مقاله هارمونیک های بانک های خازنی

این مقاله در مورد هارمونیک های بانک های خازنی است و به بررسی اثرات کلیدزنی خازن ها، منابع هارمونیکی، تحلیل سری و موازی هارمونیک ها و تاثیر آن ها بر کیفیت توان و عملکرد شبکه توزیع می پردازد.

مقدمه
بانک های خازنی از دیرباز به عنوان یکی از اجزاء کلیدی در طراحی فیدرهای توزیع انرژی الکتریکی شناخته شده اند و نقش مهمی در حفظ ولتاژ مناسب، اصلاح ضریب قدرت و آزادسازی ظرفیت شبکه دارند. با این حال، در سال های اخیر و با افزایش استفاده از ادوات الکترونیک قدرت در سیستم های مشترکین، ملاحظات مربوط به کیفیت توان نیز به یکی از جنبه های حیاتی طراحی شبکه های توزیع تبدیل شده است. کیفیت توان مفهومی است که بسته به دیدگاه های مختلف می تواند تعاریف متفاوتی داشته باشد؛ برای مثال شرکت های برق ممکن است آن را از منظر قابلیت اطمینان شبکه ارزیابی کنند و کارخانجات سازنده ادوات الکتریکی آن را به عنوان مشخصات مورد انتظار منابع تغذیه تعریف می کنند. اما تعریفی جامع و کاربردی، بر اساس دیدگاه مصرف کننده، هرگونه مشکل ناشی از تغییرات ولتاژ، جریان یا فرکانس را که منجر به عملکرد نامطلوب تجهیزات شود، به عنوان مشکل کیفیت توان در نظر می گیرد.

وجود وقایع متنوع در سیستم های توزیع می تواند مشکلات کیفیت توان را ایجاد کند. تحلیل این وقایع اغلب پیچیده است، چرا که اختلال ممکن است ناشی از عملیات کلیدزنی یا خطای تجهیزات شبکه در نقطه ای دور از محل بررسی باشد. بانک های خازنی، به ویژه در سیستم هایی که کلیدزنی مکرر رخ می دهد، می توانند نقش قابل توجهی در ایجاد اغتشاشات کیفیت توان ایفا کنند. افزایش بارهای غیرسنتی مانند راه اندازهای تنظیم کننده سرعت، که به دلیل انعطاف پذیری و کارایی بالا به تعداد زیاد استفاده می شوند، حساسیت شبکه را نسبت به اضافه ولتاژهای ناشی از کلیدزنی خازنی افزایش می دهد. این امر اهمیت ویژه ای دارد، به ویژه در شرایطی که شرکت ها برای حفظ ضریب قدرت، نصب خازن های تصحیح ضریب قدرت را الزامی یا ترغیبی می کنند.

روش های مختلفی برای کنترل گذراهای ناشی از کلیدزنی بانک های خازنی توسعه یافته اند. از جمله این روش ها می توان به کلیدزنی سنکرون، استفاده از مقاومت یا سلف در زمان وصل، و به کارگیری اندوکتانس های سری که رفتار مشابه Chock دارند، اشاره کرد. علاوه بر این، هارمونیک های ناشی از ادوات الکترونیک قدرت، ادوات قابل اشباع و تجهیزات جرقه زنی می توانند اثرات منفی قابل توجهی بر عملکرد شبکه و بانک های خازنی داشته باشند. تحلیل دقیق این هارمونیک ها، شامل ارزیابی مقدماتی، اندازه گیری، شبیه سازی و توسعه راه حل های عملی، بخش مهمی از طراحی و مدیریت سیستم های توزیع محسوب می شود.

در این مقاله، تأثیر بانک های خازنی بر هارمونیک ها و کیفیت توان در شبکه های توزیع به طور جامع مورد بررسی قرار گرفته است. فصول مختلف شامل بررسی رخداد وقایع، عوامل مؤثر در هارمونیک ها، روش های آنالیز و حل مسائل هارمونیکی و نتیجه گیری از اثرات این هارمونیک ها بر خازن ها و سیستم توزیع می باشد. همچنین تحلیل دقیق سری هارمونیک ها، تشدیدهای سری و موازی، و روش های نامیزان سازی خازن ها به منظور کنترل و کاهش اثرات هارمونیک ها ارائه شده است.

با توجه به روند رو به رشد استفاده از تجهیزات حساس و غیرسنتی، درک دقیق از رفتار بانک های خازنی در برابر هارمونیک ها و گذراهای ناشی از کلیدزنی، برای طراحی شبکه های پایدار و بهینه، اهمیت ویژه ای دارد. این مطالعه با ارائه تحلیل های عددی، شبیه سازی ها و بررسی راه حل های عملی، تصویری کامل از تعامل بین بانک های خازنی و کیفیت توان در سیستم های توزیع فراهم می آورد و می تواند به عنوان مرجعی برای مطالعات پیشرفته در زمینه بهینه سازی عملکرد شبکه های برق مورد استفاده قرار گیرد.

فهرست مطالب
مقدمه
۱-۵) رخداد وقایع
۲-۵) کلید زنی خازن توزیع:
الف – مرور کلی:
ب – تقویت اضافه ولتاژهای گذرا:
ج – خروج ناخواسته راه اندازهای تنظیم کننده سرعت
راه حل های مناسب
۳-۵) عوامل مؤثر در هارمونیک ها
الف – مرور کلی:
ب – منابع هارمونیکی:
۱- ادوات قابل اشباع؛
۲- ادوات جرقه زنی؛
۳- ادوات الکترونیک قدرت؛
ج – روش های آنالیز هارمونیکی:
۱- ارزیابی مقدماتی:
اندوکتانس سطح اتصال کوتاه
۲- اندازه گیری هارمونیکی:
۳- محاسبات و شبیه سازی:
۴- توسعه راه حل:
د ـ اثر هارمونیک ها بر ضریب قدرت:
هـ – روش های حل مسائل هارمونیکی:
روش معمول برای طراحی فیلتر
۴-۵) نتیجه گیری:
اثر هارمونیک ها بر خازن ها
کاربرد هارمونیک
اساس هارمونیک ها:
تشدید:
تشدید سری:
تشدید موازی:
خازن های قدرت:
دستگاه های مسدودکننده هارمونیک ها:
بانک های نامیزان سازی خازن:
سامانه خازنی ایده آل:
نتیجه گیری
سری هارمونیک
اثبات واگرایی سری هارمونیک:
سری هارمونیک متناوب
عدد هارمونیک
برهان
بررسی سری هارمونیک
اثبات واگرایی سری فوق:
مطالبی شگفت انگیز از سری هارمونیک