پایان نامه رشته مهندسی برق بررسی جامع و کامل تاثیر بار در پایداری سیستم های قدرت

دانلود پایان نامه آماده

دانلود پایان نامه رشته مهندسی برق بررسی جامع و کامل تاثیر بار در پایداری سیستم های قدرت با فرمت ورد و قابل ویرایش تعدادصفحات 95

چکیده

سیستمهای قدرت بطور پیوسته در معرض اختلالات کوچک یا بزرگ قرار دارند . وقوع اختلال در سیستم قدرت باعث تحریک مودهای سیستم از جمله مودهای الکترو مکانیکی شده و در نتیجه کمیتهای کار سیستم دچار نوسانات گذرا می شوند . این نوسانات ، به نوسانات کم فرکانس مشهورند . مستهلک شدن این نوسانات و مستقر شدن سیستم در نقطه کار جدید ، مستلزم وجود میرایی کافی در سیستم قدرت است . عوامل مختلفی بر میرایی نوسانات مود الکترومکانیکی یک سیستم قدرت مؤثر هستند که یکی از  مهمترین آنها پاسخ بارهای سیستم به اختلال است . بکارگیری مدلهای مناسب بار می تواند در مطالعات پایداری تأثیر مهمی داشته باشد . بارهایی که به  اختلال بطور استاتیک پاسخ می دهند ،‌باید با مدلهای استاتیکی مناسب نمایش داده شود و بارهایی که در پی وقوع اختلال دارای رفتار دینامیکی هستند نیز باید با مدلهای دینامیکی مناسب همراه با پارامترهای صحیح مدل شوند . نشان دادن اهمیت و تأثیر مدل بار و پارامتر های آن روی نتیجه مطالعات پایداری سنکرون اختلال کوچک ، موضوع این پروژه می باشد . به این منظور ، ارتباط متقابل بارو سیستم در پریودهای گذاری ناشی از اختلالهای کوچک مدل می شود. جهت بررسی این ارتباط متقابل به عنوان نمونه دو نوع بار دینامیکی مهم یعنی بار دینامیکی وابسته به ولتاژ و مدل بار موتور القایی معرفی و توابع انتقال این دو نوع بار بدست می آید . همچنین مدل سیستم قدرت تک ماشین به باس بینهایت ارائه و توابع انتقال این سیستم نیز استخراج می گردد . با توجه به اینکه هدف این پروژه بررسی جامع نقش مدل بار و پارامترهای آن و همچنین سایر عوامل توأم همچون شرایط کار سیستم ، نوع بار (حقیقی یا راکتیو) ، کنترل کننده های ژنراتور و محل بار است ، نقش پارامتر های دو مدل بار ذکر شده و همچنین پارامتر ها و شرایط کار سیستم قدرت در میزان میرایی نوسانات مود الکترومکانیکی سیستم قدرت تک ماشین به باس بینهایت بررسی و بانمایش بار به صورت استاتیکی مقایسه می شود. استفاده از انواع روشهای تحلیل پاسخ فرکانسی، شبیه سازی زمانی و بهره برداری از توانایی های هر کدام جهت تکمیل مطلب هدف پایان نامه و تحلیل فیزیکی حاصل شبیه سازی برای سیستم قدرت تک ماشین به باس بینهایت ، از ویژگیهای خاص این پروژه است. به علاوه ،‌نقش دینامیکهای سیستم تحریک ، گاورنر سرعت و توربین در میزان میرایی سیستم تک ماشین مورد بررسی قرار می گیرد .      

مقدمه

نوسانات مود الکترومکانیکی پدیده ای ذاتی در سیستمهای قدرت می باشد که عواملی همچون شرایط کار ، مشخصه های بار ، امپدانس خطوط ارتباطی ، میزان انتقال توان الکتریکی از خطوط ، خازنهای سری و تنظیم کننده های ولتاژ در کاهش یا افزایش دامنه این نوسانات موثر هستند. هرگاه اختلالی در سیستم قدرت واقع شود ، این نوسانات ، در نتیجه رفتار دینامیکی سیستم در انتقال از نقطه کار قبل از اختلال به نقطه کار ماندگار پس از اختلال ، حاصل می شوند. نوسانات مود اکترومکانیکی ، مربوط به نوسان رتور ماشین های سنکرون سیستم نسبت به هم می باشد. با توجه به اینکه فرکانس این نوسانات در دامنه 2-1/0 هرتز است ، به آن نوسانات فرکانس پایین گفته می شود. در صورتی که مودهای الکترومکانیکی دارای میرایی کافی باشند، این نوسانات پس از گذشت زمانی کوتاه مستهلک شده و سیستم در نقطه کار ماندگار جدید مستقر می شود. اما در صورت کافی نبودن میرایی ، نوسانات برای مدت زمان طولانی ادامه یافته و یا در صورت میرایی منفی ،‌دامنه نوسانات به تدریج افزایش می یابد که این منجر به از دست رفتن سنکرونیزم سیستم می شود.

فهرست مطالب
عنوان                                
چکیده                              1
فصل اول                          3
مقدمه                              4
1-1- معرفی مسئله                 6
1-2- مروری بر کارهای انجام شده  7
1-3- ساختار پایان نامه            11
فصل دوم                          14
عوامل موثر در میرایی نوسانات سیستم های قدرت    15
2-1- ساختار سیستم قدرت          16
2-2- تعریف پایداری              19
2-3- انواع پایداری               21
2-3-1- پایداری زاویه ای رتور اختلال کوچک    23
2-3-2- پایداری زاویه ای رتور گذرا            27
2-4- میرایی نوسانات و عوامل مؤثر در آن       28
2-4-1- عوامل مؤثر در میرایی نوسانات سیستم قدرت    29
2-4-2- مدل ژنراتور                           33
2-4-3- تأثیر تغییر سرعت و فرکانس سیستم      35
2-4-4- نوع معادله نوسان                       37
2-4-5- خروجی توربین                         38
2-4-6- قابلیت مدلسازی بار                     39
2-5- پیشنهاد کمیته دینامیک سیستم قدرت IEEE در زمینه مدلسازی سیستم جهت مطالعات پایداری سیستمهای قدرت             39
فصل سوم                                       41
مدلسازی بار در مطالعات پایداری                  42
3-1- مقدمه                                     42
3-2- تعاریف و مفاهیم اساسی در مدلسازی بار     44
3-3- مشخصه های رفتاری بار                   46
3-4- مدلهای بار                                47
3-4-1- انواع مدلهای استاتیکی بار                49
3-4-2- انواع مدلهای دینامیکی بار                51
فصل چهارم                 59
مدلسازی سیستم های قدرت    60
4-1 مدل اجزای سیستم قدرت 61
4-1-1- مدل توربین         61
4-1-2- مدل گاورنر سرعت  62
4-1-3- مدل ژنراتور سنکرون 62
4-1-4- مدل سیستم تحریک و تنظیم کننده ولتاژ    64
4-2- مدل سیستم قدرت چند ماشینه               67
4-2-1- معادلات دیفرانسیل                      68
4-2-2- معادلات جبری                         68
4-3- محاسبه شرایط اولیه جهت تحلیل دینامیکی سیستم    72
4-4- مدل سیستم قدرت تک ماشین به باس بینهایت        75
4-4-1- معادلات دیفرانسیل                            76
4-4-2- معادلات جبری استاتور                        77
4-4-3- معادلات شبکه                                77
4-5- تابع انتقال سیستم قدرت                           78
تاثیردمیکهای بار در میرایی نوسانات یک سیستم قدرت تک ماشینه    82
5-1- مدل کردن ارتباط متقابل بار و سیستم               83
5-2- پاسخ بارهای دینامیکی                             85
5-2-1- پاسخ زمانی و فرکانسی بار وابسته به ولتاژ      85
پاسخ فرکانسی بار موتورالقائی با خروجی                  92

پایان نامه رشته مهندسی برق ضرورت محل یابی خطا در شبکه های توزیع

دانلود پایان نامه آماده

دانلود پایان نامه رشته  مهندسی برق ضرورت محل یابی خطا در شبکه های  توزیع با فرمت ورد وقابل ویرایش تعداد صفحات 110

مقدمه

مصرف کنندگان نهایی انرژی الکتریکی همواره خواستار دریافت مداوم برق با کیفیت مناسب هستند . بنابراین در بهره برداری از شبکه های توزیع در اصل اساسی ذیل مطرح می گردد :  1-    تداوم ارائه سرویس  به مصرف کنندگان  2-    حفظ کیفیت مناسب سرویس

 تداوم ارائه سرویس به مصرف کنندگان :   فعالیت اصلی مراکز حوادث شرکتهای توزیع در تداوم توزیع 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 -

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 به رهبرداری ( 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 .

پایان نامه رشته مهندسی برق بررسی جامع و کامل تاثیر بار در پایداری سیستم های قدرت

دانلود پایان نامه آماده

دانلود پایان نامه رشته مهندسی برق بررسی جامع و کامل تاثیر بار در پایداری سیستم های قدرت با فرمت ورد و قابل ویرایش تعدادصفحات 95

چکیده

سیستمهای قدرت بطور پیوسته در معرض اختلالات کوچک یا بزرگ قرار دارند . وقوع اختلال در سیستم قدرت باعث تحریک مودهای سیستم از جمله مودهای الکترو مکانیکی شده و در نتیجه کمیتهای کار سیستم دچار نوسانات گذرا می شوند . این نوسانات ، به نوسانات کم فرکانس مشهورند . مستهلک شدن این نوسانات و مستقر شدن سیستم در نقطه کار جدید ، مستلزم وجود میرایی کافی در سیستم قدرت است . عوامل مختلفی بر میرایی نوسانات مود الکترومکانیکی یک سیستم قدرت مؤثر هستند که یکی از  مهمترین آنها پاسخ بارهای سیستم به اختلال است . بکارگیری مدلهای مناسب بار می تواند در مطالعات پایداری تأثیر مهمی داشته باشد . بارهایی که به  اختلال بطور استاتیک پاسخ می دهند ،‌باید با مدلهای استاتیکی مناسب نمایش داده شود و بارهایی که در پی وقوع اختلال دارای رفتار دینامیکی هستند نیز باید با مدلهای دینامیکی مناسب همراه با پارامترهای صحیح مدل شوند . نشان دادن اهمیت و تأثیر مدل بار و پارامتر های آن روی نتیجه مطالعات پایداری سنکرون اختلال کوچک ، موضوع این پروژه می باشد . به این منظور ، ارتباط متقابل بارو سیستم در پریودهای گذاری ناشی از اختلالهای کوچک مدل می شود. جهت بررسی این ارتباط متقابل به عنوان نمونه دو نوع بار دینامیکی مهم یعنی بار دینامیکی وابسته به ولتاژ و مدل بار موتور القایی معرفی و توابع انتقال این دو نوع بار بدست می آید . همچنین مدل سیستم قدرت تک ماشین به باس بینهایت ارائه و توابع انتقال این سیستم نیز استخراج می گردد . با توجه به اینکه هدف این پروژه بررسی جامع نقش مدل بار و پارامترهای آن و همچنین سایر عوامل توأم همچون شرایط کار سیستم ، نوع بار (حقیقی یا راکتیو) ، کنترل کننده های ژنراتور و محل بار است ، نقش پارامتر های دو مدل بار ذکر شده و همچنین پارامتر ها و شرایط کار سیستم قدرت در میزان میرایی نوسانات مود الکترومکانیکی سیستم قدرت تک ماشین به باس بینهایت بررسی و بانمایش بار به صورت استاتیکی مقایسه می شود. استفاده از انواع روشهای تحلیل پاسخ فرکانسی، شبیه سازی زمانی و بهره برداری از توانایی های هر کدام جهت تکمیل مطلب هدف پایان نامه و تحلیل فیزیکی حاصل شبیه سازی برای سیستم قدرت تک ماشین به باس بینهایت ، از ویژگیهای خاص این پروژه است. به علاوه ،‌نقش دینامیکهای سیستم تحریک ، گاورنر سرعت و توربین در میزان میرایی سیستم تک ماشین مورد بررسی قرار می گیرد .      

مقدمه

نوسانات مود الکترومکانیکی پدیده ای ذاتی در سیستمهای قدرت می باشد که عواملی همچون شرایط کار ، مشخصه های بار ، امپدانس خطوط ارتباطی ، میزان انتقال توان الکتریکی از خطوط ، خازنهای سری و تنظیم کننده های ولتاژ در کاهش یا افزایش دامنه این نوسانات موثر هستند. هرگاه اختلالی در سیستم قدرت واقع شود ، این نوسانات ، در نتیجه رفتار دینامیکی سیستم در انتقال از نقطه کار قبل از اختلال به نقطه کار ماندگار پس از اختلال ، حاصل می شوند. نوسانات مود اکترومکانیکی ، مربوط به نوسان رتور ماشین های سنکرون سیستم نسبت به هم می باشد. با توجه به اینکه فرکانس این نوسانات در دامنه 2-1/0 هرتز است ، به آن نوسانات فرکانس پایین گفته می شود. در صورتی که مودهای الکترومکانیکی دارای میرایی کافی باشند، این نوسانات پس از گذشت زمانی کوتاه مستهلک شده و سیستم در نقطه کار ماندگار جدید مستقر می شود. اما در صورت کافی نبودن میرایی ، نوسانات برای مدت زمان طولانی ادامه یافته و یا در صورت میرایی منفی ،‌دامنه نوسانات به تدریج افزایش می یابد که این منجر به از دست رفتن سنکرونیزم سیستم می شود.

فهرست مطالب
عنوان                                
چکیده                              1
فصل اول                          3
مقدمه                              4
1-1- معرفی مسئله                 6
1-2- مروری بر کارهای انجام شده  7
1-3- ساختار پایان نامه            11
فصل دوم                          14
عوامل موثر در میرایی نوسانات سیستم های قدرت    15
2-1- ساختار سیستم قدرت          16
2-2- تعریف پایداری              19
2-3- انواع پایداری               21
2-3-1- پایداری زاویه ای رتور اختلال کوچک    23
2-3-2- پایداری زاویه ای رتور گذرا            27
2-4- میرایی نوسانات و عوامل مؤثر در آن       28
2-4-1- عوامل مؤثر در میرایی نوسانات سیستم قدرت    29
2-4-2- مدل ژنراتور                           33
2-4-3- تأثیر تغییر سرعت و فرکانس سیستم      35
2-4-4- نوع معادله نوسان                       37
2-4-5- خروجی توربین                         38
2-4-6- قابلیت مدلسازی بار                     39
2-5- پیشنهاد کمیته دینامیک سیستم قدرت IEEE در زمینه مدلسازی سیستم جهت مطالعات پایداری سیستمهای قدرت             39
فصل سوم                                       41
مدلسازی بار در مطالعات پایداری                  42
3-1- مقدمه                                     42
3-2- تعاریف و مفاهیم اساسی در مدلسازی بار     44
3-3- مشخصه های رفتاری بار                   46
3-4- مدلهای بار                                47
3-4-1- انواع مدلهای استاتیکی بار                49
3-4-2- انواع مدلهای دینامیکی بار                51
فصل چهارم                 59
مدلسازی سیستم های قدرت    60
4-1 مدل اجزای سیستم قدرت 61
4-1-1- مدل توربین         61
4-1-2- مدل گاورنر سرعت  62
4-1-3- مدل ژنراتور سنکرون 62
4-1-4- مدل سیستم تحریک و تنظیم کننده ولتاژ    64
4-2- مدل سیستم قدرت چند ماشینه               67
4-2-1- معادلات دیفرانسیل                      68
4-2-2- معادلات جبری                         68
4-3- محاسبه شرایط اولیه جهت تحلیل دینامیکی سیستم    72
4-4- مدل سیستم قدرت تک ماشین به باس بینهایت        75
4-4-1- معادلات دیفرانسیل                            76
4-4-2- معادلات جبری استاتور                        77
4-4-3- معادلات شبکه                                77
4-5- تابع انتقال سیستم قدرت                           78
تاثیردمیکهای بار در میرایی نوسانات یک سیستم قدرت تک ماشینه    82
5-1- مدل کردن ارتباط متقابل بار و سیستم               83
5-2- پاسخ بارهای دینامیکی                             85
5-2-1- پاسخ زمانی و فرکانسی بار وابسته به ولتاژ      85
پاسخ فرکانسی بار موتورالقائی با خروجی                  92

پایان نامه رشته مهندسی برق سنسور نیز آکوستیک نوری

دانلود پایان نامه آماده

دانلود پایان نامه رشته مهندسی برق  سنسور نیز آکوستیک نوری با فرمت ورد وقابل ویرایش تعدادصفحات 127

چکیده:

تخلیه جزیی  نوعی تخلیه الکتریکی ناقص است که بخاطر افزایش شدت میدان الکتریکی فراتر از میزان تحمیلی عایقی در یک ناحیه محدود از ساختار عایقی و به دلیل وجود ناخالصی یا عدم یکنواختی عایق صورت می پذیرد. در وسایل و ادوات فشار قوی ترانسفورماتورهای قدرت، وقوع این پدیده باعث کم شدن عمر عایقی ترانش و در نهایت شکست الکتریکی در تجهیز می گردد. آنچه ذکر شد بخشی از پاسخ به این سوال است که چرا آشکار سازی تخلیه جزیی  را در سیستم های قدرت انجام می دهیم.  در واقع این امر برای مانیتورینگ میزان سلامتی تجهیز انجام می شود و اگر این پدیده آشکار سازی نشود و در پی آن رفع مشکل صورت نپذیرد، در نتیجه دامنه و فرکانس PD تا جایی افزایش پیدا کند که در نهایت منجر به خرابی در ترانس قدرت می شود. در برخی مواقع شدت این خرابی تا حدی است که باعث وارد شدن آسیب به تجهیزات خارجی، آتش گرفتن و یا کم شدن بازدهی آن و همچنین قطع بی برنامه و طولانی مدت برق و انتقال توان در شبکه قدرت می شود.  قابلیت آشکار سازی PD به صورت آنلاین یکی از نیازهای ضروری هر کمپانی است که از ترانس قدرت استفاده می نماید تا در مرحله نخست سلامتی و ایمنی پرسنل خود را ارتفاع بخشد و در مراحل بعدی نیز استفاده می نماید تا در مورد کاهش تلفات توان و سرویس دهی بهتر قدم برداشته باشد. پدید PD در انواع سیگنال های فیزیکی قابل مشاهدات و شامل پاس های الکتریکی و آکوستیکی می شود. این پدیده معمولا توسط مجموعه ایی از تکنیک های اندازه گیری خارجی آشکار سازی می شود. این تکنیک ها شامل استفاده از سوق دهی الکتریکی و مبدل پیزو الکتریک (PZT) بر مبنای آشکار سازی آکوستیکی می باشند. بسیاری از سیستم های مدرن در حال حاضر ترکیبی از دو آشکار سازی رایج را استفاده می کنند چرا که آشکار سازی الکتریکی روش قدیمی و تکنولوژی تثبیت شده را دارا بوده و همچنین آشکار سازی آکوستیکی مزیت نصب سنسور در خارج از مخزن ترانس را دارا می باشد. این روش بدون اینکه مشکلی را برای ترانس ایجاد کند می تواند آشکار سازی تخلیه جزیی را انجام دهد.  البته اگر بتوان سنسورهای آکوستیکی را در داخل ترانس نصب نمود نه تنها مزیت آشکار سازی بهتری را بخاطر افزایش دامنه سیگنال آکوستیک خواهیم داشت بلکه مزیت عدم تداخل و حذف مسیرهای چند گانه پیش روی سیگنال آکوستیک را نیز بدان اضافه خواهیم نمود. در این صورت مکان یابی PD نیز در زمان کوتاه تر و با دقت بیشتری همراه خواهد بود. در این پایان نامه سنسور نیز آکوستیک نوری را معرفی می کنیم که می تواند منشاء PD را با قابلیت قرار گیری در داخل مخزن ترانس آشکار سازی می نماید. این سنسور ویژه می تواند ناملایمات محیطی داخل ترانس را بدون ایجاد و خدشه در عملکرد خود تحمل نموده و به صورت آنلاین در ترانس وظیفه دریافت سیگنال آکوستیک را انجام دهند همچنین این پایان نامه به معرفی آزمایشات و عملیاتی که به جهت معتبر سازی سیستم آشکار سازی و مکان یابی PD توسط سنسورهای فیبر نوری می پردازد. البته لازم بذکر است که آزمایشات عمل تصویر شده در این رساله از مرجع [7] فصل اول برداشته شده است. مهمتر از همه در این رساله به معرفی سیستم مکان یابی PD با در نظر گیری و ملاحظات تاخیر زمانی دریافت سیگنال آکوستیک (TDOA) می پردازیم. این سیستم که توسط سنسورهای آکوستیک فیبر نوری مورد آزمایش تجربی قرار گرفته شده قادر به شناسایی مکان PD و مانیتور آن در فضای سه بعدی با دقت اندازه گیری   را در راستای هر محور می باشد.

مقدمه:

تخلیه جزئی چیست؟ در ابتدا اجازه دهید از تعریفی که استاندارد بین المللی    در این رابطه ارائه کرده استفاده کنیم: تخلیه جزیی  (PD)، یک نوع تخلیه الکتریکی متمرکز شده ایی است که فقط پل های الکتریکی جزئی را در میان الکترودهای رسانا به وجود می آورد و ممکن است مجاور های باشد و یا نباشد. در ادامه تعریف تخلیه جزیی قصه داریم تعریفی را که دکتر حسین محسنی استاد بر جسته دانشگاه تهران [2] ارائه نموده اند را معرفی کنیم، تعریف ایشان بدین شرح می باشد: در موارد ی ممکن است شدت میدان الکتریکی در همه طول بین آندوکاتریک اندازه نباشد. یعنی ممکن است آندیاکاتد و یا نقطه ایی بین آنها، شدت میدان زیاد باشد و شرایط تخلیه در آن قسمت ها به وجود بیاید ولی در سایر قسمت ها به دلیل کمی شدت میدان الکتریکی شرایط لازم برای تخلیه کامل موجود نباشد. در این حالت تخلیه در قسمتی یا جزیی از طول عایق انجام می شود و شکست کامل عایق انجام نمی گیرد، به این نوع تخلیه، تخلیه جزیی یا کرونا می گویند. در نهایت تعریف سوم که تعریف آفرنیز می باشد  از دکترهای حسینی استاد راهنمای نگارنده نقل قول می گردد: تخلیه جزیی نوعی تخلیه الکتریکی ناقص است که بخاطر افزایش شدت میدان الکتریکی فراتر از میزان تحملی عایق در یک ناحیه محدود از ساختار عایقی و بدلیل وجود ناخالصی و یا عدم یکنواختی عایق صورت می پذیرد. هر سه تعریفی که در بالا ارائه شد همگی در کل در بر گیرنده نکاتی هستند که به تشریح آنها می پردازیم. ....

پایان نامه رشته مهندسی برق سنسور نیز آکوستیک نوری

دانلود پایان نامه آماده

دانلود پایان نامه رشته مهندسی برق  سنسور نیز آکوستیک نوری با فرمت ورد وقابل ویرایش تعدادصفحات 127

چکیده:

تخلیه جزیی  نوعی تخلیه الکتریکی ناقص است که بخاطر افزایش شدت میدان الکتریکی فراتر از میزان تحمیلی عایقی در یک ناحیه محدود از ساختار عایقی و به دلیل وجود ناخالصی یا عدم یکنواختی عایق صورت می پذیرد. در وسایل و ادوات فشار قوی ترانسفورماتورهای قدرت، وقوع این پدیده باعث کم شدن عمر عایقی ترانش و در نهایت شکست الکتریکی در تجهیز می گردد. آنچه ذکر شد بخشی از پاسخ به این سوال است که چرا آشکار سازی تخلیه جزیی  را در سیستم های قدرت انجام می دهیم.  در واقع این امر برای مانیتورینگ میزان سلامتی تجهیز انجام می شود و اگر این پدیده آشکار سازی نشود و در پی آن رفع مشکل صورت نپذیرد، در نتیجه دامنه و فرکانس PD تا جایی افزایش پیدا کند که در نهایت منجر به خرابی در ترانس قدرت می شود. در برخی مواقع شدت این خرابی تا حدی است که باعث وارد شدن آسیب به تجهیزات خارجی، آتش گرفتن و یا کم شدن بازدهی آن و همچنین قطع بی برنامه و طولانی مدت برق و انتقال توان در شبکه قدرت می شود.  قابلیت آشکار سازی PD به صورت آنلاین یکی از نیازهای ضروری هر کمپانی است که از ترانس قدرت استفاده می نماید تا در مرحله نخست سلامتی و ایمنی پرسنل خود را ارتفاع بخشد و در مراحل بعدی نیز استفاده می نماید تا در مورد کاهش تلفات توان و سرویس دهی بهتر قدم برداشته باشد. پدید PD در انواع سیگنال های فیزیکی قابل مشاهدات و شامل پاس های الکتریکی و آکوستیکی می شود. این پدیده معمولا توسط مجموعه ایی از تکنیک های اندازه گیری خارجی آشکار سازی می شود. این تکنیک ها شامل استفاده از سوق دهی الکتریکی و مبدل پیزو الکتریک (PZT) بر مبنای آشکار سازی آکوستیکی می باشند. بسیاری از سیستم های مدرن در حال حاضر ترکیبی از دو آشکار سازی رایج را استفاده می کنند چرا که آشکار سازی الکتریکی روش قدیمی و تکنولوژی تثبیت شده را دارا بوده و همچنین آشکار سازی آکوستیکی مزیت نصب سنسور در خارج از مخزن ترانس را دارا می باشد. این روش بدون اینکه مشکلی را برای ترانس ایجاد کند می تواند آشکار سازی تخلیه جزیی را انجام دهد.  البته اگر بتوان سنسورهای آکوستیکی را در داخل ترانس نصب نمود نه تنها مزیت آشکار سازی بهتری را بخاطر افزایش دامنه سیگنال آکوستیک خواهیم داشت بلکه مزیت عدم تداخل و حذف مسیرهای چند گانه پیش روی سیگنال آکوستیک را نیز بدان اضافه خواهیم نمود. در این صورت مکان یابی PD نیز در زمان کوتاه تر و با دقت بیشتری همراه خواهد بود. در این پایان نامه سنسور نیز آکوستیک نوری را معرفی می کنیم که می تواند منشاء PD را با قابلیت قرار گیری در داخل مخزن ترانس آشکار سازی می نماید. این سنسور ویژه می تواند ناملایمات محیطی داخل ترانس را بدون ایجاد و خدشه در عملکرد خود تحمل نموده و به صورت آنلاین در ترانس وظیفه دریافت سیگنال آکوستیک را انجام دهند همچنین این پایان نامه به معرفی آزمایشات و عملیاتی که به جهت معتبر سازی سیستم آشکار سازی و مکان یابی PD توسط سنسورهای فیبر نوری می پردازد. البته لازم بذکر است که آزمایشات عمل تصویر شده در این رساله از مرجع [7] فصل اول برداشته شده است. مهمتر از همه در این رساله به معرفی سیستم مکان یابی PD با در نظر گیری و ملاحظات تاخیر زمانی دریافت سیگنال آکوستیک (TDOA) می پردازیم. این سیستم که توسط سنسورهای آکوستیک فیبر نوری مورد آزمایش تجربی قرار گرفته شده قادر به شناسایی مکان PD و مانیتور آن در فضای سه بعدی با دقت اندازه گیری   را در راستای هر محور می باشد.

مقدمه:

تخلیه جزئی چیست؟ در ابتدا اجازه دهید از تعریفی که استاندارد بین المللی    در این رابطه ارائه کرده استفاده کنیم: تخلیه جزیی  (PD)، یک نوع تخلیه الکتریکی متمرکز شده ایی است که فقط پل های الکتریکی جزئی را در میان الکترودهای رسانا به وجود می آورد و ممکن است مجاور های باشد و یا نباشد. در ادامه تعریف تخلیه جزیی قصه داریم تعریفی را که دکتر حسین محسنی استاد بر جسته دانشگاه تهران [2] ارائه نموده اند را معرفی کنیم، تعریف ایشان بدین شرح می باشد: در موارد ی ممکن است شدت میدان الکتریکی در همه طول بین آندوکاتریک اندازه نباشد. یعنی ممکن است آندیاکاتد و یا نقطه ایی بین آنها، شدت میدان زیاد باشد و شرایط تخلیه در آن قسمت ها به وجود بیاید ولی در سایر قسمت ها به دلیل کمی شدت میدان الکتریکی شرایط لازم برای تخلیه کامل موجود نباشد. در این حالت تخلیه در قسمتی یا جزیی از طول عایق انجام می شود و شکست کامل عایق انجام نمی گیرد، به این نوع تخلیه، تخلیه جزیی یا کرونا می گویند. در نهایت تعریف سوم که تعریف آفرنیز می باشد  از دکترهای حسینی استاد راهنمای نگارنده نقل قول می گردد: تخلیه جزیی نوعی تخلیه الکتریکی ناقص است که بخاطر افزایش شدت میدان الکتریکی فراتر از میزان تحملی عایق در یک ناحیه محدود از ساختار عایقی و بدلیل وجود ناخالصی و یا عدم یکنواختی عایق صورت می پذیرد. هر سه تعریفی که در بالا ارائه شد همگی در کل در بر گیرنده نکاتی هستند که به تشریح آنها می پردازیم. ....