پاورپوینت هارمونیک ها

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

هارمونيك ها

اسلاید 2 :

فهرست مطالب:

1- شناخت و بررسي مقدماتي هارمونيكها

 1-1- كليات 1-2- اعوجاج هارمونيكي

2- منابع توليد هارمونيك

2-1- منابع تغذيه تكفاز

2-2- مبدلهاي قدرت سه فاز AC و DC

2-3- تجهيزات قوس زننده

2-4- عناصر اشباع شونده

3- اثر اعوجاج هارمونيكي بر روي عملكرد تجهيزات قدر

3-1- اثر بر روي خازنها

3-2- اثر بر روي ترانسفورماتورها

3-3- اثر بر روي موتورها

اسلاید 3 :

4- پاسخ سيستم قدرت به منابع هارمونيكي

4-1- امپدانس سيستم

4-2- امپدانس خازن

4-3- تشديد موازي

4-5- اثر بار مقاومتي 

5- شناسايي محل منابع هارمونيكي

6- كنترل هارمونيكها

6-1- كاهش جريانهاي هارمونيكي ناشي از بارها

6-2- فيلترگذاري

6-3- اصلاح پاسخ فركانسي سيستم

6-4- تجهيزات فيلتركردن هارمونيكها- فيلترهاي اكتيو، پسيو و هيبريد

6-5- طراحي فيلترها

اسلاید 4 :

7- برنامه هاي كامپيوتري براي محاسبه هارمونيكها

7-1- مدلسازي منابع هارمونيكي

7-2- برنامه هاي كامپيوتري براي محاسبه هارمونيكها

7-3- قابليت برنامه هاي تحليل هارمونيكي

8- اصول و شرايط عمومي محدودكردن هارمونيكها

8-1- كليات

8-2- عوامل تاثير گذار بر تعيين حدود مجاز هارمونيكها

8-3- فلسفه تعيين محدوديتها

9- مقررات استاندارد حدود مجاز هارمونيكها در برخي از كشورهاي جهان

10- استاندارد مجاز هارمونيكها در شبكه برق ايران (استاندارد توانير)

اسلاید 5 :

1- شناخت و بررسي مقدماتي

هارمونيكها

اسلاید 6 :

1-1 كليات
يكي از مسائل و مشكلات مهم كيفيت برق در سيستمهاي توزيع و انتقال مسئله هارمونيكها مي باشد.

اعوجاجهاي هارمونيكي در سيستمهاي قدرت مشكلات خاصي را بدنبال دارند كه عدم عملكرد مناسب تجهيزات، كاهش عمر و پايين آمدن راندمان از مهمترين آنهاست.

شركتهاي برق بايستي ضمن مانيتورينگ ميزان اعوجاجهاي هارمونيكي در شبكه محدوديتهايي را ارائه نمايند تا از آسيب ديدگي تجهيزات مشتركين خانگي و صنعتي جلوگيري گردد.

در اغلب مواقع، اعوجاج ولتاژ در سيستمهاي انتقال كمتر از يك درصد است و هرچه به سمت مشتركين نزديكتر مي شويم، ميزان اعوجاجهاي هارمونيكي بيشتر مي شود.

اسلاید 7 :

1-2 اعوجاجهاي هارمونيكي
اعوجاج هارمونيكي در شبكه هاي قدرت ناشي از عناصر (و بارهاي) غيرخطي است. جريان عنصر غيرخطي، درحاليكه ولتاژ اعمال شده به آن سينوسي است، بصورت غير سينوسي مي باشد.

اسلاید 8 :

1-2 اعوجاجهاي هارمونيكي
هرشكل موج اعوجاجي را مي توان بصورت تركيبي از موجهاي سينوسي با فركانسهاي و دامنه هاي مختلف نشان داد. اين موجهاي سينوسي كه فركانس آنها ضريب صحيحي از فركانس اصلي (50 هرتز) باشد، هارمونيكهاي مولفه اصلي مي نامند. درصورتيكه فركانس آنها ضريبي صحيح از فركانس اصلي (50 هرتز) نباشد، هارمونيكهاي مياني ناميده مي شوند.

اسلاید 9 :

1-2 اعوجاجهاي هارمونيكي
وقتي كه دو نيم سيكل مثبت و منفي يك موج شبيه بهم باشند، سري فوريه فقط داراي هارمونيكهاي فرد خواهد بود و در اغلب موارد شاهد حضور هارمونيكهاي زوج در سيستم قدرت نيستيم.
وجود هارمونيكهاي زوج در سيستم اغلب نشان دهنده اشكالي در سيستم است.
بارهاي غيرخطي منبع توليد هارمونيكهاي جريان هستند و هارمونيكها را به سيستم قدرت تزريق مي كنند. اعوجاج ولتاژ نيز در اثر عبور جريان اعوجاجي از امپدانس سري و خطي شبكه ايجاد مي شود.
جريانهاي هارمونيكي عبور كننده از امپدانس سيستم باعث ايجاد افت ولتاژ براي هر هارمونيك خواهد شد و در نتيجه باعث ايجاد ولتاژ هارمونيكي در دو سر بار مي گردد.

اسلاید 10 :

2- منابع توليد

هارمونيك ها

اسلاید 11 :

عوامل مهم توليد هارمونيكها :

- جريان مغناطيسي ترانسفورماتورها
- بارهاي غيرخطي مانند دستگاههاي جوشكاري
- كوره هاي قوس الكتريكي و القايي
- سيستمهاي HVDC (انتقال برق فشار قوي DC)
- تجهيزات بكار رفته در كنترل كننده هاي سرعت ماشينهاي الكتريكي
- تجهيزات مورد استفاده در حمل و نقل برقي مانند اتوبوسهاي برقي و متروها
- اتصال نيروگاههاي خورشيدي و بادي به سيستمهاي توزيع
- كاربرد SVC بعنوان كنترل كننده استاتيك توان راكتيو شبكه
- صنايعي نظير مجتمعهاي شيميايي، پتروشيمي، ذوب كه نياز به يكسوكننده هاي پرقدرت براي توليد برق DC مورد نياز خود.

اسلاید 12 :

2-1 منابع تغذيه تكفاز
در حال حاضر بارهاي تغذيه شده از طريق مبدلهاي الكترونيك قدرت مهمترين بارهاي غيرخطي را تشكيل مي دهند.

ادوات الكترونيك قدرت بكار رفته در صنعت :
- محركه هاي موتور با قابليت تنظيم سرعت
- منابع تغذيه سوئيچينگ
- راه اندازي موتورهاي جريان مستقيم
- شارژرها
- بالاستهاي الكترونيكي
- يكسوكننده ها

ادوات الكترونيك قدرت در ساختمانهاي تجاري :
- وجود تجهيزات الكترونيكي تكفاز بيشماري همچون كامپيوترهاي شخصي
- تامين 40 تا 60 درصد روشنايي توسط لامپهاي فلورسنت

اسلاید 13 :

2-1 منابع تغذيه تكفاز
منابع تغذيه تكفاز به دو گروه عمده تقسيم مي شوند:

1) تكنولوژي قديمي، كنترل ولتاژ در طرف متناوب توسط ترانسفورماتور بود تا ولتاژ را در سطح مورد نظر طرف مستقيم كاهش دهد كه بدليل وجود ترانس، هارمونيكها كاهش مي يابند.

2) در تكنولوژي جديد از منابع تغذيه سوئيچينگ (تبديل DC/DC) استفاده مي كنند كه مزاياي آن عبارتند از وزن كم، اندازه كوچك، راندمان بالا، عدم نياز به ترانسفورماتور و عيب عمده آنها توليد هارمونيكهاي سوم جريان است كه در نوترال باهم جمع مي شوند.

اسلاید 14 :

2-2 مبدلهاي قدرت سه فاز AC و DC
مبدلهاي الكترونيك قدرت سه فاز برخلاف مبدلهاي قدرت تكفاز داراي هارمونيك سوم نیستند و به دو دسته محرکه های AC و DC تقسیم می شوند.

1) محرکه های DC : یکسوسازی تنها عمل مورد نیاز در محرکه های DC است. اغلب محرکه های DC از یکسو کننده های 6 پالسه و محرکه های بزرگتر از یکسوکننده های 12 پالسه استفاده می کنند.
درایوهای 6 پالسه هارمونیکهای 5 و 7 بالاتر و درایوهای 12 پالسه هارمونیکهای 111 و 13 قابل ملاحظه ای دارند.

اسلاید 15 :

2-2 مبدلهاي قدرت سه فاز AC و DC
2) محرکه های AC : در محرکه های AC از خروجی یکسوکننده برای تولید ولتاژ AC استفاده می شود که این ولتاژ با فرکانس قابل تنظیم برای تغذیه موتورها بکار می رود. اینوترها به دو دسته اینورتر ولتاژ (VSI) و اینورتر جریان (CSI) تقسیم می شوند.
برای ورودی یک VSI احتیاج به منبع ولتاژ DC ثابت (با ریپل کم) است که این امر توسط یک فیلتر (خازن و سلف) صورت می گیرد. ورودی یک CSI احتیاج به یک منبع جریان ثابت (با ریپل کم) دارد که توسط یک سلف انجام می شود.
عمومی ترین نوع محرکه های AC از نوع یک VSI همراه با تکنیک PWM کنترل آن است.

اسلاید 16 :

2-2 مبدلهاي قدرت سه فاز AC و DC

اسلاید 17 :

2-3 تجهيزات قوس زننده
این دسته شامل کوره های قوس الکتریکی، دستگاههای جوشکاری، لامپهای روشنایی (فلورسنت، بخار سدیم، بخار جیوه) با بالاست مغناطیسی است.

مشخصه ولتاژ- جریان قوسهای الکتریکی غیرخطی می باشد. بدنبال جرقه زدن، جریان قوس افزایش و ولتاژ آن کاهش می یابد و مقدار جریان توسط امپدانس سیستم محدود می شود.

کوره های قوس الکتریکی بعنوان منبع ولتاژ هارمونیکی دارای جریان متداول بیش از 60 کیلو آمپر بوده و امپدانس محدود کننده آنها شامل کابل و سیمهای رابط، امپدانس سیستم و ترانسفورمر است.

در لامپهای روشنایی، قسمت عمده هارمونیکها مربوط به رفتار ذاتی قوس است و بالاستهای الکترونیکی هارمونیکهای کمتری نسبت به بالاستهای مغناطیسی تولید می کنند.

اسلاید 18 :

2-4 عناصر اشباع شونده
ترانسفورماتورها و موتورها بدلیل دارا بودن هسته فولادی در دسته تجهیزات فوق قرار می گیرند.

هارمونیکها در این تجهیزات بدلیل مشخصه مغناطیس کنندگی غیرخطی آهن تولید می شوند.

گرچه جریان تحریک ترانسفورمر دارای هارمونیک زیادی در سطوح ولتاژ کاری است ولی این میزان در حدود 1% جریان بار کامل است و مانند وسایل قوس زننده دارای هارمونیکی در حدود 20% بار نامی نیستند.

با این وجود بدلیل اینکه در سیستمهای توزیع صدها ترانسفورمتور بکار می روند، اثر آن خصوصاً در زمان کم باری شبکه قابل ملاحظه خواهد بود.

اسلاید 19 :

مقایسه میزان هارمونیکهای تولید شده ناشی از منابع هارمونیکی بررسی شده

اسلاید 20 :

3- اثر اعوجاج هارمونيكي

بر روي عملكرد تجهيزات قدرت