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 قدرت
3-1- اثر بر روي خازنها
3-2- اثر بر روي ترانسفورماتورها
3-3- اثر بر روي موتورها

 

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

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)

قسمتی از متن پاورپوینت

— پاورپوینت شامل تصاویر میباشد —-

اسلاید ۱ :

۱-۱ کلیات

یکی از مسائل و مشکلات مهم کیفیت برق در سیستمهای توزیع و انتقال مسئله هارمونیکها می باشد.

 

اعوجاجهای هارمونیکی در سیستمهای قدرت مشکلات خاصی را بدنبال دارند که عدم عملکرد مناسب تجهیزات، کاهش عمر و پایین آمدن راندمان از مهمترین آنهاست.

 

شرکتهای برق بایستی ضمن مانیتورینگ میزان اعوجاجهای هارمونیکی در شبکه محدودیتهایی را ارائه نمایند تا از آسیب دیدگی تجهیزات مشترکین خانگی و صنعتی جلوگیری گردد.

 

در اغلب مواقع، اعوجاج ولتاژ در سیستمهای انتقال کمتر از یک درصد است و هرچه به سمت مشترکین نزدیکتر می شویم، میزان اعوجاجهای هارمونیکی بیشتر می شود.

 

 

اسلاید ۲ :

۱-۲ اعوجاجهای هارمونیکی

اعوجاج هارمونیکی در شبکه های قدرت ناشی از عناصر (و بارهای) غیرخطی است. جریان عنصر غیرخطی، درحالیکه ولتاژ اعمال شده به آن سینوسی است، بصورت غیر سینوسی می باشد.

اسلاید ۳ :

هرشکل موج اعوجاجی را می توان بصورت ترکیبی از موجهای سینوسی با فرکانسهای و دامنه های مختلف نشان داد. این موجهای سینوسی که فرکانس آنها ضریب صحیحی از فرکانس اصلی (۵۰ هرتز) باشد، هارمونیکهای مولفه اصلی می نامند. درصورتیکه فرکانس آنها ضریبی صحیح از فرکانس اصلی (۵۰ هرتز) نباشد، هارمونیکهای میانی نامیده می شوند.

اسلاید ۴ :

وقتی که دو نیم سیکل مثبت و منفی یک موج شبیه بهم باشند، سری فوریه فقط دارای هارمونیکهای فرد خواهد بود و در اغلب موارد شاهد حضور هارمونیکهای زوج در سیستم قدرت نیستیم.

وجود هارمونیکهای زوج در سیستم اغلب نشان دهنده اشکالی در سیستم است.

بارهای غیرخطی منبع تولید هارمونیکهای جریان هستند و هارمونیکها را به سیستم قدرت تزریق می کنند. اعوجاج ولتاژ نیز در اثر عبور جریان اعوجاجی از امپدانس سری و خطی شبکه ایجاد می شود.

جریانهای هارمونیکی عبور کننده از امپدانس سیستم باعث ایجاد افت ولتاژ برای هر هارمونیک خواهد شد و در نتیجه باعث ایجاد ولتاژ هارمونیکی در دو سر بار می گردد.

اسلاید ۵ :

عوامل مهم تولید هارمونیکها :

– جریان مغناطیسی ترانسفورماتورها

– بارهای غیرخطی مانند دستگاههای جوشکاری

– کوره های قوس الکتریکی و القایی

– سیستمهای HVDC (انتقال برق فشار قوی DC)

– تجهیزات بکار رفته در کنترل کننده های سرعت ماشینهای الکتریکی

– تجهیزات مورد استفاده در حمل و نقل برقی مانند اتوبوسهای برقی و متروها

– اتصال نیروگاههای خورشیدی و بادی به سیستمهای توزیع

– کاربرد SVC بعنوان کنترل کننده استاتیک توان راکتیو شبکه

– صنایعی نظیر مجتمعهای شیمیایی، پتروشیمی، ذوب که نیاز به یکسوکننده های پرقدرت برای تولید برق DC مورد نیاز خود.

اسلاید ۶ :

۲-۱ منابع تغذیه تکفاز

در حال حاضر بارهای تغذیه شده از طریق مبدلهای الکترونیک قدرت مهمترین بارهای غیرخطی را تشکیل می دهند.

 

ادوات الکترونیک قدرت بکار رفته در صنعت :

– محرکه های موتور با قابلیت تنظیم سرعت

– منابع تغذیه سوئیچینگ

– راه اندازی موتورهای جریان مستقیم

– شارژرها

– بالاستهای الکترونیکی

– یکسوکننده ها

 

ادوات الکترونیک قدرت در ساختمانهای تجاری :

– وجود تجهیزات الکترونیکی تکفاز بیشماری همچون کامپیوترهای شخصی

– تامین ۴۰ تا ۶۰ درصد روشنایی توسط لامپهای فلورسنت

اسلاید ۷ :

منابع تغذیه تکفاز به دو گروه عمده تقسیم می شوند:

 

۱) تکنولوژی قدیمی، کنترل ولتاژ در طرف متناوب توسط ترانسفورماتور بود تا ولتاژ را در سطح مورد نظر طرف مستقیم کاهش دهد که بدلیل وجود ترانس، هارمونیکها کاهش می یابند.

۲) در تکنولوژی جدید از منابع تغذیه سوئیچینگ (تبدیل DC/DC) استفاده می کنند که مزایای آن عبارتند از وزن کم، اندازه کوچک، راندمان بالا، عدم نیاز به ترانسفورماتور و عیب عمده آنها تولید هارمونیکهای سوم جریان است که در نوترال باهم جمع می شوند.

اسلاید ۸ :

۲-۲ مبدلهای قدرت سه فاز AC و DC

مبدلهای الکترونیک قدرت سه فاز برخلاف مبدلهای قدرت تکفاز دارای هارمونیک سوم نیستند و به دو دسته محرکه های AC و DC تقسیم می شوند.

۱) محرکه های DC : یکسوسازی تنها عمل مورد نیاز در محرکه های DC است. اغلب محرکه های DC از یکسو کننده های ۶ پالسه و محرکه های بزرگتر از یکسوکننده های ۱۲ پالسه استفاده می کنند.

درایوهای ۶ پالسه هارمونیکهای ۵ و ۷ بالاتر و درایوهای ۱۲ پالسه هارمونیکهای ۱۱۱ و ۱۳ قابل ملاحظه ای دارند.

اسلاید ۹ :

۲) 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 ۱۰ :

۲-۳ تجهیزات 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 ۶۰ 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