وبلاگ

برای کنترل اثرات سوء کلید زنی بانکهای خازنی بر روی زمان کلید زنی و تجهیزات کلید زنی کار می شود. بطور کلی روش های مختلف برای این عمل عبارتند از:

(( 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. ))

کنترل بستن همزمان با مقدار اولیه بیشینه ولتاژ ( VPSC )،
( Voltage peak synchronous closing)
۲- روش کلید زنی در صفر ولتاژ ( VZSC)، ( Voltage zero synchronous closing )
استفاده از کلید همراه با امپدانس، ( Preinsertion impedance switch)
استفاده از برقگیر (Arrester).

روش کنترل بستن همزمان با بیشینه ولتاژ
فرض کنید یک بانک خازنی بوسیله یک منبع سینوسی برقدار شود، بطوریکه مقدار بیشینه ولتاژ AC می باشد. آلفا زاویه فاز قراردادی است که کلید در آن لحظه از سیکل ولتاژ بسته می شود. هنگامیکه کلید بسته می شود معادله زیر بصورت رابطه ای از جریان برقرار است:
۳-۴
که در رابطه ۳-۴، ظرفیت بانک خازن و اندوکتانس موثر بین منبع و بانک خازنی می باشد. در این رابطه از مقاومت صرفنظر شده است.
معادلات لحظه ای ولتاژ و جریان بانک خازنی بصورت زیر بیان می شوند:
۳-۵
۳-۶
که و به ترتیب مقادیر اولیه جریان سلف و ولتاژ خازن می باشند، و فرکانس طبیعی مدار کلید زنی و مقدار درواحدی فرکانس طبیعی می باشد.

امپدانس خازن در فرکانس اصلی و مقادیر بیشینه مولفه های فرکانس اصلی جریان و ولتاژ خازن می باشند.
۳-۷
معادلات لحظه ای ولتاژ۳-۵ و جریان ۳-۶که در بالا مطرح شدند، پاسخ حوزه زمان ولتاژ و جریان خازن در مدار کلید زنی می باشند. قسمت اول مولفه فرکانس اصلی می باشد. قسمتهای دوم و سوم نمایش مولفه های مدار در فرکانس طبیعی می باشند. اندازه مولفه های نوسانی تابعی از ولتاز شبکه، ولتاژ اولیه خازن،جریان اولیه سلف و زمان کلید زنی می باشند.
بدترین حالت کلید زنی زمانی اتفاق می افتد که یک خازن بی بار در لحظه بیشینه ولتاژ برقدار شود، که نتیجه آن ایجاد اضافه ولتاژ به اندازه دو برابر بیشینه عادی ولتاژ می باشد.
برای کلید زنی ایده ال مولفه های نوسانی جریان در رابطه لحظه ای آن (ولتاژ در رابطه لحظه ای آن) باید صفر باشند. این مورد تنها زمانی بدست می آید که دو شرط زیر بطور همزمان با یکدیگر موجود باشند:
۳-۸ و۳-۹
در مدار کلید زنی جریان اولیه صفر می باشد یعنی . اولین شرط از کلید زنی ایده ال بدین معنی است که کلید باید در قله مثبت یا منفی شکل موج سینوسی ولتاژ منبع ( ) بسته شود. شرط دوم بدین معنی است که خازن باید در یک سطح ولتاژ مشخص برقدار شود.
۳-۱۰
با برقرار شدن شرایط کلید زنی ایده ال مولفه های نوسانی ایجاد شده از بین خواهند رفت. سپس هر دو مورد ولتاژ و جریان خازن فقط شامل مولفه های فرکانس اصلی خواهند بود.

روش کلید زنی در صفر ولتاژ Voltage zero synchronous closing) )
در این روش خازنها دارای کلیدهای مجزایی هستند و هر کلید به هنگام عبور ولتاژ آن فاز از صفر بسته می شود. کلیدها باید دارای سرعت قطع و وصل زیادی بوده و بتوانند در حدود ۱ عمل قطع و وصل را انجام دهند. اگر زمان عملکرد از این مقدار بیشتر شود این روش کارایی خود را از دست خواهد و به نتیجه مطلوب نخواهد رسید. این کلیدها همچنین باید قادر باشند در شرایط مختلف شبکه و محیط سرعت خود را حفظ کنند. در حال حاظر کلیدهای الکترونیکی به سرعت مورد نیاز دسترسی دارند.

استفاده از کلیدهای همراه امپدانس
الف) کلید همراه مقاومت
در این روش از کلیدهایی به شکل۳-۷ استفاده می کند.
در این روش در لحظه وصل کلید ابتدا از مسیر به همراه مقاومت سری کلید زده می شود و پس از طی چند سیکل این مقاومت با زدن کلید اتصال کوتاه شده و از مدار خارج می گردد. این مقاومت سبب می شود که در لحظه وصل کلید از فروپاشی ولتاژ شینه به میزان قابل توجهی جلوگیری کند و در نتیجه بیشینه گذرای بازیافت ولتاژ را کاهش می دهد.
در این روش به دو نکته باید توجه کرد:
اول اینکه میزان تلفات توان ناشی از مقاومت ها باید برای مقاومت قابل تحمل باشد و قابلیت اعتماد شبکه را کاهش ندهد.
دوم اینکه گذرای ثانویه که به هنگام بایپس نمودن حاصل می شود بیش از گذرای اولیه نباشد.
کلید با مقاومت
کلید همراه با سلف
در نوع دیگر کلیدهای با امپدانس بجای مقاومت از سلف استفاده می شود، که در شکل ۳-۸ آورده شده است.
کلید با سلف
از آنجاییکه امپدانس سلف به فرکانس در لحظه برقدار شدن بانک خازنی وابسته است، در این لحظه امپدانس بزرگی از خود نشان داده و از فروپاشی ولتاژ شینه جلوگیری نموده و در نتیجه باعث کاهش بیشینه جریان گذرای اولیه می شود. در هنگام خروج سلف از مدار گذرایی تولید می شود که اغلب از گذرای اولیه کوچکتر است.
در این نوع کلیدها از دو نوع سلف استفاده می شود:
یکی سلفهایی که از سیمهای فولادی ساخته شده و دارای مقاومت بالایی هستند و دیگری سلفهایی که از سیمهای آلومینیومی ساخته شده و دارای مقاومت کوچکی هستند.
سلفهای با مقاومت زیاد برای مواردی که گذرای ولتاژ بزرگ است کاربرد دارند، البته این سلفها منجر به گذرای ثانویه بزرگی می شوند و برای مواردی که خازنها بزرگ هستند نباید از این سلفها استفاده نمود، چون گذرای ثانویه می تواند خیلی شدید باشد.
سلفهای با مقاومت کم با توجه به اینکه دارا ی اندوکتانسی مشابه سلفهای مقاومت بالا هستند، در کاهش میزان گذرای ولتاژ رفتاری مشابه با نوع قبلی دارند، ولی به علت داشتن امپدانس کوچکتر، گذرای ثانویه کوچکتری هم دارند. غالباٌ این سلفها پس از گذشت چند سیکل بایپس می شوند که این مدت به سطح ولتاژ شبکه وابسته است. در ضمن این سلفها چون با خازن سری هستند موجب تغییر فرکانس گذرای کلید زنی هم می شوند.
این روش برای بانکهای خازنی با کلید زنی پشت به پشت بسیار موثر بوده و گذرای جریان کلید زنی را به خوبی کنترل می کند. این روش در مقایسه با مقامتهای بایپس شونده دارای قابلیت اعتماد بیشتری بوده و اقتصادی تر نیز می باشد.
در روش دیگر از وجود سلفهای دائمی بصورت سری با کلید خازنی استفاده می شود. این سلفها که حدوداً ۰.۵ تا ۲ میلی هانری می باشند به شکل موثری جریانهای گذرای کلید زنی پشت به پشت را کاهش می دهند، ولی تاثیر قابل ملاحظه ای در کنترل و کاهش گذرای ولتاژ ندارند.
اثر قابل توجه این سلفها این است که آنها می توانند با ایجاد فاصله مناسب بین فرکانس تشدید سری و فرکانس مدار کلید زنی به شکل موثری بر چگونگی تقویت هارمونیکی ناشی از خازنهای تصحیح ضریب توان اثر گذاشته و موجب کاهش تقویت هارمونیکی می شوند.