مقاله جایابی مجدد مکان نصب ترانسفورماتور به عنوان یک راهکاربلند مدت جهت کاهش تلفات شبکه توزیع

word قابل ویرایش
15 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

این مقاله دارای فرمول های زیادی میباشد

چکیده -گستردگی بسیار زیاد بخش توزیع نیروی برق و مسائل موجود در ارتباط با عدم طراحی و بهره برداری اصولی از این شبکه ها باعث تخصیص درصد قابل توجهی از تلفات توان تولید شده به شبکه های توزیع شده است . کاهش تلفات خطوط از طریق جایابی مجدد مکان نصب ترانسفورماتور (تغییر محل تغذیه ) در شبکه های توزیع شعاعی با استفاده از یک روش کاربردی در این مقاله ارائه شده است . روش پیشنهادی بر اساس اطلاعات اولیه شبکه شامل توان بارها، امپدانس خطوط و بدون نیاز به محاسبات پخش بار با دقت بسیار خوب و سرعت بالا مناسب ترین مکان نصب ترانسفورماتور را به منظور کاهش تلفات تعیین می کند. روش ارائه شده بر روی یک شبکه ٣٣باسه اجرا و نتایج بدست آمده صحت روش را نشان می دهند.
کلید واژه -توان بارها، تلفات خطوط ، ماتریس ضرایب جریان بار، مکان ترانسفورماتور

١-مقدمه
تلفات توان در تمامی بخش های صنعت برق اعم از تولید، انتقال و توزیع نیروی برق وجود دارد. گسترگی زیاد شبکه های توزیع و عدم استفاده از دانش فنی کارآمد در قسمتهای طراحی، ساخت و بهره برداری بر خلاف تولید و انتقال ، سبب تخصیص سهم قابل توجهی از تلفات به شبکه های توزیع شده است . آنچه باعث شده تا این مشکل همچنان به عنوان بحثی به روز در جامعه مهندسی برق مطرح باشد تبعات اقتصادی و هزینه های گزافی است که از این بابت پرداخت می شود. با توجه به معتبر ترین آمار موجود در دفتر نظارت بر توزیع شرکت توانیر از میزان تلفات ٢٣.٣ درصد کل سطوح برق کشور اعم از تولید، انتقال و توزیع ، سهم شبکه توزیع ۵۵ درصد از این مقدار است . روشهای متعددی به منظور کاهش تلفات در سیستم های توزیع تا کنون در مقالات مختلف بیان شده است . در مرجع [١] برای اولین بار روش بازآرایی شبکه های توزیع جهت کاهش تلفات پیشنهاد شد. اصلاح این روش در مرجع [٢] بر مبنای استفاده از یک الگوی پخش بار بهینه انجام گردید. در مرجع [٣] یک روش بر مبنای نصب خازنهای موازی و بازآرایی شبکه ارائه شده است . استفاده از تئوری گراف [۴]، الگوریتم ژنتیک [۵] ، الگوریتم مورچگان [۶] وسایر الگوریتم ها از جمله روشهای تحقیقی در این موضوع می باشند. استفاده از تولیدات پراکنده به منظور تنظیم ولتاژ و کاهش تلفات در [٧و٨]
بررسی شده است . تغییر مکان نصب ترانسفورماتور و یا به عبارت دیگر تغییر محل تغذیه در شبکه توزیع یکی دیگر از راهکارهای کاهش تلفات است . استفاده از دو الگوریتم بر مبنای یافتن مکانهای متناظر با کمترین مقدار تلفات و حداقل تنظیم ولتاژ در مرجع [٩] بررسی شده است . مرجع [١٠] با استفاده از انجام محاسبات پخش بار پس از هر بار جابجایی ترانسفورماتور، بهترین مکان را به منظور کاهش تلفات بدست آورده است . در این مقاله با استفاده از یک روش ابتکاری و عملی بهترین مکان نصب ترانسفورماتور از لحاظ کاهش تلفات و در نتیجه اصلاح پروفیل ولتاژ تعیین می شود. عدم نیاز به محاسبات پخش بار و تنها استفاده از اطلاعات توان مصرفی بارها و امپدانس خطوط از مزایای روش پیشنهادی است . همچنین این روش را می توان برای انتخاب بهترین محل به منظور خازن گذاری استفاده نمود. روش ارائه شده بر روی یک شبکه ٣٣باسه اجرا و نتایج آن با مرجع [١٠] مقایسه می گردد.
٢-روش پیشنهادی
تلفات در خطوط توزیع نیروی برق به عنوان بخشی از کل تلفات یک شبکه توزیع با توجه به امپدانس و میزان جریان عبوری از خطوط تعیین می گردد. این جریان در حقیقت جریان مورد نیاز بارهایی است که از این طریق تغذیه می شوند (رابطه ١).
در این رابطه ILj جریان بارها و Ili جریان عبوری از بخش iام خط است . تغییر مکان نصب ترانسفورماتور در شبکه توزیع به عنوان تامین کننده توان بر روی مقدار جریان عبوری از بخش های مختلف خطوط تاثیر می گذارد که نتیجه آن تغییر مقدار تلفات است . این راهکار به عنوان یکی از گزینه های کاهش تلفات در این مقاله مورد بررسی قرار می گیرد. در واقع با تغییر محل ترانسفورماتور کمترین مقدار تلفات تعیین می شود.
٢-١-شماره گذاری خطوط و باس های شبکه
به منظور بررسی روش پیشنهادی ابتدا لازم است باس ها و بخش های مختلف خطوط شبکه مورد نظر شماره گذاری گردند. شبکه های توزیع بواسطه داشتن ماهیت شعاعی مسیرهای مختلفی برای تغذیه بارها دارند. به طور دلخواه یک مسیر را از ابتدا تا باس انتها به عنوان مسیر اصلی شماره گذاری و سپس سایر مسیرها از محل انشعاب به عنوان مسیرهای فرعی شماره گذاری می گردند. در این روند به باس ترانسفورماتور شماره صفر تخصیص داده می شود که از طریق یک خط با شماره ١به سایر باس ها متصل می گردد.
باس ها به ترتیب از شماره ١در مسیر اصلی و سپس در مسیرهای فرعی شماره گذاری می گردند. همچنین خطوط متصل کننده باس ها به یکدیگر ابتدا در مسیر اصلی و از شماره ٢به بعد و سپس در مسیرهای فرعی به ترتیب شماره گذاری می شوند. شکل ١مثالی از شماره گذاری بر روی یک شبکه نمونه را نشان می دهد.
٢-٢-ماتریس ضرایب جریان بار
جریان عبوری از هر خط در شبکه توزیع در حقیقت برابر با مجموع جریان های مورد نیاز بارهای موجود پس از خط مذکور است . تغییر مکان ترانسفورماتور و یا به عبارت دیگر تغییر محل تغذیه در شبکه ، میزان جریان عبوری از خطوط را در هر موقعیت از مکان ترانسفورماتور نسبت به حالت قبل تغییر می دهد. در یک شبکه شماره گذاری شده با nباس و mخط و با در نظر گرفتن اتصال ترانسفورماتور به یکی از باس ها می توان رابطه بین جریان خطوط و بارها را به صورت زیر نوشت .
در رابطه ٢:
[Il]: بردار جریان خطوط
[A]: ماتریس ضرایب جریان بار
[IL]: بردار جریان بارها
ماتریس [A] شامل اعداد صفر و یک است و تعداد سطرهایی برابر با تعداد خطوط و تعداد ستون هایی برابر با تعداد بارهای شبکه دارد. با تغییر مکان اتصال ترانسفورماتور، اطلاعات ماتریس [A] نیز تغییر می نماید. از آنجاییکه در روش ارائه شده باید تلفات کل خطوط شبکه از دید تمامی باس ها مشخص شود، بنابراین نیاز است که ماتریس [A] برای هر باس که در واقع ترانسفورماتور به آن متصل است نوشته شود که در ادامه با استفاده از یک روش ابتکاری و بدون نیاز به صرف زمان زیاد این عمل امکان پذیر می گردد.
در ابتدا مکان اتصال ترانسفورماتور، باس شماره ١در نظر گرفته می شود. با استفاده از رابطه ٢ماتریس [A] در این وضعیت بدست می آید که با نمایش داده می شود. اکنون برای محاسبه ماتریس (ترانسفورماتور به باس شماره ٢متصل است ) کافی است که تنها سطر دوم ماتریس را تغییر داد به این صورت که به جای اعداد صفر، عدد یک و بالعکس قرار داد و سایر سطرها بدون تغییر باقی می مانند. در واقع اگر فرض شود که مقدار ماتریس معلوم و هدف پیدا کردن ماتریس است (i کوچکتر از j) در شرایطی که باس های Bi و Bj از طریق خط jبه یکدیگر متصل می باشند، به سهولت در سطر jام از ماتریس به جای اعداد صفر، عدد یک و بالعکس قرار داده و سایر سطرها نیز بدون تغییر در نظر گرفته می شوند. این روند بدون انجام هیچ محاسبات دشواری برای تمامی باس های شبکه اجرا می گردد. به عنوان مثال برای شبکه شکل ١ روابط جریان عبوری از خطوط در حالی که ترانسفورماتور به باس شماره ١متصل است به صورت رابطه (٣) است .
که به شکل ماتریس و بردار به صورت زیر مرتب می شوند.
برای بدست آوردن ماتریس تنها سطر دوم از ماتریس بر طبق روش بالا تغییر داده می شود (رابطه ۵).
همچنین برای بدست آوردن ماتریس برای شبکه شکل ١باید سطر پنجم از ماتریس را تغییر داد.
٢-٣-محاسبه تلفات خطوط
در روش پیشنهادی اصلاح تلفات شبکه هایی بررسی می شود که وظیفه تامین برق مصرف کننده ها را از لحاظ توان مصرفی و ولتاژ مورد نیاز در حد قابل قبولی (حدود یک پریونیت ) انجام می دهند اما بدلیل گستردگی و متفاوت بودن میزان توان مصرفی در نقاط مختلف شبکه ، تلفات ایجاد شده با توجه به مکان کنونی نصب ترانسفورماتور بالا است .
بنابراین با در نظرگرفتن چنین شرایطی می توان نوشت :
نتیجه اعمال تقریب فوق در این رابطه ، برابر بودن اندازه جریان بار با اندازه توان بار را در بر دارد. بنابراین رابطه ٢را می توان به شکل زیر تغییر داد.
با جایگزین کردن رابطه ٧در رابطه ١، تلفات خطوط شبکه در هر مرحله از اتصال ترانسفورماتور به باس های مختلف شبکه بدست می آید.
در رابطه ٨، بردار تلفات خطوط در شرایط اتصال ترانسفورماتور به باس Bi و ترانهاده ماتریس امپدانس خطوط است . برای محاسبه رابطه ٨نیازی به بدست آوردن کل بردار تلفات خطوط در هر مرحله نیست بدلیل اینکه تنها یک تغییر در هر مرحله نسبت به حالت قبل وجود دارد.
نتایج بدست آمده از رابطه ٨در واقع مقدار تلفات کل خطوط در هر مرحله از اتصال ترانسفورماتور و بنابراین نشان دهنده مناسب ترین مکان تغذیه از لحاظ کمترین مقدار تلفات است .
رابطه ٩تلفات خطوط شکل ١را در شرایطی که ترانسفورماتور به باس شماره ١متصل است را نشان می دهد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 15 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد