دانلو پاورپوینت آماده درسی و دانشگاهی

نام فایل : تاثیر عدم تعادل بار بر تلفات شبکه توزیع

فرمت : .ppt

تعداد صفحه/اسلاید : 26

حجم : 1504 کیلوبایت

بخش عظیمی از تلفات شبکه سراسری در قسمت شبکه فشار ضعیف ایجاد می شود که سهمی از آن نیز به خاطر عدم تعادل بار در شبکه های توزیع است. در این ارائه، ابتدا محاسبات تلفات این بخش انجام می شود و در انتها به تاثیر تعادل بار بر کاهش تلفات خواهیم پرداخت.
در شبکه فعلی توزیع، برای برق رسانی به مشترکین، از سیستم سه فاز چهار سیمه استفاده می شود که سه هادی، هادی فاز بوده و هادی چهارم به عنوان نول است که به نقطه ستاره ترانسفورماتور وصل می باشد.
در این شبکه، اکثر بارها تک فاز بوده و بین یکی از هادی های فاز و هادی نول وصل می شود. از آنجا که تعداد انشعاب ها اغلب در روی هر یک از فازها مساوی نیست و در صورت تساوی هم، به علت مصرف متفاوت مصرف کننده های تک فاز، معمولا جریانی از هادی نول می گذرد.

به همین دلیل شبکه توزیع عموما شبکه نامتعادلی است. عدم تعادل این سیستم، تبعات مختلفی را ایجاد می کند که در ابتدا عناوین آن ها را بازگو کرده و در انتها در مورد تلفات انرژی که عمده ترین مشکل آن است، بحث و بررسی می نماییم.
تلفات توان در اثر نامتعادلی بار شبکه را باید در دو مورد جداگانه یعنی تلفات توان در فازها و تلفات توان در نول جستجو نمود. قابل توجه آن که تلفات توان در فازها در حالت عدم تعادل بار، بیش از تلفات در حالت تعادل بار بوده که به آن تلفات در نول هم اضافه خواهد شد. هم چنین اکثرا مقاطع هادی ها در نول کم تر از مقاطع فازها می باشد و با توجه به این امر، مقاومت اهمی هادی نول بیشتر از فازها شده و تلفات، در صورت جریان های کم عبوری از آن، باز هم قابل توجه است.
حتی اگر مقاطع هادی های فاز را در شبکه یکسان فرض کنیم که دارای امپدانس مساوی خواهند شد، در اثر عبور جریان نابرابر، هادی های فاز، افت ولتاژ متفاوتی داشته و در نتیجه دارای نامتعادلی ولتاژ در سمت مصرف کننده ها خواهیم بود که این موضوع اثرات نامطلوبی به خصوص بر مصرف کننده های سه فاز خواهد گذاشت.
با نامتعادل شدن جریان در سیستم سه فاز و عبور جریان از سیم نول، سیم نول نسبت به زمین دارای ولتاژی می شود که در صورت عبور از حد مجاز، از نظر ایمنی نامطلوب بوده و چنانچه مصرف کننده با سیم نول تماس پیدا کند، ممکن است دچار برق گرفتگی شود.

علاوه بر مسائل یاد شده، زیاد بودن نامتعادلی بار شبکه باعث وضعیت نامطلوبی در اجزای دیگر شبکه از جمله ترانسفورماتورها خواهد شد. به عنوان مثال به علت عدم تعادل بار ممکن است بار یکی از فازهای ترانسفورماتور از بار نامی فراتر رود. این امر در زمانی که حتی بار ترانس کمتر از بار نامی است، سبب عدم بهره برداری بهینه از ترانس ها، گرم شدن و فرسوده شدن ترانس و در نتیجه وارد شدن خسارت های زودرس به ترانس خواهد شد.
برای انجام محاسبات مربوط به نامتعادلی بار در شبکه های اهمی کامل، شکل زیر را که یک منبع تغذیه (ثانویه یک ترانس 20/0.4 کیلوولت) و یک خط فشار ضعیف با بارهای L1 و L2 و L3 می باشد را در نظر می گیریم:

می دانیم که برای بار اهمی خالص، ضریب قدرت یک می باشد. لذا از هادی های فاز، سه جریان هم فاز با ولتاژ I1 و I2 و I3 می گذرد که دیاگرام برداری ولتاژها و جریان ها مطابق شکل زیر است:
جریان در هادی نول با توجه به دیاگرام برداری فوق و تصویر جریان ها بر محورهای x و y به طریق زیر انجام می گیرد:
In (x) = I2cos30° – I3cos30° = √3/2 (I2 – I3)
In (y) = I1 – I2sin30° – I3sin30° = I1 – 1/2 (I2 + I3)
In = √[In2 (x) + In2 (y)] =
√[(I12 + I22 + I32) – (I1I2 + I1I3 + I2I3)]
که اگر جریان ها با هم مساوی باشند، جریان نول صفر می شود.



تلفات هادی های فاز در حالت نامتعادل که به ترتیب از آن ها جریان های I1 و I2 و I3 می گذرد برابر خواهد بود با:
PL (Ub) = RI12 + RI22 + RI32 = R (I12 + I22 + I32)
در این حالت فرض بر این است که هر سه بار در یک محل از خط وارد می شوند و مقطع هادی های فاز یکسان است و لذا مقاومت اهمی هر سه فاز برابر و مساوی R خواهد بود.
حال اگر فرض کنیم که سه بار فوق به طور متعادل بین سه فاز تقسیم شده باشند در نتیجه از سه فاز، جریان مساوی I که میانگین سه جریان I1 و I2 و I3 می باشد می گذرد:
I = (I1 + I2 + I3)/3
در نتیجه تلفات فازها در حالت متعادل برابر است با:
PL (B) = 3RI2 = R (I1 + I2 + I3)2/3
با توجه به موارد فوق الذکر، تفاوت تلفات فازها در حالت متعادل و نامتعادل برابر است با:
∆PL(p) = PL (Ub) - PL (B) =
(2/3)R[(I12 + I22 + I32)-(I1I2 + I1I3 + I2I3)] =

= (2/3) RIn2
در نتیجه تلفات فازها در حالت نامتعادل همواره بیشتر از تلفات کل در حالت متعادل خواهد بود که در همین جا یکی از اثرات نامناسب و غیراقتصادی نامتعادلی بار آشکار می شود و این بدون احتساب تلفات نول می باشد.
....