۱-۳ کاهش تعداد خطاهای اتصال کوتاه و ارتباط با آن نامتعادلی ولتاژ

کاهش تعداد خطاهای اتصال کوتاه در یک سیستم نه تنها فرکانس فرو افتادگی را کاهش داده بلکه فرکانس قطعیهای تحمیل شده را نیز کاهش می‌دهد. بنابراین این روش به‌عنوان یک عامل موثر برای بهبود کیفیت تغذیه می‌باشد و بسیاری از مصرف کنندگان آنرا به‌عنوان راه حلی موثر در موقع رخ دادن فرو افتادگی ولتاژ می‌دانند. از آنجاییکه اتصال کوتاه باعث آسیب رساندن به تجهیزات بهره‌برداری و شبکه می‌گردد، بنابراین تلاش بسیاری جهت کاهش فرکانس خطا تا آنجاییکه از لحاظ اقتصادی مقرون به‌صرفه می‌باشد، انجام شده است. بعضی از روشهایی تا کنون برای این منظور به‌کار رفته است به‌صورت ذیل می‌باشد:

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

جایگزینی خطوط هوایی با کابلهای زیر زمینی
استفاده از سیمهای محافظ برای خطوط هوایی
نصب بیشتر سیمهای استحفاظی برای جلوگیری از خطا در هنگام رعد و برق
افزایش سطوح عایقی
افزایش بیشتر دوره‌های بازرسی و نگهداری
کاهش زمان برطرف کردن خطا
کاهش زمان برطرف کردن خطا تعداد وقایع را کاهش نمی‌دهد بلکه تنها شدت آنها را کاهش می‌دهد. بنابراین آن روی دوره قطعی‌ها و تعداد آنها تاثیر نمی‌گذارد. با برطرف کردن سریعتر خطا همچنین روی تعداد افتادگی‌های ولتاژ تاثطر ندارد بلکه آن می‌تواند دوره افتادگی را کاهش دهد. حداکثر کاهش در زمان برطرف کردن خطا‌ها با بهره گرفتن از فیوزهای محدود کننده جریان حاصل می‌شود. این فیوزها قادر هستند تا در یک نیم سیکل خطا را بر طرف کند، از اینرو دوره افتادگی ولتاژ بندرت از یک سیکل افزایش می‌یابد. در سیستمهای انتقال زمان بر طرف کردن خطا اغلب بوسیله محدودیتهای پایداری گذرا مشخص می‌شود.

۱-۴ تاثیر تغییرات در در سیستم قدرت بر روی نامتعادلی ولتاژ

با اعمال تغییراتی در سیستم تغذیه، شدت وقایع را می‌توان کاهش داد. در اینجا هزینه می‌تواند بسیار بالا باشد. بخصوص برای سطوح ولتاژ انتقال و زیر انتقال. مهمترین روش بهبود در برابر قطعیها، نصب ادوات پشتیان اضافی می‌باشد. بعضی از روش‌های ممکن برای بهبود افتادگی ولتاژ به‌شرح ذیل می‌باشد:
نصب یک ژنراتور نزدیک بارهای حساس، به منظور بالا نگهداشتن ولتاژ در طول دوره افتادگی .
تقسیم باسها یا پستها در مسیر تغذیه برای محدود کردن تعداد فیدرهایی که در معرض خطا قرار می‌گیرند.
نصب سیم پیچهای محدود کننده جریان در موقعیتهای استراتژیک به منظور افزایش فاصله الکتریکی مربوط به خطا.
تغذیه باس با ادوات حساس از دو یا چند پست. در این حالت افتادگی ولتاژ در یک پست بوسیله تغذیه از پستهای دیگر بهبود می‌یابد.

۱-۵ نصب ادوات بهبود کننده

پیشرفتهای اخیر به سمت استفاده از ادواتی جهت بهبود افتادگی ولتاژ سوق داده شده است. بعضی از ادوات بهبود به شرح ذیل می‌باشد:
منابع تغذیه بدون وقفه به‌صورت گسترده ای جهت کامپیوترها و اجزاء کنترل فرآیندها به‌کار می‌رود.
مجموعه موتور- ژنراتور اغلب در محیطهای صنعتی استفاده می‌شود.
مبدلهای منبع ولتاژ که یک ولتاژ سینوسی با اندازه و فاز دلخواه تولید می‌کنند، می‌تواند با سوئیچینگ یک منبع ولتاژ dc جهت بهبود افتادگی ولتاژ و قطعیها استفاده شود.

۱-۶ بهبود امنیت تجهیزات

پیشرفت در زمینه امنیت تجهیزات مهمترین راه حل در برابر افتادگی ولتاژ مربوط به تجهیزات می‌باشد ولی نمی‌تواند به‌عنوان راه حلی با دوره کوتاه مدت در نظر گرفته می‌شود. بعضی از راه حلهای مشخص برای بهبود این امر به شرح ذیل می‌باشد:
امنیت مصرف کننده‌های الکترونیکی، کامپیوترها و کنترل تجهیزات می‌تواند به‌صورت مشخصی بوسیله اتصال چندین خازن به باس dc داخلی بهبود یابد. این امر باعث می‌شود تحمل در برابر sag افزایش یابد.
در مورد بارهای تکفاز توان پایین می‌توان با یک مبدل dc/dc این امر را بهبود داد. در این حالت حد پایین ولتاژ برای تجهیزاتی که به‌صورت صحیح کار می‌کنند، کاهش می‌یابد.
موقعی که یک وسیله جدید نصب می‌گردد، اطلاعات مربوط به امنیت آن بایستی از کارخانه سازنده تهیه شود.
۱-۷ روش های کنترلی ارائه شده در مقالات و تحقیقات انجام شده
توجه و اهمیت مسائل محیط زیست و بحران نفت باعث شده است که سیستم­های تولید پراکنده و منابع انرژی تجدیدپذیر مورد توجه ویژه­ای قرار بگیرند. تجدید ساختار و رشد بازار رقابتی این اهمیت را دو چندان کرده است. استفاده گسترده از DG در سیستم­های توزیع باعث بوجود آمدن یک سری از مسائل جدید، نظیر، هماهنگی در حفاظت جریان، همچنین کنترل اندازه فرونشتن ولتاژ و مدت زمان آن و وسایل حفاظتی اضافه جریان شده است. بیشترین بیم که تأثیر گذار است، جزیره­ای شدن که باعث ایجاد آسیب­های جدی روی اجزاء، اجزاء مصرفی و مشخص می شود گزارشات موجود در زمینه استفاده از سیستم­های حفاظتی با تشخیص سریع برای حافظت DG باعث بهبود پایداری گذرا و همچنین بهبود کیفیت توان (کاهش دوره فرونشتن ولتاژ) شده است. اکثر سیستم­های توزیع به‌صورت شعاعی در نتیجه سادگی و ارزان بودن حفاظت اضافه جریان عمل می کنند. تغییر در کل حفاظت سیستم توزیع، به منظور اجازه به نفوذ نامحدود DG در سیستم­های توزیع، خیلی گران است. از این عملکردن سیستم باید تحت شرایط موجود بهینه گردد تا فقط اهداف مشخص به‌صورت صحیح برآورده گردد. جبران سازهای استاتیکی توان راکتیو و منابع تولید پراکنده متصل به شبکه‌های توزیع از طریق اینورترهای سه فاز به‌عنوان راه حل فعال برای بهبود نامتعادلیهای ولتاژ استفاده می شود. این ادوات معمولاً به‌عنوان Custom Power device شناخته می شوند، که STATCOM و DVR به‌عنوان راه حل قوی برای جبران سازی ولتاژ کوتاه مدت می­باشد. بر خلاف STATCOM که به‌صورت موازی با بار قرار دارد، DVR به‌صورت سری یا بار قرار دارد و از این رو مزیتهای متفاوتی دراد. اساساً برای مدلسازی DVR، از چهار مولفه استفاده می شود.
ترانسفومر اتصال دهنده
منبع ولتاژ DC
ایندرتر پل چند پالسه
سیستم کنترل
فروافتادگی ولتاژ نامتقارن در سیستم توزیع بسیار معمول می­باشد از آنجائیکه خطای متعادل سه فاز به‌عنوان بدترین حالت خطا دیده می شود آن بندرت اتفاق می افتد. اصولاً جهت یک عملکرد عالی در جبران سازی، ابتدا ادوات بهبود افتادگی ولتاژ باید در موقعیتی قرار بگیرند تا به‌صورت صحیحی افت ولتاژ را شناسایی می کنند، سپس باید قادر باشند تا ولتاژ از دست رفته برای هر فاز را فوراً بدون تاثیر گذرای بر فازهای سالم جبران نمایند. در نهایت اجزاء باید در برابر ولتاژهای نامتعادل باید شرایط کاری خوبی را داشته باشند. جهت بررسی قابلیت و مشخصات کاری DVR در برابر افتادگی ولتاژ در یک سیستم قدرت مشخص دو فاکتور وجود دارد. سطح شد افتادگی و اعوجاج ‌هارمونیکی کلی (THD) و این عوامل اساساً به منبع DC ارتباط پیدا می کند. مطالعه ارتباط بین این عوامل این امر را ممکن می سازد تا پارامترهای مبنای را بر DVR انتخاب نماییم تا در برابر بدترین حالتهای مربوط به Voltage sag از عهده خارج شود. بنابراین جهت بررسی این عوامل، یک روش تحلیلی برای بررسی تغییرات اعوجاج‌هارمونیکی و قابلیت جبران سازی براساس تغییرات ولتاژ DC ارائه می‌شود. نکته قابل توجه دیگر این است که استفاده از روش های مختلف PWM اصولاً پیشبردهای ‌هارمونیکی و جبران‌سازی مختلفی را ارائه می‌دهد. با توجه به اینکه جبران‌سازی توان راکتیو به‌عنوان یک امر مهم در کنترل سیستم‌های توزیع به حساب می‌آید، در دو دهه اخیر استفاده از فیلترهای توان اکتیو^[۲] و جبران ساز سنکرون استاتیک توزیع^[۳] برای بهبود کیفیت توان سیستم توزیع مورد استفاده قرار گرفته است. فیلترهای توان اکتیو بطور موفقیت آمیزی سطوح کیفیت توان را در محدوده‌های استاندارد تضمین کرده‌اند. DSTATCOM نیز برای مدیریت توان راکتیو و تنظیم ولتاژ در باس‌های سیستم توزیع به‌کار می‌روند. ولی از آنجاییکه منابع تولید پراکنده نیز می‌توانند در بهبود کیفیت توان موثر باشند، بنابراین می ­تواند جایگزین فیلترهای اکتیو گردد. همچنین استفاده از منابع تولید پراکنده در سیستم‌های توزیع، تلفات و هزینه‌های اضافی مربوط به DSTATCOM و APF را کاهش می­دهد. واحدهای تولید پراکنده از طریق اینورترهای سه فاز به شبکه متصل می‌شوند. با کنترل اینورتر هم توان اکتیو و هم توان راکتیو به شبکه تغذیه از طریق منابع تولید پراکنده را می‌توان کنترل کرد. کنترل پخش توان راکتیو اجازه می‌دهد که واحدهای تولید پراکنده به‌عنوان جبران ساز استاتیکی راکتیو علاوه بر منابع انرژی استفاده شود. در این قسمت از گزارش به بررسی کارهای انجام شده در این زمینه پرداخته می‌شود. کاربردهای افزایشی ادوات الکترونیک قدرت در منابع تولید پراکنده در سالهای اخیر باعث افزایش توجه به موضوع کیفیت توان شده است. برآورده کردن انتظارات مشتریان و برآورده کردن رضایت مشتریات به‌عنوان مصرف کنندگان نهایی^[۴] به‌عنوان یک انگیزه قوی برای بررسی پدیده کیفیت توان می‌باشد. یکی از مسائل پایه ای برای حل مسائل کیفیت توان این است که اغتشاشات در سیستم قدرت الکتریکی بوسیله باندهای مجاز محدود نمی‌شوند. تولیدکنندگان توان، مصرف کنندگان توان و تولیدکنندگان تجهیزات همگی بایستی برای حل این مشکل عمل نمایند. معرفی و ورود منابع تولید پراکنده به سیستم توزیع یک تاثیر مهم برروی شرایط ولتاژ و پخش توان در مصرف کنندگان و تجهیزات عمومی‌خواهد داشت. این تاثیرات ممکن است مثبت یا منفی باشد ولی بستگی به مشخصات عملکردی سیستم توزیع و مشخصات DG خواهد داشت. تاثیرات مثبت این مهم شامل موارد زیر می‌باشد:
حمایت ولتاژ و بهبود کیفیت توان
گوناگونی منابع توان
کاهش تلفات انتقال و توزیع
آزاد سازی ظرفیت در سیستم توزیع و انتقال
افزایش قابلیت اطمینان
بهرحال، بعضی از پیچیدگیهای عملکردی مربوط به حفاظت اضافه جریان، تنظیم ولتاژ، مسائل کیفیت توان، فرورزونانس و دیگر مسائل وقتی که منابع تولید پراکنده به‌صورت موازی با سیستم توزیع اصلی کار می‌کند، ممکن است ایجاد شود. اصولاً تاثیر DG برروی کیفیت توان به فاکتورهای زیادی شامل موارد زیر بستگی دارد:
نوع منبع تولید پراکنده
نحوه اتصال با سیستم الکتریکی اصلی
اندازه واحد تولید پراکنده، مد عملکردی نوسانات توان مورد انتظار
اندازه تولید که بستگی به بار در نقطه اتصال دارد.
نحوه تنظیم ولتاژ فیدر
در حالت کلی، تولید پشتیبان^[۵] و تولید توان درمحل^[۶] که توسط DG تامین می‌شود برروی کیفیت توان سیستم تاثیر می‌گذارد. ولی بعضی از منابع تولید پراکنده، با انواع و تکنولوژی های مختلف، وقتی که به سیستم توزیع اصلی متصل می‌شوند، برروی بعضی از عوامل مربوط به کیفیت توان تاثیر می‌گذارند.
در حالت کلّی می‌توان پدیده‌های زیر را به‌عنوان مسائل مرتبط به پدیده کیفیت توان با حضور منابع تولید پراکنده در نظر گرفت:
۱-۷-۱ قطعی‌های ثابت
بسیاری از منابع تولید پراکنده در شبکه به‌عنوان تولید پشتیبان، در حالت قطعی توان، یا برای پوشش دادن به اتفاقات احتمالی وقتی که بخش از سیستم انتقال خارج از سرویس باشد، نصب می‌شوند. این امر به‌صورت مشخصب قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد. ولی بعضی از منابع تولید پراکنده در حالتی که سیستم تغذیه اصلی قطع شود، نمی‌توانند توان بار را تامین نمایند. برای مثال، یک منبع تولید پراکنده براساس منابع انرژی نو با یک اینورتر غیر‌قابل کنترل، درحالتی که ذخیره‌ساز انرژی موجود نباشد، نمی‌تواند در حالت عملکرد مسقل از شبکه عمل نماید.