شکل۲-۱: بانک خازنی نصب‏شده در سیستم توزیع
۲-۳- تأثیرات مثبت خازن‏های متوالی و موازی در شبکه قدرت
وظیفۀ اصلی خازنها، خواه متوالی باشند یا موازی و چه به صورت گروهی نصب شوند یا به صورت واحد جداگانه، عبارت از تنظیم ولتاژ و گذر توان راکتیو در محل نصب آنها است. خازن موازی، این کار را با تغییر ضریب توان بار انجام می‏دهد، در حالی که خازن متوالی با جبران کردن بی‏واسطۀ راکتانس القایی مداری که در آن به کار گرفته شده، این عمل را انجام می‏دهد.
۲-۳-۱- خازن‏های متوالی
این خازن‏ها که بصورت متوالی با خط بسته می‏شوند، به میزان بسیار محدودی در مدارهای توزیع به کار می‏روند، زیرا از انواع وسایل بسیار تخصصی‏اند و دامنه کاربرد کمی دارند. همچنین، به علت مسائل خاص مربوط به هر کاربرد، باید تحقیقات مهندسی پیچیدۀ فراوانی صورت گیرد. بنابراین، عموماً شرکتهای برق‏رسانی نسبت به نصب خازنهای متوالی، به ویژه در اندازه‏های کوچک، بی‏میل‏ هستند.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۲-۳-۲- خازن‏های موازی
خازن‏های موازی که به موازات خطوط بسته می‏شوند بطور وسیعی در سیستم‏های توزیع به کار می‏روند. خازنهای موازی، توان یا جریان نوع راکتیو را تأمین می‏کنند تا مولفۀ ناهمفاز جریان مورد نیاز یک بار القایی را جبران کنند. از جهتی، خازنهای موازی با جذب جریان پیش‏افتی که بخشی یا همۀ مؤلفۀ پس‏افتی جریان بار القایی را در نقطه نصب، خنثی می‏کند، مشخصۀ آن را اصلاح می‏کنند در ادامه به فواید نصب خازن بصورت موازی در شبکه اشاره می‏شود.
۲-۳-۲-۱- تصحیح ضریب‏توان
در بارهای توزیع نوعی، جریان نسبت به ولتاژ پس فاز است. کسینوس زاویه بین جریان و ولتاژ ارسالی را ضریب توان مدار می‏گویند. خازن‏ها توان راکتیو پیش‏فازی را از منبع می‏کشند، یعنی توان راکتیو پیش‏فازی برای بار فراهم می‏کنند. اگر یک بار با توان اکتیو P، توان راکتیو پس‏افتی Q1 و توان ظاهری S1 که در ضریب‏توان پس‏افتی معادل تغذیه می‏شود در نظر گرفته شود. هنگامی که خازنی با ظرفیت Qc KVA موازی با بار نصب شود ضریب‏توان از cosθ۱ به cosθ۲ بهبود می‏یابد که در آن:

(۲-۱)

۲-۳-۲-۲- کاهش تلفات
یکی از مهمترین مزایای نصب خازن در شبکه کاهش تلفات است. با نصب خازن در یک پست، جریان عبوری از فیدرها، پست‏ها، ترانسفورماتورها و کلیه المانهای قبل از محل نصب خازن تا ژنراتور کاهش می‏یابد. بدنبال کاهش تلفات توان، سه مزیت دیگر حاصل می‏شود که مربوط به کاهش تلفات بار حداکثر (تقاضا)، صرفه‏جویی در انرژی بخاطر کاهش انرژی تلفاتی و کاهش حداکثر بار راکتیو است.
۲-۳-۲-۳- آزادسازی ظرفیت
با نصب خازن در یک پست، توان راکتیو انتقالی از پست توزیع به محل بار کاهش می‏یابد و مقداری از ظرفیت فیدرها آزاد می‏شود. آزادسازی ظرفیت فقط محدود به فیدر نیست و شامل کلیه المانهای سیستم بین خازن و منبع شامل پست توزیع، فیدرهای فوق‏توزیع، پستهای انتقال، خطوط انتقال، ترانسفورماتورهای توزیع، فوق‏توزیع و انتقال تا ژنراتور می‏شود. آزاد شدن ظرفیت در سیستم قدرت باعث تأخیر در نصب و توسعه سیستم می‏گردد و سود قابل توجهی نیز به‏همراه خواهد داشت.
۲-۳-۲-۴- اصلاح ولتاژ
خازنها دارای دو فایده از نظر اصلاح ولتاژ هستند خازنهای قابل قطع و وصل بعنوان وسیله‏ای بجای تنظیم‏کننده‏های ولتاژ در فیدرها، پست‏ها و ترانسفورماتورهایی با نسبت تبدیل متغیر بکار می‏روند. خازنهای ثابت، ولتاژ متوسط سیستم را بالا می‏برند و همچنین باعث کم‏کردن تغییرات ولتاژ در طول فیدر نیز می‏شوند که در نهایت منجر به بهبود پروفیل سراسری ولتاژ سیستم خواهد شد.
۲-۳-۲-۵- بهبود قابلیت اطمینان سیستم با افزایش ظرفیت بارگیری خطوط
سیستم توزیع و انتقال در بعضی از گره‏ها یا نقطه‏بارها می‏تواند به خازنهای موازی برای کنترل توان راکتیو در جهت کاهش تلفات، بازیابی حد پایداری و بهبود کیفیت تغذیه متصل شود. این خازنها با افزایش توانایی بارگیری خطوط دچار قطعی شده، موجب افزایش سطح امنیتِ[۷] سیستم می‏شوند [۳]. نویسنده در [۳] امنیت سیستم را توانایی سیستم در پاسخگویی مناسب به اختلالات بوجود آمده در سیستم همچون خرابی ژنراتور یا ترانسفورماتور تعریف کرده است. بکارگیری خطوط اضافی (رزرو)[۸] یکی از روش های حفظ سیستم در یک سطح بخصوصی از امنیت است، در زمانی که قطعی اتفاق می‏افتد. در حقیقت خازنهای موازی قابل‏وصل به شبکه، می‏توانند نقشی همانند خطوط اضافی (رزرو) بازی کرده و به بهبود سطح امنیت کمک کنند [۳].
۲-۴- توجیه اقتصادی خازنها
به طور کلی منافع اقتصادی حاصل از نصب خازن را می‏توان چنین خلاصه کرد:
آزادسازی ظرفیت تولید
آزادسازی ظرفیت انتقال
آزادسازی ظرفیت پست توزیع
مزایای اضافی در سیستمهای توزیع:
الف) کاهش اتلاف انرژی (در مس)
ب) کاهش افت ولتاژ و به تبع آن بهبود پروفیل ولتاژ
ج) آزادسازی ظرفیت فیدر و تجهیزات وابسته به آن
د) تعویق یا حذف هزینه‏ های سرمایه‏گذاری ناشی از بهبود و یا توسعه سیستم
ه) افزایش سود ناشی از بهبود ولتاژ.
۲-۵- روش های جایابی خازن
روش های اصلی در موضوع جایابی بهینه خازن را می‏توان به چهار گروه عمده تقسیم نمود:
روش های تحلیلی[۹]
برنامه‏نویسی ریاضی[۱۰]
روش های ابتکاری[۱۱]
روش های مبتنی بر هوش مصنوعی[۱۲]
۲-۵-۱- روش های تحلیلی
روش های تحلیلی از ابتدایی‏ترین روش های مورد استفاده در مسئله جایابی خازن بودند این روشها بیشتر زمانی متداول بودند که واحدهای محاسباتی و رایانه‏هایی با سرعت بالا در دسترس نبودند. روش های تحلیلی با محاسبه یک تابع صرفه‏جویی در ظرفیت سر و کار داشتند که اغلب بصورت رابطه (۲-۲) داده می‏شد:

(۲-۲)

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...