پايان نامه مفهوم ولتاژهای برگشتی گذرا و انتخاب كليدهای قدرت بر اساس آن در شبكه برق

توضیحات محصول

                                                               فهرست مطالب

فصل اول: معرفي ولتاژهاي برگشتي گذرا (T.V.R)

(۱-۱) مقدمه ........................................................................................................................۲

(۲-۱) جریان های قطع .........................................................................................................۴

(۱-۲-۱) جریان خطا ...........................................................................................................۵

(۲-۲-۱) جریان های بدون خطا ...........................................................................................۷

(۳-۱) تعریف ولتاژهای برگشتی ...........................................................................................۹

(۴-۱) T.R.V واقعی و T.R.V ذاتی ................................................................................۱۱

(۵-۱) انواع T.R.V ها ........................................................................................................۱۳

فصل دوم :مشخصات ولتاژهای گذرای برگشتی در سیستم های قدرت

(۱-۲) مقدمه ........................................................................................................................۱۷

(۲-۲) ملاحظات عمومی ......................................................................................................۱۷

(۳-۲) حالتهای قطع مدار در حالات خطا ..............................................................................۱۹

(۱-۱-۳-۲) خطای باسهای تغذیه ........................................................................................۱۹

(۲-۲-۳-۲) خطای باس تغذیه خط و ترانسقورماتور ............................................................۲۳

(۲-۳-۲) خطای خط کوتاه .................................................................................................۲۵

(۳-۳-۲) خطای بین ترانسفورماتور ......................................................................................۲۸

(۴-۲) حالتهای عملکرد غیر معقول در قطع مدار ..................................................................۳۱

(۱-۴-۲) بارهای معمولی ....................................................................................................۳۳

(۲-۴-۲) راکتورهای موازی ...............................................................................................۳۵

(۳-۴-۲) بانکهای خازنی موازی .........................................................................................۳۷

(۱-۳-۴-۲) بانکهای خازنی زمین شده ................................................................................۳۸

(۲-۳-۴-۲) بانکهای خازنی زمین نشده ...............................................................................۳۹

(۴-۴-۲) خط های بدون بار ................................................................................................۴۴

(۵-۴-۲) کابلهای بدون بار ..................................................................................................۴۹

(۶-۴-۲) ترانسفورماتورهای بدون بار ..................................................................................۵۰

فصل سوم: استانداردهای ولتاژ گذرای برگشتی (T.R.V)

(۱-۳) مقدمه ........................................................................................................................۵۳

(۲-۳) گروههای استاندارد ....................................................................................................۵۳

(۳-۳) ولتاژهای برگشتی سیستم ............................................................................................۵۵

۱- مدارهای تک فاز .............................................................................................................۵۵

۲- کلیدزنی جریانهای کم ....................................................................................................۵۸

۳- کلیدزنی خطا ..................................................................................................................۶۲

۴- خطاهای خط کوتاه .........................................................................................................۷۷

(۴-۳) ANSI .....................................................................................................................۸۲

۱- کلیدزنی جریان بار ..........................................................................................................۸۲

۲- کلیدزنی خازنی ...............................................................................................................۸۲

۳- کلیدزنی خطا ..................................................................................................................۸۳

۴- خطاهای خط کوتاه .........................................................................................................۸۹

تجدید نظر پیشنهادی برای استاندارد فیوز ..............................................................................۹۲

(۵-۳) استاندارد IEC .........................................................................................................۹۳

(۶-۳) مقایسه استانداردهای IEC و ANSI .......................................................................۹۹

۱- پوش یا شکل موج ........................................................................................................۱۰۰

۲- نرخ افزایش TRV (ITRV) .......................................................................................۱۰۱

۳- زمان اوج

............................................................................................................۱۰۱

۴- حداکثر پیک ولتاژ (uc و E2)......................................................................................۱۰۳

فصل چهارم: معرفی و مقایسه ی انواع کلیدهای قدرت

(۱-۴) مقدمه ای بر پارامترهای مهم کلید و شبکه در رابطه با عمل سویچینگ .....................۱۰۷

۱- ولتاژ برگشتی یا استقرار Recovery  Voltage............................................۱۰۷

۲- پارامترهای اصلی ولتاژ گذرای برگشتی .........................................................................۱۱۰

۳- بررسی عملکرد کلید در رابطه با جریان مورد قطع و ولتاژهای گذرا ...............................۱۱۲

(۲-۴) تعریف پدیده قوس الکتریک ..................................................................................۱۱۳

(۱-۲-۴) دلایل شروع و پیدایش قوس در دیژنکتور هنگام عمل قطع ..................................۱۱۳

۱- صدور الکترون در اثر میدان الکتریکی ..........................................................................۱۱۴

۲- صدور الکترون توسط پدیده ترمویونیک .......................................................................۱۱۴

(۲-۲-۴) مشخصات الکتریکی قوس ..................................................................................۱۱۵

(۳-۲-۴) پدیدهای مغناطیسی در قوس ...............................................................................۱۱۷

(۴-۲-۴) پدیده های حرارتی در قوس ...............................................................................۱۲۰

(۵-۲-۴) خواص اساسی قوس الکتریک ............................................................................۱۲۲

(۳-۴) معرفی انواع کلیدهای فشار قوی ...............................................................................۱۳۲

(۱-۳-۴) کلیدهای روغنی (Oil Circuit Breakers) ...................................................۱۳۲

(۱-۱-۳-۴) تئوری خفه شدن قوس در کلید روغنی ..........................................................۱۳۲

(۲-۲-۳-۴) انواع کلیدهای روغنی ....................................................................................۱۳۳

(۲-۳-۴) کلیدهای خلاء (Vacuum Circuit Breakers) ..........................................۱۴۱

(۱-۲-۳-۴) ساخت محفظه و ولتاژ شکست خلاء ..............................................................۱۴۲

(۲-۲-۳-۴) تئوری های خفه شدن قوس در کلیدهای خلاء ...............................................۱۴۶

(۳-۳-۴) کلیدهای خلاء با کنتاکتهای پیچی و مارپیچی ......................................................۱۵۰

(۴-۳-۴) کلیدهای گاز SF6 .............................................................................................۱۵۳

(۱-۴-۳-۴) خواص گاز SF6 ...........................................................................................۱۵۳

(۲-۴-۳-۴) تئوری خفه شدن قوس در کلیدهای گاز SF6 ................................................۱۵۹

(۳-۴-۳-۴) تکنیک های موثر در خفه شدن قوس ..............................................................۱۶۲

(۴-۴-۳-۶) انواع کلیدهای گازی SF6 .............................................................................۱۷۰

(۴-۴) کلیدهای فشار متوسط و مقایسه انواع آن ...................................................................۱۷۸

(۱-۴-۴) کلیدهای روغنی (Bulk Oil Type) ................................................................۱۷۸

(۲-۴-۴) کلیدهای نیمه روغنی (Minimum(small) Oil C.B) ..................................۱۷۹

(۳-۴-۴) کلید هوایی .........................................................................................................۱۸۲

(۴-۴-۴) کلید هوای فشرده Air Blast Oil C.B ..........................................................۱۸۳

(۴-۴-۴) نتیجه گیری  ........................................................................................................۱۹۲

این مجموعه در مورد استفاده و تست مدار شکنها، کلیدهای قدرت، کلیدهای وصل مجدد اتوماتیک، فیوزها، سوئیچ ها، و لوازم دیگر رفع کننده های خطا و وسایل قطع بار جهت تعیین کردن مقادیر مشخصه این وسایل در شبکه های قدرت توضیحاتی را ارائه می دهد و همچنین محدوده عملکرد مفید آنها را تعیین  می کند . شبکه های قدرت به وسیله پنج فاکتور مشخص می شوند:

۱- جريان خطاهای متقارن

۲-  نسبت امپدانس خطای

۳- اندازه های مختلف جریان بار

۴- ولتاژ عملکرد سیستم

۵- اندازه ولتاژهای برگشتی سیستم در نقطه عملکرد قطع کننده ها

عملکرد صحیح و قابل اطمینان قطع کننده ها به آگاهی داشتن از این مشخصه ها و چهار مشخصه اول به کارکرد قطع کننده ها بستگی دارد.

در این مجموعه جزئیات شکل ولتاژهای برگشتی مورد بحث قرار می گیرد.

قطع کننده های مدار می توانند در حالتی که دو شبکه الکتریکی را به یکدیگر متصل کرده اند مورد بررسی قرار گیرند . هنگامیکه کلید ها باز هستند شبکه های الکتریکی از یکدیگر مجزا هستند و هر کدام از شبکه ها پس از وصل دارای مشخصه الکتریکی متفاوتی نسبت به قبل از وصل قطع کننده ها دارند.

امواج سریع در لحظه ی وصل به علت داشتن انرژی بالا قبل از اینکه به حالت پایدار برسند ولتاژهای گذرایی را تولید می کنند.

اختلاف ولتاژ

ولتاژ برگشتی است.

                                             شکل (۱-۱): قطع سیستم به وسیله کلید

ولتازهای برگشتی شامل دو قسمت هستند. (شکل ۲-۱)

                                                                 شکل (۲-۱)

۱- قسمت گذرا که بعد از عبور جریان از صفر پدید می آید.

۲- قسمت پایدار که نتیجه ی نوسان گذرا در اطراف خط اصلی است این قسمت بعد از این که حالت گذرا از بین می رود. برای مدت زیادی در دو طرف کنتاکتهای باز مدار شکنها وجود خواهد داشت.

(۲-۱) جریان های قطع

در مباحث مربوط به قطع کننده ها ، هدف اصلی جدا کردن یک عنصر از اجزای دیگر سیستم است. پنج فاکتور ذکر شده در بالا به دو دسته ی جریان های قطع شده و ولتاژهای برگشتی تقسیم می شوند وقتی که وسایل سوئیچینگ شروع به باز شدن   می کنند در اطراف و نزدیکی جریان صفر یک قوس الکتریکی بین کنتاکتها زده  می شود که این قوس در جریان صفر باید از بین رفته و خفه شود. در این هنگام بین کنتاکتهای باز ولتاژ برگشتی ظاهر خواهد شد.

بزرگی اندازه جریان از عوامل موثر در طول مدت زمان قوس الکتریکی می باشد. در نتیجه قطع جریان های مختلف بستگی به توانایی وسایل سوئیچینگ خواهد داشت به همین دلیل در بحث توانایی ولتاژهای برگشتی دانستن جریانهای رفع عیب مورد لزوم در حالت عیب و بدون عیب مهم است.

(۱-۲-۱) جریان خطا

حالت های سوئیچینگ جریانهای خطا باید بیشتر مورد توجه قرار بگیرند برای تعیین مقادیر نامی و کار تجهیزات مقدار ماکزیمم جریان خطا از فاکتورهای اولیه می باشد. در مباحث مربوط به T.R.V حالت های مختلفی برای جریان خطا وجود دارد که دارای اهمیت می باشند.

-       حداکثر جریان خطا

-      جریان خطای کاهش یافته

-      خطای محدود شده ترانس فورماتور

این سه قسمت مهم مورد بحث قرار می گیرند زیرا  T.R.V های مختلف با سه قسمت یادشده ارتباط دارند.

جریان خطای حداکثر معمولا به خطاهای باس یا خطاهای نزدیک مدارشکنها مربوط می شود.(شکل۳)

                                    شکل (۳-۱): مشخصه ی ولتاژهای برگشتی نمایی

جریان خطای کاهش یافته یا نازل نزدیک خط اتفاق می افتد. امپدانس خط مقدار جریان خطا را کاهش می دهد و اندازه جریانی که توسط مدارشکنها باید قطع شود کم می شود اما در این حالت به علت تاخیر زمانی که مربوط به مدت انتقال خطا در طول خط می شود یک جزء دیگر نیز با T.R.V جمع خواهد شد که این جریان ها ۷۰ تا ۹۵ درصد جریانهای خطا را تشکیل می دهند.

                                         شکل (۴-۱): مشخصه ی T.R.V برای خطای خط کوتاه

در بسیاری از مدلهای شنیه بندی جریان خطا به وسیله ترانسها محدود می شود که این خطاها در حدود ۷ تا ۳۰ درصد وجود دارند. ولتاژهای برگشتی ناشی از پارامترهای ترانسفورماتور معمولا به صورت شکل موجهای نوسانی فرکانسی بالا(در حدود KHz ۱۰) مشخص می باشند.