ژنراتور برق یکی از مهم ترین اجزا موجود در نیروگاه های تولید برق است و از آنجا که سیستم تحریک مهم ترین جزء هر ژنراتور را شامل می شود لذا سیستم تحریک نقش بسیار مهمی، در تولید برق دارد. کاربرد مهم سیستم تحریک، این است که می تواند ژنراتور را طوری هدایت کند که ژنراتور در ناحیه امن (محدوده پایداری) باقی بماند. لذا با توجه به اهمیت و جایگاه بسیار مهم سیستم تحریک در نیروگاهها، طبیعی است که حساسیت روی سیستم تحریک بالا می رود و اگر مشکلی در سیستم تحریک ایجاد شود، این مشکل به طور مستقیم روی ژنراتور اثر می گذارد. به عنوان مثال در صورت عملکرد نا مناسب محدود کننده زیر تحریک و یا فوق تحریک ژنراتور آسیب می ببیند و در صورت ایجاد مشکل در ژنراتور ناپایداری در شبکه نیز به وجود خواهد آمد.
در این پروژه ابتدا سیستمهای تحریک پردردسر (نظیر نیروگاه آبی سد شهید عباسپور) را بررسی شده است و بعد با سیستمهای تحریک روسی نیروگاه رامین (که نه خیلی دینامیکی هستند و نه خیلی استاتیکی) آشنا می شویم و در انتها با جدیدترین سیستم تحریک حال حاضر جهان آشنا خواهید شد و در فصل 6 (جمع بندی) این 4 نوع سیستم تحریک را به طور کامل با هم مقایسه کرده و مزایا و معایب آنها را تشریح خواهیم کرد.
سر فصل های این پایان نامه
مقدمه
فصل 1- نظریه سیستم تحریک
1-1- سیستم تحریک چیست؟
1-2- اجزای تشکیل دهنده سیستم تحریک
1-2-1- تولید جریان روتور
1-2-2- منبع تغذیه
1-2-3- سیستم تنظیم کننده خودکار ولتاژ (میکروکنترلر)
1-2-4- مدار دنبال کننده خودکار
1-2-5- کنترل تحریک
1-3- وظایف سیستم تحریک
1-4- جایگاه سیستم تحریک در تولید انرژی الکتریکی
1-5- سیستم تحریک در نیروگاه
1-6- رفتار الکتریکی و مکانیکی ژنراتور سنکرون
1-7- ساختمان ژنراتور سنکرون و انواع آن
1-8- کمیات اصلی یک ژنراتور سنکرون
1-8-1- قدرت مفید
1-8-2- ضریب توان
1-8-3- ولتاژ نامی
1-8-4- سرعت گردش
1-9- حالتهای عملکرد ژنراتور
1-9-1- حالت بی باری
1-9-2- ماشین باردار شده و عملکرد آن در هنگام وصل به شبکه بی نهایت
1-9-3- عملکرد بخش ویژه
1-10- گشتاور سنکرونیزاسیون
1-11- مشخصات گشتاور ژنراتور
1-12- دیاگرام توان ماشین سنکرون
1-13- نیازهای شبکه استاتیکی میکروکنترلر
1-14- تولید و مصرف توان راکتیو
1-15- مقایسه گاورنر و میکروکنترلر
1-16- رفتار استاتیکی میکروکنترلر AVR
فصل 2- انواع سیستم تحریک و معرفی انواع اکسایتر
2-1- سیستم تحریک ژنراتور
2-2- انواع سیستمهای تحریک
2-2-1- سیستم تحریک استاتیک
2-2-2- سیستم تحریک دینامیک
2-2-3- سیستم تحریک استاتیک
2-2-4- سیستم تحریک مشتمل بر تحریک کننده اصلی سه فاز و دیودهای ثابت
2-2-5- سیستم تحریک بدون جاروبک
2-3- انتخاب سیستم تحریک ژنراتور
2-3-1- توان خروجی سیستم تحریک
2-3-2- ولتاژ نامی سیستم تحریک
2-3-3- سقف ولتاژ تحریک
2-3-4- عایق سیم پیچ تحریک
2-4- ساختمان کلی تنظیم تحریک
2-5- انواع اکسایتر
2-5-1- اکسایتر با رئوستای تحت کنترل (سیستم اولیه)
2-5-2- سیستم کنترل میدان تحریک به وسیله اکسایتر با ژنراتور DC کموتاتوردار
2-5-3- سیستمهای کنترل میدان تحریک با استفاده از اکسایتر با یکسوکننده و آلترناتور
2-5-4- سیستم کنترل میدان تحریک با سیستم اکسایتر با یکسوکننده مرکب
2-5-5- سیستم کنترل میدان تحریک با اکسایتر از نوع یکسوکننده مرکب و اکسایتر با یکسوکننده و منبع تغذیه از نوع ولتاژی
2-5-6- سیستم کنترل میدان تحریک با اکسایتر متشکل از یکسوکننده با منبع تغذیه از نوع ولتاژی
فصل 3- معرفی سیستم تحریک سد آبی شهید عباسپور
3-1- معرفی سیستم تحریک نیروگاه آبی سد شهید عباسپور
3-2- مشخصات سیستم تحریک واحدهای نیروگاه آبی سد شهید عباسپور
3-2-1- ژنراتور
3-2-2- تحریک ژنراتور
3-2-3- سیستم تحریک
3-3- اجزای سیستم تحریک
3-3-1- ماشین اصلی
3-3-2- ماشین تحریک اصلی
3-3-3- جبران کننده پسماند
3-3-4- آمپلی داین
3-3-5- سیم پیچهای آمپلی داین
3-3-6- فیلد بریکر
3-3-7- مقاوت های ثابت زمانی
3-3-8- فید بکها
3-3-9- تنظیم کننده ولتاژ
3-3-10- رام
3-3-11- اس اس جی
3-3-12- بلوک فرسینگ
3-3-13- بلوک محدود کننده زیر تحریک
3-4- مدل سازی سیستم تحریک سد شهید عباسپور
3-4-1- تقویت کننده گردان (آمپلی داین)
3-4-2- مدل تحلیلی تحریک کننده اصلی
3-4-3- مدل تحلیلی پایدار ساز سیستم تحریک
3-5- ارائه مدل تحلیلی سیستم تحریک نیروگاه آبی سد شهید عباسپور
3-6- ارزیابی مدل
3-7- نحوه عملکرد سیستم تحریک
فصل 4- معرفی دو سیستم تحریک روسی در نیروگاه رامین
4-1- پانل ЭПА-500 و المانهای دورن آن
4-2- وظایف اصلی تقویت کننده های مغناطیسی
4-3- ماشین تحریک اولیه
4-4- ماشین تحریک اصلی
4-5- توضیح در مورد فورسنیگ
4-6- پارامترهای فورسنیگ و مگا وار واحد
4-7- عملدی فورسنیگ
4-8- توضیح در مورد واحد Б0MB حفاظت زیر تحریک
4-9- نکاتی بیشتر درباره محدودکننده زیر تحریک Б0MB
4-10- معرفی فیدبکهای ثابت (پایدار) و گذرا
4-11- پل های دیودی جهت یکسو کردن
4-12- اتوترانس یا ترانسفورماتور کنترل مگاوار
4-13- نحوه عملکرد سیستم تحریک واحدهای 2- 4 نیروگاه رامین
4-14- توضیحات برروی نقشه تک خطی و شماتیک پانل ЭπA-500
4-15- قسمت دوم: سیستم تحریک واحدهای 6و5 نیروگاه رامین
4-16- حفاظتهای مربوط به سیستم تحریک
4-17- تشریح کارتهای موجود در تنظیم کننده ولتاژ (AVR)
فصل 5- معرفی سیستم تحریک Unitrol 5000 در نیروگاه رامین
5-1- نحوه عملکرد سیستم تحریک Unitrol 5000 در واحد 1 نیروگاه رامین
5-2- فرمان ها و فیدبک ها
5-3- فرمان وصل میدان
5-4- فرمان قطع میدان
5-5- فرمان وصل تحریک
5-6- مرحله آغاز کار ژنراتور با راه اندازی نرم
5-7- “فایر آل فلش” چه چیزی است؟
5-8- فرمان قطع تحریک
5-9- مدهای کنترل: محلی / دور و اتوماتیک / دستی
5-10- فرمان های وصل دستی / اتوماتیک
5-11- کنترل کننده پیگیری
5-12- کنترل دستی جریان و کنترل اتوماتیک ولتاژ
5-13- فرمان کانال 1/کانال2
5-14- تغییر وضعیت به کانال اضطراری
5-15- نواحی ایمن
5-16- فرمان کاهش و افزایش نقطه تنظیم
5-17- فرمان های تنظیم کننده اعمال گر فوق العاده
5-18- فرمان های قطع و وصل پایدارکننده سیستم تحریک
5-19- تجهیزات مربوط به کنترل محلی
5-20- معرفی تابلوهای آرکنت
5-21- معرفی بخش های مختلف تابلو آرکنت
5-22- کنترل های اضافی
5-23- تریستور / مبدل
5-24- چک کردن برخی موارد قبل از قبل از راه اندازی سیستم
5-25- چک کردن در زمان بی باری
5-26- چک کردن منظم در خلال عملکرد
5-27- بررسی های لازم و تعمیرات در هنگام خاموش بودن
5-28- چک کردن تریپ اضطراری در سیستم تحریک در زمان هشدار و یا خطا
فصل 6- جمع بندی بررسی فنی و اقتصادی سیستم های تحریک
6-1- جمع بندی
6-2- مزایا و معایب سیستم تحریک واحد 2 تا 4 نیروگاه رامین
6-3- مزایا و معایب سیستم تحریک استاتیک – آنالوگ واحد 5 و 6 نیروگاه رامین
منابع و مراجع
ضمیمه
مقدمه
- مقدمه
مصرف کنندگان نهایی انرژی الکتریکی همواره خواستار دریافت مداوم برق با کیفیت مناسب هستند. بنابراین در بهره برداری از شبکه های توزیع دو اصل اساسی ذیل مطرح می گردد:
1- تداوم ارائه سرویس به مصرف کنندگان
2- حفظ کیفیت مناسب سرویس
1-1-1-تداوم ارائه سرویس به مصرف کنندگان:
فعالیت اصلی مراکز حوادث شرکتهای توزیع در تداوم توزیع انرژى الکتریکی به شبکه فشار ضعیف می باشد
ارائه سرویس به مصرف کنندگان برق به دلایل مختلف ممکن است با اختلال مواجه گردد. غیر از مواردی مانند اعمال خاموشیهای ناشی از کمبود انرژی برق، اغلب موارد مربوط به شبکه توزیع است. مهمترین عوامل عدم تداوم کار عادی شبکه توزیع عبارتند از:
1-حوادث غیر مترقبه مانند صدمه دیدن کابلها، شکستگی تیرها، آسیب دیدگی تجهیزات ناشی از برخورد وسایل نقلیه، شرایط جوی و...
2-عدم توانایی در تامین بار مصرف کنندگان به دلیل اضافه بار خطوط با ترانسفورماتور ها و...
3-تعمیر یا سرویس تجهیزات
2-1-1- حفظ کیفیت مناسب سرویس:
ارائه سرویس مداوم به مصرف کنندگان کافی نمی باشد بلکه کیفیت این سرویس نیز بسیار با اهمیت است. این کیفیت از دو جنبه برای بهره بردار (شرکت توزیع) و مصرف کننده حائز اهمیت است:
الف – کاهش تلفات شبکه توزیع تا حد ممکن (از دید بهره بردار)
ب- تامین ولتاژ مناسب در پستهای 4/0 کیلو ولت (از دید مصرف کننده)
هدف اساسی دیسپاچینگ توزیع، تداوم سرویس و ارتقای کیفیت سرویس می باشد. با توجه به مطالب فوق سعی شده است روشهای فعلی مراکز حوادث به منظور دستیابی به هدف مذکور مورد بررسی قرار گیرند و در عین حال نقش سیستم دیسپاچینگ توزیع برای کمک به تعیین تداوم و کیفیت سرویس تبیین گردد. برای روشن شدن مطلب توضیح مختصری درباره طراحی و بهره برداری از شبکه توزیع ایران ضروری می باشد.
دسته: برق
حجم فایل: 200 کیلوبایت
تعداد صفحه: 129
مقدمه:
بی شک صنعت برق مهمترین و حساسترین صنایع در هر کشور محسوب میشود. بطوریکه عملکرد نادرست تولید کنندهها و سیستمهای قدرت موجب فلج شدن ساختار صنعتی، اقتصادی، اجتماعی و حتی سپاسی در آن جامعه خواهد شد. از زمانیکه برق کشف و تجهیزات برقی اختراع شدند. تکنولوژی با سرعت تساعدی در جهت پیشرفت شتاب گرفت. بطوریکه میتوان گفت در حدود دویست سال اخیر نود درصد از پیشرفت جامع بشری به وقوع پیوست. و شاید روزی یا هفتهای نباشد که دانشمندان سراسر جهان مطلب جدیدی در یکی از گراشیهای علم برق کشف و عنوان نکنند. و انسان قرن بیست و یکم بخش قابل توجهای از آسایش رفاه خود را مدیون حرکت الکترونها میباشد. و دانشمندان در این عرصه انسانهای سختکوش بودند که همه تلاش خود را برای افراد راحت طلب بکار بستند.
در آغاز شکل گیری شبکههای برقی، مولدها، برق را بصورت جریان مستقیم تولید میکردند و در مساحتهای محدود و کوچک از آنها بهرهمند میشد. و این شبکهها بصورت کوچک و محدود استفاده میشد. با افزایش تقاضا در زمینه استفاده از انرژی الکتریکی دیگر این شبکههای کوچک پاسخگوی نیاز مصرف کنندهها نبود و میبایست سیستمهای برقرسانی مساحت بیشتری را تحت پوشش خود قرار میدادند. از طرفی برای تولید نیز محدودیتهایی موجود بود که اجازه تولید انرژی الکتریکی را در هر نقطه دلخواه به مهندسان برق نمیداد. زیرا که نیروگاهها میبایست در محلهایی احداث میشد که انرژی بطور طبیعی یافت میشد. انرژیهای طبیعی مثل: آب، باد، ذغال سنگ وغیره بنابراین نیروگاهها را میبایست در جاهایی احداث میکردند که یا در آنجا آب و یا باد و یا ذغال سنگ و دیگر انرژیهای سوختی موجود بود. بدین ترتیب نظریه انتقال انرژی الکتریکی از محل تولید انرژی تا محل مصرف پیش آمد. این انتقال نیز توسط برق جریان مستقیم امکانپذیر نبود. زیرا ولتاژ در طول خط انتقال افت می کرد و در محل مصرف دیگر عملاً ولتاژی باقی نمیماند. بنابراین مهندسان صنعت برق تصمیم گرفتند که انرژی الکتریکی را بطور AC تولید کنند تا قابلیت انتقال داشته باشد. و این عمل را نیز توسط ترانسفورماتورها انجام دادند. ترانسفورماتورها میتوانستند ولتاژ را تا اندازه قابل ملاحظهای بالا برده و امکان انتقال را فراهم آورند. مزیت دیگری که ترانسفورماتورها به سیستمهای قدرت بخشیدند. این بود که با بالا بردن سطح ولتاژ، به همان نسبت نیز جریان را پائین می آوردند، بدین ترتیب سطح مقطع هادیهای خطوط انتقال کمتر میشد و بطور کلی میتوانستیم کلیه تجهیزات را به وسیله جریان پائین سایز نماییم. و این امر نیز از دیدگاه اقتصادی بسیار قابل توجه مینمود.
بدین ترتیب شبکههای قدرت AC شکل گرفت و خطوط انتقال و پستهای متعددی نیز برای انتقال انرژی الکتریکی در نظر گرفته شد. و برای تأمین پیوسته انرژی این شبکهها به یکدیگر متصل شدند و تا امروه نیز در حال گسترش و توسعه میباشند. هرچه سیستمهای قدر الکتریکی بزرگتر میشد بحث بهرهبرداری و پایداری سیستم نیز پیچیدهتر نشان میداد. و در این راستا مراکز کنترل و بهره بردار از سیستمهای قدرت میبایست در هر لحظه از ولتاژها و توانهای تمامی پستها و توانهای جاری شده در خطوط انتقال آگاهی مییافتند. تا بتوانند انرژی را بطور استاندارد و سالم تا محل مصرف انتقال و سپس توزیع کنند. این امر مستلزم حل معادلاتی بود که تعداد مجهولات از تعداد معلومات بیشتر بود. حل معادلاتی که مجهولات بیشتری از معلومات آن دارد نیز فقط در فضای ریاضیاتی با محاسبات عدد امکانپذیر است که در تکرارهای مکرر قابل دستیابی است. در صنعت برق تعیین ولتاژها و زوایای ولتاژها و توانهای اکتیو و راکتیو در پستها و نیروگاهها را با عنوان پخش بار (load flow) مطرح میشود.
فهرست
مقدمه
فصل اول – شرحی بر پخش بار.
1- پخش بار
2- شین مرجع یا شناور
3- شین بار
4- شین ولتاژ کنترل شده
5- شین نیروگاهی
6- شین انتقال
فصل دوم – محاسبات ریاضی نرم افزار
1- حل معادلات جبری غیر خطی به روش نیوتن-رافسون
2- روشی برای وارون کردن ماتریس ژاکوبین
فصل سوم – معادلات حل پخش بار به روش نیوتن-رافسون
1- حل پخش بار به روش نیوتن – رافسون
فصل چهارم – تعیین الگوریتم کلی برنامه
1- الگوریتم کلی برنامه
2- الگوریتم دریافت اطلاعات در ورودی
3- الگوریتم محاسبه ماتریس ژاکوبین
4- الگوریتم مربوط به وارون ژاکوبین
5- الگوریتم مربطو به محاسبه
6- الگوریتم مربوط به محاسبه ماتریس
7-الگوریتم مربوط به ضرب وارون ژاکوبین در ماتریس
8- الگوریتم مربوط به محاسبه
9- الگوریتم تست شرط
10- الگوریتم مربوط به چاپ جوابهای مسئله در خروجی
فصل پنجم – مروری بر دستورات برنامه نویسی C++
1- انواع داده
2- متغیرها
33- تعریف متغیر
4- مقدار دادن به متغیر
5- عملگرها
6- عملگرهای محاسباتی
7- عملگرهای رابطهای
8- عملگرهای منطقی
9- عملگر Sizcof
10- ساختار تکرار for
11- ساختارتکرار While
12- ساختار تکرار do . While
13- ساختار تصمیم if
14- تابع Printf ()
15- تابع Scanf ()
16- تابع getch ()
17- اشارهگرها
18- متغیرهای پویا
19- تخصیص حافظه پویا
20- برگرداندن حافظه به سیستم
21- توابع
22- تابع چگونه کار میکند
فصل ششم – تشریح و نحوی عملکرد برنامه
فصل هفتم – نرم افزار
قیمت: 25,000 تومان
مقدمه
ترانسفورماتورها بر اساس ساختمان و نوع عملکرد، انواع متفاوت زیر را دارند:
ترانسفورماتورهای قدرت
ترانسفورماتورهای توزیع
ترانسفورماتورهای شیفت دهنده فاز
ترانسفورماتورهای یکسو کننده
ترانسفورماتورهای خشک
ترانسفورماتورهای روغنی
ترانسفورماتورهای اندازه گیری
تنظیم کننده های ولتاژ پله ای
ترانسفورماتورهای ولتاژ ثابت
ترانسفورماتورهای قدرت بین ژنراتور و سیستم های انتقال مورد استفاده قرار می گیرند و معمولا با توان 500 kVA و بیشتر درجه بندی می شوند. سیستم های قدرت شامل نیروگاه های تولید و توزیع انرژی، و اتصالات درون سیستم یا اتصالاتی با سیستم های مجاورهستند. پیچیدگی این سیستم منجر به گستردگی تنوع ولتاژهای توزیع و انتقال می شود.
هر ترانسفورماتوری که ولتاژ اولیه را کاهش داده و آنرا به ولتاژ توزیع یا ولتاژ مورد استفاده مصرف کننده تبدیل کند، ترانسفورماتور توزیع نامیده می شود. اگرچه بسیاری از استانداردهای صنعتی اصطلاح ترانسفورماتور توزیع را به ترانسفورماتورهایی با درجه بندی 5-500 kVA نسبت می دهند، ولی ترانسفورماتورهای توزیع می توانند درجه بندی های کم تر و بیشتر (5000 kVA و بیشتر) نیز داشته باشند. بنابراین استفاده از درجه بندی به عنوان مقیاسی جهت تعیین نوع ترانسفورماتور چندان قابل قبول نیست.
مطالعه یک سیستم جدید به منظور انتخاب ترانسفورماتور با ظرفیت مناسب که هنوز مورد بهره برداری قرار نگرفته است، کار بسیار پیچیده تری است. دلیل این امر مشخص نبودن نوع مصرف از قبیل تجاری، خانگی، صنعتی یا اداری و نوع تجهیزات مرتبط با آن است. پس از مشخص شدن نوع تجهیزات، قدم بعدی دستیابی به مشخصه هارمونیکی آنهاست که لازمه محاسبه ضریب می باشد. از آنجا که ترانسفورماتورهای توزیع معمولا انواع مختلف بار را تغذیه می کنند، و شکل موج جریان به علت وجود بارهای خطی و غیر خطی مختلف، مشخصه هارمونیکی متفاوتی از مشخصه هارمونیکی هر کدام از بارها دارد.
روش ضریب ساده منجر به حصول نتایج چندان دقیقی نخواهد شد. لذا برای طراحی سیستم هایی با انواع مختلف تجهیزات که بار غیرسینوسی متفاوت از هم دارند، روش های خاصی مورد نیاز است. برای انتخاب ترانسفورماتور در چنین سیستم هایی روشی به نام روش جریان هارمونیک معادل پیشنهاد شده است. در این روش برای هر بار غیر خطی با ضریب معین، یک جریان هارمونیکی معادل نسبت داده می شود. سپس مقادیر به دست آمده برای هر بار غیر خطی با در نظر گرفتن توان الکتریکی آن به صورت وزن دار با هم جمع شده و جریان هارمونیکی معادل کل برای چند بار غیر خطی به دست می آید که با استفاده از آن می توان ضریب نامی برای ترانسفورماتور انتخابی را تخمین زد.
در این پروژه، می خواهیم شرایط غیرعادی عملکرد ترانسفورماتور را شرح داده و به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار دهیم.. نحوه مدل سازی جامع ترانسفورماتور به وسیله نرم افزار اجزاء محدود Opera-2D به تفضیل معرفی و چگونگی مدل سازی شرایط بار غیرسینوسی، نامتعادلی بار و نامتعادلی ولتاژ تغذیه با توجه به دیاگرام تک خطی ترانسفورماتور و امکانات موجود در این نرم افزار شرح داده خواهد شد.
بررسی عملکرد ترانسفورماتور توزیع در شرایط بار غیرسینوسی منجر به ارائه روشی جهت اصلاح مقادیر نامی ترانسفورماتورهای تغذیه کننده بارهای غیرخطی میشود. این روش بر اساس محاسبه تلفات فوکوی سیم پیچ به وسیله تحلیل گر Opera-2d/TR صورت خواهد گرفت. مقایسه نتایج به دست آمده از روش FEM با روش بیان شده در استاندارد IEEE C57-110 تاییدی بر دقت بالای محاسبات انجام شده خواهد بود.
تحلیل فرکانسی سیگنال های ولتاژ و جریان ترانسفورماتور با استفاده از تبدیل فوریه (FFT) به درک هرچه بهتر عملکرد ترانسفورماتور در شرایط مورد مطالعه خواهد انجامید و تبیین کننده چگونگی تاثیر این شرایط بر اصلاح مقادیر نامی تجدید شده ترانسفورماتور میگردد.
مقدمه
ترانسفورماتورها بر اساس ساختمان و نوع عملکرد، انواع متفاوت زیر را دارند:
ترانسفورماتورهای قدرت
ترانسفورماتورهای توزیع
ترانسفورماتورهای شیفت دهنده فاز
ترانسفورماتورهای یکسو کننده
ترانسفورماتورهای خشک
ترانسفورماتورهای روغنی
ترانسفورماتورهای اندازه گیری
تنظیم کننده های ولتاژ پله ای
ترانسفورماتورهای ولتاژ ثابت
ترانسفورماتورهای قدرت بین ژنراتور و سیستم های انتقال مورد استفاده قرار می گیرند و معمولا با توان 500 kVA و بیشتر درجه بندی می شوند. سیستم های قدرت شامل نیروگاه های تولید و توزیع انرژی، و اتصالات درون سیستم یا اتصالاتی با سیستم های مجاورهستند. پیچیدگی این سیستم منجر به گستردگی تنوع ولتاژهای توزیع و انتقال می شود. هر ترانسفورماتوری که ولتاژ اولیه را کاهش داده و آنرا به ولتاژ توزیع یا ولتاژ مورد استفاده مصرف کننده تبدیل کند، ترانسفورماتور توزیع نامیده می شود. اگرچه بسیاری از استانداردهای صنعتی اصطلاح ترانسفورماتور توزیع را به ترانسفورماتورهایی با درجه بندی 5-500 kVA نسبت می دهند، ولی ترانسفورماتورهای توزیع می توانند درجه بندی های کم تر و بیشتر (5000 kVA و بیشتر) نیز داشته باشند. بنابراین استفاده از درجه بندی به عنوان مقیاسی جهت تعیین نوع ترانسفورماتور چندان قابل قبول نیست.
مطالعه یک سیستم جدید به منظور انتخاب ترانسفورماتور با ظرفیت مناسب که هنوز مورد بهره برداری قرار نگرفته است، کار بسیار پیچیده تری است. دلیل این امر مشخص نبودن نوع مصرف از قبیل تجاری، خانگی، صنعتی یا اداری و نوع تجهیزات مرتبط با آن است. پس از مشخص شدن نوع تجهیزات، قدم بعدی دستیابی به مشخصه هارمونیکی آنهاست که لازمه محاسبه ضریب می باشد. از آنجا که ترانسفورماتورهای توزیع معمولا انواع مختلف بار را تغذیه می کنند، و شکل موج جریان به علت وجود بارهای خطی و غیر خطی مختلف، مشخصه هارمونیکی متفاوتی از مشخصه هارمونیکی هر کدام از بارها دارد. روش ضریب ساده منجر به حصول نتایج چندان دقیقی نخواهد شد. لذا برای طراحی سیستم هایی با انواع مختلف تجهیزات که بار غیرسینوسی متفاوت از هم دارند، روش های خاصی مورد نیاز است. برای انتخاب ترانسفورماتور در چنین سیستم هایی روشی به نام روش جریان هارمونیک معادل پیشنهاد شده است. در این روش برای هر بار غیر خطی با ضریب معین، یک جریان هارمونیکی معادل نسبت داده می شود. سپس مقادیر به دست آمده برای هر بار غیر خطی با در نظر گرفتن توان الکتریکی آن به صورت وزن دار با هم جمع شده و جریان هارمونیکی معادل کل برای چند بار غیر خطی به دست می آید که با استفاده از آن می توان ضریب نامی برای ترانسفورماتور انتخابی را تخمین زد.
در این پروژه، می خواهیم شرایط غیرعادی عملکرد ترانسفورماتور را شرح داده و به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار دهیم.. نحوه مدل سازی جامع ترانسفورماتور به وسیله نرم افزار اجزاء محدود Opera-2D به تفضیل معرفی و چگونگی مدل سازی شرایط بار غیرسینوسی، نامتعادلی بار و نامتعادلی ولتاژ تغذیه با توجه به دیاگرام تک خطی ترانسفورماتور و امکانات موجود در این نرم افزار شرح داده خواهد شد. بررسی عملکرد ترانسفورماتور توزیع در شرایط بار غیرسینوسی منجر به ارائه روشی جهت اصلاح مقادیر نامی ترانسفورماتورهای تغذیه کننده بارهای غیرخطی می شود. این روش بر اساس محاسبه تلفات فوکوی سیم پیچ به وسیله تحلیل گر Opera-2d/TR صورت خواهد گرفت. مقایسه نتایج به دست آمده از روش FEM با روش بیان شده در استاندارد IEEE C57-110 تاییدی بر دقت بالای محاسبات انجام شده خواهد بود. تحلیل فرکانسی سیگنال های ولتاژ و جریان ترانسفورماتور با استفاده از تبدیل فوریه (FFT) به درک هرچه بهتر عملکرد ترانسفورماتور در شرایط مورد مطالعه خواهد انجامید و تبیین کننده چگونگی تاثیر این شرایط بر اصلاح مقادیر نامی تجدید شده ترانسفورماتور می گردد.