مدلسازي و شبيه سازي اثر اتصالات ترانسفورماتور بر چگونگي انتشار تغييرات ولتاژ در شبکه - دانلود رایگان
دانلود رایگان
دانلود رایگان مدلسازي و شبيه سازي اثر اتصالات ترانسفورماتور بر چگونگي انتشار تغييرات ولتاژ در شبکه مدلسازي و شبيه سازي اثر اتصالات ترانسفورماتور بر چگونگي انتشار تغييرات ولتاژ در شبکه با در نظر گرفتن اثر اشباع
چكيده:
در سالهاي اخير، مسايل جدي كيفيت توان در ارتباط با افت ولتاژهاي ايجاد شده توسط تجهيزات و مشتريان، مطرح شده است، كه بدليل شدت استفاده از تجهيزات الكترونيكي حساس در فرآيند اتوماسيون است. وقتي كه دامنه و مدت افت ولتاژ، از آستانه حساسيت تجهيزات مشتريان فراتر رود ، ممكن است اين تجهيزات درست كار نكند، و موجب توقف توليد و هزينهي قابل توجه مربوطه گردد. بنابراين فهم ويژگيهاي افت ولتاژها در پايانه هاي تجهيزات لازم است. افت ولتاژها عمدتاً بوسيله خطاهاي متقارن يا نامتقارن در سيستمهاي انتقال يا توزيع ايجاد ميشود. خطاها در سيستمهاي توزيع معمولاً تنها باعث افت ولتاژهايي در باسهاي مشتريان محلي ميشود. تعداد و ويژگيهاي افت ولتاژها كه بعنوان عملكرد افت ولتاژها در باسهاي مشتريان شناخته ميشود، ممكن است با يكديگر و با توجه به مكان اصلي خطاها فرق كند. تفاوت در عملكرد افت ولتاژها يعني، دامنه و بويژه نسبت زاويه فاز، نتيجه انتشار افت ولتاژها از مكانهاي اصلي خطا به باسهاي ديگر است. انتشار افت ولتاژها از طريق اتصالات متنوع ترانسفورماتورها، منجر به عملكرد متفاوت افت ولتاژها در طرف ثانويه ترانسفورماتورها ميشود. معمولاً، انتشار افت ولتاژ بصورت جريان يافتن افت ولتاژها از سطح ولتاژ بالاتر به سطح ولتاژ پايينتر تعريف ميشود. بواسطه امپدانس ترانسفورماتور كاهنده، انتشار در جهت معكوس، چشمگير نخواهد بود. عملكرد افت ولتاژها در باسهاي مشتريان را با مونيتورينگ يا اطلاعات آماري ميتوان ارزيابي كرد. هر چند ممكن است اين عملكرد در پايانههاي تجهيزات، بواسطه اتصالات سيمپيچهاي ترانسفورماتور مورد استفاده در ورودي كارخانه، دوباره تغيير كند. بنابراين، لازم است بصورت ويژه انتشار افت ولتاژ از باسها به تاسيسات كارخانه از طريق اتصالات متفاوت ترانسفورماتور سرويس دهنده، مورد مطالعه قرار گيرد. اين پايان نامه با طبقه بندی انواع گروههای برداری ترانسفورماتور و اتصالات آن و همچنین دسته بندی خطاهای متقارن و نامتقارن به هفت گروه، نحوه انتشار این گروهها را از طریق ترانسفورماتورها با مدلسازي و شبيهسازي انواع اتصالات سیم پیچها بررسی میکند و در نهایت نتایج را ارایه مینماید و این بررسی در شبکه تست چهارده باس IEEE برای چند مورد تایید میشود.
فهرست مطالب:
فصل اول:
1-1 مقدمه
1-2 مدلهای ترانسفورماتور
1-2-1 معرفی مدل ماتریسي Matrix Representation (BCTRAN Model)
1-2-2 مدل ترانسفورماتور قابل اشباع Saturable Transformer Component (STC Model)
1-2-3 مدلهای بر مبنای توپولوژی Topology-Based Models
فصل دوم:
2- مدلسازی ترانسفورماتور
2-1 مقدمه
2-2 ترانسفورماتور ايده آل
2-3 معادلات شار نشتی
2-4 معادلات ولتاژ
2-5 ارائه مدار معادل
2-6 مدلسازی ترانسفورماتور دو سيم پيچه
2-7 شرايط پايانه ها (ترمينالها)
2-8 وارد کردن اشباع هسته به شبيه سازی
2-8-1 روشهاي وارد کردن اثرات اشباع هسته
2-8-2 شبيه سازي رابطه بين و
2-9 منحنی اشباع با مقادير لحظهای
2-9-1 استخراج منحنی مغناطيس کنندگی مدار باز با مقادير لحظهای
2-9-2 بدست آوردن ضرايب معادله انتگرالي
2-10 خطاي استفاده از منحني مدار باز با مقادير RMS
2-11 شبيه سازي ترانسفورماتور پنج ستوني در حوزه زمان
2-11-1 حل عددي معادلات ديفرانسيل
2-12 روشهاي آزموده شده براي حل همزمان معادلات ديفرانسيل
فصل سوم:
3- انواع خطاهاي نامتقارن و اثر اتصالات ترانسفورماتور روي آن
3-1 مقدمه
3-2 دامنه افت ولتاژ
3-3 مدت افت ولتاژ
3-4 اتصالات سيم پيچی ترانس
3-5 انتقال افت ولتاژها از طريق ترانسفورماتور
3-5-1 خطاي تكفاز، بار با اتصال ستاره، بدون ترانسفورماتور
3-5-2 خطاي تكفاز، بار با اتصال مثلث، بدون ترانسفورماتور
3-5-3 خطاي تكفاز، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع دوم
3-5-4 خطاي تكفاز، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع دوم
3-5-5 خطاي تكفاز، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع سوم
3-5-6 خطاي تكفاز، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع سوم
3-5-7 خطاي دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، بدون ترانسفورماتور
3-5-8 خطاي دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، بدون ترانسفورماتور
3-5-9 خطاي دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع دوم
3-5-10 خطاي دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع دوم
3-5-11 خطاي دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع سوم
3-5-12 خطاي دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع سوم
3-5-13 خطاهاي دو فاز به زمين
3-6 جمعبندي انواع خطاها
3-7 خطاي TYPE A ، ترانسفورماتور DD
3-8 خطاي TYPE B ، ترانسفورماتور DD
3-9 خطاي TYPE C ، ترانسفورماتور DD
3-10 خطاهاي TYPE D و TYPE F و TYPE G ، ترانسفورماتور DD
3-11 خطاي TYPE E ، ترانسفورماتور DD
3-12 خطاهاي نامتقارن ، ترانسفورماتور YY
3-13 خطاهاي نامتقارن ، ترانسفورماتور YGYG
3-14 خطاي TYPE A ، ترانسفورماتور DY
3-15 خطاي TYPE B ، ترانسفورماتور DY
3-16 خطاي TYPE C ، ترانسفورماتور DY
3-17 خطاي TYPE D ، ترانسفورماتور DY
3-18 خطاي TYPE E ، ترانسفورماتور DY
3-19 خطاي TYPE F ، ترانسفورماتور DY
3-20 خطاي TYPE G ، ترانسفورماتور DY
3-21 شكل موجهاي ولتاژ- جريان ترانسفورماتور پنج ستوني براي خطاي TYPE A شبيه سازي با PSCAD شبيه سازي با برنامه نوشته شده
3-22 شكل موجهاي ولتاژ- جريان ترانسفورماتور پنج ستوني براي خطاي TYPE B شبيه سازي با PSCAD شبيه سازي با برنامه نوشته شده
3-23 شكل موجهاي ولتاژ - جريان ترانسفورماتور پنج ستوني براي خطاي TYPE C شبيه سازي با PSCAD شبيه سازي با برنامه نوشته شده
3-24 شكل موجهاي ولتاژ- جريان ترانسفورماتور پنج ستوني براي خطاي TYPE D شبيه سازي با PSCAD شبيه سازي با برنامه نوشته شده
3-25 شكل موجهاي ولتاژ - جريان ترانسفورماتور پنج ستوني براي خطاي TYPE E شبيه سازي با PSCAD شبيه سازي با برنامه نوشته شده
3-26 شكل موجهاي ولتاژ- جريان ترانسفورماتور پنج ستوني براي خطاي TYPE F شبيه سازي با PSCAD شبيه سازي با برنامه نوشته شده
3-27 شكل موجهاي ولتاژ- جريان ترانسفورماتور پنج ستوني براي خطاي TYPE G شبيه سازي با PSCAD شبيه سازي با برنامه نوشته شده
3-28 شكل موجهاي ولتاژ -جريان چند باس شبكه 14 باس IEEE براي خطاي TYPE D در باس 5
3-29 شكل موجهاي ولتاژ – جريان چند باس شبكه 14 باس IEEE براي خطاي TYPE G در باس 5
3-30 شكل موجهاي ولتاژ – جريان چند باس شبكه 14 باس IEEE براي خطاي TYPE A در باس 5
فصل چهارم:
4- نتيجه گيري و پيشنهادات
مراجع
فهرست شكلها
شكل (1-1) مدل ماتريسي ترانسفورماتور با اضافه كردن اثر هسته
شكل (1-2) ) مدار ستارهي مدل ترانسفورماتور قابل اشباع
شكل (1-3) ترانسفورماتور زرهی تک فاز
شكل (1-4) مدار الکتريکی معادل شكل (1-3)
شكل (2-1) ترانسفورماتور
شكل (2-2) ترانسفورماتور ايده ال
شكل (2-3) ترانسفورماتور ايده ال بل بار
شكل (2-4) ترانسفورماتور با مولفه های شار پيوندی و نشتي
شكل (2-5) مدرا معادل ترانسفورماتور
شكل (2-6) دياگرام شبيه سازی يک ترانسفورماتور دو سيم پيچه
شكل (2-7) ترکيب RL موازی
شکل (2-8) ترکيب RC موازی
شكل (2-9) منحنی مغناطيس کنندگی مدار باز ترانسفورماتور
شكل (2-10) رابطه بين و
شكل (2-11) دياگرام شبيه سازی يک ترانسفورماتور دو سيم پيچه با اثر اشباع
شكل (2-12) رابطه بين و
شكل (2-13) رابطه بين و
شكل (2-14) منحنی مدار باز با مقادير rms
شكل (2-15) شار پيوندی متناظر شكل (2-14) سينوسی
شکل (2-16) جريان لحظه ای متناظر با تحريک ولتاژ سينوسی
شكل (2-17) منحني مدار باز با مقادير لحظهاي
شكل (2-18) منحني مدار باز با مقادير rms
شكل (2-19) ميزان خطاي استفاده از منحني rms
شكل (2-20) ميزان خطاي استفاده از منحني لحظهاي
شكل (2-21) مدار معادل مغناطيسي ترانسفورماتور سه فاز سه ستونه
شكل (2-22) مدار معادل الكتريكي ترانسفورماتور سه فاز سه ستونه
شكل (2-23) مدار معادل مغناطيسي ترانسفورماتور سه فاز پنج ستونه
شكل (2-24) ترانسفورماتور پنج ستونه
شكل (2-25) انتگرالگيري در يك استپ زماني به روش اولر
شكل (2-26) انتگرالگيري در يك استپ زماني به روش trapezoidal
شكل (3-1) دياگرام فازوري خطاها
شكل (3-2) شكل موج ولتاژ Vab
شكل (3-3) شكل موج ولتاژ Vbc
شكل (3-4) شكل موج ولتاژ Vca
شكل (3-5) شكل موج ولتاژ Vab
شكل (3-6) شكل موج جريان iA
شكل (3-7) شكل موج جريان iB
شكل (3-8) شكل موج جريان iA
شكل (3-9) شكل موج جريان iA
شكل (3-10) شكل موجهاي ولتاژ Va , Vb , Vc
شكل (3-11) شكل موجهاي ولتاژ Va , Vb , Vc
شكل (3-12) شكل موجهاي جريان ia , ib , ic
شكل (3-13) شكل موجهاي ولتاژ Va , Vb , Vc
شكل (3-14) شكل موجهاي ولتاژ Va , Vb , Vc
شكل (3-15) شكل موجهاي جريان , iB iA
شكل (3-16) شكل موج جريان iA
شكل (3-16) شكل موج جريان iB
شكل (3-17) شكل موج جريان iC
شكل (3-18) شكل موجهاي ولتاژ Va , Vb , Vc
شكل (3-19) شكل موجهاي جريان ia , ib , ic
شكل (3-20) شكل موجهاي ولتاژ Va , Vb , Vc
شكل (3-21) شكل موجهاي جريان ia , ib , ic
شكل (3-22) شكل موجهاي جريان ia , ib , ic
شكل (3-23) شكل موج ولتاژ Va
شكل (3-24) شكل موج ولتاژ Vb
شكل (3-25) شكل موج ولتاژ Vc
شكل (3-26) شكل موج جريانiA
شكل (3-27) شكل موج جريان iB
شكل (3-28) شكل موج جريان iC
شكل (3-29) شكل موج جريانiA
شكل (3-30) شكل موج جريان iB
شكل (3-31) موج جريان iC
شكل (3-32) شكل موج جريانiA
شكل (3-33) شكل موج جريان iB
شكل (3-34) شكل موج جريان iC
شكل (3-35) شكل موج ولتاژ Va
شكل (3-36) شكل موج ولتاژ Vb
شكل (3-37) شكل موج ولتاژ Vc
شكل (3-38) شكل موج جريانiA
شكل (3-39) شكل موج جريان iB
شكل (3-40) شكل موج جريان iC
شكل (3-41) شكل موج جريانiA
شكل (3-42) شكل موج جريان iB
شكل (3-43) شكل موج جريان iC
شكل (3-44) شكل موج ولتاژ Va
شكل (3-45) شكل موج ولتاژ Vb
شكل (3-46) شكل موج ولتاژ Vc
شكل (3-47) شكل موج جريانiA
شكل (3-48) شكل موج جريان iB
شكل (3-49) شكل موج جريان iC
شكل (3-50) شكل موج جريانiA
شكل (3-51) شكل موج جريان iB
شكل (3-52) شكل موج جريان iC
شكل (3-53) شكل موج ولتاژ Va
شكل (3-54) شكل موج ولتاژ Vb
شكل (3-55) شكل موج ولتاژ Vc
شكل (3-56) شكل موج جريانiA
شكل (3-57) شكل موج جريان iB
شكل (3-58) شكل موج جريان iC
شكل (3-59) شكل موج جريانiA
شكل (3-60) شكل موج جريان iB
شكل (3-61) شكل موج جريان iC
شكل (3-62) شكل موج ولتاژ Va
شكل (3-63) شكل موج ولتاژ Vb
شكل (3-64) شكل موج ولتاژ Vc
شكل (3-65) شكل موج جريانiA
شكل (3-66) شكل موج جريان iB
شكل (3-67) شكل موج جريان iC
شكل (3-68) شكل موج جريانiA
شكل (3-69) شكل موج جريان iB
شكل (3-70) شكل موج جريان iC
شكل (3-71) شكل موج ولتاژ Va
شكل (3-72) شكل موج ولتاژ Vb
شكل (3-73) شكل موج ولتاژ Vc
شكل (3-74) شكل موج جريانiA
شكل (3-75) شكل موج جريان iB
شكل (3-76) شكل موج جريان iC
شكل (3-77) شكل موج جريانiA
شكل (3-78) شكل موج جريان iB
شكل (3-79) شكل موج جريان iC
شكل (3-80) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-81) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-82) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-83) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-84) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-85) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-86) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-87) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-88) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-89) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-90) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-91) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-92) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-93) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-94) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-95) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-96) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-97) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-98) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-99) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-100) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-101) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-102) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-103) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-104) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-105) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-106) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-107) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-108) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-109) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-110) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-111) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-112) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-113) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-114) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-115) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-116) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-117) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-118) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-119) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-120) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-121) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-122) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-123) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-124) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-125) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-126) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-127) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-128) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-129) شكل موجهاي ولتاژ) (kV با PSCAD
شكل (3-130) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-131) شكل موجهاي جريان) (kV با PSCAD
شكل (3-132) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-133) شكل موجهاي ولتاژ با برنامه نوشته شده
شكل (3-134) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-135) شكل موجهاي جريان با برنامه نوشته شده
شكل (3-136) شكل موجهاي ولتاژ) (kV
شكل (3-137) شكل موجهاي ولتاژ) (kV
شكل (3-138) شكل موجهاي جريان (kA)
شكل (3-139) شكل موجهاي ولتاژ) (kV
شكل (3-140) شكل موجهاي ولتاژ) (kV
شكل (3-141) شكل موجهاي جريان (kA)
شكل (3-142) شكل موجهاي جريان (kA)
شكل (3-143) شكل موجهاي جريان (kA)
شكل (3-144) شكل موجهاي جريان (kA)
شكل (3-145) شبكه 14 باس IEEE