روش تغییر نسبت تبدیل ترانسفورماتورها با استفاده از تپ قدمتی به اندازه خود ترانسفورماتور دارد.از دیرباز ترانسفورماتورهای دارای نسبت تبدیل متغییر با حدود مشخص در انتقال توان الکتریکی مورد استفاده بوده اند چرا که این ساده ترین راه کنترل سطح ولتاژ وتوان اکتیو وتوان راکتیو در شبکه های الکتریکی است. در بدو توسعه ترانسفورماتورها وجود تپ های متصل به بوشینگ ها در خارج از تانک ترانسفورماتور که بر اساس نیاز های شبکه استفاده  می شدندکافی به نظر می رسید.یک روش ساده تر اتصال تب ها به کلید های تپ که امروزه تپ چنجرهای بدون بار یا خارج از مدار نامید می شوند بود.این تپ چنجر ها فقط هنگامی که  ترانسفورماتور بی برق است امکان عمل دارند.واضح است که این وسیله ساده فقط اجازه می داد که گهگاهی نسبت تبدیل ترانسفورماتور اصلاح شود و  امکان کنترل افت ولتاژ در اثر تغییرات بار شبکه میسر نبود.در آن زمان کنترل افت ولتاژ فقط در نیروگاه امکانپذیر بود.

جهت حل این مسئله تجهیزات کلید زنی نیازبودند که زیر بار  یعنی بدون قطع جریان بار  قابلیت تغییر تعداد دور ترانسفورماتور ها را داشته باشند.چنین تجهیزات کلید زنی که امروزه تپ چنجر های زیر بار نامیده می شوند بیش از ۷۰ سال قبل به صنعت ترانسفورماتور سازی معرفی شدند. در دهه ۱۹۲۰که مصرف توان الکتریکی سهم روبه رشدی داشت به دلیل نیاز بهم پیوستگی و توسعه شبکه های الکتریکی استفاده از تپ چنجر های زیر بار در سیستم قدرت به یک موضوع بسیار ضروری تبدیل گردید.رشد بسیار سریع سیستم های قدرت در عرض چندین سال راه حل های کاملا” قابل قبولی برای بهربرداری کارا و مطمئن از سیستم به ارمغان آورد و در عرض چند سال به دلیل افزایش پیوسته سطح ولتاژ انتقال وتوان منتقل شده  رشد تپ چنجر های زیر بار سرعت گرفت.

معرفی تپ چنجر های زیر بار به شبکه قدرت بازدهدهی عملکرد سیستم های الکتریکی را به اندازه قابل توجهی بهبود بخشید و این روش مورد توجه جهانی قرار گرفت.امروزه به عنوان مثال در آلمان تقریبا” همه ترانسفورماتورهای قدرت نیروگاهی مجهز به تپ چنجر های زیر بار هستند.در کشورهای صنعتی دیگر نیز کاربرد تپ چنجر های زیر بار نیز قابل مقایسه با آلمان است.به طور کلی در صد ترانسفورماتور های مجهز به تپ چنجر های زیر بار با افزایش چگالی بار و بهم پیوستگی شبکه های الکتریکی افزایش می یابد.علاوه بر این یکی دیگر از کاربرد های مهم تپ چنجر های زیر بار استفاده از آنها در صنایع متالوژی و شیمیایی به عنوان واحد های تنظیم کننده ولتاژ در ترانسفورماتورهای فرآیند صنعتی است.

امروزه تکنولوژی ساخت تپ چنجر های زیر بار به چنان ارتقایی از نظر قابلیت اعتماد رسیده است که می توان با قطعیت بیان کرد که عمر میکانیکی آن قابل مقایسه با عمر ترانسفورماتور است. البته ممکن است استثنایی نیز در مورد ترانسفورماتور های صنایع فرآیندی وجود داشته باشد . ولی حتی در چنین کاربرد هایی نیز تجربه نشان می دهد که با نگهداری مناسب دستگاه می توان چندین میلیون عملکرد را از تپ چنجر زیر بار انتظار داشت.

طراحی باید به صورتی انجام شود که هنگام تغییر تپ تحت بار در مسیر اتصال تپ های ترانسفورماتور به پایانه خروجی متناظر جریان بار قطع نگردد.به عبارتی هنگام عمل انتقال جریان بار بین دو تپ مجاور  این دو تب بایستی موقتا” به طور همزمان به پایانه خروجی متصل باشند .در این حال جهت جلوگیری از اتصال کوتاه سیم پیچی واقع شده بین این دو تپ امپدانس های انتقالی که می تواند مقاومت یا راکتور باشند درمدار جایگذاری می شوند.دو روش کلید زنی یا تغییر تپ که در گذشته ابداع شده و امروز مورد استفاده است اصل کلید زنی راکتوری با سرعت اهسته واصل کلید زنی مقاومتی با سرعت زیاد است.

امروزه هر دو روش در تپ چنجر های زیر بار با قابلیت اعتماد،مورد استفاده قرار می گیرند.نقطه شروع تپ چنجر های زیر بار راکتوری آمریکا بوده است  اما در آلمان نیز ابداعاتی انجام شده است.از آنجایی که اصل کلید زنی راکتوری موجب اختلاف فاز ۹۰ درجه بین جریان سوئیچ شده و ولتاژ بازیابی که در طول کلید زنی به وجود می آید، می شود، لذا تپ چنجر زیر بار رآکتوری برای ولتاژپله های بالا چندان مناسب نمی باشد.علاوه بر این قیمت راکتورهای انتقالی با افزایش ولتاژ های پله به طرز قابل توجهی افزایش می یابد.لذا اصل کلید زنی راکتوری در طول سالها اهمیت قابل توجهی را که در ابتدای توسعه تپ چنجرها ی زیر بار داشت ، از دست داده است.

در اواخر دهه ۱۹۴۰اکثر سازنده های تپ چنجر های زیر بار تولید تپ چنحرهای زیر بار دارای چنین اصل کلید زنی را متوقف کردند.هر چند این روش هنوز در آمریکا به طور وسیعی مورد استفاده قرار   می گیرد .

نوآوری دکتر جانسون در طراحی کلیدهای برگرداننده و یک انتخاب کننده تپ که به صورت یک طرح تثبیت شده ارائه شد،موجب تولید تپ چنجر های زیر بار مقاومتی با سرعت بالا گشت.

این روش دارای مزایای زیر می باشد:

۱)ولتاژ بازیافتی وجریان سوئیچ شده همفاز است

۲)خاموش کردن در صفر جریان امکانپذیر است

۳)مقاوت ها برای مدت کوتاهی طراحی می شوند،که باعث می شود در ولتاژها و توان های بالاتر با صرفه تر باشد. باوجود اینکه اصل راکتوری کارایی خود را نشان داده است اما کاربرد آن به ولتاژ های پایین محدود می شود.در حالیکه اصل مقاومتی در سیستم فشار قوی یا کاربرد های خاص نظیر ترانس سیستم های فشار قوی و…وترانسفورماتورهای جابه جا کننده فاز به کار میرود،ولی تپ چنجر های با اصل راکتوری در موارد بالا فقط با کمک ترانسفور ماتور افزاینده امکانپذیر می باشد، که آن هم به خاطر افزایش وزن و حجم وابعادومسائل اقتصادی قابل قبول نمی باشد.

 مصرف کننده ها از هر نوع از شبکه انرژی و توان دریافت می کنند که این توان P=V.I است. همانطور که می دانیم تلفات الکتریکی به شکل P=R.I^2 می باشدکه با مجذور توان رابطه مستقیم دارد. بخاطر مسایل زیست محیطی و … ما مجبوریم نیروگاه هارا در فواصلی دور تر از شهرها و مراکز تجمع بار بسازیم که در نتیجه طول خطوط وامپدانس و مقاومت هادی های انتقال افزایش می یابدکه باعث افزایش تلفات شبکه می شود. با افزایش تلفات افت ولتاژ نیز افزایش یافته و در نتیجه ولتاژ دلخواه به مصرف کنندگان نرسیده و وسایل برقی نمی توانند درست کار کنند.حال که نمیتوان مقاومت خط را خیلی تغییر داد باید به نحوی جریان را پایین آورد. اگر توان لحظه ای خواسته شده توسط مصرف کننده ها را ثابت فرض کنیم می توان با افزایش ولتاژ جریان را به همان نسبت کاهش داد و در نتیجه تلفات را به شدت و سطح مقطع سیم ها و سرمایه گذاری اولیه را کاهش و باعث افزایش طول عمر مفید شبکه شد. پس متناسب با میزان مصرف و وصعت شبکه ولتاژ را افزایش و برای کاهش هزینه ها بخاطر سطح عایقی و ایمن بودن طی چند مرحله به میزان ولتاژ مورد نیاز می رسانیم که این کار را توسط ترانسفورماتور انجام می‌دهیم . به ترانسفورماتور چه به صورت کاهنده و چه افزاینده پست میگوییم که البته معمولا تجهیزاتی هم برای حفاظت و مانور و… همراه آن در نظر گرفته می‌شود.

تعریف پست

پست محلی است که تجهيزات انتقال انرژی درآن نصب وتبديل ولتاژ انجام می شودوبا استفاده از کليد ها امکان انجام مانورفراهم می شود درواقع کاراصلی پست مبدل ولتاژ ياعمل سويچينگ بوده که دربسياری از پستها ترکيب دو حالت فوق ديده مي شود.

در خطوط انتقال DC چون تلفات ناشی از افت ولتاژ ندارد وتلفات توان انتقالی بسيار پايين بوده ودر پايداری شبکه قدرت نقش مهمّی دارند لزا اخيرا ُ اين پستها مورد توجه قراردارند ازاين پستها بيشتردر ولتاژهای بالا (۸۰۰ کيلو ولت وبالاتر) و در خطوط  طولانی به علت پايين  بودن تلفات انتقال استفاده می‌شود.

درشبکهای انتقال DC درصورت استفاده ازنول زمين می توان انرژی الکتريکی را توسط يک سيم به مصرف کننده انتقال داد.

 انواع پست

پستها را می توان ازنظر نوع  وظيفه,هدف,محل نصب, نوع عايقی , به انواع مختلفی تقسيم کرد.براساس نوع وظيفه وهدف ساخت:

پستهای افزاينده , پستهای انتقال انرژی , پستهای سويچينگ و کاهنده فوق توزيع .

يكي از قديمي‌ترين مفاهيم و اختراعات بشر «بازار» بوده است كه در تمام تمدن‌ها و فرهنگ‌ها و براي كالا‌هاي گوناگون وجود داشته‌است.

الكتريسيته نظير يك كالاي ساده نبوده و بازارهاي آن نيز پيچيده‌تر از بازارهاي ساير محصولات مي‌باشد.در قسمت اعظم قرن بيستم وضعيت بدين منوال بوده‌است كه، مصرف‌كننده‌ها امكان انتخاب در خريد انرژي الكتريكي، ندارند. آنها ملزم به خريد انرژي الكتريكي از شركتي^[۱] هستند كه در منطقه آنها انحصار^[۲] عرضه^[۳] برق را در اختيار دارد. بعضي از اين شركت‌هاي برق، ساختار يكپارچه عمودي^[۴] دارند بدين معني كه عهده‌دار توليد انرژي الكتريكي، انتقال آن از نيروگاهها به مراكز بار و توزيع انرژي بين مصرف‌كننده‌ها هستند. در ساير حالت‌ها، شركت برقي كه مصرف‌كننده‌ها برق را از آن خريداري مي‌كنند، تنها مسئول فروش و توزيع انرژي در ناحيه محلي خود مي‌باشد. چنين شركتي، به نوبه خود بايد انرژي الكتريكي را از يك شركت توليد و انتقال برق، كه داراي انحصار در يك ناحيه جغرافيايي وسيع‌تر است، خريداري نمايد. در بعضي نواحي جهان، اين شركت‌هاي برق، بصورت شركت‌هاي داراي مقررات خصوصي^[۵] و در نواحي ديگر بصورت شركت‌هاي ملي^[۶] يا بنگاه‌هاي دولتي^[۷] بوده‌اند. صرف‌نظر از نوع مالكيت و ميزان يكپارچه عمودي بودن، انحصارهاي جغرافيايي، معمول بوده ‌است.

شركتهاي برقي كه با چنين مدلي، فعاليت مي‌كنند سهم بسزايي در فعاليت‌هاي اقتصادي و كيفيت زندگي دارند. اغلب مردم در جهان صنعتي، به يك شبكه توزيع انرژي الكتريكي دسترسي دارند. براي دهه‌هاي متمادي، انرژي عرضه شده توسط اين شبكه‌ها تقريباً هر هشت سال دو برابر شده است. همچنين پيشرفت‌هاي مهندسي تا حدي قابليت‌اطمينان^[۸] عرضه انرژي الكتريكي را بالا برده كه در بسياري از مناطق جهان متوسط عدم دسترسي مصرف‌كننده به برق كمتر از دو دقيقه در سال است.

در دهة ۱۹۸۰ تعدادي از اقتصاددانان بحث به پايان رسيدن دوره اين مدل را مطرح كردند و اذعان داشتند كه وضعيت انحصاري شركت‌هاي برق باعث انجام سرمايه‌گذاري غيرضروري و كاهش انگيزه بهره‌برداري مؤثر^[۹] است. به علاوه مطرح گرديد كه نبايد مصرف‌كننده‌ها متحمل هزينه اشتباهات شركت‌هاي برق خصوصي شوند. از طرف ديگر شركت‌هاي برق ملي اغلب وابستگي زيادي به دولت‌ها دارند. در نتيجه مسائل سياسي مي‌تواند بر وضعيت اقتصادي سيستم تأثير گذارد. به عنوان نمونه فعاليت بعضي از شركت‌هاي برق ملي با درآمد مستمر همراه است در حاليكه بقيه شركت‌ها نمي‌توانند نرخ خود را در حدي تنظيم نمايند كه هزينه‌ها ملحوظ شوند و به پول لازم براي سرمايه‌گذاري‌هاي اساسي دسترسي ندارند. اقتصاددانان پيشنهاد كردند كه برق بجاي عرضه با مقررات انحصاري يا طبق سياست‌هاي دولتي بصورت كالايي طبق قواعد بازار ارائه گردد كه نتيجه آن كاهش قيمت و افزايش منفعت^[۱۰] كلي خواهد بود. اين هدف از اواخر دهة هفتاد اساس يك مقررات‌زدايي^[۱۱] كلي در اقتصاد غرب قرار گرفت. چنين حركتي قبل از اينكه در صنعت برق مدنظر قرار گيرد، خطوط هوايي، حمل و نقل و عرضه سوخت را تحت تأثير قرار داده بود. در تمام اين بخش‌ها تصور مي‌شد كه بازار با مقررات^[۱۲] يا انحصاري مؤثرترين راه عرضه «محصولات» به مشتريان است. بتدريج احساس شد كه مشخصات خاص اين محصولات آنها را براي تجارت در بازارهاي آزاد^[۱۳] نامناسب مي‌سازد. طرفداران مقررات‌زدايي اذعان مي‌داشتند كه مشخصات خاص اين محصولات موانعي غير قال عبور نيستند و با اين محصولات مي‌توان و بايد نظير ساير كالاها رفتار نمود. اگر شركت‌ها اجازه يابند كه آزادانه در عرضه برق به رقابت پردازند فوايد حاصل از اين رقابت در نهايت به نفع مصرف‌كنندگان مي‌باشد. به علاوه با توجه به احتمال انتخاب فن‌آوري‌هاي مختلف توسط شركت‌هاي رقيب، ميزان تأثير عواقب سرمايه‌گذاري‌هاي نادرست بر مصرف‌كنندگان كاهش مي‌يابد.

اگر برق واقعاً يك كالا قلمداد گردد، كيلووات ساعت نيز نظير يك كالا در قفسه، مانند يك كيلو‌گرم آرد يا يك دستگاه تلويزيون، بايد در لحظه‌اي كه مصرف‌كننده چراغ را روشن يا فرآيند صنعتي خود را آغاز مي‌كند، آماده براي استفاده باشد. عليرغم پيشرفت‌هاي اخير در فن‌آوري ذخيره انرژي الكتريكي و توليد در مقياس كوچك^[۱۴]، اين مفهوم بصورت عملي و تجاري كاملاً محقق نشده است. عرضه مداوم و مطمئن مقادير زياد انرژي الكتريكي هنوز نيازمند نيروگاه‌هاي بزرگ و اتصال آنها به مصرف‌كننده از طريق شبكه‌هاي انتقال و توزيع است.

 انواع نیروگاه ها و توربین های برق، پایان نامه رشته برق- ۱۲۰ صفحه Word

نیروگاه چیست؟

به مجموعه ای از دستگاه ها تجهیزات و سیستم های اصلی وکمکی که به همراه نیروهای متخصص انسانی دست به دست هم داده تا انرژی الکتریکی تولید کنند را نیروگاه گویند . در حالت کلی نیروگاهها را می توان به دو دسته تقسیم کرد نیروگاههای غیر حرارتی مانند نیروگاههای آبی و بادی نیروگاههای حرارتی مانند نیروگاههای بخاری ، گازی ، سیکل ترکیبی ، هسته ای و…
در تمام نیروگاههای ذکر شده فصل مشترکی وجود دارد که آن همان تبدیل انرژی مکانیکی حاصل از چرخش پره های توربین به انرژی الکتریکی توسط ژنراتور می باشد. صرفه نظر از مقایسه نوع دستگاهها ، توربین ژنراتور و تجهیزات بکار رفته در نیروگاهها این مسئله که همه آنها هدفشان تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی است مشهود است .آنچه نیاز به توضیح دارد فرآیندی است که تا قبل از این مرحله به وقوع می پیوندد در نیروگاههای بادی عمل چرخش پره ها توسط نیروی باد انجام می شود .
در نیروگاههای آبی که معمولاً در کنار سدها یا دریاچه ها ساخته می شوند ، عمل چرخش توربین توسط آبی که در گذر از پره ها به آنها اعمال می شود ، صورت می پذیرد . اما در نیروگاههای حرارتی عامل چرخش پره های توربین انرژی حرارتی می باشد . این انرژی حرارتی در نیروگاههای گازی ، هوای محیط است که در کمپرسور فشرده شده ، در اتاق احتراق محترق می شود و در توربین گاز به کار مکانیکی تبدیل می شود ، که در واقع عامل چرخش پره های توربین می باشد. در نیروگاههای بخاری و هسته ای عمل چرخش پره های توربین توسط بخار صورت می گیرد  بخاری که انرژی گرمائی خود را به انرژی مکانیکی چرخش پره های توربین مبدل می سازد .آنچه نیروگاههای بخاری را از نیروگاه های اتمی متمایز می گرداند همانا نحوه تولید بخاری است که به روی پره های توربین فرستاده می شود.

مقدمه

توربین :واژه ی توربین برای اولین بار به وسیله ی claude burdin  ۱۷۹۰-۱۸۷۳ در سال ۱۸۲۸ به وجود آمد که از لغت یونانی به معنی چرخنده یا سرگردان مشتق شده است. توربین موتوری چرخنده است که می تواند از یک سیلل انرژی بدست آورد. ساده ترین توربینها یک بخش سیال چرخنده و تعدادی پره دارند که به بخش اصلی متصل شده است سیال به پره ها برخورد می کندو بدین ترتیب از انرژی ناشی از متحرک بودن ان استفاده می کند به عنوان اولین توربین ها می توان آسیاب بادی و چرخاب را نام برد. توربین های گاز ،بخار و اب معمولا پوشش محافظی در اطراف پره هایشان دارند که سیال را کنترل می کنند؛پوشش ها و پره ها می توانند اشکال هندسی مختلفی داشته باشند که هرکدام برای نوع سیال و بازده متفاوت است. کمپرسور یا پمپ دستگاهی مشابه توربین است ولی عملکرد بر عکس به طوری که این دستگاه انرژی را می گیرد و باعث  حرکت یک سیال می شود.

 انواع توربین

۱-توربینهای بخار:برای تولید برق در نیروگاه های حرارتی که از ذغال سنگ ،نفت و انرژی هسته ای استفاده می کنند به کار برده می شوند،روزی از انها برای هدایت وسایل نقلیه مانند کشتی استفاده می شد ۲-توربین های گازی :این توربین ها معمولا دارای یک ورودی ،فن ،کمپرسور ،محفظه متراکم کننده و یک نازل است. ۳-توربین های ترانسونیک: جریان گاز در اکثر توربین ها همواره سرعتی زیر صفر دارد ؛دراین نوع توربین ها سرعت گاز هنگام خروج بالاتر از صفر است. این توربین ها درفشار بالاتری کار می کنندولی معمولا بازده کمی دارند و خیلی هم مرسوم نیستند. ۴-توربین های کنترا رتاتینگ :دو توربین که یکی بالا و دیگری پائین در جهت مخالف هم می چرخند این سیستم پیچیدگی هایی دارد که تولید ان را کاهش می دهد. ۵-توربین سرامیک :توربین های بافشار بالا که از آلیاژنیکل و فولاد ساخته شده اند معمولا دارای سیستم خنک کننده پیچیده هستند اخیرا پره های سرامیکی روی توربینهای گازی امتحان شده است. موارد استفاده: تقریبا تمام الکتریکی روی از نوعی توربین استفاده می کند بازده بالاترین توربین ۴۰ درصد است. اکثر جت ها مانند کشتی ها و نیروگاه های اتمی برای حرکت از توربین استفاده میکنند.

تاثير ذخيره ساز هاي انرژي بر بهره برداري از شبکه برق؛

پایان نامه رشته برق و مخابرات

مقدمه

امروزه بحران­هاي سياسي، اقتصادي و مسائلي نظير محدوديت دوام ذخاير فسيلي، نگراني­هاي زيست محيطي، ازدحام جمعيت، رشد اقتصادي و ضريب مصرف، همگي مباحث جهان شمولي هستندکه با گستردگي تمام فکر انديشمندان را در يافتن راهکارهاي مناسب در حل معضلات انرژي در جهان، بخصوص بحران­هاي زيست محيطي به خود مشغول داشته­اند]۱[. بديهي است امروزه، پشتوانه اقتصادي و سياسي کشورها، بستگي به ميزان بهره­وري آن­ها از منابع فسيلي دارد و تهي­گشتن منابع فسيلي، نه تنها تهديدي براي اقتصاد کشورها صادرکننده است. بلکه نگراني عمده­اي را براي نظام اقتصادي ملل وارد کننده به وجود آورده است. صاحبان منابع فسيلي بايستي واقع­گرانه بدانند  که برداشت امروز ايشان از ذخاير فسيلي، مستلزم بهره­وري کمتر فردا و نهايتا تهي­شدن منابع­شان در مدت زماني  کمتر خواهد بود. آلودگي هوا، صوتي حرارتي، پساب صنعتي و تغييرات ناشي از اين آلودگي­ها روي زمين، آثار زيانباري بر جا گذاشته است که مي­بايست از گسترش اين آلودگي­ها ­جلوگيري کرد. منابع انرژي تجديدپذير مثل باد و خورشيد مي­توانند  کمک­هاي زيادي درکاهش وابستگي به سوخت­هاي فسيلي صورت دهند. اما مشکل عمده اين منابع وابستگي آنها به وضعيت آب و هوايي مي­باشد. به همين دليل در خروجي آنها نوساناتي وجود دارد. براي حل اين معضل ترکيب اين واحدها در کنار هم استفاده شده تا خروجي پايدار و بدون نوسان داشته  باشيم. تخمين زده مي­شود که تقريبا ده ميليون مگاوات انرژي الکتريکي از انرژي بادي به طور مدام در زمين قابل دسترس است. به دليل بلوغ تکنيکي توربين­هاي بادي و توليد برق از باد، درميان ساير برنامه­هاي توليد برق از انرژي­هاي تجديدپذير، انرژي باد قابليت بيشتري براي رقابت با انرژي ناشي از سوخت­هاي فسيلي را دارا است] ۱[.  ويژگي ديگر اين منابع، پراکندگي وگستردگي آنها در تمام جهان است. خوشبختانه، بيشتر ممالک  جهان به اهميت و نقش منابع مختلف انرژي، به ويژه انرژي­هاي تجديدپذير در تامين نيازهاي حال و آينده پي­برده و به طور گسترده، در توسعه   بهره­برداري از اين منابع لايزال، تحقيقات وسيع و سرمايه­گذاري­هاي اصولي را انجام داده­اند. انرژي­هاي تجديدپذير، روز به روز سهم بيشتري در سيستم تامين انرژي جهان را به عهده مي­گيرند، از جمله اين انرژي­ها مي­توان به انرژي بادي، خورشيدي، زمين گرمايي (ژئو ترمال)، زيست توده (بيوماس)، دريايي (جز و مد)، پيل سوختي و هسته­اي اشاره کرد. اين انرژي­ها به دو صورت استفاده مي شوند]۲[:  

• مستقل از شبکه سراسري برق
• متصل به شبکه سراسري

در حالت مستقل از شبکه سراسري برق، براي تامين انرژي الکتريکي مورد نياز مناطق دور از شبکه سراسري برق از اين نيروگاه­ها استفاده مي­شود. بازه تواني اين سيستم­ها از چند صدوات تا چندين مگاوات متغير، قابل نصب و راه اندازي مي­باشد که ممکن است يک منبع توليد پراکنده به صورت تنها استفاده شود يا اينکه براي افزايش قابليت  اطمينان از دو يا چند منبع به صورت موازي با هم استفاده کنند. در حالت متصل به شبکه سراسري، به منظور تقويت شبکه سراسري برق، جبران کاهش ولتاژ خط و کاهش تلفات از اين واحد­ها استفاده مي­نمايند. واحدهاي توليد پراکنده اگر به صورت متصل به شبکه سراسري استفاده شوند داراي مزايايي به صورت زير هستند]۳[:

• بهبود پروفيل ولتاژ
• بهبود کيفيت توان
• کاهش تلفات خطوط انتقال و توزيع
• آزادشدن ظرفيت خطوط انتقال و توزيع
• بالابردن قابليت اطمينان
• هموار کردن نقطه اوج منحني بار
• داشتن رزرو و نگهداشتن ظرفيت اضافي براي مواقع اضطراري
• استفاده از توان و حرارت.

اين واحدها وقتي به صورت مستقل از شبکه نيز به کار مي­روند، مزايا و معايبي دارند. مزاياي اين حالت مانند حالت متصل به شبکه است، اما يکي از معايب موجود اين است که بعضي از واحدهاي تجديدپذير به وضعيت آب و هوايي وابسته­اند. اين وابستگي باعث ايجاد نوساناتي در خروجي اين واحدها مي­شود، که مطلوب نيست. براي رفع اين مشکل معمولا سعي مي­شود ترکيبي از واحدها را در کنار هم استفاده کنند. اين ترکيب باعث ايجاد انرژي با کيفيت بالاتر، قابليت اطمينان بالاتر و نوسانات کمتر مي­شود. ترکيب واحدهاي تجديدپذير باعث مي­شود در مواقعي که يکي از انرژي­ها کم است بتوان از واحد ديگر جهت تامين بار استفاده کرد. براي نمونه واحد بادي و خورشيدي، در فصل زمستان و پاييز که انرژي خورشيدي کم است، انرژي بادي به ميزان مورد نياز موجود است و در بهار و تابستان که انرژي خورشيدي بيشتر است، انرژي بادي کمتر است و در واقع اين دو انرژي مکمل يکديگرند. معمولا در ترکيب واحدهاي تجديدپذير از ابزار ذخيره­ساز انرژي استفاده مي­کنند، تا در مواقعي که نياز به توان بيشتر بود بار تامين شود.  از اين ابزارها مي­توان به پيل سوختي، فوق­خازن و باتري اشاره کرد. پيل سوختي به همراه الکتروليز کار مي­کند و يک ذخيره­ساز بلند مدت انرژي است. فوق خازن و باتري هم ابزار ذخيره­سازي کوتاه مدت هستند. معمولا سرعت پيل سوختي براي تامين بار کند است به همين منظور  از باتري يا   فوق­خازن براي پاسخگويي به گذرايي­هاي موجود استفاده مي­شود. نحوه کنارهم قرارگرفتن و کنترل ترکيبات واحدهاي تجديدپذير از اهميت ويژه برخوردار است. بدين صورت که با سيستم کنترلي مناسب مي­توان در هر لحظه ماکزيمم توان خروجي را از هر واحد بدست آورد. بنابراين، آشنايي با نحوه عملکرد، کنترل و وابستگي­هاي واحد­هاي تجديدپذير به عوامل مختلف، از اهميت ويژه­اي در ترکيب اين واحدها برخوردار است. به همين منظور در ادامه ابتدا درباره هر يک از واحد توليد پراکنده مختصر توضيحي داده مي­شود.

مقدمه

اهمیت انجام بررسی های حالات گذرا، برای طراحان سیستم قدرت کاملاً آشکار است سیستم قدرت معمولاً در حالت دائم یا حالت شبه دائم کار می کند ولیکن این سیستم باید به گونه ای طراحی شود که در برابر بدترین تنش های ممکن نیز ایستادکگی کند. این تنش ها معمولاً در حین بروز حالت های گذرا در سیستم های قدرت پیش می آید. بدین لحاظ مهندسان اهمیت انجام بررسی ها و محاسبات مربوط به حالت های گذرا را، هم تراز و هم سنگ با مطالعات و بررسی های انجام شده در حالت دائم می دانند[۱۵۰]. PETERSON مجموعه ای از کارهای اولیه انجام شده در این رابطه را که در نیمه اول قرن بیستم انجام شده، در قسمت مراجع کتاب خود جمع آوری کرده است[۱۴۰]. طرح بسیاری از اجرای سیستم قدرت با توجه به شرایط ایجاد شده بعلت بروز حالت های گذرا است[۱۴۲]. این مسئله در مورد ترانسفورماتورهای قدرت نیز صادق است . شبکه هایی که دارای سطوح ولتاژ متناوب اند توسط ترانسفورماتور های قدرت به یکدیگر ارتباط می یابند، خروج آنها از شبکه به هر علت که باشد باعث اختلال در کار شبکه و موجب ضررهای اقتصادی است.لذا بررسی حالات گذاری ترانسفورماتور برای سازندگان آن ضروری است. جهت انجام این نیاز به داشتن مدل هائی است که مهندس طرح به کمک آنها بتواند در مرحله طراحی امکان بروز اضافه ولتاژ و میزان تنش الکتریکی بر روی عایق ها را بررسیی نماید. طبیعتاً هر مدلی دارای حوزۀ اعتبار خاصی است. مثلاً مدل ترانسفورماتور جهت محاسبات اتصال کوتاه نمی تواند جهت محاسبات تلفات بکار رود. با توجه به اغتشاشات موجود در شبکه ،معمولاً از طرف طرح، حد فرکانسی خاصی به عنوان حد اعجاز فرکانسی مدل مطرح می گردد. مثلاً جهت بررسی حالات گذرای ناشی از پدیده کلید زنی ،۲۵کیلو هرتز و برای بررسی حالت های مربوط به برخورد صاعقه به سیم پیچ،۲۵۰کیلوهرتزی،به عنوان حد اعتبار فرکانسی در نظر گرفته می شود]۳۸[. در هنگام عملیات کلید زنی ، در پست های SF6 اضافه ولتاژ بوجود می آیند که به علت ابعاد کوچک تجهیزات این پست ها و همچنین خواص ویژه گازSF6 ،دارای مولفه های فرکانسی در حوزه مگاهرتز هستند [۲۳][۸۳] .این اضافه ولتاژ، اضافه ولتاژ حالت های گذری خیلی سریع نامیده می شوند. با افزایش روز افزونکاربرد این پست ها ، طراحان احتیاج به مدلهائی دارند که در حوزۀ فرکانسی مگاهرتز نیز معتبر باشند. بعلاوه با افزایش قدرت ترانسفورماتورها و بزرگ شدن ابعاد آنها، فرکانس های طبیعی ترانسفورماتورها کاهش یافته است[۱۲۸] .به همین خاطر نرخ خطای ترانسفورماتورهایEHV بزرگتر از ترانسفورماتورHVاست. برای مثال،نرخ خطا برای ترانسفورماتورهای ۷۶۵KV،۲٫۳% به ازای سال بر فاز می باشد که خیلی بیشتر از نرخ خطای مربوط به ترانسفورماتورهای  ۳۴۵KV (0.7% به ازای سال بر فاز)  است[۳۸]. بنابراین هم اکنون در مرحله طراحی احتیاج به مدلی است که به کمک آن بتوان نحوه رفتار سیم پیچ ترانسفورماتور قدرت را در برابر تحریک های گوناگون در یک حوزۀ فرکانسی وسیع (از ۱۰ کیلو هرتز تا چندین مگاهرتز) بررسی نمود. این موضوع هدف این رساله می باشد، یعنی همانگونه که از عنوان رساله بر می آید، مدل سازی سیم پیچ ترانسفورماتور جهت بررسیهای حالات گذری خیلی سریع.

پروژه موتور و درایو موتور، پروژه رشته برق- ۶۰ صفحه Word

در علم نوین امروزی صنعت که روز به روز به سمت الکترونیکی شدن و استفاده از لوازم الکترونیکی در همه صنایع می رود وهمراه شدن با این سیل خوروشان نیاز به مطالعه و تحقیق دارد .یکی از علوم وابسته به الکترونیک علم رباتیک است که همه کشور ها و دانشمندان و محققان آنها  با تشکیل تیم های رباتیک در حال تلاش هستند تا با اختراعات خود زندگی روزمره را با استفاده از روبات ها برای انسانها و حتی موجودات زنده کره خاکی راحت و سهل آسان کنند. علم رباتیک شاخه های بسیاری دارد مانند رباتیک های انسانی- هواشناسی-نظامی-پزشکی … در همه این شاخه ها لوازم و قطعاتی که با علم رباتیک با هم ارتباط داده می شوند تا یک مجموعه کامل شکل گیرد می توان نام برد به قطعاتی مانند سنسورهای حرارتی- رطوبتی – نوری و انواع دوربین ها -مانیتور – LCDها – کنترلر ها – مبدل ها – انواع موتور و درایور موتور – ماژول ها –  چرخ – بازوهای مکانیکی و هزاران هزار قطعاتی که همه روزه در حال پیشرفت همه قطعات علم رباتیک هستیم. در این پروژه سعی شده است در باره بخش موتور و درایو موتور پرداخته شود در ابتدا چند نوع از موتور ها و درایو موتورها صحبت شود و در فصل ها و بخشهای مختلف به آشنایی تخصصی با موتور درایو MD03 بپردازیم که امید وارم مطالب موجود در این پروژه برای کسانی که علاقه به پژوهش و تحقیق  در این زمینه را دارند کافی و یا برای رسیدن به سطح های بالاتر کمک کند .

پایان نامه برنامه ریزی مبتنی بر ریسک اشتراک واحدهای نيروگاهی در حضور نیروگاه های بادی و تلمبه ذخيره اي

فرمت فایل دانلودی : doc قابل ویرایش

تعداد صفحات : 180 صفحه

چکیده

امروزه کنترل موتورهای القایی به دلیل مزایای زیاد این موتورها نسبت به موتورهای جریان مستقیم روز به روز از اهمیت بیشتری برخوردار می گردد.
در این پایان نامه روشهای مختلف کنترل دور و گشتاور موتورهای القایی و کاربردهای آن مورد بررسی قرار گرفته است.
در فصل اول مدارهای موردنیاز برای کنترل موتورهای القایی شامل مدارهای فرکانس متغیر که خود شامل اینورتورهای منبع ولتاژ، اینورتورهای منبع جریان می باشند معرفی و بررسی شده اند.
در فصل دوم روش های مختلف کنترل موتورهای القایی مورد بحث قرار گرفته است. در ابتدا اصول کنترل دور و سپس روشهای مختلف کنترل v/f ثابت کنترل لغزش و کنترلهای برداری مورد بحث قرار گرفته است.
در فصل سوم به روشهای مکانیکی و الکتریکی کنترل دبی در پمپها پرداخته ایم و با مقایسه هر دو روش الکتریکی و مکانیکی به این نتیجه می رسیم که استفاده از روش الکتریکی مناسبتر است.
در فصل چهارم به کاربردهای AC درایوها در پمپ های آبیاری و آبرسانی . انواع روشهای مختلف بکارگیری کنترل دور برای پمپ مورد بررسی قرار گرفته است.
در فصل پنجم صرفه جویی انرژی در موتورهای القایی از طریق استفاده از کنترل دور و انواع روشهای افزایشی راندمان، گشتاور و ضریب قدرت مورد بررسی قرار گرفته است.
اینورتر
همانطور که می دانیم وظیفه اینوتر تبدیل dc به ac می باشد که این کار هم در فرکانس ثابت و هم در فرکانس متغیر صورت می گیرد . ولتاژ خروجی می تواند در یک فرکانس متغیر یا ثابت دارای دامنه متغیر یا ثابت باشد که ولتاژ خروجی متغیر می تواند با تغییر ولتاژ ورودی dc و ثابت نگهداشتن ضریب تقویت اینوتر بدست آید . از سوی دیگر اگر ولتاژ ورودی dc ثابت و غیرقابل کنترل باشد
می توان برای داشتن یک ولتاژ خروجی متغیر از تغییر ضریب تقویت اینوتر که معمولاً با کنترل مدولاسیون عرض پالس ( PWM ) در اینورتر انجام می شود استفاده کرد. ضریب تقویت اینوتر عبارت است از نسبت دامنه ولتاژ ac خروجی به dc ورودی .
اینوترها به دو دسته تقسیم می شوند : ۱) اینوترهای تک فاز و ۲) اینورترهای سه فاز . که خود آنها نیز بسته به نوع کموتاسیون تریستورها به چهار قسمت تقسیم می شوند . الف. اینوتر با مدولاسیون عرض پالس ( PWM ) ، ب. اینوتر با مدار تشدید ، پ. اینوتر با کموتاسیون کمکی ، ت. اینوتر با کموتاسیون تکمیلی . که اگر ولتاژ ورودی اینوتر ، ثابت باشد ، اینوتر با تغذیه ولتاژ ( VSI ) و اگر ورودی ثابت باشد ، آن را اینوتر با تغذیه جریان ( CSI ) می نامند .
از بین اینورترهای تکفاز دو نوع معروف به نام اینوتر تکفاز با سر وسط و اینوتر پل تکفاز می باشد که در اینجا به اختصار نوع پل تکفاز آن را بررسی کرده و سپس راجع به اینوترهای سه فاز توضیح خواهیم داد .
۱-۱ ) اینوترپل تکفاز
در این نوع اینوتر همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است با آتش شدن تریستور مکمل T4 تریستور T1 خاموش می گردد . اگر بار سلفی باشد جریان بار بلافاصله معکوس نمی شود و لذا وقتی کموتاسیون کامل شد تریستور T4 خاموش می شود و جریان بار به دیود D4 منتقل می شود . فرمان کموتاسیون نسبت به زمان فرکانس بار اینوتر خیلی کوتاه می باشد . در اینجا ما کموتاسیون را ایده آل فرض می کنیم .

مقدمه

بحت انرژي از دو ديدگاه اقتصادي و زيست محيطي حائز اهميت است . بهينه سازي مصرف انرژي به اين معني است كه  بتوان با استفاده از تجهيزات و يا مديريت بهتر همان كار را ولي با مصرف انرژي كمتر انجام بدهيم .

صرفه جوئي انرژي مي تواند با استفاده از تجهيزات بهتر نظير : عايق بندي مطلوب ، افزايش راندمان سيسمتهاي حرارتي، و بازيابي تلفات حرارتي بدست آيد از طرف ديگر اعمال مديريت انرژي، بمنظور درك سيستمهاي موجود و طريقه استفاده از آنها،  ميتواند در كاهش مصرف انرژي نقش مهمي داشته باشد. در سياست گذاري انرژي بايد سازمانها رويكرد سيستمي داشته باشند. براي مثال در بهينه سازي مصرف انرژي الكتريكي هدف تنها كاهش هزينه هاي انرژي يك يا چند الكتروموتور مشخص نيست،  بلكه بايد آثار اقدامات مورد نظر روي ساير سيستمها نيز بدقت مورد توجه قرار گيرد. در یک بنگاه اقتصادی صرفه جوئی انرژی میتواند موجب برتری رقابتی بنگاه گردد.

در اغلب بخشهاي صنعتي انرژي الكتريكي مهمترين منبع انرژي صنعت بشمار مي رود . از آنجا كه موتورهاي الكتريكي، مصرف كننده اصلي انرژي الكتريكي در كارخانجات

صنعتي ميباشند. لذا بهينه سازي مصرف انرژي در موتورهاي الكتريكي كه موضوع مقاله  است از اهميت ويژه اي برخوردار خواهد بود . براي درك اهميت بهينه سازي مصرف انرژي به اين مورد اشاره مي كنيم كه اگر راندمان موتورهاي  الكتريكي القائي موجود در اروپا تنها به ميزان ۱% افزايش يابد، هزينه مصرف انرژي الكتريكي به ميزان ۶/۱ ميليارد دلار در سال كاهش خواهد يافت .

آمار منتشر شده از سوي وزارت نيرو نشان مي دهد در سال ۱۳۷۳ ،  ۵/۳۸% از كل انرژي الكتريكي مصرف شده در ايران توسط موتورهاي الكتريكي بوده است[F1]. البته اين ميزان در كشورهاي صنعتي تا ۶۵% مي رسد و شاخص خوبي براي نشان دادن سطح صنعتي شدن يك كشور مي باشد[۱۰] .  اهداف بهينه سازي مصرف انرژي را میتوان بصورت زیر بیان نمود:

• استفاده منطقي از انرژي
• حفظ منابع انرژي
• اصلاح ميزان مصرف انرژي در بخشهاي مصرف كننده انرژي
• كاهش گازهاي گلخانه اي و آلودگي هوا
• اصلاح وضعيت موجود
• کسب برتری رقابتی در بنگاههای اقتصادی

مي توان اقدامات مختلفي براي صرفه جوئي انرژي الكتريكي در الكتروموتورهاي صنعتي بعمل آورد. در حالت كلي اين اقدامات به دو دسته تقسيم ميشود:

۱-     اقدامات مربوط به طراحي موتور

۲-     اقدامات مربوط به بهره برداري از موتورها

اقدامات مربوط به بهره برداري از موتورها را نيز ميتوان به دو دسته تقسيم نمود:

۱-     اقدامات روي موتور، نظير تهويه، روغنكاري، و بارگذاري

۲-     استفاده از درايو یا کنترل کننده دور موتور

در اين مقاله نخست روشهاي بهينه سازي مصرف انرژي در موتورهاي الكتريكي را مورد بحث قرار مي دهيم  سپس كاربرد درايوها در كنترل موتورهاي الكتريكي و تاثيري كه آنها مي تواند در صرفه جوئي مصرف انرژي بگذارند مورد بررسي قرار خواهد گرفت .

اینورتر

همانطور که می دانیم وظیفه اینوتر تبدیل dc به ac می باشد که این کار هم در فرکانس ثابت و هم در فرکانس متغیر صورت می گیرد . ولتاژ خروجی می تواند در یک فرکانس متغیر یا ثابت دارای دامنه متغیر یا ثابت باشد که ولتاژ خروجی متغیر می تواند با تغییر ولتاژ ورودی dc و ثابت نگهداشتن ضریب تقویت اینوتر بدست آید . از سوی دیگر اگر ولتاژ ورودی dc ثابت و غیرقابل کنترل باشد
می توان برای داشتن یک ولتاژ خروجی متغیر از تغییر ضریب تقویت اینوتر که معمولاً با کنترل مدولاسیون عرض پالس ( PWM ) در اینورتر انجام می شود استفاده کرد. ضریب تقویت اینوتر عبارت است از نسبت دامنه ولتاژ ac خروجی به dc ورودی .

اینوترها به دو دسته تقسیم می شوند : ۱) اینوترهای تک فاز و ۲) اینورترهای سه فاز . که خود آنها نیز بسته به نوع کموتاسیون تریستورها به چهار قسمت تقسیم می شوند . الف. اینوتر با مدولاسیون عرض پالس ( PWM ) ، ب. اینوتر با مدار تشدید ، پ. اینوتر با کموتاسیون کمکی ، ت. اینوتر با کموتاسیون تکمیلی . که اگر ولتاژ ورودی اینوتر ، ثابت باشد ، اینوتر با تغذیه ولتاژ ( VSI ) و اگر ورودی ثابت باشد ، آن را اینوتر با تغذیه جریان ( CSI ) می نامند .

از بین اینورترهای تکفاز دو نوع معروف به نام اینوتر تکفاز با سر وسط و اینوتر پل تکفاز می باشد که در اینجا به اختصار نوع پل تکفاز آن را بررسی کرده و سپس راجع به اینوترهای سه فاز توضیح خواهیم داد .