مدلسازی و شبیه سازی اثر اتصالات ترانسفورماتور بر چگونگی انتشار تغییرات ولتاژ در شبکه با در نظر گرفتن اثر اشباع
مدلسازی و شبیه سازی اثر اتصالات ترانسفورماتور بر چگونگی انتشار تغییرات ولتاژ در شبکه با در نظر گرفتن اثر اشباع
فهرست مطالب
1-1 مقدمه 2
1-2 مدلهای ترانسفورماتور 3
1-2-1 معرفی مدل ماتریسی Matrix Representation (BCTRAN Model) 4
1-2-2 مدل ترانسفورماتور قابل اشباع Saturable Transformer Component (STC Model) 6
1-2-3 مدلهای بر مبنای توپولوژی Topology-Based Models 7
2- مدلسازی ترانسفورماتور 13
2-1 مقدمه 13
2-2 ترانسفورماتور ایده آل 14
2-3 معادلات شار نشتی 16
2-4 معادلات ولتاژ 18
2-5 ارائه مدار معادل 20
2-6 مدلسازی ترانسفورماتور دو سیم پیچه 22
2-7 شرایط پایانه ها (ترمینالها) 25
2-8 وارد کردن اشباع هسته به شبیه سازی 28
2-8-1 روشهای وارد کردن اثرات اشباع هسته 29
2-8-2 شبیه سازی رابطه بین و 33
2-9 منحنی اشباع با مقادیر لحظهای 36
2-9-1 استخراج منحنی مغناطیس کنندگی مدار باز با مقادیر لحظهای 36
2-9-2 بدست آوردن ضرایب معادله انتگرالی 39
2-10 خطای استفاده از منحنی مدار باز با مقادیر rms 41
2-11 شبیه سازی ترانسفورماتور پنج ستونی در حوزه زمان 43
2-11-1 حل عددی معادلات دیفرانسیل 47
2-12 روشهای آزموده شده برای حل همزمان معادلات دیفرانسیل 53
3- انواع خطاهای نامتقارن و اثر اتصالات ترانسفورماتور روی آن 57
3-1 مقدمه 57
3-2 دامنه افت ولتاژ 57
3-3 مدت افت ولتاژ 57
3-4 اتصالات سیم پیچی ترانس 58
3-5 انتقال افت ولتاژها از طریق ترانسفورماتور 59
3-5-1 خطای تکفاز، بار با اتصال ستاره، بدون ترانسفورماتور 59
3-5-2 خطای تکفاز، بار با اتصال مثلث، بدون ترانسفورماتور 59
3-5-3 خطای تکفاز، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع دوم 60
3-5-4 خطای تکفاز، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع دوم 60
3-5-5 خطای تکفاز، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع سوم 60
3-5-6 خطای تکفاز، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع سوم 60
3-5-7 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، بدون ترانسفورماتور 61
3-5-8 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، بدون ترانسفورماتور 61
3-5-9 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع دوم 61
3-5-10 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع دوم 61
3-5-11 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع سوم 62
3-5-12 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع سوم 62
3-5-13 خطاهای دو فاز به زمین 62
3-6 جمعبندی انواع خطاها 64
3-7 خطای Type A ، ترانسفورماتور Dd 65
3-8 خطای Type B ، ترانسفورماتور Dd 67
3-9 خطای Type C ، ترانسفورماتور Dd 69
3-10 خطاهای Type D و Type F و Type G ، ترانسفورماتور Dd 72
3-11 خطای Type E ، ترانسفورماتور Dd 72
3-12 خطاهای نامتقارن ، ترانسفورماتور Yy 73
3-13 خطاهای نامتقارن ، ترانسفورماتور Ygyg 73
3-14 خطای Type A ، ترانسفورماتور Dy 73
3-15 خطای Type B ، ترانسفورماتور Dy 74
3-16 خطای Type C ، ترانسفورماتور Dy 76
3-17 خطای Type D ، ترانسفورماتور Dy 77
3-18 خطای Type E ، ترانسفورماتور Dy 78
3-19 خطای Type F ، ترانسفورماتور Dy 79
3-20 خطای Type G ، ترانسفورماتور Dy 80
3-21 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type A شبیه سازی با PSCAD 81
شبیه سازی با برنامه نوشته شده 83
3-22 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type B شبیه سازی با PSCAD 85
شبیه سازی با برنامه نوشته شده 87
3-23 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type C شبیه سازی با PSCAD 89
شبیه سازی با برنامه نوشته شده 91
3-24 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type D شبیه سازی با PSCAD 93
شبیه سازی با برنامه نوشته شده 95
3-25 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type E شبیه سازی با PSCAD 97
شبیه سازی با برنامه نوشته شده 99
3-26 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type F شبیه سازی با PSCAD 101
شبیه سازی با برنامه نوشته شده 103
3-27 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type G شبیه سازی با PSCAD 105
شبیه سازی با برنامه نوشته شده 107
3-28 شکل موجهای ولتاژ – جریان چند باس شبکه 14 باس IEEE برای خطای Type D در باس 5 109
3-29 شکل موجهای ولتاژ – جریان چند باس شبکه 14 باس IEEE برای خطای Type G در باس 5 112
3-30 شکل موجهای ولتاژ – جریان چند باس شبکه 14 باس IEEE برای خطای Type A در باس 5 115
4- نتیجه گیری و پیشنهادات 121
مراجع 123
فهرست شکلها
شکل (1-1) مدل ماتریسی ترانسفورماتور با اضافه کردن اثر هستهصفحه 5 شکل (1-2) ) مدار ستارهی مدل ترانسفورماتور قابل اشباعصفحه 6 شکل (1-3) ترانسفورماتور زرهی تک فازصفحه 9 شکل (1-4) مدار الکتریکی معادل شکل (1-3)صفحه 9 شکل (2-1) ترانسفورماتورصفحه 14 شکل (2-2) ترانسفورماتور ایده الصفحه 14 شکل (2-3) ترانسفورماتور ایده ال بل بارصفحه 15 شکل (2-4) ترانسفورماتور با مولفه های شار پیوندی و نشتیصفحه 16 شکل (2-5) مدرا معادل ترانسفورماتورصفحه 20 شکل (2-6) دیاگرام شبیه سازی یک ترانسفورماتور دو سیم پیچهصفحه 24 شکل (2-7) ترکیب RL موازیصفحه 26 شکل (2-8) ترکیب RC موازیصفحه 27 شکل (2-9) منحنی مغناطیس کنندگی مدار باز ترانسفورماتورصفحه 30 شکل (2-10) رابطه بین و صفحه 30 شکل (2-11) دیاگرام شبیه سازی یک ترانسفورماتور دو سیم پیچه با اثر اشباعصفحه 32 شکل (2-12) رابطه بین وصفحه 32 شکل (2-13) رابطه بین وصفحه 32 شکل (2-14) منحنی مدار باز با مقادیر rmsصفحه 36 شکل (2-15) شار پیوندی متناظر شکل (2-14) سینوسیصفحه 36 شکل (2-16) جریان لحظه ای متناظر با تحریک ولتاژ سینوسیصفحه 36 شکل (2-17) منحنی مدار باز با مقادیر لحظهایصفحه 40 شکل (2-18) منحنی مدار باز با مقادیر rmsصفحه 40 شکل (2-19) میزان خطای استفاده از منحنی rms صفحه 41 شکل (2-20) میزان خطای استفاده از منحنی لحظهایصفحه 41 شکل (2-21) مدار معادل مغناطیسی ترانسفورماتور سه فاز سه ستونهصفحه 42 شکل (2-22) مدار معادل الکتریکی ترانسفورماتور سه فاز سه ستونهصفحه 43 شکل (2-23) مدار معادل مغناطیسی ترانسفورماتور سه فاز پنج ستونهصفحه 44 شکل (2-24) ترانسفورماتور پنج ستونهصفحه 45 شکل (2-25) انتگرالگیری در یک استپ زمانی به روش اولرصفحه 47 شکل (2-26) انتگرالگیری در یک استپ زمانی به روش trapezoidalصفحه 49 شکل (3-1) دیاگرام فازوری خطاهاصفحه 62 شکل (3-2) شکل موج ولتاژ Vabصفحه 63 شکل (3-3) شکل موج ولتاژ Vbcصفحه 63 شکل (3-4) شکل موج ولتاژ Vcaصفحه 63 شکل (3-5) شکل موج ولتاژ Vabصفحه 63 شکل (3-6) شکل موج جریان iAصفحه 64 شکل (3-7) شکل موج جریان iBصفحه 64 شکل (3-8) شکل موج جریان iAصفحه 64 شکل (3-9) شکل موج جریان iAصفحه 64 شکل (3-10) شکل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vcصفحه 65 شکل (3-11) شکل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vcصفحه 68 شکل (3-12) شکل موجهای جریان ia , ib , icصفحه 68 شکل (3-13) شکل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vcصفحه 69 شکل (3-14) شکل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vcصفحه 69 شکل (3-15) شکل موجهای جریان , iB iAصفحه 69 شکل (3-16) شکل موج جریان iAصفحه 70 شکل (3-16) شکل موج جریان iBصفحه 70 شکل (3-17) شکل موج جریان iCصفحه 70 شکل (3-18) شکل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vcصفحه 71 شکل (3-19) شکل موجهای جریان ia , ib , icصفحه 71 شکل (3-20) شکل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vcصفحه 73 شکل (3-21) شکل موجهای جریان ia , ib , icصفحه 73 شکل (3-22) شکل موجهای جریان ia , ib , icصفحه 74 شکل (3-23) شکل موج ولتاژ Vaصفحه 74 شکل (3-24) شکل موج ولتاژ Vbصفحه 74 شکل (3-25) شکل موج ولتاژ Vcصفحه 74 شکل (3-26) شکل موج جریانiAصفحه 74 شکل (3-27) شکل موج جریان iBصفحه 74 شکل (3-28) شکل موج جریان iCصفحه 74 شکل (3-29) شکل موج جریانiAصفحه 75 شکل (3-30) شکل موج جریان iBصفحه 75 شکل (3-31) موج جریان iCصفحه 75 شکل (3-32) شکل موج جریانiAصفحه 75 شکل (3-33) شکل موج جریان iBصفحه 75 شکل (3-34) شکل موج جریان iCصفحه 75 شکل (3-35) شکل موج ولتاژ Vaصفحه 76 شکل (3-36) شکل موج ولتاژ Vbصفحه 76 شکل (3-37) شکل موج ولتاژ Vcصفحه 76 شکل (3-38) شکل موج جریانiAصفحه 76 شکل (3-39) شکل موج جریان iBصفحه 76 شکل (3-40) شکل موج جریان iCصفحه 76 شکل (3-41) شکل موج جریانiAصفحه 76 شکل (3-42) شکل موج جریان iBصفحه 76 شکل (3-43) شکل موج جریان iCصفحه 76 شکل (3-44) شکل موج ولتاژ Vaصفحه 77 شکل (3-45) شکل موج ولتاژ Vbصفحه 77 شکل (3-46) شکل موج ولتاژ Vcصفحه 77 شکل (3-47) شکل موج جریانiAصفحه 77 شکل (3-48) شکل موج جریان iBصفحه 77 شکل (3-49) شکل موج جریان iCصفحه 77 شکل (3-50) شکل موج جریانiAصفحه 77 شکل (3-51) شکل موج جریان iBصفحه 77 شکل (3-52) شکل موج جریان iCصفحه 77 شکل (3-53) شکل موج ولتاژ Vaصفحه 78 شکل (3-54) شکل موج ولتاژ Vbصفحه 78 شکل (3-55) شکل موج ولتاژ Vcصفحه 78 شکل (3-56) شکل موج جریانiAصفحه 78 شکل (3-57) شکل موج جریان iBصفحه 78 شکل (3-58) شکل موج جریان iCصفحه 78 شکل (3-59) شکل موج جریانiAصفحه 78 شکل (3-60) شکل موج جریان iBصفحه 78 شکل (3-61) شکل موج جریان iCصفحه 78 شکل (3-62) شکل موج ولتاژ Vaصفحه 79 شکل (3-63) شکل موج ولتاژ Vbصفحه 79 شکل (3-64) شکل موج ولتاژ Vcصفحه 79 شکل (3-65) شکل موج جریانiAصفحه 79 شکل (3-66) شکل موج جریان iBصفحه 79 شکل (3-67) شکل موج جریان iCصفحه 79 شکل (3-68) شکل موج جریانiAصفحه 79 شکل (3-69) شکل موج جریان iBصفحه 79 شکل (3-70) شکل موج جریان iCصفحه 79 شکل (3-71) شکل موج ولتاژ Vaصفحه 80 شکل (3-72) شکل موج ولتاژ Vbصفحه 80 شکل (3-73) شکل موج ولتاژ Vcصفحه 80 شکل (3-74) شکل موج جریانiAصفحه 80 شکل (3-75) شکل موج جریان iBصفحه 78 شکل (3-76) شکل موج جریان iCصفحه 80 شکل (3-77) شکل موج جریانiAصفحه 80 شکل (3-78) شکل موج جریان iBصفحه 80 شکل (3-79) شکل موج جریان iCصفحه 80 شکل (3-80) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 81 شکل (3-81) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 81 شکل (3-82) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 82 شکل (3-83) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 82 شکل (3-84) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 83 شکل (3-85) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 83 شکل (3-86) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 84 شکل (3-87) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 84 شکل (3-88) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 85 شکل (3-89) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 85 شکل (3-90) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 86 شکل (3-91) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 86 شکل (3-92) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 87 شکل (3-93) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 87 شکل (3-94) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 88 شکل (3-95) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 88 شکل (3-96) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 89 شکل (3-97) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 89 شکل (3-98) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 90 شکل (3-99) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 90 شکل (3-100) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 91 شکل (3-101) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 91 شکل (3-102) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 92 شکل (3-103) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 92 شکل (3-104) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 93 شکل (3-105) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 93 شکل (3-106) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 94 شکل (3-107) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 94 شکل (3-108) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 95 شکل (3-109) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 95 شکل (3-110) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 96 شکل (3-111) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 96 شکل (3-112) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 97 شکل (3-113) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 97 شکل (3-114) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 98 شکل (3-115) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 98 شکل (3-116) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 99 شکل (3-117) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 99 شکل (3-118) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 100 شکل (3-119) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 100 شکل (3-120) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 101 شکل (3-121) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 101 شکل (3-122) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 102 شکل (3-123) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 102 شکل (3-124) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 103 شکل (3-125) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 103 شکل (3-126) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 104 شکل (3-127) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 104 شکل (3-128) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 105 شکل (3-129) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCADصفحه 105 شکل (3-130) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 106 شکل (3-131) شکل موجهای جریان) (kV با PSCADصفحه 106 شکل (3-132) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 107 شکل (3-133) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شدهصفحه 107 شکل (3-134) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 108 شکل (3-135) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شدهصفحه 108 شکل (3-136) شکل موجهای ولتاژ) (kVصفحه 109 شکل (3-137) شکل موجهای ولتاژ) (kVصفحه 110 شکل (3-138) شکل موجهای جریان (kA)صفحه 111 شکل (3-139) شکل موجهای ولتاژ) (kVصفحه 112 شکل (3-140) شکل موجهای ولتاژ) (kVصفحه 113 شکل (3-141) شکل موجهای جریان (kA)صفحه 114 شکل (3-142) شکل موجهای جریان (kA)صفحه 115 شکل (3-143) شکل موجهای جریان (kA)صفحه 116 شکل (3-144) شکل موجهای جریان (kA)صفحه 117 شکل (3-145) شبکه 14 باس IEEEصفحه 118
چکیده
در سالهای اخیر، مسایل جدی کیفیت توان در ارتباط با افت ولتاژهای ایجاد شده توسط تجهیزات و مشتریان، مطرح شده است، که بدلیل شدت استفاده از تجهیزات الکترونیکی حساس در فرآیند اتوماسیون است. وقتی که دامنه و مدت افت ولتاژ، از آستانه حساسیت تجهیزات مشتریان فراتر رود ، ممکن است این تجهیزات درست کار نکند، و موجب توقف تولید و هزینهی قابل توجه مربوطه گردد. بنابراین فهم ویژگیهای افت ولتاژها در پایانه های تجهیزات لازم است. افت ولتاژها عمدتاً بوسیله خطاهای متقارن یا نامتقارن در سیستمهای انتقال یا توزیع ایجاد میشود. خطاها در سیستمهای توزیع معمولاً تنها باعث افت ولتاژهایی در باسهای مشتریان محلی میشود. تعداد و ویژگیهای افت ولتاژها که بعنوان عملکرد افت ولتاژها در باسهای مشتریان شناخته میشود، ممکن است با یکدیگر و با توجه به مکان اصلی خطاها فرق کند. تفاوت در عملکرد افت ولتاژها یعنی، دامنه و بویژه نسبت زاویه فاز، نتیجه انتشار افت ولتاژها از مکانهای اصلی خطا به باسهای دیگر است. انتشار افت ولتاژها از طریق اتصالات متنوع ترانسفورماتورها، منجر به عملکرد متفاوت افت ولتاژها در طرف ثانویه ترانسفورماتورها میشود. معمولاً، انتشار افت ولتاژ بصورت جریان یافتن افت ولتاژها از سطح ولتاژ بالاتر به سطح ولتاژ پایینتر تعریف میشود. بواسطه امپدانس ترانسفورماتور کاهنده، انتشار در جهت معکوس، چشمگیر نخواهد بود. عملکرد افت ولتاژها در باسهای مشتریان را با مونیتورینگ یا اطلاعات آماری میتوان ارزیابی کرد. هر چند ممکن است این عملکرد در پایانههای تجهیزات، بواسطه اتصالات سیمپیچهای ترانسفورماتور مورد استفاده در ورودی کارخانه، دوباره تغییر کند. بنابراین، لازم است بصورت ویژه انتشار افت ولتاژ از باسها به تاسیسات کارخانه از طریق اتصالات متفاوت ترانسفورماتور سرویس دهنده، مورد مطالعه قرار گیرد. این تحقیق با طبقه بندی انواع گروههای برداری ترانسفورماتور و اتصالات آن و همچنین دسته بندی خطاهای متقارن و نامتقارن به هفت گروه، نحوه انتشار این گروهها را از طریق ترانسفورماتورها با مدلسازی و شبیهسازی انواع اتصالات سیم پیچها بررسی میکند و در نهایت نتایج را ارایه مینماید و این بررسی در شبکه تست چهارده باس IEEE برای چند مورد تایید میشود.
کلید واژهها: افت ولتاژ، مدلسازی ترانسفورماتور، اتصالات ترانسفورماتور، اشباع، شبیه سازی.
Key words: Voltage Sag, Transformer Modeling, Transformer Connection, Saturation, Simulation
قیمت فقط7,000 تومانپرداخت و دانلود
مشخصات فروشنده
نام و نام خانوادگی : جعفر علایی
شماره تماس : 09147457274 - 04532722652
ایمیل :ja.softeng@gmail.com
سایت :sidonline.ir
مشخصات فایل
فرمت : doc
تعداد صفحات : 141
قیمت : 7,000 تومان
حجم فایل : 3976 کیلوبایت
برای خرید و دانلود فایل و گزارش خرابی از لینک های روبرو اقدام کنید...
پرداخت و دانلودگزارش خرابی و شکایت از فایل