد هرمزگان جنوب  و نقش svc در بهبود این پارامترها و اثر محدودسازهای جریان خطا بر شبکه و پارامترهای کیفیت توان الکتریکی مورد بررسی قرار می‌گیرد.

ضرورت تحقيق:

وجود شرکتهای مختلف فولاد از جمله فولاد هرمزگان جنوب ،فولاد کاوه کیش و فولاد صبا در استان هرمزگان نشان از توسعه روز افزون این صنعت مهم می‌باشد و امروزه کوره های قوس الکتریکی به عنوان یکی از بارهای الکتریکی بزرگ و متمرکز در شبکه برق این استان محسوب می‌شود. از این رو بررسی اثرات مخرب کوره های قوس الکتریکی بر پارامترهای کیفیت توان بسیار حائز اهمیت بوده راه را برای تحقیق و پژوهش در این زمینه باز نموده است لذا می‌توان با انجام مطالعات دقیقی بر روی شبکه توزیع فولاد هرمزگان جنوب که شامل دو کوره قوس الکتریکی و دو کوره پاتیلی در فرآیند اصلی تولید فولاد می‌باشد پارامترهای کیفیت توان را مورد تجزیه وتحلیل قرار داد و نقش جبران ساز استاتیکی SVC و فیلترهای هارمونیکی بر بهبود این پارامترها را تحلیل نمود؛ با توجه به رشد صنعت و بالطبع رشد شبکه قدرت که خود باعث افزایش سطح اتصال کوتاه شبکه و تجهیزات می گردد. در این تحقیق نیز سعی شده است با بکارگیری محدود کننده جریان خطاي ابررسانايي عملکرد جبران ساز توان راکتیو (SVC ) و محدود کردن جریان خطا را جهت توسعه شبکه ارتقاء بخشید.

ساختار پایان نامهتحلیل و ارزیابی کیفیت توان الکتریکی شبکه فشار متوسط:

ای پایان نامه شامل 5 فصل به شرح زیر می باشد

• در فصل 1، مقدمه کلی و ضرورت تحقیق بیان شده است.
• در فصل 2 به بررسی مفاهیم و مقادیر مجاز پارامترهای کیفیت توان پرداخته و در آخر به مشخصات شبکه برق فولاد هرمزگان جنوب اشاره شده است.
• در فصل 3 به برسی انواع مدلهای کوره قوس الکتریکی، svc و فیلترهای هارمونیکی پرداخته ودر اخر شبیه سازی شبکه فولاد صورت گرفته و نتایج حاصل از شبیه سازی و اندازه‌گیری بررسی شده است.
• در فصل 4 به بررسی انواع محدود کننده های جریان خطا پرداخته و بکار گیری این محدود کننده در شبکه فولاد هرمزگان شبیه سازی شده و نتایج مورد بررسی قرار می‌گیرد.
• در فصل 6 نتیجه گیری کلی حاصل از تحقیق ذکر شده است.

فهرست مطالب تحقیق تحلیل و ارزیابی کیفیت توان الکتریکی شبکه فشار متوسط:

چکیده  1

فصل اول: مقدمه  2

1-1- تاریخچه: 2

1-2- ضرورت تحقيق: 3

1-3- اهداف تحقیق    3

1-4- ساختار پایان نامه: 3

فصل دوم: کیفیت توان دز شبکه های فولاد  5

2-1- مقدمه  5

2-2- مفاهیم کیفیت توان و استانداردها  5

2-2-1- فلیکر ولتاژ و حدود مجاز آن   7

2-2-2- هارمونیک ها و فیلترهای هارمونیکی    10

2-2-3- اصلاح ضریب قدرت     16

2-2-3-1- روش جبران سازی    16

2-2-3-2- ادوات جبران سازی    18

2-3- معرفی شبکه برق فولاد هرمزگان جنوب و اجزای آن   19

2-3-1- اطلاعات پست تغذیه کننده در نقطه PCC   20

2-3-2- اطلاعات شبکه تغذیه در باس بار MV (نقطه اتصال کوره قوس الکتریکی و SVC)  20

2-3-3- مشخصات ترانسفورماتور کاهنده  21

2-3-4- مشخصات ترانسفورماتور کوره قوس الکتریکی(EAF)  22

2-3-5- مشخصات ترانسفورماتور کوره پاتیلی(LF)  22

2-3-6- هارمونیکهای تولید شده توسط EAF,LF   23

2-3-7- هارمونیکهای میانی تولید شده توسط EAF   24

2-3-8- مشخصات نقطه عملکرد (بدترین شرایط)  24

2-3-9- پارامترهای مورد نیاز در نقطه اتصال به شبکه(PCC)  25

2-3-10- مشخصات SVC   25

2-3-10-1- بررسی امپدانس شبکه و فیلترهای هارمونیکی    30

2-3-10-2- ارزیابی اثر هارمونیک های ولتاژ و جریان بر THD و ضریب کیفیت توان الکتریکی در PCC   34

فصل سوم: مدل سازی و شبیه سازی شبکه برق فولاد هرمزگان جنوب     37

3-1- مقدمه  37

3-2- بررسی و شبیه سازی چند مدل کوره قوس      37

3-2-1 مدل های کوره قوس      39

3-2-1-1  روش مطالعه و بررسی حوزه زمان   39

3-2-1-2- تجزیه و تحلیل حوزه فرکانس      46

3-3 – دسته‌بندي SVC‌ها  48

3-3-1- اصول و مدل SVC   49

3-3-2- انواع و ساختار SVC‌ها  52

3-3-2-1- انواع SVCامپدانس متغير   52

3-3-2-2- انواع SVC با استفاده از مبدل‌هاي الكترونيك قدرت     61

3-4 مدل سازی فیلترهای هارمونیکی    69

3-5 مدل سازی کامل شبکه فولاد هرمزگان جنوب     73

3-6- نتایج عملی ناشی از اندازه گیری    76

3-6-1- نتایج اندازه گیری در طول یک ذوب     76

3-6-2- نتایج اندازه گیری رو باسبار 33 KV  کوره قوس و SVC   78

فصل چهارم: محدود سازهای جریان های خطا  80

4-1- مقدمه  80

4-2- مفاهیم محدود سازهای جریان خطا  81

4-2-1- مهمترین خواص ابررساناها  82

4-2-2- تئوری عبور جریان   83

4-2-3- برخی اصطلاحات ابررساناها  84

4-3- انواع محدود سازها  84

4-3-1- محدود سازی امپدانسی با کلید مکانیکی    85

4-3-2- فیوزهای محدود ساز جریان   85

4-3-3- محدود سازهای امپدانسی با ادوات نیمه هادی    85

4-3-4- محدود سازهای ابررسانایی    86

4-3-4-1- محدود ساز ابررسانایی نوع مقاومتی    86

4-3-4-2- محدود ساز ابررسانایی نوع القایی    87

4-3-4-3 محدود سازهای ابررسانایی نوع پل دیودی ( نوع راکتور DC)  87

4-3-4-4- محدود ساز ابر رسانایی نوع قفل شار: 89

4-3-4-5- محدود ساز ابر رسانایی نوع راکتور هسته آهنی اشباع شده  89

4-4-محل نصب محدود کننده های جریان خطا  91

4-5- مدل محدودسازی نوع ترانسفورماتوریک و عملکرد آن   93

4-5-1- نوع القایی SFCL   94

4-5-2- نوع ترانسفورماتوری  SFCL   95

4-6- مدل محدود سازی ابررسانا نوع راکتور DC   98

4-7- به کار گیری HTSFCL نوع راکتور DC در شبکه فولاد هرمزگان جنوب     105

4-7-1- مدلسازی شبکه کوره های شامل HTSFCL   108

فصل پنجم: نتیجه گیری    111

5-1- نتایج    111

5-2  پیشنهادهات و کارهای آتی    112

فهرست جدولها

جدول 2-1: گروه بندی و مشخصات پدیده های الکترو مغناطیسی در شبکه قدرت     6

جدول 2-2: حد مجاز فلیکر در شبکه قدرت     9

جدول 2-3: حد قابل قبول هارمونیکهای ولتاژ در سیستم های ولتاژ پائین و ولتاژ متوسط    15

جدول 2-4: حدود قابل قبول هارمونیکهای ولتاژ در شبکه  15

جدول 2-5: هارمونیکها جریانی تولید شده توسط کوره های EAFو LF   23

جدول 2-6: هارمونیکهای میانی تولید شده توسط کوره  EAF   24

جدول 2-7: بدترین نقطه کارکرد کوره های EAF و LF   24

جدول2-8: پارامترهای مورد نیاز در نقطه اتصال به شبکه(PCC)  25

جدول 2-9: ظرفیت فیلترهای هارمونیکی    26

جدول 2-10: ظرفیت پارامترهای فیلترهای هارمونیکی  3 و 4 و 5   27

جدول 2-11: شاخص های فلیکر با آرایش کوره ها  29

جدول 2-12: مقادیر هارمونیک های جریان و ولتاژ در PCC   35

جدول 4-1: پارامترهایی (درK 77.4 و میدان خودش )از مواد ابررسانای تجاری برای SFCLs  93

جدول 4-2: پارامترهای الکتریکی ترانسفورماتور برای ساخت ترانسفورماتور نوع   SFCL   96

جدول 4-3: پارامترهای HTS “مقاومت” سیم پیچ برای ترانسفورماتور SFCL   96

فهرست شکل‌ها

شکل 2-1: منحنی مشخصه حساسیت فلیکر ولتاژ  9

شکل 2-2: آرایش انواع فیلترهای غیر فعال   14

شکل 2-3: استفاده از فیلتر هارمونیکی برای بارهای غیر خطی    15

شکل 2-4: معادل بار تک فاز  17

شکل 2-5: نمایش فازوری توان ها  17

شکل 2-6: چیدمان شبکه فولاد با یک کوره و SVC   19

شکل 2-7: نقشه تک خطی پست 230KV و باسبار 33KV و آرایش SVCو کوره ها  20

شکل 2-8: آرایش و مشخصات یک کوره EAF و LF   22

شکل 2-9: نقشه تک خطی و چیدمان SVC از نوع TCR-FC مجتمع فولاد هرمزگان   25

شکل 2-10: آرایش فیلتر هارمونیک دوم و ظرفیت اجزا آن   27

شکل 2-11: منحنی امپدانس شبکه و فیلترهای هارمونیکی با مقاومت میرا کننده در هارمونیک دوم  31

شکل 2-12: منحنی امپدانس شبکه و فیلترهای هارمونیکی بدون مقاومت میرا کننده در هارمونیک دوم  31

شکل 2-13: منحنی امپدانس شبکه و فیلترهای هارمونیکی با از مدار خارج کردن هارمونیک دوم  32

شکل2-14: منحنی امپدانس شبکه و فیلترهای هارمونیکی با از مدار خارج کردن هارمونیک سوم  32

شکل 2-15: منحنی امپدانس شبکه و فیلترهای هارمونیکی با از مدار خارج کردن هارمونیک چهارم  33

شکل 2-16: منحنی امپدانس شبکه و فیلترهای هارمونیکی با از مدار خارج کردن هارمونیک پنجم   33

شکل 2-17: منحنی امپدانس شبکه و فیلترهای هارمونیکی با از مدار خارج کردن هارمونیک چهارم و پنجم   34

شکل 2-18: طیف هارمونیکهای ولتاژ در PCC   35

شکل 3-1: مدل (1) منحنی مشخصه V-I  38

شکل 3-2 : مدل (1) منحنی مشخصه V-I  40

شکل 3-2 : مدل (2) منحنی مشخصهV-I  41

شکل 3-3: مدل (3) منحنی مشخصهV-I  42

شکل 3-4: مدار معادل مدل4   45

شکل 3-5: مدار معادل مدل5   46

شکل 3-6 : مدار منبع ولتاژ هارمونیک      47

شکل 3-7: نمودار تک خطی SVC   50

شكل 3-8: نمودار ولتاژ- جريان يك SVC   51

شكل 3-9: نمودار تك‌خطي TSC   52

شكل 3-10: مدار يك TCR   53

شكل3-11: نمودار سوپستانس برحسب زويه هدايت     56

شکل 3-12: مشخصه ولتاژ به جريان TCR  همراه با خط بار  57

شكل 3-13:  مدار يك FC-TCR   59

شكل 3-14: مشخصه FC-TCR   60

شكل3-15: نمودار مدار TSC-TCR   61

شکل 3-16: انواع مختلف مبدل‌هاي ac-ac   64

شکل 3-17: شكل تك فاز يك VSI  66

شكل 3-18: نمودار مشخصه V-I يك VSI  67

شکل 3-19: شكل مدار قدرت يك اينورتر تك فاز منبع جريان   68

شکل 3-20: مدار هارمونیک دوم و مقدار آن   69

شکل3-21منحنی امپدانس- فرکانسی هارمونیک دوم  70

شکل 3-22: مدار هارمونیک سوم و مقدار آن   70

شکل3-23منحنی امپدانس- فرکانسی هارمونیک سوم  71

شکل 3-24: مدار هارمونیک چهارم و مقدار آن   71

شکل3-25منحنی امپدانس- فرکانسی هارمونیک چهارم  72

شکل 3-26: مدار هارمونیک پنجم و مقدار آن   72

شکل3-27منحنی امپدانس- فرکانسی هارمونیک پنجم   73

شکل3-28منحنی امپدانس- فرکانسی هارمونیکهای دوم، سوم، چهارم و پنجم   73

شکل 3-29: دیاگرام تک خطی کوره قوس الکتریکی    74

شکل 3-30: مدلسازی کامل شبکه فولاد هرمزگان با استفاده از نرم افزار PSCAD    74

شکل 3-31: منحنی مشخصه ولتاژ- جریان کوره قوس الکتریکی    75

شکل 3-33: منحنی تغییرات توان راکتیو و ضریب توان در باس اصلی    76

شکل 3-34: منحنی ولتاژ و جریان کوره قوس الکتریکی در طول یک ذوب     77

شکل 3-35: منحنی توان کوره قوس الکتریکی در طول یک ذوب     77

شکل 3-36: منحنی ضریب توان کوره قوس الکتریکی در طول یک ذوب     78

شکل 3-37: شکل موجهای ولتاژ و جریان بر روی باس MV کوره قوس الکتریکی    79

شکل 3-38: شکل موجهای  جریان بر روی باس SVC   79

شکل 4-1: چگونگی محدود کردن جریان خطا توسط محدود سازهای جریان خطا  82

شکل 4-2: محدود ساز ابررسانایی نوع مقاومتی    86

شکل4-3: تغییرات اندازه مقاومت ابررسانا با تغییرات دما و تغییرات مقاومت ابررسانا با تغییرات چگالی جریان   87

شکل 4-4: محدود سازهای ابررسانایی نوع پل دیودی    88

شکل 4-5: محدود سازهای ابررسانایی نوع پل دیودی سه فاز  88

شکل 4-6: نحوه اتصال نوع سه فاز این محدود کننده به شبکه  89

شکل 4-7: ساختار تکفاز محدود ساز ابر رسانایی نوع راکتور هسته آهنی اشباع شده  90

شکل 4-8: منحنی B-H هسته  90

شکل4-9: جریان اتصال کوتاه، اندوکتانس معادل و نحوه محدود شدن آنها  91

شکل 4-10- استفاده از محدود سازهای جریان خطا برا ی کل باس بار  92

شکل 4-11- استفاده از محدود سازهای جریان خطا برا ی یک فیدر  92

شکل 4-12- استفاده از محدود سازهای جریان خطا بین دو باسبار  93

شکل 4-13: شماتیک ترانسفورماتور SFCL   95

شکل 4-14: HTS  تست شده ” مقاومت”  شکل سیم پیچ HTS برای ترانسفورماتورSFCL   96

شکل 4-15: نحوه قرار گرفتن تکفاز محدودساز ابررسانای نوع راکتور DC   99

شکل 4-16: جریان خط و راکتور DC را هنگام کار عادی شبکه  99

شکل 4-17: مدار معادل راکتور DC در حالت اتصال کوتاه  100

شکل 4-18: جریان خط و راکتور  101

شکل 4-19 وضعیت عملکرد بریکر   101

شکل 4-20: شکل موج دو سر بار  102

شکل 4-21: مدار معادل محدود ساز پس از رفع اتصال کوتاه  102

شکل 4-22: چیدمان سه فاز محدود کننده  102

شکل 4-23: جریان خط و راکتوردر حالت عادی شبکه  103

شکل 4-24: جریان خط و راکتور در زمان اتصال کوتاه  104

شکل 4-25: جریان فازهای شبکه در حالت اتصال کوتاه تک فاز  104

شکل 4-26: جریان فازهای شبکه در حالت اتصال کوتاه سه فاز  104

شکل 4-27: جریان راکتور پس از رفع اتصال کوتاه  105

شکل 4-28: مدار معادل محدود کننده  105

شکل 4-29: مدار معادل تکفاز با وجود خطا  106

شکل 4-30: شکل موجهای مدار معادل تکفاز  106

شکل 4-31: شبیه سازی مدار سه فاز  107

شکل 4-32: شکل موج ولتاز ورودی    107

شکل 4-33: شکل موج جریان ورودی    108

شکل 4-34: شکل موج ولتاز و جریان بار  108

شکل 4-35: مدار شبیه سازی با کوره  109

شکل 4-36: شکل موج ولتاژها وجریان بر روی باس کوره  109

شکل 4-37: شکل موج ولتاژها وجریان های ورودی    110

شکل 4-38: شکل موجهای راکتور DC   110

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا مشکل شما مورد بررسی قرار گیرد.

برای دانلود فایل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.