ولتاژ تولید شده در شبکه های قدرت سه فاز متعادل، به صورت سینوسی با دامنه های برابر بوده و هر فاز با فاز دیگر 120 درجه الکتریکی اختلاف دارد. یک سیستم سه فاز را "نامتعادل" گویند، هرگاه دامنه و یا اختلاف زاویه ولتاژهای فاز یا خط آن با هم نابرابر باشد.
اصولاً عدم تعادل ولتاژ مسأله ایست که از طرف شرکت های توزیع انرژی الکتریکی کمتر مورد توجه قرار میگیرد، چراکه اثرات منفی آن در کوتاه مدت آشکار نمیشود. بطور معمول بررسی کیفیت توان[1] الکتریکی در سطح توزیع به پدیده هایی از نوع کاهش ولتاژ[2]، افزایش ولتاژ[3]، اضافه ولتاژ[4]، افت ولتاژ[5]، ولتاژهای ضربه[6]، صاعقه[7] و وقفه ها (خروجها)[8] محدود میشود که خود این پدیده ها نیز میتوانند باعث ایجاد شرایط دشوار عدم تعادل شوند. هدف از این مقاله بررسی عدم تعادل و اثرات آن در شبکه های فشار ضعیف (V400) توزیع است.
بی شک کارآمدترین شیوه برای بررسی عدم تعادل، روش "مولفه های متقارن" است که اولین بار در سال 1918 توسط فورتسکیو[9] مطرح شد. فورتسکیو در مقاله معروف خود ثابت کرد که، یک سیستم نامتعادل متشکل از n فیزور وابسته را می توان به n سیستم متعادل مستقل موسوم به مؤلفه های متقارن تبدیل کرد و برای دستیابی به این منظور یک تبدیل خطی نیز تعریف نمود.
در طی سالیان گذشته با گسترش سیستم های قدرت، متعاقباً تعداد و انواع مصرف کننده ها نیز افزایش یافتهاند. این افزایش در تنوع مصرف کنندهها باعث شده است که اهمیت پدیده عدم تعادل و کنترل آنها نیز دوچندان شود. از طرفی گسترش روز افزون مصرف کننده های غیرخطی سوئیچ شونده با عناصر الکترونیک قدرت باعث افزایش بار ناگهانی میشود و از طرف دیگر مصرف کننده هایی (از جمله، خود مصرف کننده های سوئیچ شونده الکترونیک قدرت) نیز به بازار مصرف وارد شده اند که حساسیت بالایی به عدم تعادل دارند. این فرایند باعث شد که مهندسین با دید تخصصی تری به مسأله عدم تعادل نگریسته و استانداردهایی جهت سنجش عدم تعادل مطرح کنند که بتواند معیار مشخصی از نابرابری دامنه و اختلاف زاویه فازها باشد.
تاکنون تعاریف مختلفی از عدم تعادل در یک سیستم سه فاز ارائه شده‌اند،
فهرست مطالب
پیشگفتار:2
فصل اول 5
مقدمه5
تعاریف افزایش بار ناگهانی 6
تعریف درست (اصلاح شده) عدم تعادل IEEE 7
دلایل ایجاد عدم تعادل 9
عوامل ایجاد عدم تعادل 10
روش های کاهش عدم تعادل 12
روشهای سطح توزیع:12
روشهای سطح صنعتی:12
دلایل ایجاد عدم تعادل بار در شبکه های توزیع:13
انواع مختلف اضافه ولتاژها در شبکه:15
اضافه ولتاژهای صاعقه16
اضافه ولتاژهای موجی رعد و برق حداکثر سرعت افزایش را در میان انواع مختلف اضافه ولتاژهای موجی دارا می‌باشند. سرعت افزایش آنها در حدود 5000-500 کیلوولت بر میکروثانیه متغیر می‌باشد.17
مشخصه اضافه ولتاژهای صاعقه17
اضافه ولتاژهای کلید زنی (قطع و وصل)18
علل بروز اضافه ولتاژهای کلید زنی:19
اضافه ولتاژهای کلید زنی ناشی از تغییرات ناگهانی بار20
تغییرات ناگهانی بار:23
اثر فرانتی:25
تشدید در شبکه27
تشدید در خطوط موازی 29
فصل دوم31
اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبکه توزیع 31
اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبکه فشار ضعیف 32
تبعات نامتعادلی بار32
توان رآکتیو:33
ضرورت جبران سازی 37
اهداف در جبران بار37
مشخصات یک جبران کننده بار39
بایاس کردن توان راکتیو:40
جبران کننده بار بصورت رگولاتور ولتاژ:45
فصل سوم53
انواع جبرانکنندههای تغییرات ناگهانی بار53
جبران کننده های اکتیو و پاسیو:54
جبران سازی ثابت پخش شده یکنواخت :55
متعادل سازی بار به کمک کنترل توان راکتیو:60
اصول متعادل سازی بار:60
دیاگرام مفهومی عملکرد جبرانساز توان راکتیو را در متعادل‌سازی 60
الگوریتم متعادل سازی بار:61
متعادل سازی و جبرانسازی بهینه در فیدرهای توزیع 66
اصول و الگوریتم متعادل‌سازی بهینة فیدرها67
اصول بهینه‌سازی 67
الگوریتم بهینه سازی:69
نرم‌افزار متعادل ساز بار:70
مطالعات شبیه‌سازی:70
فصل چهارم77
نتیجه گیری 77
مراجع:79