مقدمه
Pf جدید ترین ماشین سنکرون فشار قوی است که بدون نیاز به کلید ژنراتور (Generator C. B) ، ترانسفورماتور افزاینده و تجهیزات جانبی آن، توان الکتریکی را مستقیماٌ به شبکه انتقال، تحویل می دهد. Pf یک ژنراتور AC سه فاز با یک روتور معمولی است. تفاوت قابل مقایسه آن با ژنراتور های معمولی در طرز قرار گرفتن سیم پیچ های استاتور می باشد ایده جدید بکار گرفته شده، استفاده از کابل به عنوان سیم پیچ استاتور می باشد. تولید توان در سطوح مختلف ولتاژهای شبکه انتقال، توسط این ماشین، مدیون پیشرفت در فناوری و ساخت کابلهایی می باشد که جایگزین شینه بندی در استاتور ژنراتورهای متعارف شده است.
Pf بعنوان مولد در ژنراتورهای آبی (هیدروژنراتورها) و همچنین نیروگاههای حرارتی (توربوژنراتورها) می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در شکل (1) برش عرضی یک توربو پاورفورمر نشان داده شده است.
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
در سیستم های قدرت پیشرفته انرژی الکتریکی توسط ژنراتورهای سه فاز تولید می شود که پس از انتقال به صورت سه فاز توزیع می شود. به دلایل اقتصادی از ایستگاه تا مصرف ولتاژ چندین بار افزایش و کاهش می یابد. در هر باز افزایش و کاهش ولتاژ ت سه فاز موردنیاز است. بدین جهت در سیستم های قدرت سه فاز از تعداد زیادی ترانسفورماتور سه فاز استفاده می شود. برای هر تبدیل ولتاژ از مقداری به مقدار دیگر ممکن است از سه واحد ترانسفورماتور تک فاز یا یک واحد ترانسفورماتور سه فاز استفاده شود. در ترانسفورماتورهای قدرت و توزیع جریان تحریک تنها درصد کوچکی (2 تا 6%) از جریان نامی است. پدیده هارمونیک در ترانسفورماتورهای قدرت بسیار مهم است. زیرا تحت شرایط معینی هارمونیک های جریان تحریک باعث عمل عمدی تجهزات حفاظتی می گردند ممکن است باعث تداخل در مدارهای مخابراتی شوند. نظر به این مسئله مهندسین مخابرات و سیستم انرژی باید قادر به بررسی و حذف چنین شرایط باشند. از این رو هارمونیک در ترانسفورماتور از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
اولین مورد از مشکلات اعوجاجات هارمونیکی در سال 1893 در شهر هارتفورد امریکا پیش آمد، به این صورت که یک موتور الکتریکی با گرم شدن زیاد باعث خرابی عایقبندی خود شد. پس از آزمایشات معلوم شد که علت این امر تشدید ایجاد شده در خط انتقال، ناشی از وجود هارمونیکها بوده است.
مشکل بعدی، یک ژنراتور سه فاز 125 هرتز با ولتاژ 8/3 کیلوولت ساخت شرکت جنرال الکتریک امریکا بود. در این موردهمه محاسبات با تقریبهای خوبی انجام شده بودولی بازهم تشدید در خط انتقال بود. با محاسبه اندوکتانس و ظرفیت خازنی خط انتقال و احتمالاً اندوکتانس بار، مشاهده شد که در فرکانس حدود 1600 هرتز (هارمونیک سیزدهم) در خط تشدید ایجاد می شود. شکل موجهای ولتاژ ژنراتور نیروگاه و موتور سنکرون دارای مؤلفه های هارمونیکی قابل توجه بودند.
این فرایند محاسبات واندازه گیری توسط یک موج نمای ساده در آن سال انجام شد که شکل موج را به صورت نقطه به نقطه از طریق قطع و وصل مرتب یک زبانه، نمونه گیری می کرد. امروزه با استفاده از هارمونیک سنجهای دیجیتال و با بکارگیری الگوریتم های سریع ' تبدیل فوریه گسسته ' می توان بصورت بدون وقفه اعوجاجات هارمونیکی را اندازه گیری کرد.
دو سال بعداز اولین مورد مشاهده مشکلات هارمونیکی، شرکتهای وستینگهاوس و جنرال الکتریک، طرحهای جدیدی را برای ژنراتورها معرفی نمودند که در این طرح ها، از سیم پیچهای غیر متمرکز در آرمیچر استفاده کردند و به تبع آن شکل موج را بهبود بخشیده و به اصطلاح سینوسی تر کردند.
مشکل دیگر هارمونیکها در شکل موج ژنراتورها، مربوط به جریان بسیار زیاد نول ژنراتورهایی بود که به صورت موازی نصب و مستقیماً زمین می شدند. امروزه این مساله کاملاً شناخته شده است و مربوط به هارمونیک سوم ولتاژ و صفر بودن توالی این هارمونیک در ماشینهایی می باشد که به صورت ستاره بسته شده اند.
دسته: برق
حجم فایل: 3198 کیلوبایت
تعداد صفحه: 113
بررسی محدود کنند های جریان اتصال کوتاه در سیستم های قدرت
همراه با منابع
مقدمه
توسعه روز افزون سیستم های توزیع انرژی الکتریکی و همچنین افزایش به هم پیوستگی درشبکه های قدرت به دلیل نیاز به بالا بودن ظرفیت آنها منجر به افزایش سطح اتصال کوتاه و جریانهای خطای بزرگتر و در نتیجه ازدیاد گرمای حاصله ناشی ازعبور جریان القایی زیاد در ژنراتورها، ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات و همچنین کاهش قابلیت اطمینان شبکه می شود. با وجود رعایت تمامی موارد مربوط به ایمنی سیستم قدرت، وقوع اتصال کوتاه در شبکه های قدرت امری اجتناب ناپذیر می باشد.
در زمان اتصال کوتاه صرف نظر از آسیبی که به خاطر بروز قوس الکتریکی به نقطه اتصال کوتاه وارد می شود، جریانهای عظیمی که از ژنراتورها به طرف نقطه ی عیب جاری می شود سبب وارد شدن تنش های دینامیکی و حرارتی بالا به تجهیزات سیستم قدرت ازقبیل خطوط هوایی، کابلها، ترانسفورماتورها و کلیدهای قدرت می شود. عبور چنین جریانی از شبکه نیاز به تجهیزاتی دارد که توانایی تحمل این جریان را داشته باشند و برای قطع این جریان نیازمند کلیدهایی با قدرت قطع بالا هستیم که هزینه های سنگینی به سیستم تحمیل می کند. کلیدهای قدرت مورد استفاده در شبکه برای عملکردکامل نیازمند زمانی معادل چند سیکل (چند میلی ثانیه) می باشد. عبور مقادیر بزرگ جریان از خطوط و تجهیزات سیستم قدرت در همین چند سیکل می تواند موجب تخریب جدی تجهیزات شود زیرا جریان اتصال کوتاه در لحظات اولیه بویژه در پریود اول موج جریان دارای بیشترین دامنه است و بیشترین اثرات مخرب ازهمین سیکل های اولیه ناشی می شود. این امر در صورت بالا بودن جریان های اتصال کوتاه و عبور آن از سطح عایقی کلیدهای قدرت ممکن است موجب برقراری یک اتصال کوتاه دایمی شود. افزایش سطح اتصال کوتاه در بعضی از مناطق باعث شده جریان های اتصال کوتاه تا حد مقادیر نامی تجهیزات شبکه افزایش یابد و یا حتی در بعضی حوزه ها مقادیر نامی تجهیزات جوابگوی نیاز نباشد و نیاز به تعویض آنها درخواست شود. بنابراین در سالهای اخیر به تجهیزاتی که توانایی محدود کردن جریان اتصال کوتاه داشته باشند، توجه ویژه ای شده است.
محدود ساز جریان خطا بلافاصله بعد از وقوع خطا در مدار قرار می گیرد وتوانایی دارد تا تمام جریان های اضافی را که بزرگتر از جریان شبکه باشند با زمان پاسخگویی حداکثر نیم سیکل محدود کند. محدود کننده های جریان اتصال کوتاه طراحی شده در دهه های اخیر، عناصر سری با تجهیزات شبکه هستند. این تجهیزات در حالت عادی مقاومت کمی دربرابر عبور جریان از خود نشان می دهند، اما پس از وقوع اتصال کوتاه درلحظات اولیه شروع جریان، مقاومت آنها یکباره بزرگ شده و از بالا رفتن جریان اتصال کوتاه جلوگیری میکنند. این تجهیزات پس از هر بار عملکرد باید قابل بازیابی بوده و در حالت مانگار سیستم باعث ایجاد اضافه ولتاژ و یا تزریق هارمونیک به سیستم نشوند.
قیمت: 19,000 تومان