طراحی شبکه های توزیـع از دیدگاه بهینه سازی مصرف و بهبود کیفیت توان

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:170
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

چکیده

چکیده ۱

بیشتر راهکارهای صرفه‌جویی در مصرف انرژی و بهبود کیفیت توان در محل مصرف،‌ بدون هزینه یا کم‌هزینه هستند.

برای بسیاری از صنایع و مشترکین کاهش هزینه‌های برق مصرفی از طریق روش‌های اشاره شده‌ جذابیت کافی به‌منظور اجرای آنها را ایجاد می‌کند. اما حتی برای صنایعی که هزینه برق مصرفی اهمیت زیادی ندارد، توجه به‌ دو اثر دیگر حائز اهمیت است: مصرف درست و بهینه موجب افزایش عمر تجهیزات الکتریکی و نیز کاهش دفعات خرابی و توقف آنها می‌شود. خسارات توقف کار برخی از تجهیزات برقی حدود ۱۰۰مرتبه بیشتر از هزینه برق مصرفی است.

به‌بیان خلاصه هم از نظر کاهش هزینه‌های برق مصرفی و هم از نظر قابلیت اطمینان بیشتر به‌ تداوم کار و عمر تجهیزات،‌ رعایت توصیه‌ها مفید می‌باشند.

البته راهکارهای پرهزینه چه در زمینه بهینه‌سازی مصرف و چه در زمینه بهبود کیفیت توان،‌ بازگشت سرمایه‌ قابل قبولی حدود یک تا سه سال دارند و مشترکین دوراندیش پس‌از انجام اقدامات بدون هزینه و کم هزینه، به‌تدریج راهکارهای پرهزینه را انجام می‌دهند. راهکارهای پرهزینه عمدتا مرتبط با تغییر تکنولوژی یا فرایند هستند و در عین حال موجب صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ می‌شوند. به‌عنوان نمونه یک موتور دائم‌کار، می‌تواند ظرف مدت ۳ تا ۴ماه به اندازه قیمت خود، انرژی الکتریکی مصرف می‌کند. ازاین‌رو بازگشت هزینه جایگزینی آن با موتوری که ۱۰% راندمان بهتر داشته باشد، کمتر از ۳ سال بوده، پس‌از آن سود جایگزینی نصیب مشترک می‌شود. همچنین بازگشت سرمایه‌ نصب برخی از فیلترهای هارمونیک‌‌ها حدود ۲ سال می‌باشد.

خوشبختانه با کاهش تدریجی بهای تجهیزات بهینه‌سازی مصرف، در کنار افزایش قیمت انرژی و افزایش حساسیت تداوم تامین برق، اجرای راهکارهای پرهزینه هر سال ارزان‌تر و توجیه اقتصادی آنها بیشتر می‌شود.

مقدمه: ۲

 وابستگی فزاینده جوامع امروزی به انرژی الکتریکی، لزوم دستیابی به سطح قابل قبولی از قابلیت اطمینان،کیفیت توان و ایمنی را دارای اهمیت بیشتری می کند.بهایی که مشترکین برای انرژی الکتریکی می پردازند توسط هزینه های مربوط به بخش های تولید،انتقال و توزیع تعیین می شود.در مورد مشترکین بزرگ با دیماند انرژی بالا، تعرفه های انرژی الکتریکی، مولفه اساسی در هزینه های کلی آنهاست، به گونه ای که این تعرفه در تصمیم گیری در مورد استفاده از انرژی الکتریکی  و یا شکل دیگری از انرژی بسیار موثر می باشد.

در عمل تمامی مشترکین، قابلیت اطمینان منبع تغذیه الکتریکی را برای خود امری با اهمیت زیاد می دانند به این دلیل که بر جنبه های مختلف زندگی و کار آنها تاثیر گذار می باشند. ولی شرکت های برق آگاهند که از نظر فنی و اقتصادی دستیابی به چنین هدفی غیر ممکن است.

در تاسیسات الکتریکی مانند نیروگاه ها،پست های برق،شبکه های انتقال انرژی و تجهیزات الکتریکی مرتبط،در اثر کاهش استقامت  دی الکتریکی و یا شکست عایقی،ضعف استقامت الکتریکی و مکانیکی در مقابل ضربات پیش بینی نشده و یا در اثر افزایش غیر مجاز درجه حرارت و یا حوادث و اتفاقات پیش بینی نشده،اشکالاتی پدید می آیند که اغلب باعث قطع انرژی الکتریکی می شوند. خطاها ممکن است بصورت اتصال کوتاه فازها و یا اتصال فاز به زمین،پارگی هادی ها و یا شکست عایقی و غیره ظاهر شوند.

تجهیزاتی که چنین اشکالاتی پیدا می کنند باید در همان محدوده بروز اشکال بلافاصله از شبکه ای که آن را تغذیه می کند جدا شوند تا از گسترش خطا و از کار افتادن بقیه بخش های سالم شبکه جلوگیری شود.

با وجود پیشرفت های چشم گیری که نصیب صنعت برق شده است، جلوگیری از بروز خطا و اتصالی در شبکه برق تقریباً امری است محال،با این همه خواسته مصرف کننده برق،انتقال و توزیع و برقراری مطمئن و بدون وقفه انرژی است. بعبارت دیگر شبکه های برق باید طوری طراحی شوند که در ضمن سادگی از پایداری قابل قبول و تا حد امکان مطمئنی برخوردار باشند.

قابلیت اطمینان یک عامل ضروری در ارتباط با کیفیت برق رسانی است.عوامل اصلی جهت قضاوت در مورد قابلیت اطمینان برق رسانی به مشترکین،تناوب قطعی ها،دورۀ زمانی هر قطعی و ارزشی که یک مشترک انرژی الکتریکی در هنگام فراهم نبودن آن در نظر می گیرد را شامل می شود.

فصل اول : ۳

مبانی طراحی شبکه های توزیع فشار متوسط ۳
۱-۱پیکربندی شبکه ۴
۲-۱شبکه توزیع فشار متوسط ۵

هدف از برپایی شبکه های فشار متوسط،انتقال انرژی الکتریکی از پست های کاهنده HV/MV به مصرف کننده های بزرگ(بطور معمول بالاتر از ۲۵۰ کیلو ولت آمپر) و یا پس از تبدیل به سطح فشار ضعیف به مصرف کننده های کوچکتر و خانگی می باشند.

فلسفه طراحی سیستم های توزیع باید متناسب با شرایط اجتماعی و اقتصادی محلی باشد،به ویژه بسیار مهم است که یک سازمان مهندسی مرکزی، مناسب ترین روش ها را برای شرایط مختلف کشورتدوین نماید.در هر صورت این امکان برای مهندسین طراح وجود دارد که مناسب ترین تکنولوژی را در انتخاب تجهیزات و کاربرد حفاظت،اتوماسیون و کنترل از راه دور را مورد استفاده قرار دهند.این امر مزایای قابل ملاحظه ای برای نواحی دارای جمعیت پراکنده و با فواصل دور و اغلب با دسترسی مشکل و همچنین مراکز پر تراکم شهری و نقاط حساس را دارا می باشد.

انتخاب ساختار نحوه انتقال انرژی الکتریکی (هوایی و یا زمینی) وابستگی به شرایط محیط و منطقه و ملاحظات فنی – اقتصادی دارد.

در مناطق برون شهری معمولا از خطوط هوایی با هادی های لخت(ویا عایق دار)  MV و LV استفاده قرار می گیرند.

ترانسفورماتورهای نصب شده برروی تیرها با ارتباط های سیم لخت هوایی(بطور معمول تا قدرت۳۱۵kva)،پست های توزیع برون شهری را تشکیل می دهند،ولی در نواحی شهری پست های فشارقوی متوسط (ساختمانی و یا کیوسک)با کابل های زمینی تغذیه می شوند که قدرت آنها عموماً در محدوه ۲۵۰ تا ۲۰۰۰ کیلو ولت آمپر می باشد.

نوع خطاهای هر شبکه،تناوب و طول زمان خاموشی به نوع سیستم توزیع و ساختار آن بستگی دارد.

خطاها به دو صورت گذرا و یا دائم می باشند.

طول زمان خطاهای گذرا در محدوده چند صد میلی ثانیه تا چند ثانیه می باشند و بستگی به زمان وصل مجدد کلید ارتباط(ریکلوزر) خواهند داشت،ولی در حالت خطای دائم تا رفع اشکال و برقراری مجدد جریان برق،زمان خاموشی از چند دقیقه تا چندین ساعت ادامه خواهد داشت.

در شبکه های هوایی ۸۰ تا ۹۰ در صد خطاها بصورت لحظه ای و گذرا هستند که عمدتاً شامل برخورد درخت ها به سیم و یا نشست و بر خاست پرندگان و یا رعد و برق و طوفان می باشند،که می توان با استفاده از تجهیزات مناسب،انتقال انرژی را مجدداً و به سرعت و به صورت اتوماتیک برقرار نمود.

فقط ۱۰ در صد از خطاها بطور دائم هستند(مانند پارگی سیم ها)که به زمان طولانی تری برای رفع آنها نیاز خواهد بود.

در شبکه های زمینی بر خلاف شبکه های هوایی تقریباً صد در صد خطاها(اغلب بصورت اتصال فاز به زمین و اتصال فازها)بطور دائم هستند که در زمان عیب یابی وبر طرف کردن آن ها نیز طولانی خواهد بود.

برای  کاهش زمان خاموشی و هم چنین کاهش زمان انرژی توزیع نشده، بازنگری در پیکربندی شبکه و  همچنین استفاده از تجهیزات مناسب و پیشرفته بدون نیاز به تعمیر و نگهداری (maintenance-free)و یا حداقل تعمیر و نگهداری از عوامل اساسی می باشند.استفاده از تجهیزات حفاظتی پیشرفته و سیستم اتوماسیون و کنترل از راه دور مجهز به تکنولوژی دیجیتال و همچنین بکارگیری سیستم های مخابراتی دریافت و ارسال  اطلاعات و فرمان از دور،از دیگر عوامل موثر در کاهش خاموشی ها خواهند بود.

پر واضح است، استفاده از تجهیزات پیشرفته نیاز به آموزش و بکارگیری افراد آشنا به دانش و تکنولوژی نوین خواهد داشت.

ساختار شبکه توزیع ۶
شبکه فشار متوسط زمینی: ۷
مشخصات پست و رینگ استاندارد ۸
۴-۱ شبکه رینگ باز ۱۳
۵-۱کاهش تلفات ۲۰
۶-۱شبکه های فشار متوسط هوایی و پست کمپکت ۲۴
توضیح ۲۶
۷-۱تجهیزات حفاظتی ۲۸
۸-۱حفاظت جریان ۲۸
رله جریان ۲۹

فصل دوم : ۳۱

تجهیزات شبکه های توزیع فشار متوسط ۳۱
۱-۲ اصول ترانسفورماتورها در شبکه های توزیع ۳۲
۱-۱-۲ انواع ترانسها و ساختمان آنها ۳۳
۲-۱-۲ انواع ترانسفورماتور از لحاظ نوع سیم پیچ ۳۴
۳-۱-۲ انواع ترانسفورماتور از لحاظ عایق بندی ۳۴
۴-۱-۲ سیستم خنک کنندگی ۳۵
۷-۱-۲ نحوه اتصالات و گروه برداری ۳۹
۸-۱-۲ تب چنجر و کنترل ولتاژ ۴۰
۹-۱-۲ تعیین سطوح عایقی ۴۲
۱۰-۱-۲ میزان تحمل اتصال کوتاه ترانسفورماتور ۴۴
۱۱-۱-۲ تلفات ترانسفورماتور ۴۸
۱۲-۱-۲ صدا در ترانس ۵۰
۱۳-۱-۲روغن ترانسفورماتور ۵۲
۱۴-۱-۲ تستها ۵۲
۲- ۲ ترانس های جریان و ولتاژ CT & PT))در شبکه های توزیع ۵۶
۱-۲-۲ اصطلاحات و شرایط کار ترانسفورماتورهای جریان ۵۶
۲-۲-۲ نیازها و خواستهها ۵۹
۳-۲-۲ اطلاعات مورد نیاز جهت طراحی ۶۱
۴-۲-۲ شاخصها و پارامترهای مشخص کننده طراحی ۶۲
۵-۲-۲ روش قدم به قدم طراحی ۶۵
۶-۲-۲ اصطلاحات و شرایط کار ترانسفورماتور ولتاژ ۶۷
۷-۲-۲ تعاریف و اصطلاحات ۶۸
۸-۲-۲ نیازها و خواستهها ۶۹
۹-۲-۲ اطلاعات مورد نیاز جهت طراحی ۷۱
۱۰-۲-۲ شاخصها و پارامترهای مشخص کننده طراحی ۷۳
۳-۲مشخصات فنی هادی ها ۷۸
۱-۳-۲جنس سیم های هوایی ۷۸
۲-۳-۲ آلومینیوم ۷۹
۴-۲ مشخصات فنی مقره ها ۸۱
۵-۲ مشخصات فنی برقگیرها در شبکه های توزیع ۸۷
۲-۵-۲ اضافه ولتاژهای سیستم توزیع ۸۸
۳-۵-۲ شاخصها و پارامترهای مشخص کننده طراحی ۸۹
۵-۵-۲ مثالی از روند طراحی یک برقگیر ۹۷
۵-۶-۲ مبانی و معیارهای لازم برای طراحی و انتخاب کات اوت فیوز ۱۰۵
۱-۷-۲ کراس آرم چوبی ۱۱۱

فصل سوم : ۱۳۱

راهکار های بهینه سازی ۱۳۱
مصرف و بهبود کیفیت ۱۳۱
۱-۳ مفاهیم و تعاریف مهم ۱۳۳
۳-۳ مدیریت مصرف(مدیریت سمت تقاضا ۱۳۶
خازن فشارضعیف موضعی ۱۴۵
(خازن سطح بار) ۱۴۵
بانک خازنی فشارضعیف یا ۱۴۵
فشار متوسط ۱۴۵
۲-۴-درایوهای DC حالت جامد (نیمه‎‎هادی) ۱۵۴
۳-۴-درایوهای مکانیکی ۱۵۵
۵-۴-موتورهای دوسرعته ۱۵۶

چند پروژه انجام شده در صنایع آمریکا

کارخانه صنعتی ۳M

این کارخانه بزرگ که در ایالت مینه سوتا واقع است و  محصولات مختلف صنعتی و تجاری تولید می‌کند، از ژانویه سال ۱۹۹۴ کار بهینه‌سازی مصرف انرژی توسط موتورهای الکتریکی خود را آغاز نمود. این کارخانه موفق گردید با سرمایه‌گذاری به میزان $۱,۶۰۰,۰۰۰ به صرفه‌جویی معادل $۸۲۳,۰۰۰ در سال دست یابد که زمان بازگشت سرمایه‌ آن معادل ۱٫۹۴ سال است.

کارخانه فولاد Bethlehem ایندیانا

این کارخانه برای ماندن در صحنه رقابت، به دنبال کاهش هزینه‌های مصرف انرژی بوده و در پروژه بهینه‌سازی خود موفق شد مصرف انرژی خود را به میزان ۱۵,۵۰۰ MWh معادل ۵۰% کاهش دهد. سرمایه گذاری اولیه این شرکت معادل $۱,۱۲۵,۰۰۰ بوده که صرفه‌جویی به میزان بیش از $۶۲۰,۰۰۰ در سال با زمان بازگشت سرمایه کمتر از ۲ سال را باعث گردیده است

کارخانه General Motors Pontiac  میشیگان

این شرکت به منظور بهینه‌سازی مصرف انرژی الکتریکی مورد نیاز سیستم آب شرب مصرفی کارخانه برنامه مدیریت مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی را پیاده نموده است. سرمایه‌گذاری اولیه این پروژه به میزان $۴۴,۹۰۰ بود که منجر به صرفه‌جویی معادل $۱۱,۲۰۰ در سال گردید.

کارخانه تولید لاستیک Greenville آرکانزاس

این کارخانه موفق گردید با سرمایه‌گذاری در پروژه‌ای، در یکی از خطوط تولید خود با استفاده از روشهای مدیریت مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی به صرفه‌جویی معادل ۱۴۸,۸۴۷ kWh دست یابد. سرمایه‌گذاری اولیه این شرکت $۳۷,۱۹۰ بوده و صرفه‌جویی اقتصادی سالانه آن $۷۷,۲۶۶ با زمان بازگشت سرمایه‌ای کمتر از ۶ ماه بوده است.

منابع: ۱۶۴

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط