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 میشود لذا سیستم تحریک نقش بسیار مهمی، در تولید برق دارد. کاربرد مهم سیستم تحریک، ا ین 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 ا نتها با جدیدترین سیستم تحریک حال حاضر جهان آشنا خواهید شد و در فصل ۶ (جمع بندی) این ۴ 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 ۱- نظریه سیستم تحریک
۱-۱- سیستم تحریک چیست ؟
۱-۲- اجزای تشکیل دهنده سیستم تحریک
۱-۲-۱- تولید جریان روتور
۱-۲-۲- منبع تغذیه
۱-۲-۳- سیستم تنظیم کننده خودکار ولتاژ (میکروکنترلر)
۱-۲-۴- مدار دنبال کننده خودکار
۱-۲-۵- کنترل تحریک
۱-۳- وظایف سیستم تحریک
۱-۴- جایگاه سیستم تحریک در تولید انرژی الکتریکی
۱-۵- سیستم تحریک در نیروگاه
۱-۶- رفتار الکتریکی و مکانیکی ژنراتور سنکرون
۱-۷- ساختمان ژنراتور سنکرون و انواع آن
۱-۸- کمیات اصلی یک ژنراتور سنکرون
۱-۸-۱- قدرت مفید
۱-۸-۲- ضریب توان
۱-۸-۳- ولتاژ نامی
۱-۸-۴- سرعت گردش
۱-۹- حالتهای عملکرد ژنراتور
۱-۹-۱- حالت بی باری
۱-۹-۲- ماشین بارد ا ر شده و عملکرد آن در هنگام وصل به شبکه بی نهایت
۱-۹-۳- عملکرد بخش ویژه
۱-۱۰- گشتاور سنکرونیزاسیون
۱-۱۱- مشخصات گشتاور ژنر ا تور
۱-۱۲- دیاگرام توان ماشین سنکرون
۱-۱۳- نیازهای شبکه استاتیکی میکروکنترلر
۱-۱۴- تولید و مصرف توان راکتیو
۱-۱۵- مقایسه گاورنر و میکروکنترلر
۱-۱۶- رفتار استاتیکی میکروکنترلر AVR
فصل ۲- انواع سیستم تحریک و معرفی انواع اکسایتر
۲-۱- سیستم تحریک ژنراتور
۲-۲- انواع سیستمهای تحریک
۲-۲-۱- سیستم تحریک استاتیک
۲-۲-۲- سیستم تحریک دینامیک
۲-۲-۳- سیستم تحریک استاتیک
۲-۲-۴- سیستم تحریک مشتمل بر تحریک کننده ا صلی سه فاز و دیودهای ثابت
۲-۲-۵- سیستم تحریک بدون جاروبک
۲-۳- انتخاب سیستم تحریک ژنراتور
۲-۳-۱- توان خروجی سیستم تحریک
۲-۳-۲- ولتاژ نامی سیستم تحریک
۲-۳-۳- سقف ولتاژ تحریک
۲-۳-۴- عایق سیم پیچ تحریک
۲-۴- ساختمان کلی تنظیم تحریک
۲-۵- انواع اکسایتر
۲-۵-۱- اکسایتر با رئوستای تحت کنترل (سیستم اولیه)
۲-۵-۲- سیستم کنترل میدان تحریک به وسیله ا کسایتر با ژنراتور DC کموتاتوردار
۲-۵-۳- سیستمهای کنترل میدان تحریک با استفاده از اکسایتر با یکسوکننده و آلترناتور
۲-۵-۴- سیستم کنترل میدان تحریک با سیستم اکسایتر با یکسوکننده مرکب
۲-۵-۵- سیستم کنترل میدان تحریک با اکسایتر از نوع یکسوکننده مرکب و اکسایتر با یکسوکننده و منبع تغذیه از نوع ولتاژی
۲-۵-۶- سیستم کنترل میدان تحریک با اکسایتر متشکل از یکسوکننده با منبع تغذیه از نوع ولتاژی
فصل ۳- معرفی سیستم تحریک سد آبی شهید عباسپور
۳-۱- معرفی سیستم تحریک نیروگاه آبی سد شهید عباسپور
۳-۲- مشخصات سیستم تحریک واحدهای نیروگاه آبی سد شهید عباسپور
۳-۲-۱- ژنر ا تور
۳-۲-۲- تحریک ژنراتور
۳-۲-۳- سیستم تحریک
۳-۳- اجزای سیستم تحریک
۳-۳-۱- ماشین اصلی
۳-۳-۲- ماشین تحریک اصلی
۳-۳-۳- جبران کننده پسماند
۳-۳-۴- آمپلی د ا ین
۳-۳-۵- سیم پیچهای آمپلی داین
۳-۳-۶- فیلد بریکر
۳-۳-۷- مقاوت های ثابت زمانی
۳-۳-۸- فید بکها
۳-۳-۹- تنظیم کننده ولتاژ
۳-۳-۱۰- رام
۳-۳-۱۱- اس اس جی
۳-۳-۱۲- بلوک فرسینگ
۳-۳-۱۳- بلوک محدود کننده زیر تحریک
۳-۴- مدل سازی سیستم تحریک سد شهید عباسپور
۳-۴-۱- تقویت کننده گردان (آمپلی د ا ین)
۳-۴-۲- مدل تحلیلی تحریک کننده اصلی
۳-۴-۳- مدل تحلیلی پایدار ساز سیستم تحریک
۳-۵- ار ا ئه مدل تحلیلی سیستم تحریک نیروگاه آبی سد شهید عباسپور
۳-۶- ارزیابی مدل
۳-۷- نحوه عملکرد سیستم تحریک
فصل ۴- معرفی دو سیستم تحریک روسی در نیروگاه رامین
۴-۱- پانل ЭПА-۵۰۰ و المانهای دورن آن
۴-۲- وظایف اصلی تقویت کننده های مغناطیسی
۴-۳- ماشین تحریک اولیه
۴-۴- ماشین تحریک اصلی
۴-۵- توضیح در مورد فورسنیگ
۴-۶- پارامترهای فورسنیگ و مگا وار واحد
۴-۷- عملدی فورسنیگ
۴-۸- توضیح در مورد واحد Б۰MB حفاظت زیر تحریک
۴-۹- نکاتی بیشتر درباره محدودکننده زیر تحریک Б۰MB
۴-۱۰- معرفی فیدبکهای ثابت (پایدار) و گذر ا
۴-۱۱- پل های دیودی جهت یکسو کردن
۴-۱۲- اتوترانس یا ترانسفورماتور کنترل مگاوار
۴-۱۳- نحوه عملکرد سیستم تحریک واحدهای ۲- ۴ نیروگاه رامین
۴-۱۴- توضیحات برروی نقشه تک خطی و شماتیک پانل ЭπA-۵۰۰
۴-۱۵- قسمت دوم: سیستم تحریک واحدهای ۶و۵ نیروگاه رامین
۴-۱۶- حفاظتهای مربوط به سیستم تحریک
۴-۱۷- تشریح کارتهای موجود در تنظیم کننده ولتاژ (AVR)
فصل ۵- معرفی سیستم تحریک Unitrol ۵۰۰۰ در نیروگاه رامین
۵-۱- نحوه عملکرد سیستم تحریک Unitrol ۵۰۰۰ در واحد ۱ نیروگاه ر ا مین
۵-۲- فرمان ها و فیدبک ها
۵-۳- فرمان وصل میدان
۵-۴- فرمان قطع میدان
۵-۵- فرمان وصل تحریک
۵-۶- مرحله آغاز کار ژنراتور با راه اندازی نرم
۵-۷- “فایر آل فلش” چه چیزی است ؟
۵-۸- فرمان قطع تحریک
۵-۹- مدهای کنترل: محلی / دور و اتوماتیک / دستی
۵-۱۰- فرمان های وصل دستی / اتوماتیک
۵-۱۱- کنترل کننده پیگیری
۵-۱۲- کنترل دستی جریان و کنترل اتوماتیک ولتاژ
۵-۱۳- فرمان کانال ۱/کانال۲
۵-۱۴- تغییر وضعیت به کانال اضطراری
۵-۱۵- نواحی ایمن
۵-۱۶- فرمان کاهش و افزایش نقطه تنظیم
۵-۱۷- فرمان های تنظیم کننده اعمال گر فوق العاده
۵-۱۸- فرمان های قطع و وصل پایدارکننده سیستم تحریک
۵-۱۹- تجهیزات مربوط به کنترل محلی
۵-۲۰- معرفی تابلوهای آرکنت
۵-۲۱- معرفی بخش های مختلف تابلو آرکنت
۵-۲۲- کنترل های اضافی
۵-۲۳- تریستور / مبدل
۵-۲۴- چک کردن برخی موارد قبل از قبل ا ز راه اندازی سیستم
۵-۲۵- چک کردن در زمان بی باری
۵-۲۶- چک کردن منظم در خلال عملکرد
۵-۲۷- بررسی های لازم و تعمیرات در هنگام خاموش بودن
۵-۲۸- چک کردن تریپ اضطراری در سیستم تحریک در زمان هشدار و یا خطا
فصل ۶- جمع بندی بررسی فنی و اقتصادی سیستم های تحریک
۶-۱- جمع بندی
۶-۲- مزایا و معایب سیستم تحریک واحد ۲ تا ۴ نیروگاه رامین
۶-۳- مزایا و معایب سیستم تحریک استاتیک – آنالوگ واحد ۵ و ۶ نیروگاه رامین
منابع و مراجع
ضمیمه
مقدمه
درشرایط معمولی یک ترانسفورماتور در حالت بی باری جریان مغناطیس کننده ای حدود 5/0 تا 2 درصد جریان نامی اش از منبع میکشد. این جریان بعلت اثرات اشباع آهن سینوسی نیست (شکل 1)
مقداراعوجاج بستگی به مقدار چگالی فوران مغناطیسی دارد که هسته در آن چگالی کار میکند. تغییرات فوران هسته و جریان مغناطیس کننده بنحوی است که درهر پریود (دوره تناوب) یکبار دور حلقه هیسترزیس (Hysteresis loop) طی میشود (شکل2)
همچنین تغییرات فوران هسته بنحوی است که در هر لحظه نیروی محرکه الکتریکی (emf) لازم را برای برابری با ولتا ژ لحظه ای منبع تولید کند. در شکل 3 حلقه هیسترزیس همراه با منحنی مغناطیسی magnetizing curve مکان قرار گرفتن رئوس حلقه های هیسترزیس است که در ولتاژ های اعمال شده به ترانسفورماتور در حالت ماندگار (steady state) بدست آمده اند (شکل 4).
بدیهی است همانگونه که ولتاژ افزایش میابد و در نتیجه این امرفوران بیشتر وبیشتری از هسته عبور میکند. ماگزیمم جریان نیز بسرعت افزایش پیدامیکند زیرا هسته اشباع میشود.
- چکیده
با توجه به افزایش مصرف, تولید انرژی الکتریکی بایستی در ارتباط کامل با نحوه توزیع و پخش انرژی آن باشد. در مراکز شهری چگالی انرژی موجب گشته تا با توجه به کمبود فضا و ایمنی لازم در سیستم, بکار گیری پستهای GIS در مقایسه با انواع دیگر پستها در کشور ما مورد بررسی و توجه قرار گیرد که این اهمیت چه از نظر فنی و چه از نظر اقتصادی و با توجه به روند تکنولوژی در آینده مورد توجه ما می باشد و همچنین انرژی مورد نیاز انواع مختلف مصرف کننده ها در هر موقعیت و به هر میزان, تنها از طریق شبکه هایی امکان پذیر است که کلیه مراکز مصرف و تولیدشان با یکدیگر در ارتباط کامل و به هم پیوسته باشد. با احداث شبکه های سراسری که ظرفیت مناسب و کافی دارند, می توانیم یک تبادل انرژی بین مراکز مصرف کننده ها و تولید کنندگان داشته باشیم. که جهت این تبادل انرژی نیاز به افزایش ولتاژ و سپس کاهش آن می باشد که در این خصوص ایستگاههای فشار قوی مناسب این مشکل را بر طرف کرده و گام اساسی در جهت پیش برد این مساله برداشته است. و با توجه به محدودیت های محیطی و نامناسب بودن وضعیت جوی و استراتژیکی منطقه این امکان را به ما می دهد که با احداث و توسعه پست های فشارقوی از نوع بسته GIS این تبادل انرژی را به نحو مطلوبی در مراکز مصرف و حوزه شهری داشته باشیم که در این میان مسئله اقتصادی در این مراکز از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده که پستهای سربسته GIS تا حدودی به این مسائل جواب گو می باشد.
این پایان نامه شامل ده فصل, می باشد که در فصل اول به بررسی عایق های گازی SF6 که در پستهای سربسته گازی بیشترین کاربرد را دارد می پردازیم. در فصل دوم به نقش و نوع پستهای فشار قوی در شبکه های انتقال و پخش انرژی و همچنین سطح ولتاژهای موجود در ایران بحث می شود. در فصل سوم به نقش و اساس پستهای GIS و همچنین تکنولوژی سیستمهای GIS, مزایا و معایب پستهای GIS در صنعت برق اشاره می شود. سیستمهای GIS داخلی (indoor) و بیرونی (out door) و همچنین هزینه های مربوط به احداث آنها در فصل چهارم آورده شده است. بررسی جنبه های اقتصادی سیستمهای GIS از نظر هزینه و فاکتورهای موثر در آن و ارزیابی پروژه از لحاظ اقتصادی و نیز مقایسه سیستم های GIS با AIS در فصل پنجم بحث شده است. در فصل ششم به عیب یابی و تعمیرات تجهیزات پستهای GIS پرداخته می شود. نحوه نگهداری پستهای GIS نیز در فصل نهم بحث شده است و فصل آخر به نتیجه گیری کلی و پیشنهادات اختصاص دارد. در ضمن نمونه ای از تجهیزات انواع پستهای GIS در ضمیمه های یک و دو آورده شده است.
- چکیده
این نوشتار عهده دار معرفی ادوات جدید سیستم های مدرن انتقال انرژی می باشد که تحول زیادی را در بهره برداری و کنترل سیستمهای قدرت ایجاد خواهد کرد.
با رشد روز افزون مصرف، سیستمهای انتقال انرژی با بحران محدودیت انتقال توان مواجه هستند. این محدودیتها عملاً بخاطر حفظ پایداری و تامین سطح مجاز ولتاژ بوجود می آیند. بنابراین ظرفیت بهره برداری عملی خطوط انتقال بسیار کمتر از ظرفیت واقعی خطوط که همان حد حرارتی آنهاست، می باشد. این امر موجب عدم بهره برداری بهینه از سیستم های انتقال انرژی خواهد شد. یکی از راههای افزایش ظرفیت انتقال توان، احداث خطوط جدید است که این امر هم چندان ساده نیست ومشکلات فراوانی را به همراه دارد.
با پیشرفت صنعت نیمه هادیها و استفاده آنها در سیستم قدرت، مفهوم سیستم های انتقال انرژی انعطاف پذیر (FACTS) مطرح شد که بدون احداث خطوط جدید بتوان از ظرفیت واقعی سیستم انتقال استفاده کرد.
پیشرفت اخیر صنعت الکترونیک در طراحی کلیدهای نیمه هادی با قابلیت خاموش شدن و استفاده از آن در مبدل های منبع ولتاژ در سطح توان و ولتاژ سیستم قدرت علاوه بر معرفی ادوات جدیدتر، تحولی در مفهوم FACTS بوجود آورد و سیستمهای انتقال انرژی را بسیار کارآمدتر و موثرتر خواهد کرد.
برای درک بهتر و شناساندن مشخصات برجسته این ادوات درقدم اول لازم است مشکلات موجود سیستم های انتقال انرژی شناسائی شوند. آنگاه راه حل های کلاسیک برای رفع آنها بیان می شوند. مبدل های منبع ولتاژ، که ساختار کلیه ادوات جدید FACTS بر آن استوار است در بخش بعدی مورد بحث قرار
می گردد و در خاتمه نسل جدید ادوات FACTS معرفی می شوند.
مقدمه
طراحی ترانسفورماتور یعنی آماده سازی نقشه های اجرایی ترانسفورماتور اولین گام در ساخت آن است.
برای شروع کار محاسبه و طراحی حداقل مشخصات زیر باید ارائه شود:
-قدرت نامی ترانسفورماتور
-ولتاژهای فشار قوی و ضعیف و گروه برداری
-امپدانس اتصال کوتاه، تلفات بی باری و بارداری
-ارتفاع، دما، درصد رطوبت نسبی و آلودگی محیط نصب
-استانداردها
در بعضی مواقع پاره ای مشخصات ویژه نیز اعمال می نمایند به عنوان مثال محدودیت در چگالی شار یا چگالی جریان و یا محدودیت در ابعاد فیزیکی ترانسفورماتور. پس از دریافت اطلاعت و بر اساس مدارک موجود قسمت فعال ترانسفورماتور شامل سیم پیچیها، هسته و مواد عایقی محاسبه می وند.
مدارک و استانداردهای مورد استفاده دیگر عبارتند از VDE و DIN و IEC.
ترانسفورماتور طراحی شده را می توان به دو گروه نرمال و ویژه تقسیم کرد:
-منظور از ترانسفورماتور نرمال ترانسفورماتور هایی می باشند که به طور گسترده در شبکه توزیع مصرف دارند و بدین جهت به طور گسترده تولید می شوند. ترانسفورماتورهای 200kVA و 100 50 و 25، گروه برداری Yzn5 و نسبت ولتاژی 20kV 4%/0.4kV
-ترانسهای ویژه دارای شرایط خاصی هستند که توسط مشتری ارائه می شوند و تولیدی محدود دارند.
ترانسفورماتور های توزیع عموماً دارای سیستم خنک کنندگی ONAN و Tap changer به صورت Off Load می باشند که برای ردیف 20 کیلوولت، سه پله و برای ردیف 30 کیلو ولت، پنج پله می باشند.
1-2-طراحی
طراحی ترانسفورماتور یعنی اجرای محاسبات مکانیکی جهت دفع حرارت ناشی از تلفات و هم چنین آماده سازی نقشه های مکانیکی ترانسفورماتور. مراحل مختلف این کار عبارتند از:
-طراحی هسته
-طراحی ابعاد برد شامل انتخاب نبشی ها یا تسمه های مناسب
-طراحی ساختمان جمعی سیم پیچیها
-سیم بندیهای فشار قوی و فشار ضعیف (در فشار ضعیف انتخاب شینه های انعطاف پذیر در توانهای بالا، خمکاری تسمه های خروجی از بوبین جهت تعیین ارتفاع، مهار تسمه ها با استفاده از بستهای چوبی، تعیین حداقل فاصله تا مرکز بوشینگها و در فشار قوی با توجه به گروه برداری تعیین قطر و طول سیمهای اتصال دهنده فازها جهت ایجاد گروه برداری مناسب، انتخاب کلید تنظیم ولتاژ)
-طراحی در پوش با توجه به ابعاد و سوراخکاری برد
-طراحی مخزن شامل محاسبات مکانیکی جهت محاسبه تعداد، عمق، گام و ارتفاع و رله ها