برگشتن به برق

توضیحات

دانلود پایان نامه : كاهش تلفات در خطوط فشار ضعيف

107ص

 

دانشگاه آزاد اسلامي واحد تهران جنوب

 

فهرست مطالب :

فصل اول : تلفات خطوط فشار ضعيف

مقدمه_________________________________________            2      

تلفات_________________________________________             3   

عوامل موثر بر تلفات_______________________________            7       

روشهای محاسبه تلفات _____________________________          16  

يک کيلو وات تلفات چقدر از ظرفيت اسمی نيروگاه را هدر می دهد ___       23

بهينه سازی و ساماندهی و کاهش تلفات شبکه________________       28

 

فصل دوم : راهکارهای مناسب جهت کاهش تلفات                                34

روش اول : خازن گذاری ____________________________          35

روش دوم : تجديد آرايش شبکه _______________________          60

روش سوم : جبران ساز خازنی _______________________          86  

روش چهارم : اصلاح اتصالات ثابت ____________________        106 

نتيجه نهايی ____________________________________        121

منابع و مآخذ____________________________________       122

مقدمه:

بخشي از انرژي الكتريكي توليد شده توسط نيروگاهها در حدفاصل توليد تا مصرف به هدر مي روند، همچنين مقدار قابل توجهي از اين انرژي در داخل نيروگاهها صرف مصارف داخلي مي شوند. طبق نظر برخي از كارشناسان اين انرژي كه صرف تاسيسات مي شود جزو تلفات محسوب نمي شوند. همچنين در مورد ترانسفورماتورهايي كه سيستم خنك كننده آنها و يا سيستم گردش روغن آنها توسط پمپ كار مي كند اين انرژي مصرف شده براي پمپها را جزو تلفات محاسبه نمي كنند. اما نظرات ديگري نيز در مورد تلفات وجود دارد و تلفات از ديدگاههاي مختلف تعاريف متفاوتي دارد. در اينجا ابتدا تلفات را تعريف كرده و سپس عوامل موثر برايجاد تلفات را بيان مي كنيم و در آخر راه حل هاي كاهش تلفات در خطوط فشار ضعيف را بررسي مي كنيم.

تعريف تلفات:

با توجه به اينكه هدف اصلي شبكه برق رساني، انتقال انرژي توليد شده توسط نيروگاهها، از مراكز تا مصرف كننده مي باشد بنابراين قسمتي از انرژي توليد شده كه به مصرف نرسد به عنوان تلفات نام برده خواهد شد. به عبارت ديگر آن قسمتي از انرژي كه به كار مفيد تبديل نشود تلفات نام دارد. تعريف كار مفيد هم براي مراكز مختلف مشخص است. مثلاً به علت اينكه وظيفه نيروگاهها توليد و فروش برق با كمترين تلفات مي باشد، بنابراين كار مفيد براي نيروگاهها همان انرژي خالص تحويل داده شده به شركتهاي برق مي باشد و يا در مورد شركتهاي برق منطقه، كار مفيد انرژي تحويلي آنها به شركتهاي توزيع نيرو مي باشد. همچنين كار مفيد براي شركتهاي توزيع، انرژي تحويلي آنها به مصرف كنندگان مي باشد. بنابراين تلفات را در مفهوم كلي مي توان به صورت زير بيان نمود:

انرژي فروخته شده- انرژي خريداري شده= تلفات

اما همين تعريف نيز از ديدگاههاي مختلف مفاهيم متفاوتي را ارائه مي دهد. مثلاً از ديدگاه شركتهاي برق منطقه اي و يا شركتهاي توزيع نيرو، تلفات در حقيقت آن بخش از انرژي است كه از تفاضل انرژي ورودي و خروجي به شبكه حاصل مي شود. اما از ديدگاه منافع ملي مفهوم كار مفيد به صورت ديگري مي باشد زيرا تمام انرژي تحويلي به مشترك به كار مفيد تبديل نمي شود يا به عبارت ديگر از آن انرژي كه به صورت مفيد مصرف نشود تلفات نام دارد. مثلاً وقتي روشنايي اتاقها بيش از حد باشد و لامپ بي مورد روشن باشد در حقيقت بخشي از انرژي تلف شده است. همچنين در مصارف صنعتي نيز بخش قابل توجهي از انرژي هدر مي رود كه از ديدگاه منافع ملي جزو تلفات است ولي در محاسبات ما جزو تلفات محسوب نمي شود. همچنين عدم رعايت مديريت بار و انرژي در صنايع نوعي تلفات است به طوريكه در اثر ناهماهنگي در برنامه كار ماشين آلات ديماند مصرفي كارخانجات افزايش مي يابد، نوعي تلفات ديماندي داريم.

با توجه به دو ديدگاهي كه گفته شد مشاهده مي شود كه دو اختلاف عمده در اين ديدگاهها وجود دارد. در ديدگاه اول (ديدگاه شركتهاي برق) آن بخش از انرژي كه فروخته شود جزو كار مفيد است و تلفاتي ندارد اما از ديدگاه منافع ملي همين انرژي فروخته شده داراي تلفات است و تمامي آن به كار مفيد تبديل نمي شود.

همچنين از ديدگاه اول ممكن است بخشي از انرژي جزو تلفات محاسبه شود كه از ديدگاه دوم اين بخش از انرژي به كار مفيد تبديل شده است. مثلاً از ديدگاه شركت هاي برق آن بخش كه به صورت برق دزدي مصرف مي شود. جزو تلفات است در صورتيكه از ديدگاه دوم اين انرژي به كار مفيد تبديل شده است و يا در برخي قسمتهاي شبكه به علت نداشتن كنتور براي مصارف روشنايي، مصرف روشنايي جزو تلفات محاسبه مي شوند در صورتيكه از ديدگاه دوم اين انرژي به كار مفيد تبديل شده است.

حال با توجه به تعريفاتي كه از تلفات شد و با بيان ديدگاههاي مختلف، مشاهده شد كه تلفات در شبكه هاي انتقال و توزيع تنها درصد محدودي از كل انرژي الكتريكي را در برمي گيرند كه در اين بخش و در كل گزارش آنچه از آن به عنوان تلفات نام برده مي شود، همان تلفات از ديدگاه شركتهاي برق و يا به عبارت ديگر تفاضل انرژي خريداري شده و فروخته شده مي باشد كه اين تلفات خود داراي اجزاء مختلفي مي باشد. حال كه تعريف تلفات مشخص گرديد بايد انواع تلفات نيز بررسي شود و مشخص گردد كه منظور ما از كاهش تلفات كاهش كدام نوع از تلفات مي باشد:

انواع تلفات:

معمولاً در شبكه هاي برق رساني هنگامي كه بحث از تلفات و كاهش آن مي شود منظور كاهش تلفات انرژي است و نه كاهش تلفات توان. جهت روشن شدن مفاهيم تلفات ابتدا اين دو نوع تلفات را مورد بررسي قرار مي دهيم.

1- تلفات توان:

توان مصرفي براي هر مشترك به پارامترهاي مختلفي بستگي دارد كه باعث مي شود ميزان مصرف مشترك در ساعات مختلف شبانه روز، هفته، ماه و سال متفاوت باشد. به همين دليل مي توان توليدي نيروگاهها نيز متغير خواهد بود و به دليل اينكه برنامه ريزي توسعه و ظرفيت توليد نيروگاهها براساس مصرف پيك مشتركان تنظيم مي گردد، بنابراين هر چه مصرف در پيك بيشتر باشد افزايش ظرفيت نيروگاهها را به همراه خواهد داشت.

يكي از عوامل مهمي كه در عمل به حساب تلفات منظور نمي شود بالا بودن غيرمنطقي ديماند مصرف مشتركين اعم از صنعتي، تجاري، خانگي و … مي باشد. به عبارت ديگر در اكثر موارد مي توان با اجراي صحيح مديريت مصرف، توان ماكزيمم مصرف كننده را كاهش دهيم بدون اينكه در برنامه كاري آن اختلالي ايجاد شود. حال اگر به عنوان مثال مصرف يك مشترك از p1 به p2 كاهش يابد، ظرفيت توليدي نيروگاه به اندازه (p1 – p2) آزاد مي شود بنابراين از يك ديدگاه ديگر مي توان گفت اين مقدار يعني p1 – p2 جزو تلفات مي باشد.

2- تلفات انرژي:

آنچه در گزارشات به عنوان تلفات نام برده مي شود، ميزان تلفات انرژي مي باشد كه در حقيقت از مجموع مقادير لحظه اي تلفات توان به دست مي آيد و يا به عبارت ديگر تلفات انرژي مقدار متوسط تلفات توان در دوره مورد مطالعه مي باشد. از آنجا كه مقدار تلفات توان در دامنه وسيعي تغيير مي كند در نتيجه مقدار ماكزيمم تلفات كه عمدتاً در ساعات پيك اتفاق مي افتد بمراتب بيش از مقدار متوسط تلفات انرژي مي باشد. به عبارت ديگر وقتي تلفات انرژي در يك شبكه 10 درصد مي باشد…

روش دوم –  تجديد آرايش شبكه هاي توزيع فشار ضعيف

چكيده

تجديد آرايش شبكه هاي توزيع به منظورهاي متفاوتي نظير كاهش تلفات خطوط، برگرداندن سرويس دهي مشتركان و به حداقل رساندن نواحي بدون برق، بهبود پروفايل ولتاژ، بالانس كردن بار، كاهش تواتر خاموشيهاي مصزف كنندگان و افزايش امنيت شبكه بكار مي رود. تجديد آرايش شبكه هاي توزيع يك مساله بهينه سازي با اهداف و محدوديتهاي متعدد است و بدست آوردن يك حل بهينه مطلق براي آن مشكل است. براي تجديد آرايش شبكه هاي توزيع تاكنون روشهاي متعددي ارائه شده است ولي چون تعداد آرايشهاي يك شبكه توزيع خيلي زياد است در همه روشهاي فوق تمام آرايشها مورد بررسي و كاوش قرار نمي گيرند.

در اين بخش نشان داده مي شود كه عليرغم اينكه تعداد آرايشهاي يك شبكه توزيع بسيار زياد است ولي از آنجائيكه شبكه هاي توزيع داراي حلقه هاي كم بوده و بيشتر خطوط آن بصورت سري هستند؛ تعداد بسيار كمي از اين آرايشها، آرايش شعاعي ممكن هستند. همچنين روشي ارائه مي شود كه توسط آن مي توان بدون بررسي تك تك آرايشها، كليه آرايشهاي شعاعي ممكن را بطور مستقيم و ساده بدست آورد. سپس با بررسي هر يك از آرايشها و انجام پخش بار سريع مناسب، آرايش بهينه تعيين مي شود. خصوصيات روش پيشنهادي در اين بحث اين است كه اولا براي تعيين آرايش بهينه، مي توان تمامي محدوديتها و اهداف را همزمان در نظر گرفت. ثانيا آرايش بهينه حاصل، بهينه مطلق است. ثالثا حجم و زمان محاسبات اين روش نسبتا كم و قابل قبول مي باشد. روش پيشنهادي براي يك شبكه توزيع نمونه بررسي مي شود. مقدمه

سيستمهاي توزيع در كشورمان و در ساير كشورها در مقياس بسيار بالائي وجود دارند و روزانه حجم بزرگي از انرژي برق را به مصرف كنندگان تحويل مي دهند. با توجه به گستردگي شبكه هاي توزيع و حجم بالاي انرژي توزيع شده توسط آنها، انجام تحقيقات و پژوهش در زمينه بهره برداري موثر و اقتصادي از اين سيستمها سبب صرفه جوئي عظيمي خواهد شد. يكي از روشهاي مدرن بهره برداري بهينه از سيستمهاي توزيع، تجديد آرايش (بازآرائي) شبكه هاي توزيع در هنگام بهره برداري است يعني با تغيير شرايط بهره برداري مثل تغيير بارها و يا وقوع يك خطا، آرايش شبكه را چنان تغيير دهيم كه از نظر فني و اقتصادي بهينه باشد. اهداف فني و اقتصادي متعددي براي تجديد آرايش شبكه هاي توزيع مطرح است. يكي از اهداف اصلي و مهم تجديد آرايش، كاهش تلفات اهمي خطوط توزيع است. با توجه به گستردگي و همچنين پايين بودن ولتاژ در شبكه هاي توزيع، تلفات انرژي در اين شبكه هاي قابل توجه است. همچنين تجديد آرايش ممكن است به منظور ايجاد توازن بارگذاري روي فيدرها انجام مي گيرد.(2). در شرايطي كه خطاي دائم ايجاد شده است، تجديد آرايش شبكه براي برگرداندن سرويس دهي مشتركان و به حداقل رساندن نواحي بدون برق بكار مي رود (2). بهبود پروفايل ولتاژ، بالانس كردن بار، كاهش تواتر خاموشيهاي مصرف كنندگان و افزايش امنيت شبكه از جمله اهداف ديگري هستند كه تاكنون براي تجديد آرايش شبكه هاي توزيع مورد توجه قرار گرفته اند.

در سيستمهاي توزيع سنتي، تجديد آرايش شبكه به صورت فصلي انجام مي شد. براي تغيير آرايش اين شبكه ها از كليدها و جداكننده هاي دستي و اتوماتيك استفاده مي شد. اما اكنون با توجه به تمايل روزافزون به خودكار سازي (اتوماسيون) شبكه هاي توزيع، امكان كنترل و تغيير آرايش اين شبكه ها روز به روز سهل تر مي شود و لذا تجديد آرايش ممكن است بطور روزانه و يا حتي ساعتي و با استفاده از كليدهاي اتوماتيك و كنترل از راه دور صورت گيرد…

 روش سوم –     متعادل سازي ولتاژ و بهبود كيفيت توان با استفاده از

جبران سازي خازني

يكي از وظايف مهم شركتهاي برق، توزيع انرژي الكتريكي با كيفيت مناسب به مشتركين مي باشد.

بدليل عدم آشنايي از الگوي بار مشتركين مختلف، وجود مشتركين سه فاز نامتعادل، غير يكنواخت بودن مصرف مشتركين و عدم توزيع مناسب مشتركين بين فازهاي مختلف شبكه، بار فازهاي شبكه برابر نبوده و سبب ايجاد نامتعادلي مي گردد. اين پديده علاوه بر افزايش تلفات شبكه سبب كاهش كيفيت توان توزيع شده به مشتركين شبكه شده كه به صورت افت ولتاژ شديد يا اضافه ولتاژ در شبكه حادث مي گردد.

در اين بحث سعي شده است تا پس از بررسي اثرات نامطلوب عدم تعادل بار در شبكه و روشهاي سنتي جهت كاهش اثرات اين پديده روشي جديد جهت متعادل سازي ولتاژ شبكه با استفاده از جبران سازهاي خازني ارائه گردد. در روش پيشنهادي با استفاده از خازن و روشهاي كنترل آن سعي مي گردد تا از جابجايي ولتاژ نول در آخر شبكه جلوگيري بعمل آيد كه بدين ترتيب تاثيرات مطلوبي در پروفيل ولتاژ سه فاز شبكه بوجود خواهد آمد.

نتايج بدست آمده برروي شبكه واقعي با استفاده از روش پيشنهادي حاكي از مطلوب بودن آن است.

1) مقدمه

شبكه هاي توزيع فشار ضعيف چهار سيمه بوده كه سه سيم آن سه فاز شبكه و سيم چهارم نيز نول شبكه مي باشد كه به نول ترانسفورماتور وصل مي گردد. مشتركين شبكه نيز به صورت سه فاز يا تكفاز مي باشند كه مشتركين تكفاز از يك فاز و نول شبكه تغذيه شده و مشتركين سه فاز نيز از سه فاز و نول شبكه انشعاب مي گيرند. مشتركين تكفاز شبكه معمولاً داراي مصارف خانگي و تجاري مي باشند و مشتركين سه فاز نيز غالباً داراي مصارف كارگاهي، صنعتي، كشاورزي و بعضاً خانگي و تجاري (با توجه به تغيير تجهيزات سرمايشي) مي باشند.

يكي از مشكلات مهم شبكه هاي فشار ضعيف توزيع، عدم تعادل بار در طول خطوط مي باشد. عدم تعادل در شبكه بدين معناست كه توزيع بار بر روي فازهاي شبكه در هر گره برابر نبوده و جمع برداري جريانهاي سه فاز در هر گره شبكه برابر صفر نمي گردد. اين امر سبب مي گردد تا يك جريان برگشتي در سيم نول شبكه جاري باشد كه سبب جابجايي نقطه صفر در هر گره شده كه خود موجب كاهش كيفيت ولتاژ در شبكه و افزايش تلفات شبكه هاي فشار ضعيف مي گردد…

.

.

 

6- نكات عملي در خصوص خازن گذاري

در شبكه هاي توزيع عملي ممكن است مواردي برخلاف فرضيات درنظر گرفته شده در قسمت 3 مشاهده گردد. كه در ادامه تاثير آنها را بررسي مي كنيم.

6-1 عدم يكسان بودن هاديهاي فيدر

در حالتي كه فيدر از هاديهاي مختلف تشكيل شده يك سطح مقطع معادل تعريف مي كنيم، سطح مقطع معادل با برابر قرار دادن تلفات فيدر كه شامل هاديهاي غيريكنواخت است با يك فيدر كه شامل هاديهاي يكنواخت است در بار يكسان محاسبه مي گردد.

 

فيدري با هاديهاي غيريكنواخت مطابق شكل 11 در نظر گرفته شده و تلفات در طول فيدر را به كمك روابط زير محاسبه مي كنيم.

: درصدي از فيدر كه مقاومت آن  است.

براي يك فيدر با هاديهاي يكنواخت و همان بار داريم:

با مساوي قرار دادن  و  داريم:

 

بعد از بدست آوردن  مبناي محاسبات بر پايه هاديي كه نزديكترين مقاومت را به  دارد قرار داده مي شود.

6-2 توزيع غيريكنواخت بار فيدر

عملاً در طول فيدر تجمع مشتركين يكنواخت نمي باشد و معمولاً درصدي غيريكنواختي وجود دارد. البته غيريكنواختي بار، الگو و طرح خاصي ندارد كه بتوان براي آن دستورالعمل استخراج كرد.

به منظور بررسي تاثير توزيع غيريكنواخت بار، فيدري را به 4 قسمت تقسيم كرده و بار كل فيدر را با سهم هاي مختلف در اين 4 قسمت قرار داده مي شود (شكل 12)، خازن گذاري براي هر يك از حالتهاي فوق اجرا شده و نتيجه با زمانيكه بار كل فيدر را به صورت توزيع يكنواخت در نظر گرفته شود مقايسه مي گردد.

 

 

%: درصد بار كل فيدر

كاهش سود ناشي از خازن گذاري براي يك فيدر با توزيع بار غيريكنواخت تا 15%، در صورتيكه فيدر را با بار يكنواخت فرض كنيم، كمتر از 15% مي توان از دستورالعمل بار با توزيع يكنواخت استفاده كرد و براي درصدهاي بالاتر يكنواختي پيشنهاد مي شود كه بوسيلة نرم افزار مكان بهينه دقيق خازن مشخص شود.

6-3 تركيب توزيع بار يكنواخت و متمركز

يكي از حالتهايي كه در اين قسمت بررسي مي گردد حالتي است كه بار به صورت يكنواخت در طول فيدر توزيع شده باشد و يك بار متمركز نيز در انتهاي فيدر مطابق شكل 6 باشد. جابجايي خازن براي فيدر فوق با توجه به اصل جمع آثار انجام مي گردد. بدين صورت كه ابتدا بار متمركز انتهاي فيدر و سپس بار توزيع شده يكنواخت با استفاده از دستورالعملهاي مربوطه جبران مي گردند.

به عنوان نمونه براي چندين فيدر خازن گذاري به كمك قانون جمع آثار و نرم افزار انجام شده و مشاهده گرديده سود حاصل از خازن گذاري در دو حالت تفاوت چنداني با همديگر ندارد.

 

7- دستورالعمل كلي

روند عملي خازن گذاري در فيدرهاي توزيع ساده و فيدر با تعدادي شاخه جانبي ارائه گرديده است. به فيدر توزيع ساده لغت سكشن اطلاق شده است.

7-1 خازن گذاري روي يك سكشن

گامهاي خازن گذاري روي سكشن به قرار زير است:

گام اول: تعيين نحوه توزيع بار

گام دوم: تعيين هادي طول سكشن

گام سوم: تعيين طول سكشن

گام چهارم: محاسبه انرژي راكتيو سكشن

گام پنجم: تعيين مكانهاي پيشنهادي نصب خازن

گام ششم: انتخاب تيرها براي نصب خازن

7-2 خازن گذاري روي فيدر با شاخه هاي جانبي

برخي فيدرهاي واقعي داراي تعدادي شاخه و زيرشاخه مي باشند. در شكل 1 يك نمونه فيدر با شاخه هاي جانبي كه داراي 7 سكشن است نشان داده شده است.

سكشن ها به دو دسته انتهايي و مياني تقسيم مي گردند. سكشن انتهايي به سكشني گفته مي شود كه از يك گره شروع شده و انتهاي آن باز باشد. لازم به ذكر است ساختار سكشنهاي انتهايي دقيقاً مشابه ساختار يك فيدر ساده است. سكشن مياني به سكشني گفته مي شود كه از يك گره شروع شده و به گره ديگري ختم گردد. به عنوان مثال در شكل 1، 4 سكشن انتهايي و 3 سكشن مياني وجود دارد.

گامهاي خازن گذاري در فيدرهاي با شاخه جانبي به قرار زير است:

گام1: تعيين نوع سكشنها

گام2: خازن گذاري سكشنهاي انتهايي

گام3: محاسبه انرژي جبران نشده سكشنهاي انتهايي

گام4: حذف سكشنهاي انتهايي: در اين گام سكشنهاي انتهايي حذف گرديده و انرژي جبران نشده اين سكشنها به صورت يك بار متمركز در محل گره مربوطه مدل مي گردد.

گام5: به مرحله تعيين نوع سكشنها (گام1) مي رويم. كه در آن مرحله مجدداً سكشنهاي انتهايي شناسايي مي گردند و روند اشاره شده در بالا اجرا مي گردد. اين روند آنقدر ادامه پيدا مي كند تا تمام سكشن ها خازن گذاري شوند.

 

8- نتايج عددي

در اين قسمت براي يك سكشن نمونه و نيز يك فيدر توزيع با چندين شاخه، خازن گذاري به كمك دستورالعمل و نرم افزار انجام شده و نتايج بدست آمده با همديگر مقايسه گرديده است.

8-1 فيدر ساده با بار توزيع شده

 

اين فيدرها مطابق شكل 13، داراي 53 مشترك خانگي مي باشد. اين مشتركين در 12 تير، با 15 درصد غيريكنواختي توزيع شده اند. هادي نيمه اول سكشن 35 ميليمتر مربع بوده و هادي نيمه دوم 25 ميليمتر مربع مي باشد. نتايج خازن گذاري به كمك دستورالعمل و نرم افزار در جدول 6 آورده شده است.

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه پرداخت مستقیم که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشید.

 

 

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “دانلود پایان نامه : كاهش تلفات در خطوط فشار ضعيف”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *