فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:90
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
فصل اول :مقدمه
1-مقدمه 1
فصل دوم :تعریف
2-تعریف هارمونیک 3
فصل سوم : منابع ایجاد
3-منابع ایجاد هارمونیک 10
1-3-وسایل فرومغناطیسی 12
2-3-مبدلهای الکترونیک قدرت 15
3-3-تجهیزات تخلیه ای 24
4-3-مدل سازی سیستم توزیع با بارداری قوس الکتریکی 25
5-3-منابع جدید تولید هارمونیک 32
فصل چهارم : اثرات
4-اثرات هارمونیک 42
1-4-اثر هارمونیک بر خازنها 50
2-4-اثر هارمونیک برروی لامپ های روشنایی و المان ها حرارتی 54
3-4-اثر هارمونیک بر ماشین های آسنکرون 59
4-4-اثر هارمونیک بر ترانسفورماتورها 59
5-4-اثر هارمونیک بر عملکرد رله 63
6-4-اثر هارمونیک بر وسایل اندازه گیری 68
7-4-اثر هارمونیک بر کلید ها 71
8-4-اثر هارمونیک بر فیوز ها 73
9-4-تاثیرات دیگر هارمونیک 75
فصل پنجم : روش های حذف
5-روش های حذف هارمونیک 76
1-5-فیلتر های پسیو 77
2-5-فیلتر های اکتیو 79
فصل ششم : نتیجه گیری
نتیجه گیری 85
فصل هفتم : منابع و ماخذ
منابع و ماخذ 87
فهرست شکلها و نمودارها
عنوان صفحه
موج سینوسی پایه 4
جمع دو هارمونیک 4
موج های متقارن و نامتقارن 8
مشخصه ولتاژ و جریان در مقاومت خطی و غیر خطی 10
دیاگرام تک خطی مدار معادل T ترانسفورماتور 12
رابطه شار مغناطیسی و جریان در ترانسفورماتور 13
موج جریان مغناطیس کنندگی 13
نسبت ولتاژ و جریان تحریک به هارمونیک 15
مبدل یکسو کننده 17
موج مصرفی مثلثی 17
طیف هارمونیک جریان مصرفی مثلثی 18
موج و جریان یکسو شده توسط سلف و ترانزیستور 19
جریان نسبت به فرکانس 19
یکسو کننده سه فاز 20
موج ولتاژ و جریان یکسو شده توسط یکسو کننده¬سه فاز ¬21
موج یکسو شده برای استفاده د ماشین فرز 22
موج یکسو شده توسط تریستور 22
دیاگرام تک خطی 26
رابطه بین ولتاژوجریان یک قوس الکتریکی در حالت واقعی 26
منحنی مشخصه ولتاژ و جریان قوس الکتریکی 27
منحنی ولتاژ و جریان قوس الکتریکی 27
منحنی تغییرات توان اکتیو در باس اصلی سیستم 28
منحنی تغییرات ضریب توان در باس اصلی سیستم 28
منحنی ولتاژ و جریان قوس الکتریکی در حالت فلیکر سینوسی 29
منحنی ولتاژ و جریان قوس الکتریکی در حالت فلیکر 29
میزان تغییرات THD در ولتاژ باس PCC 30
میزان تغییرات شاخص عدم تعادل در ولتاژ باس PCC 31
موج ولتاژ و جریان برای یک کوره قوس الکتریکی 32
موج ولتاژ و جریان مصرفی موتور 35
مبدل فرکانس با خروجی سه فاز شش ضربه ای 38
مدل های مختلف مدولاسیون ضربه ای 40
هامونیک تولیدی در یک کنترل کننده PBM 41
نسبت THD به مقدار هارمونیک جریان 43
هارمونیک هفت یک بارغیر خطی 45
هارمونیک پنج یک بارغیر خطی 45
هارمونیک سه یک بارغیر خطی 46
هارمونیک سوم در فازهای a و b و c 48
شبکه نمونه 53
دیتای گرفته شده بدون حضور خازن 53
رابطه امپدانس با فرکانس بدون حضور خازن 53
دیتای گرفته شده با حضور خازن 54
رابطه امژدانس با فرکانس با حضور خازن 54
دیاگرام تک خطی ماشین آسنکرون 57
مدارمعادل ماشین آسنکرون 58
مدار معادل ساده شده ماشین آسنکرون 58
منحنی تغییرات دمای روغن ترانس بر حسب زمان برای بارغیر خطی 63
گشتاور تولیدی در رله های الکترومغناطیس 65
رابطه جریان و ولتاژ و توان با هارمونیک 70
رابطه جریان و ولتاژ و توان (هارمونیک سوم ) در کنتور بر حسب زمان 70
رابطه جریان و ولتاژ و توان(هارمونیک پنجم)در کنتور بر حسب زمان 70
رابطه جریان و ولتاژ و توان( هارمونیک هفتم ) در کنتور بر حسب زمان 71
موج جریان یک مبدل 71
کوپلاژ و القاء خطوط قدرت روی خطوط مخابرات 74
اتصال فیلتر پسیو به سیستم 77
اتصال فیلتر اکتیو به سیستم 81
فیلتر برای هارمنیک 5و7 82
منبع امپدانس از دید بار و فیلتر 82
موج ولتاژ و جریان بدون استفاده از فیلتر 83
موج ولتاژ و جریان با استفاده از فیلتر 83
اغتشاش ولتاژ 84
اغتشاش جریان 85
فهرست جداول
عنوان صفحه
مقادیر هارمونیک در جریان تحریک ترانسفورماتور 14
مقادیر هارمونیک موثر در لامپ فلورسنت 18
مقادیر هارمونیک جریان در مبدل شش ضربه ای 23
میزان هارمونیک یجاد شده در ولتاژ باس PCC 30
مقادیر هارمونیک مرتبه در دستگاه تخلیه تک فاز 31
مقادیر تقریبی برای مفروضات معادله ( 32-4 ) 60
مقادیر تقریبی ضرایب منتج از اندازه گیری 61
مشخصات ترانس (KVA 200 ) و بار هارمونیکی 61
مقادیر بار هارمونیکی برای مقایسه 62
نتایج حاصل از شبیه سازی 62
مقدمه :
استفاده از مبدلهای الکترونیک قدرت در اواخر دهه 1970 معمول گردید بسیاری از مهندسان برق در مورد توانایی پذیرش اعوجاج ها ره مونیکی توسط سیستم های قدرت به بحث و تبادل نظر پرداختند .
پیش بینی های نگران کننده ای از سر نوشت سیستم های قدرت در صورت اجازه استفاده از این تجهیزات انجام گرفت . در حالی که بعضی از این پیش بینی ها بیش از حد قلمداد می شد ، ولی بررسی مفهوم کیفیت برق مدیون آنها ، بدلیل پیگیری درباره این مسئله نو ظهور می باشد . بروز هارمونیک ها در سیستم های قدرت ناشی از استفاده عناصر غیر خطی در شبکه می باشد . عناصر غیر خطی در سیستمهای برق ، مانند :
راه اندازها ، درایورهای تنظیم سرعت ، مبدلهای الکترونیک قدرت و غیره مقدار ها مونیک شکل موج جریان و ولتاژ بطور چشمگیری افزایش یافته که در نتیجه منجر به تحقیقاتی شد که نتایج آن به نقطه نظرات متعددی در مورد کیفیت برق بود .
به نظر برخی از محققان ، اعواج ها رمونیکی هنوز مهم ترین مسئله کیفیت برق می باشد مسائل هارمونیکی با بسیاری از قوانین معمولی طراحی سیستم های قدرت و عملکرد آن تحت فرکانس اصلی مغایر است . بنابراین مهندسین برق با پدیده های نا آشنایی روبرو می شوند . که لازمه دانستن ریاضی خاص و نیاز به ابزار پیچیده و تجهیزات پیشرفته برای حل مشکلات و تجزیه تحلیل آنها دارد . اگر چه تحلیل مسائل ها و مودنیکی می تواند دشوار باشد اما درصد کمی از فیدرهای مربوط به سیستمهای توزیع تحت تاثیر عوامل ناشی از هارمونیک ها قرار می گیرند. مصرف کننده های برق خود هم می تواند تولید کننده هارمونیک باشند و هم در صورت وجود هارمونیک مشکلات زیاد تری از تولید کننده های برق تحمل می کنند . اعوجاج ها رمونیکی در بسیاری از دوره ها در سیستم های قدرت الکتریکی جریان متناوب وجود داشته و دنبال شده است .
جستجوی کتب و منابع و مطالب تکنیکی دهه های قبل و اخیر نشان می دهد که مقالات مختلفی در رابطه با این موضوع انتشار یافته است . اولین منابع ها رمونیکی ترانسفور ماتور ها بودند و نخستین مشکل نیز در سیستم های تلفن پدید آمد .
استفاده از لامپ های قوس الکتریکی بدلیل مولفه های خاص هارمونیکی توجهات خاصی را برانگیخت ولی این مسائل به اندازه اهمیت مسئله مبدل های الکترونیک قدرت در سالهای اخیر نبوده است . با پیشرفت تکنولوژی در سالهای اخیر استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت نیز افزایش چشمگیری داشته است. در طی سالهای اخیر پژوهشگران متوجه شده اند که اگر سیستم انتقال به نحو مناسبی طراحی شود به نحوی که بتواند مقدار توان مورد نیاز بارها را به راحتی تامین کند ، احتمال ایجاد مشکل ناشی از هارمونیک ها برای سیستم های قدرت بسیار کم خواهد بود . گرچه این هارمونیک ها موجب مسائلی در سیستم های مخابراتی شوند . اغلب در سیستم های قدرت مشکلات زمانی بروز کنند که خازنهای موجود در سیستنم باعث ایجاد تشدید در یک فرکانس هارمونیکی شوند . در این شرایط اغتشاشات و اعوجاجها ، بسیار بیشتر از مقادیر معمول می گردند امکان ایجاد این مشکلات در مورد مراکز کوچک مصرف وجود دارد ولی شرایط بدتر در سیستم های صنعتی بدلیل درجه زیادی از تشدید رخ می دهد .
1- تعریف هارمونیک :
امروزه واژه هارمونیک ها در رابطه با مسائل سیستم قدرت زیاد بکار می رود . جهت درک بیشتر به پاره ای از مفاهیم مربوط به هارمونیک های سیستم قدرت پرداخته می شود . اساسا هر موج متناوبی می تواند بوسیله مجموعه ای از موج های سینوسی توصیف گردد که این مجموعه بنام سری فوریه ریاضی دان فرانسوی (1830-1768)معروف است
(1-2)
سری مربوطه به دو بخش قابل تفکیک می باشد .
(2-2)
(3-2)
در این روابط n مرتبه n ام هارمونیک و t زمان اصلی پریود و می باشد .
فرکانس هر یک از موج های سینوسی این مجموعه ضریب صحیحی از فرکانس موج تناوبی اولیه یا پایه می باشد . هر جمله این سری بعنوان یک هارمونیک فرکانس پایه تعریف می گردد . جمله ای که فرکانس آن همان فرکانس پایه است. هارمونیک اول یا بعضی اوقات پایه نامیده می شود و جمله ای که فرکانس آن دو برابر فرکانس پایه است هارمونیک دوم و بقیه به همین صورت نام گذاری می گردند . فرکانس 60hz به این معنی می باشد که 160 بار بر ثانیه نوسان دارد شکل موج افزایش یافته تا ماکزیمم مقدار بالا رفته سپس تا صفر کاهش پیدا می کند و در ادامه این کاهش تا ماکزیمم مقدار منفی کاهش پیدا می کند و سپس دوباره به صفر برمی گردد بر آورد هر کدام از این تغییرات که اتفاق می افتد به تابعی به نام شکل موج سینوسی نشانه داده شده در شکل 1-2 بر می گردد این تابع در مقدار زیادی از آثار طبیعی اتفاق می افتد از قبیل حرکت رفت و برگشت آونگ یا ارتعاش رشته های و یلون زمانی که آنرا به صدا در آورند. فرکانس های مختلف هارمونیک به فرکانس بنیادی و اصلی وابسته می باشند .
پروژه هارمونیک در سیستمهای قدرت
