پاورپوینت طراحی پست های فشارقوی-راکتورها

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

درس طراحی پست های فشارقوی

جلسه ششم از سری کلاس های مجازی

راکتورها

اسلاید 2 :

اجزای تشکیل دهنده ی پست های فشار قوی
راکتورها
راکتور های قدرت

انرژی راکتیو در شبکه قدرت توسط اندوکتانس خطوط انتقال ، ترانس ها و مدار های الکترومغناطیسی موتورها و مصرف کننده های خاص ، مصرف میشود . این موضوع باعث کاهش ضریب قدرت (PF) خواهد شد و توان اکتیو P انتقالی کاهش خواهد یافت . لذا باید سعی کرد تا بار راکتیو به حداقل برسد . از اساسی ترین راه های کاهش توان راکتیو استفاده از جبران ساز های بار راکتیو است .

اسلاید 3 :

راکتور های قدرت
این جبران کننده ها عبارتند از : خازن ها – سلف ها (راکتور ها) – که به صورت سری یا موازی در شبکه نصب میشود .
خازن سری : برای جبران راکتانس القایی خط ، امکان افزایش ظرفیت توان اکتیو خط را فراهم میکند .
خازن موازی : برای جبران کننده توان راکتیو سلفی در شبکه ، باعث اصلاح ضریب قدرت خواهند شد . این روش تاثیر زیادی در کاهش تلفات خط دارد 

اسلاید 4 :

در مورد راکتور ها کاربرد های مختلفی از آن ها در شبکه وجود دارد که عبارتند از :

1-راکتور محدود کننده جریان : به صورت سری در شبکه قرار میگیرد و جریان ناشی از اتصال کوتاه را محدود مینماید . به آن راکتور قدرت نیز میگویند .

2-راکتور محدود کننده بین زمین و نوترال سیستم: راکتور تکفاز که برای اتصال نوترال سیستم به زمین به کار می رود . به صورت موازی نصب میشود . همچنین برای محدود کردن جریان خطا در اتصال فاز به زمین استفاده میشود.

3-ترانس های زمین کننده : ترانس های سه فاز یا راکتور هایی هستند که در اتصال موازی با شبکه برای ایجاد نقطه نوترال به کار میروند.

4-راکتور میرا کننده : به صورت سری با خازن قرار گرفته که جهت محدود کردن جریان هجومی خازن است .

5-راکتور تنظیم کننده (فیلتر): به صورت سری یا موازی با خازن نصب میشود که برای کاهش ، حذف یا فیلتر کردن هارمونیک ها یا فرکانس های مخابراتی به کار میروند .

6-راکتور شنت : برای خنثی سازی بار خازنی در شبکه به کار میرود . این بار خازنی میتواند به دلیل شرایط باندل کردن به وجود آید. (ایجاد اثرات خازنی بیشتر خط) که موجب افزایش ولتاژ در انتهای خط میشود.

راکتور های قدرت

اسلاید 5 :

استفاده از راکتور های شنت به دلایل زیر است:
1-حفظ ولتاژ شبکه در محدوده قابل قبول و در سطح عایقی سیستم .
2-جلوگیری از تحریک خودی ماشین ها متصل به شبکه .
3-محدود نمودن اضافه ولتاژهای ناشی از حذف بار از شبکه یا اتصال کوتاه خط به زمین .
4-بهبود پایداری استاتیکی و دینامیکی و انتقال اقتصادی انرژی الکتریکی.

اسلاید 6 :

باتوجه به گستردگی شبکه و افزایش تولید ، سطح اتصال کوتاه شبکه افزایش یافته ، که در این صورت لازم است تا اقدامات لازم جهت حفظ و نگهداری شبکه و تجهیزات صورت گیرد . برای حل این مشکل دو راه وجود دارد:
1-تعویض تجهیزات شبکه متناسب با سطح اتصال کوتاه شبکه جدید.
2-محدود کردن جریان خط در شبکه جدید.
راه اول باتوجه به هزینه و زمان مقرون به صرفه نیست ، اما راه دوم روش مناسبی برای حل مشکل شبکه است . استفاده از راکتور های سری برای این منظور پیشنهاد میشود.
اندوکتانس راکتورهای سری باید در شرایط جریان نامی و اتصال کوتاه در ناحیه خطی باقی بماند و به عنوان یک اندوکتانس خطی عمل کند. لذا با توجه به اینکه هسته دارای مشخصه عملکرد غیر خطی است ، این راکتورهای سری را بدون هسته میسازند.

اسلاید 7 :

راکتورهای سری

راکتورهای سری معمولا بدون هسته ی مغناطیس شونده ساخته می شوند.
همچنین سیم بندی راکتورها به صورت دایره ای بوده و باید استقامت کافی در برابر نیروهای ناشی از اتصال کوتاه را داشته باشند.
راکتور های سری به دو نوع خشک و روغنی ساخته میشود .

اسلاید 8 :

راکتور های سری نوع خشک

این راکتورها از نظر عایق بندی و سیستم خنک کنندگی، وابسته به هوای اطراف خود می باشند. در این راکتورها، سیم پیچ های دایره ای شکل روی قالب های بتونی نصب می شوند که این موضوع، باعث وزن زیاد راکتور می شود. در اطراف این سیم پیچها، نباید هیچگونه پوشش یا تانک فلزی وجود داشته باشد و گرنه میدان مغناطیسی اطراف سیم پیچ راکتور میتواند در تجهیزات فلزی و مدارهای الکتریکی و مخابراتی اطراف راکتور تأثیر بگذارد. در نتيجه باید فاصله ی استاندارد بین راکتور و دیگر تجهیزات تأثیرپذیر از میدان مغناطیسی راکتور رعایت گردد؛
که این فاصله حدود نصف قطر راکتور می باشد. همچنین ساختار سیم پیچی باید به گونه ای باشد تا در مقابل نیروهای الکترودینامیکی (ناشی از جریان های اتصال کوتاه) وارد بر حلقه های سیم پیچ و پایه های نگه دارنده مقاوم باشد. البته مشکل اصلی این نوع راکتورها، مسأله ی خنک سازی آنها میباشد که توسط فن انجام می گیرد؛ و این موضوع باعث کاهش بازده ی آنها خواهد شد. از مزایای این نوع راکتورها، قیمت پایین آن (در مقایسه با نوع روغنی)، هزینه ی نصب کم، هزینه ی بهره برداری پایین و استفاده در تمام سطوح ولتاژ می باشد.

اسلاید 9 :

راکتور های سری نوع خشک

اسلاید 10 :

راکتور های سری نوع روغنی

نوع دوم راکتورهای سری از نظر ساختاری، راکتورهای روغنی می باشند. ها در داخل یک تانک روغن قرار می گیرد. لذا با توجه به محصور شدن سیم پیچ راکتور توسط بدنه (که یک مخزن پر از روغن است) امکان خنک سازی راکتور به وسیله ی به چرخش در آوردن روغن و خنک سازی روغن در رادیاتور (با استفاده از فن های الکتریکی) وجود دارد. همچنین به منظور رفع مشکل پراکندگی میدان های مغناطیسی، از تعدادی ورقه ی آهنی عایق شده نسبت به هم استفاده می شود که دور تا دور سیم پیچ ها را احاطه میکنند. به خاطر عایق سازی بین این ورقه های آهنی، مسیر جریان های القایی در آنها کوچک خواهد شد.

البته این پوشش مغناطیسی باعث می شود تا رلوکتانس در مسیر مغناطیسی، کاهش یابد. در نتیجه راكتانس کلی راکتور در شرایط عادی عملکرد شبکه، حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد از راکتانس راکتور در شرایط اتصال کوتاه شبکه بزرگتر خواهد بود. در صورت وقوع اتصال کوتاه، پوشش ورقه های آهنی اشباع شده و راکتور مذکور، همانند یک راکتور با هسته ی هوا عمل می کند. برای این نوع راکتورها مقادیر نامی بر اساس شرایط اتصال کوتاه محاسبه می گردد. از مزایای مهم این نوع راکتورها می توان به قابلیت استفاده در فضای باز یا بسته، ضریب اطمینان بالا در مقابل ولتاژ صاعقه و کلیدزنی، ظرفیت حرارتی بالا و قابل استفاده بودن در کلیه ی سطوح ولتاژی اشاره نمود. البته قیمت این نوع راکتورها نسبت به راکتورهای خشک بالا بوده و هزینه ی تعمیرات و نگهداری آن نیز زیاد می باشد.

اسلاید 11 :

راکتور های سری نوع روغنی

اسلاید 15 :

مثال

یک راکتور با راکتانس ۵% ، در یک سیستم سه فاز با ولتاژ نامی خطkV ۱۰ به کار می رود. جریان نامی عبوری از سیستم نیز A۴۰۰ می باشد. افت ولتاژ در راکتور برابر ۵% ولتاژ فاز به زمین می باشد. مقدار واقعی این افت ولتاژ برابر است با:

اسلاید 16 :

دیاگرام برداری یک راکتور

اسلاید 18 :

تحمل تنش مکانیکی:

از جمله عوامل مهم در انتخاب و طراحی راکتور، تحمل تنش های مکانیکی است؛ به طوری که راکتور باید در شرایط کار دائم، در مقابل نیروهای ناشی از جریان اتصال کوتاه و نیروهای خارجی تأثیرگذار روی راکتور )از قبیل باد و زلزله( مقاوم باشد.

اسلاید 19 :

سطوح عایقی:

عایق مورد استفاده بین فازها و همچنین بین فاز و زمین باید طوری انتخاب شود که بتواند حداکثر ولتاژ سیستمی را که راکتور به آن متصل می باشد (Um) تحمل کند. البته میزان عایق بین حلقه های سیم پیچ، می تواند کمتر از مقدار فوق تعیین شود؛ بخصوص اگر برقگیری به صورت موازی با سیم پیچ راکتور قرار گرفته باشد. لازم به ذکر است که معمولا ولتاژ نامی انتخابی برای برقگیر، از 2/1 برابر ولتاژی که در موقع عبور جریان نامی کوتاه مدت در دوسر راکتور ایجاد می شود، کمتر نمی شود.