بررسی و امکان سنجی در طراحی ترانسفورماتورهای ولتاژ نوری و مقایسه آن با ترانسهای معمولی
مقدمه
انرژی الکتریکی به وسیله نیروگاههای حرارتی که معمولاً در کنار ذخایر بزرگ ایجاد می شوند و نیروگاههای آبی که در نواحی دارای منابع آبی قابل ملاحظه احداث می شوند ، تولید می شود . از این رو به منظور انتقال آن به نواحی صنعتی که ممکن است صدها و هزاران کیلومتر دورتر از نیروگاه باشد ، خطوط انتقال زیادی بین نیروگاهها و مصرف کننده ها لازم است .
در هنگام جاری شدن جریان در طول یک خط انتقال مقداری از قدرت انتقالی به صورت حرارت در هادیهای خط انتقال تلف می شود . این تلفات با افزایش جریان و مقاومت خط افزایش می یابد .تلاش برای کاهش تلفات تنها از طریق کاهش مقاومت ، به صرفه اقتصادی نیست زیرا لازم است افزایش اساسی در سطح مقطع هادیها داده شود و این مستلزم مصرف مقدار زیادی فلزات غیر آهنی است .
ترانسفورماتور برای کاهش توان تلف شده و مصرف فلزات غیر آهنی بکار می رود . ترانسفورماتور در حالیکه توان انتقالی را تغییر نمی دهد با افزایش ولتاژ ، جریان و تلفاتی که متناسب با توان دوم جریان است را با شیب زیاد کاهش می دهد .
در ابتدای خط انتقال قدرت ، ولتاژ توسط ترانسفورماتور افزاینده افزایش می یابد و در انتهای خط انتقال توسط ترانسفورماتور کاهنده به مقادیر مناسب برای مصرف کننده ها پایین آورده می شود و به وسیله ترانسفورماتور های توزیع پخش می شود .
امروزه ترانسفورماتور های قدرت ، در مهندسی قدرت نقش اول را بازی می کنند . به عبارت دیگر ترانسفورماتور ها در تغذیه شبکه های قدرت که به منظور انتقال توان در فواصل زیاد به کار گرفته می شوند و توان را بین مصرف کننده ها توزیع می کنند ، ولتاژ را افزایش یا کاهش می دهند . به علاوه ترانسفورماتور های قدرت به خاطر ظرفیت و ولتاژ کاری بالایی که دارند مورد توجه قرار می گیرند .
تامین شبکه های 220 کیلو ولت و بالاتر موجب کاربرد وسیع اتو ترانسفورماتور ها شده است که دو سیم پیچ یا بیشتر از نظر هدایت الکتریکی متصلند ، به طوریکه مقداری از سیم پیچ در مدارات اولیه و ثانویه مشترک است .
در پستهای فشارقوی به دو منظور اساسی اندازه گیری و حفاظت ، به اطلاع از وضعیت کمیت های الکتریکی ولتاژ و جریان احتیاج است . ولی از آنجا که مقادیر کمیت های مذبور در پستها و خطوط فشارقوی بسیار زیاد است و دسترسی مستقیم به آنها نه اقتصادی بوده و نه عملی است ، لذا از ترانسفورماتور های جریان و ولتاژ استفاده می شود . ثانویه این ترانسفورماتور ها نمونه هایی با مقیاس کم از کمیت های مزبور که تا حد بسیار بالایی تمام ویژگیهای کمیت اصلی را داراست ، در اختیار می گذارد ، و کلیه دستگاههای اندازه گیری ، حفاظت و کنترل مانند ولتمتر ، آمپرمتر ، توان سنج ، رله ها دستگاههای ثبات خطاها و وقایع و غیره که برای ولتاژ و جریان های پایین ساخته می شوند از طریق آنها به کمیت های مورد نظر در پست دست می یابند . بنابراین ترانسفورماتور های جریان و ولتاژ از یک طرف یک وسیله فشار قوی بوده و بنابراین می بایستی هماهنگ با سایر تجهیزات فشار قوی انتخاب شوند و از طرف دیگر به تجهیزات فشار ضعیف پست ارتباط دارند ، لذا لازم است مشخصات فنی آنها بطور هماهنگ با تجهیزات حفاظت ، کنترل و اندازه گیری انتخاب شوند .
ترانسفورماتور جریان حفاظتی جهت بدست آوردن جریان عبوری از خط انتقال یا تجهیزات دیگر در شبکه قدرت در مقیاس پایین تر به کار می روند و سیم پیچی اولیه آن بطور سری در مدار قرار می گیرد . تفاوت آن با ترانسفورماتور اندازه گیری آن است که قابلیت آن را دارد که جریانهای خیلی زیاد را به جریان کم قابل استفاده در رله ها تبدیل کند. از آنجا که در اختیار گذاشتن جریان به طور مستقیم در ولتاژ های بالا میسر نیست ، و از طرفی چنانچه امکان بدست اوردن ان نیز باشد ، ساخت وسایل حفاظتی که در جریان زیاد کارکنند به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست لذا این عمل عمدتاً توسط ترانسفورماتور های جریان انجام می شود . همچنین ترانسفورماتور جریان باید طوری انتخاب شود که هم در حالت عادی شبکه و هم در حالت اتصال کوتاه ئ ایجاد خطا بتواند جریان ثانویه لازم و مجاز برای دستگاههای حفاظتی تامین کند .
ترانسفورماتور ولتاژ حفاظتی ترانسفورماتور هایی هستند که در آن ولتاژ ثانویه متناسب و هم فاز با اولیه بوده و به منظور افزایش درجه بندی اندازه گیری ولتمتر ها ، واتمترها و نیز به منظور ایزولاسیون این وسایل از ولتاژ فشار قوی بکار برده می شود . همچنین از ثانویه ترانسفورماتور ولتاژ برای رله های حفاظتی که هب ولتاژ نیاز دارند نظیر رلههای دیستانس ، واتمتری و… استفاده می شود . این ترانسفورماتور از نظر ساختمان به دو نوع تقسیم می شود که عبارتند از :
الف- ترانسفورماتور ولتاژاندکتیوی
ب- ترانسفورماتور ولتاژ خازنی
همچنین این نوع ترانسفورماتور ها سد عایقی ایجاد می کنند به طوریکه رله هایی که برای حفاظت تجهیزات فشار قوی استفاده می شود ، فقط نیاز دارند برای یک ولتاژ نامی 600 ولت عایق بندی شوند .
ترانسفورماتور های اندازه گیری : در بیشتر مدارهای قدرت ، ولتاژ و جریانها بسیار زیادتر از آنستکه بشود با دستگاههای اندازه گیری معمولی اندازه گرفت . از این رو ترانسهای اندازه گیری بین این مدارها و وسایل اندازه گیری قرار می گیرند تا ایمنی ایجاد کنند . در ضمن مقدیر اندزه گیری شده در ثانویه ، معمولاً برای سیم پیچ های جریان A 1یا A 5 و برای سیم پیچ های ولتاژ 120 ولت است . رفتار ترانسفورماتور های ولتاژ و جریان در طول مدت رخداد خطا و پس از آن در حفاظت الکتریکی ، حساس و مهم است زیرا اگر در اثر رفتار نا مناسب در سیگنال حفاظتی ، خطایی رخ دهد ، ممکن است باعث عملکرد نادرست رله هل شود . یک ترانسفورماتور حفاظتی نیاز است که در یک محدوده ای از جریان که چندین برابر جریان نامی است کار کند و اغلب در معرض شرایطی قرار دارد که بسیار سنگین تر از شرایطی است که ممکن است ترانسفورماتور جریان اندازه گیری با آن مواجهه شود . تحت چنین شرایطی چگالی شار تا وضعیت اشباع پیشرفت می کند که پاسخ، تحت این شرایط و دوره گذرای اندازه گیری اولیه جریان اتصال کوتاه مهم است ، در نتیجه به هنگام گزینش ترانسفورماتور های ولتاژ یا جریان مناسب ، مسائلی مانند دورة گذرا و اشباع نیز باید در نظر گرفته شود .
مدلسازی و شبیه سازی اثر اتصالات ترانسفورماتور بر چگونگی انتشار تغییرات ولتاژ در شبکه با در نظر گرفتن اثر اشباع
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 پایان نامه 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.
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 هسته | صفحه 5 |
| شکل (1-2) ) مدار ستارهی مدل ترانسفورماتور قابل اشباع | صفحه 6 |
| شکل (1-3) ترانسفورماتور زرهی تک فاز | صفحه 9 |
| شکل (1-4) مدار الکتریکی معادل شکل (1-3) | صفحه 9 |
| شکل (2-1) ترانسفورماتور | صفحه 14 |
| شکل (2-2) ترانسفورماتور ایده ال | صفحه 14 |
| شکل (2-3) ترانسفورماتور ایده ال بل بار | صفحه 15 |
| شکل (2-4) ترانسفورماتور با مولفه های شار پیوندی و نشتی | صفحه 16 |
| شکل (2-5) مدرا معادل ترانسفورماتور | صفحه 20 |
| شکل (2-6) دیاگرام شبیه سازی یک ترانسفورماتور دو سیم پیچه | صفحه 24 |
| شکل (2-7) ترکیب RL موازی | صفحه 26 |
| شکل (2-8) ترکیب RC موازی | صفحه 27 |
| شکل (2-9) منحنی مغناطیس کنندگی مدار باز ترانسفورماتور | صفحه 30 |
| شکل (2-10) رابطه بین و | صفحه 30 |
| شکل (2-11) دیاگرام شبیه سازی یک ترانسفورماتور دو سیم پیچه با اثر اشباع | صفحه 32 |
| شکل (2-12) رابطه بین و | صفحه 32 |
| شکل (2-13) رابطه بین و | صفحه 32 |
| شکل (2-14) منحنی مدار باز با مقادیر rms | صفحه 36 |
| شکل (2-15) شار پیوندی متناظر شکل (2-14) سینوسی | صفحه 36 |
| شکل (2-16) جریان لحظه ای متناظر با تحریک ولتاژ سینوسی | صفحه 36 |
| شکل (2-17) منحنی مدار باز با مقادیر لحظهای | صفحه 40 |
| شکل (2-18) منحنی مدار باز با مقادیر rms | صفحه 40 |
| شکل (2-19) میزان خطای استفاده از منحنی rms | صفحه 41 |
| شکل (2-20) میزان خطای استفاده از منحنی لحظهای | صفحه 41 |
| شکل (2-21) مدار معادل مغناطیسی ترانسفورماتور سه فاز سه ستونه | صفحه 42 |
| شکل (2-22) مدار معادل الکتریکی ترانسفورماتور سه فاز سه ستونه | صفحه 43 |
| شکل (2-23) مدار معادل مغناطیسی ترانسفورماتور سه فاز پنج ستونه | صفحه 44 |
| شکل (2-24) ترانسفورماتور پنج ستونه | صفحه 45 |
| شکل (2-25) انتگرالگیری در یک استپ زمانی به روش اولر | صفحه 47 |
| شکل (2-26) انتگرالگیری در یک استپ زمانی به روش trapezoidal | صفحه 49 |
| شکل (3-1) دیاگرام فازوری خطاها | صفحه 62 |
| شکل (3-2) شکل موج ولتاژ Vab | صفحه 63 |
| شکل (3-3) شکل موج ولتاژ Vbc | صفحه 63 |
| شکل (3-4) شکل موج ولتاژ Vca | صفحه 63 |
| شکل (3-5) شکل موج ولتاژ Vab | صفحه 63 |
| شکل (3-6) شکل موج جریان iA | صفحه 64 |
| شکل (3-7) شکل موج جریان iB | صفحه 64 |
| شکل (3-8) شکل موج جریان iA | صفحه 64 |
| شکل (3-9) شکل موج جریان iA | صفحه 64 |
| شکل (3-10) شکل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vc | صفحه 65 |
| شکل (3-11) شکل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vc | صفحه 68 |
| شکل (3-12) شکل موجهای جریان ia , ib , ic | صفحه 68 |
| شکل (3-13) شکل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vc | صفحه 69 |
| شکل (3-14) شکل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vc | صفحه 69 |
| شکل (3-15) شکل موجهای جریان , iB iA | صفحه 69 |
| شکل (3-16) شکل موج جریان iA | صفحه 70 |
| شکل (3-16) شکل موج جریان iB | صفحه 70 |
| شکل (3-17) شکل موج جریان iC | صفحه 70 |
| شکل (3-18) شکل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vc | صفحه 71 |
| شکل (3-19) شکل موجهای جریان ia , ib , ic | صفحه 71 |
| شکل (3-20) شکل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vc | صفحه 73 |
| شکل (3-21) شکل موجهای جریان ia , ib , ic | صفحه 73 |
| شکل (3-22) شکل موجهای جریان ia , ib , ic | صفحه 74 |
| شکل (3-23) شکل موج ولتاژ Va | صفحه 74 |
| شکل (3-24) شکل موج ولتاژ Vb | صفحه 74 |
| شکل (3-25) شکل موج ولتاژ Vc | صفحه 74 |
| شکل (3-26) شکل موج جریانiA | صفحه 74 |
| شکل (3-27) شکل موج جریان iB | صفحه 74 |
| شکل (3-28) شکل موج جریان iC | صفحه 74 |
| شکل (3-29) شکل موج جریانiA | صفحه 75 |
| شکل (3-30) شکل موج جریان iB | صفحه 75 |
| شکل (3-31) موج جریان iC | صفحه 75 |
| شکل (3-32) شکل موج جریانiA | صفحه 75 |
| شکل (3-33) شکل موج جریان iB | صفحه 75 |
| شکل (3-34) شکل موج جریان iC | صفحه 75 |
| شکل (3-35) شکل موج ولتاژ Va | صفحه 76 |
| شکل (3-36) شکل موج ولتاژ Vb | صفحه 76 |
| شکل (3-37) شکل موج ولتاژ Vc | صفحه 76 |
| شکل (3-38) شکل موج جریانiA | صفحه 76 |
| شکل (3-39) شکل موج جریان iB | صفحه 76 |
| شکل (3-40) شکل موج جریان iC | صفحه 76 |
| شکل (3-41) شکل موج جریانiA | صفحه 76 |
| شکل (3-42) شکل موج جریان iB | صفحه 76 |
| شکل (3-43) شکل موج جریان iC | صفحه 76 |
| شکل (3-44) شکل موج ولتاژ Va | صفحه 77 |
| شکل (3-45) شکل موج ولتاژ Vb | صفحه 77 |
| شکل (3-46) شکل موج ولتاژ Vc | صفحه 77 |
| شکل (3-47) شکل موج جریانiA | صفحه 77 |
| شکل (3-48) شکل موج جریان iB | صفحه 77 |
| شکل (3-49) شکل موج جریان iC | صفحه 77 |
| شکل (3-50) شکل موج جریانiA | صفحه 77 |
| شکل (3-51) شکل موج جریان iB | صفحه 77 |
| شکل (3-52) شکل موج جریان iC | صفحه 77 |
| شکل (3-53) شکل موج ولتاژ Va | صفحه 78 |
| شکل (3-54) شکل موج ولتاژ Vb | صفحه 78 |
| شکل (3-55) شکل موج ولتاژ Vc | صفحه 78 |
| شکل (3-56) شکل موج جریانiA | صفحه 78 |
| شکل (3-57) شکل موج جریان iB | صفحه 78 |
| شکل (3-58) شکل موج جریان iC | صفحه 78 |
| شکل (3-59) شکل موج جریانiA | صفحه 78 |
| شکل (3-60) شکل موج جریان iB | صفحه 78 |
| شکل (3-61) شکل موج جریان iC | صفحه 78 |
| شکل (3-62) شکل موج ولتاژ Va | صفحه 79 |
| شکل (3-63) شکل موج ولتاژ Vb | صفحه 79 |
| شکل (3-64) شکل موج ولتاژ Vc | صفحه 79 |
| شکل (3-65) شکل موج جریانiA | صفحه 79 |
| شکل (3-66) شکل موج جریان iB | صفحه 79 |
| شکل (3-67) شکل موج جریان iC | صفحه 79 |
| شکل (3-68) شکل موج جریانiA | صفحه 79 |
| شکل (3-69) شکل موج جریان iB | صفحه 79 |
| شکل (3-70) شکل موج جریان iC | صفحه 79 |
| شکل (3-71) شکل موج ولتاژ Va | صفحه 80 |
| شکل (3-72) شکل موج ولتاژ Vb | صفحه 80 |
| شکل (3-73) شکل موج ولتاژ Vc | صفحه 80 |
| شکل (3-74) شکل موج جریانiA | صفحه 80 |
| شکل (3-75) شکل موج جریان iB | صفحه 78 |
| شکل (3-76) شکل موج جریان iC | صفحه 80 |
| شکل (3-77) شکل موج جریانiA | صفحه 80 |
| شکل (3-78) شکل موج جریان iB | صفحه 80 |
| شکل (3-79) شکل موج جریان iC | صفحه 80 |
| شکل (3-80) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 81 |
| شکل (3-81) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 81 |
| شکل (3-82) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 82 |
| شکل (3-83) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 82 |
| شکل (3-84) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 83 |
| شکل (3-85) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 83 |
| شکل (3-86) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 84 |
| شکل (3-87) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 84 |
| شکل (3-88) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 85 |
| شکل (3-89) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 85 |
| شکل (3-90) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 86 |
| شکل (3-91) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 86 |
| شکل (3-92) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 87 |
| شکل (3-93) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 87 |
| شکل (3-94) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 88 |
| شکل (3-95) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 88 |
| شکل (3-96) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 89 |
| شکل (3-97) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 89 |
| شکل (3-98) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 90 |
| شکل (3-99) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 90 |
| شکل (3-100) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 91 |
| شکل (3-101) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 91 |
| شکل (3-102) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 92 |
| شکل (3-103) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 92 |
| شکل (3-104) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 93 |
| شکل (3-105) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 93 |
| شکل (3-106) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 94 |
| شکل (3-107) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 94 |
| شکل (3-108) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 95 |
| شکل (3-109) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 95 |
| شکل (3-110) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 96 |
| شکل (3-111) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 96 |
| شکل (3-112) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 97 |
| شکل (3-113) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 97 |
| شکل (3-114) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 98 |
| شکل (3-115) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 98 |
| شکل (3-116) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 99 |
| شکل (3-117) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 99 |
| شکل (3-118) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 100 |
| شکل (3-119) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 100 |
| شکل (3-120) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 101 |
| شکل (3-121) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 101 |
| شکل (3-122) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 102 |
| شکل (3-123) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 102 |
| شکل (3-124) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 103 |
| شکل (3-125) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 103 |
| شکل (3-126) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 104 |
| شکل (3-127) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 104 |
| شکل (3-128) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 105 |
| شکل (3-129) شکل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 105 |
| شکل (3-130) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 106 |
| شکل (3-131) شکل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 106 |
| شکل (3-132) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 107 |
| شکل (3-133) شکل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 107 |
| شکل (3-134) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 108 |
| شکل (3-135) شکل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 108 |
| شکل (3-136) شکل موجهای ولتاژ) (kV | صفحه 109 |
| شکل (3-137) شکل موجهای ولتاژ) (kV | صفحه 110 |
| شکل (3-138) شکل موجهای جریان (kA) | صفحه 111 |
| شکل (3-139) شکل موجهای ولتاژ) (kV | صفحه 112 |
| شکل (3-140) شکل موجهای ولتاژ) (kV | صفحه 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 IEEE | صفحه 118 |
جایابی بهینه خازن با هدف بهبود پروفیل ولتاژ و کمینه سازی تلفات توان شبکه توزیع واقعی با مدل سازی بارهای مختلف
شبکه های توزیع دارای بارهای متنوعی اند که این بارها مقادیر متفاوتی از توان راکتیو را مصرف میکنند. با در نظر گرفتن تاثیر نوع بار روی محل و اندازه ی بانکهای خازنی در سیستمهای توزیع، در این پایان نامه، یک روش بدیع جهت مدلسازی بارهای مختلف شبکه به منظور بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات توان در حضور خازن شنت انجام میگیرد. برای این منظور، دو مدل ارائه میشود: الف) تجاری- خانگی- کشاورزی-عمومی- صنعتی و ب) امپدانس ثابت - جریان ثابت - توان ثابت. در واقع برتری اصلی این پایاننامه نزدیک کردن مطالعه به دنیای واقعیست، چرا که تقریبا تمامی مطالعات انجام شده در زمینه جایابی بهینهی خازن اساسا از تاثیر نوع بار بر محل و ظرفیت بهینه خازن نصب شده اغماض کردهاند، حال آنکه این پایاننامه اثبات خواهد کرد که در نظرگیری مدل بار متفاوت روی محل/ ظرفیت خازن تاثیرگذار خواهد بود. قابلیت دیگر این پایاننامه، فرمولبندی تابع هدف به صورت یک مسالهی چند هدفه است. برای این منظور، انحراف ولتاژ به تابع تکهدفه افزوده شده است. مساله فوق با استفاده از الگوریتم بهینهسازی اجتماع ذرات[1] (PSO) حل خواهد شد. جهت اثبات تاثیر مدلسازی پیشنهادی بار روی پاسخهای مساله جایابی بهینهی خازن، سناریوهای زیر بکار میرود: مدلسازی بار و بدون آن با حضور خازن و بدون حضور آن.
کلید واژه:
جایابی بهینه ی خازن
مدلسازی بار، الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات، شبکه ی توزیع.
فهرست مطالب
عنوان.................................................................................................................. صفحه
فصل اول: کلیات تحقیق
1-1 دیباچه...................................................................................................................................................... .2
1-2 مطالعهی تاثیرگذاری خازن روی شبکه................................................................................................. .4
1-2-1 کاربرد بانک خازنی................................................................................................................ ..9
1-2-2 مکان بانک خازنی بهینه.......................................................................................................... 10
1-2-3 مزایای خازن شنت.................................................................................................................. 12
1-2-4 گزینههای عملی برای کاهش تلفات....................................................................................... 13
1-3 معیار طراحی............................................................................................................................................ 14
1-4 جبرانسازی توان راکتیو......................................................................................................................... 15
1-5 اصلاح ضریب قدرت............................................................................................................................. 17
1-6 محدوده و هدف پایاننامه....................................................................................................................... 19
1-7 بیان مسأله اساسی تحقیق......................................................................................................................... 20
1-8 طرح کلی پایاننامه.................................................................................................................................. 22
فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه تحقیق
2-1 دیباچه...................................................................................................................................................... 24
2-2 روشهای تحلیلی.................................................................................................................................... 24
2-3 روشهای برنامهریزی ریاضی................................................................................................................. 25
2-4 روشهای ابتکاری................................................................................................................................... 27
2-5 روشهای مبتنی بر هوش مصنوعی......................................................................................................... 29
2-5-1 الگوریتم ژنتیک..................................................................................................................... 29
2-5-2 سیستمهای خبره...................................................................................................................... 31
2-5-3 آبکاری شبیهسازی شده........................................................................................................ 32
2-5-4 شبکههای عصبی مصنوعی...................................................................................................... 34
2-5-5 تئوری مجموعه فازی.............................................................................................................. 35
فصل سوم: بهینهسازی اجتماع ذرات
3-1 دیباچه...................................................................................................................................................... 39
3-2 کاربرد بهینهسازی اجتماع ذرات در سیستمهای قدرت......................................................................... 40
3-2-1 جایابی و تعیین ظرفیت بهینهی خازن........................................................................................ 41
3-2-2 پخش بار اقتصادی.................................................................................................................. 42
3-2-3 پخش بار بهینه......................................................................................................................... 42
3-2-4 کنترل ولتاژ و توان راکتیو بهینه................................................................................................ 43
3-2-5 طراحی پایدارسازی سیستم قدرت........................................................................................... 44
3-3 مفهوم PSO............................................................................................................................................ 44
3-4 عناصر اصلی الگوریتم PSO................................................................................................................. 45
3-5 اجرای الگوریتم PSO........................................................................................................................... 44
3-6 مزایای الگوریتم PSO به سایر الگوریتمهای تکاملی.......................................................................... 52
فصل چهارم: بهینهسازی تابع هدف
4-1 دیباچه...................................................................................................................................................... 55
4-2 بیان مساله................................................................................................................................................. 57
4-3 قیود......................................................................................................................................................... 59
4-4 مدل بار پیشنهادی.................................................................................................................................... 61
4-4-1 مدلسازی بار از لحاظ نوع مصرف......................................................................................... 61
4-4-2 مدلسازی بار از لحاظ توان، امپدانس و جریان ثابت............................................................... 63
4-5 حل مساله جایابی خازن با استفاده از الگوریتم PSO............................................................................ 64
فصل پنجم: نتایج شبیهسازی
5-1 دیباچه...................................................................................................................................................... 67
5-2 جایابی دو خازن...................................................................................................................................... 68
5-3 جایابی چهار خازن.................................................................................................................................. 71
5-4 جایابی شش خازن................................................................................................................................... 74
5-5 جایابی هشت خازن................................................................................................................................. 77
5-6 جمع بندی................................................................................................................................80
فصل ششم: بحث و نتیجهگیری
6-1 دیباچه...................................................................................................................................................... 82
6-2 نتیجهگیری.............................................................................................................................................. 82
6-3 پیشنهادها.................................................................................................................................................. 84
پیوستها
الف: اطلاعات شبکهی نمونه.......................................................................................................................... 86
مراجع.............................................................................................................................................................. 89
فهرست جدولها
جدول (1-1): مقایسهی نرخهای سود به هزینهی روشهای کاهش تلفات...........................................14
جدول (4-1): ضریب تغییر بار...................................................................................................................... 62
جدول(5-1): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور دو بانک خازنی.................................................. 69
جدول(5-2): مکان و ظرفیت بهینهی نصب شده دو بانک خازنی............................................................... 69
جدول(5-3): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور چهار بانک خازنی.............................................. 72
جدول(5-4): مکان و ظرفیت بهینهی نصب شده چهار بانک خازنی........................................................... 72
جدول(5-5): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور شش بانک خازنی............................................... 75
جدول(5-6): مکان و ظرفیت بهینهی نصب شده شش بانک خازنی........................................................... 75
جدول(5-7): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور هشت بانک خازنی............................................. 78
جدول(5-8): مکان و ظرفیت بهینهی نصب شده هشت بانک خازنی.......................................................... 78
جدول(الف-1): اطلاعات مربوط به خطوط و توانهای مصرفی شبکهی نمونه.......................................... 88
فهرست شکلها
شکل (1-1): دیاگرام فازوری ولتاژ با ضریب قدرت پسفاز........................................................................ 6
شکل (1-2): دیاگرام فازوری ولتاژ با ضریب قدرت پیشفاز...................................................................... 6
شکل (1-3): دیاگرام فازروی یک مدار با ضریب قدرت پسفاز................................................................ 8
شکل (1-4): نمایش مدل بار معادل فیدر شعاعی.......................................................................................... 17
شکل (1-5): بهترین مکان بانک خازنی برای اصلاح ضریب قدرت.......................................................... 18
شکل(1-6): مثلث توان.................................................................................................................................. 19
شکل(2-1): ساختار شبکهی عصبی............................................................................................................... 34
شکل(3-1): مفهوم پایهی الگوریتم PSO..................................................................................................... 45
شکل(3-2): شبهکد گام 1 الگوریتم PSO................................................................................................... 47
شکل(3-3): شبهکد گام 2 الگوریتم PSO................................................................................................... 48
شکل(3-4): شبهکد گام 3 الگوریتم PSO................................................................................................... 48
شکل(3-5): شبهکد گام 4 الگوریتم PSO................................................................................................... 49
شکل(3-6): جمعیت بعد از چند تکرار در یک فضای دو بعدی................................................................. 50
شکل(3-7): شبه کد الگوریتم PSO............................................................................................................ 51
شکل(3-8): فلوچارت حل نحوهی بهینهسازی الگوریتم PSO.................................................................. 53
شکل(4-1): حل مسالهی جایابی بهینهی خازن با استفاده از الگوریتم PSO.............................................. 65
شکل(5-1): شبکهی 33 شینهی نمونه............................................................................................................ 67
شکل(5-2): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توانهای شبکه در حضور دو بانک خازنی.......................... 71
شکل(5-3): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توانهای شبکه در حضور چهار بانک خازنی...................... 74
شکل(5-4): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توانهای شبکه در حضور شش بانک خازنی....................... 77
شکل(5-5): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توانهای شبکه در حضور هشت بانک خازنی..................... 80
شکل(الف-1): شبکهی 33 شینهی نمونه....................................................................................................... 87
تنظیم کننده های ولتاژ
مقدمه :
در اکثر آزمایشگاههای برق از منابع تغذیه برای تغذیه مدارهای مختلف الکترونیکی آنالوگ و دیجیتال استفاده می شود . تنظیم کننده های ولتاژ در این سیستم ها نقش مهمی را برعهده دارند زیرا مقدار ولتاژ مورد نیاز برای مدارها را بدون افت و خیز و تقریباً صاف فراهم می کنند .
منابع تغذیه DC ، ولتاژ AC را ابتدا یکسو و سپس آن را از صافی می گذرانند و از طرفی دامنه ولتاژ سینوسی برق شهر نیز کاملاً صاف نبوده و با افت و خیزهایی در حدود 10 تا 20 درصد باعث تغییر ولتاژ خروجی صافی
می شود.
از قطعات مورد استفاده برای رگولاتورهای ولتاژ می توان قطعاتی از قبیل ، ترانسفورماتور ، ترانزیستور ، دیود ، دیودهای زنر ، تریستور ، یا تریاک و یا آپ امپ (op Amp) و سلف (L) و خازن (C) و یا مقاومت (R) و یا ICهای خاص را نام برد .
* عوامل موثر بر تنظیم ولتاژ :
عوامل مختلفی وجود دارند که در تنظیم ولتاژ در یک تنظیم کننده موثرند از جمله این عوامل را می توان ، تغییرات سطح ولتاژ برق ، ریپل خروجی صافیها، تغییرات دما و نیز تغییرات جریان بار را نام برد .
الف)* تغییرات ولتاژ ورودی :
در تمامی وسایل الکترونیکی و یا سیستم های الکترونیکی و مکانیکی و غیره و در تمامی شاخه های علمی طراحان برای اینکه یک وسیله یا سیستم را با سیستم های مشابه مقایسه کنند معیاری را در نظر می گیرند که این معیار در همه جا ثابت است .
در یک تنظیم کننده معیاری به نام تنظیم خط وجود دارد که میزان موفقیت یک تنظیم کننده ولتاژ در کاهش تغییرات ولتاژ ورودی را با این معیار می سنجند و به صورت زیر تعریف می کنیم :
فرمول (1ـ2)
که در آن ، تغییرات ولتاژ ورودی ، تغییرات ولتاژ خروجی ، ولتاژ خروجی متوسط (DC) می باشد .
ب)تغییرات ناشی از تغییر دما :
یکی دیگر از عاملهای تعیین کننده در یک تنظیم کننده ولتاژ خوب تغییرات ناشی از دماست .
معیاری که تغییرات نسبی ولتاژ را برحسب دما بیان می کند ضریب دمای تنظیم کننده نام دارد که آن را با T.C نشان می دهیم و بصورت زیر تعریف می شود :
(فرمول 2-2)
T.C = Temperature coefficient
در رابطه فوق ، تغییرات ولتاژ خروجی در اثر تغییرات دمای و مقدار متوسط (DC) ولتاژ خروجی است .
معمولاً TC برحسب (Parts - per - million) بیان می شود و به صورت زیر تعریف می شود .
(فرمول 3-2)
در زیر چند نمونه از مقادیر ، ، و ... برای بعضی از سری
IC های رگولاتور ولتاژ آورده شده است .
| T.C |
|
| Input voltage range | Type | |
| 0.3% | 0.5% | 0.1% | Max | Min | S.F.C 2100m |
| 40 | 8.5 | ||||
| 0.3% | 0.1% | 0.1% | 40 | 8.5 | S.F.C 2200m |
| 0.3% | 1 | 0.056% | -8 | -50 | S.F.C 2204 |
Linear integrated circuits voltage regulators
ج)تغییرات ناشی از تغییر بار :
اکثر دانشجویان در آزمایشگاه با این مسئله روبرو شده اند که وقتی ما ولتاژی را از یک منبع می گیریم و با مالتی متر اندازه گیری می کنیم ( چه در حالت DC و چه در حالت ac ) وقتیکه به مدار وصل می کنیم مقدار آن با حالت بدون بار کمی اختلاف دارد ، دلیل آن تغییر بار است ، چون وقتی به مدار وصل نیست (بار) و وقتی به مدار وصل می شود بار تا مقدار خیلی زیادی کم می شود در حقیقت مقاومت بار تنظیم کننده ولتاژ ، مقاومت ورودی مداری است که از بیرون به آن متصل می شود و بنابراین می تواند تغییرات نسبتاً وسیعی داشته باشد .
مقدمه
اصولاً هر شبکه الکتریکی گسترده را میتوان شامل بخش‌های تولید (Generation) و انتقال (Transformation) تبدیل (Transformation) توزیع (Distribution) و مصرف (Consumption) دانست .
خطوط هوایی انتقال انرژی که از اجزاء اصلی شبکههای الکتریکی گسترده محسوب میشوند وظیفه انتقال انرژی الکتریکی از نقاط تولید به مراکز مصرف را بعهده داشته و میتوان آنها را به رگهای حیاتی صنعت برق تشبیه نمود . در اغلب مواقع مسئله چگونه امر تغذیه انرژی الکتریکی را به مراکز تولید آن وابسته می‌دانند در صورتیکه تنها 35 درصد کل مخارج ایجاد نیروگاه و 65 درصد بقیه صرف انتقال این انرژی و رساندن آن به نقاط مصرف میگردد . همواره مورد توجه خاص دت اندرکاران صنعت برق و طراحان خطوط انتقال بوده تا با استفاده از تکنیکهای مدرن طراحی و بهرهگیری از آخرین دستاوردهای علمی در این زمینه ضمن بالا بردن کیفیت انتقال ، هزینه‌های لازم را نیز به حداقل رسانند . نکته مهم دیگر که استفاده از تکنیکهای جدید طراحی را اجتناب ناپذیر می‌سازد تلفات انرژی در طول خطوط انتقال است که هر ساله درصدی از این انرژی را که با مخارج سنگین تهیه میشود بدون هیچ استفاده ای به هدر می‌دهد .
البته موضوع تلفات انرژی الکتریکی منحصر به انتقال بوده و در سایر بخشها مانند تولید تبدیل و توزیع نیز سهم توجهی از انرژی الکتریکی تلف میشود . آمارهای موجود نشان می‌دهند که در کشور ما سیر نزولی تلفات در بخش انتقال طی سالیان اخیر نسبت به سایر بخشها سریعتر بوده و این نتیجه بازنگری مداوم بر روشهای قبلی و به روز در آوردن آنها مطالعه و تحقیق مستمر و سرانجام تلاش در جهت دستیابی به آخرین تکنولوژی مورد استفاده در کشورهای پیشرفته در این زمینه میباشد.
به طور کلی بحث انتقال از آنجا آغازگردید که تولید انرژی الکتریکی در بعضی مناطق به سبب وجود پتانسیل و فاکتورهای لازم جهت تولید در آن نقطه افزایش یافت و می‌بایست این انرژی تولید شده به سایر نقاط هم ارسال می‌شد .
البته در سالهای پیدایش انرژی الکتریکی به علت محدود کردن امکان تولید فقط انرژی جریان مستقیم (D.C) با ولتاژ ضعیف را انتقال می‌دادند و نیروگاهها قادر بودند تنها چند خانه را تغذیه کنند . بعدها بتدریج نیروگاه‌هایی ساخته شد که قادر بودند مجتمع‌های بزرگتری را تغذیه نمایند .
تکامل صنعت ماشین سازی و بخصوص ماشین‌های بخار و بالاخره پیدایش و تکامل توربینهای آبی و بخار تولید انرژی الکتریکی بیشتری را در یک نقطه امکان‌پذیر ساخت . با افزایش قدرت تولید در سالهای بعد ولتاژهای بالاتری جهت انتقال این قدرت مورد نیاز بود . لذا ولتاژ بتدریج بالاتر رفت به طوری که امروزه ولتاژ انتقال بوسیله سیستمهای سه فاز (AC) به حدود 1150 کیلووات هم رسیده است .
زیر انتقال توانهای بالا به مسافات طولانی تلفات انرژی را به شدت افزایش می‌دهد و متداولترین راه جهت کاهش این تلفات که مستقیماً با جریان مرتبط است افزایش ولتاژ انتقال است .
فهرست مطالب
فصل اول : مقدمه‌ای در مورد خطوط انتقال و رگولاسیون ولتاژ در خطوط انتقال
مقدمه
مفهوم رگولاسیون ولتاژ
الف- خطوط انتقال کوتاه
ب- خطوط انتقال متوسط
ج – خطوط انتقال بلند
تاثیر ولتاژ بر روی ضریب بهره انتقال
راه‌حل‌های کنترل ولتاژ در شبکه
عوامل افت ولتاژ
اهداف
فصل دوم
تعاریف یک سیستم قدرت و انواع شبکه‌ها
تاثیرولتاژ بر روی ضریب بهره انتقال
علل استفاده از شبکههای سه فاز
انواع شبکه‌ها
افت ولتاژ و تلفات انرژی
طراحی شبکههای توزیعی
فصل سوم : مقدمه‌ای بر انواع انرژی در ایران
تولید و توزیع
منابع انرژی برق در ایران
انتقال و توزیع برق
توزیع نیرو
منابع انرژی طبیعی جدید و طبیعی موجود
فصل چهارم : انتخاب سطح ولتاژ در انتقال
مقدمه
انتخاب ولتاژ اقتصادی
الف) تعیین ولتاژ به کمک رابطه تجربی استیل
ب) تعیین ولتاژبه کمک منحنی تغییرات ولتاژ
ج) رابطه تجربی جهت تعیین ولتاژ انتقال در مسافت طولانی
د) یک رابطه تجربی دقیق جهت تعیین ولتاژ در انتقال
فصل پنجم : بررسی انجام ولتاژها
مقدمه
اضافه ولتاژهای موجی
اضافه ولتاژهای موقت
فصل ششم : اثر نوسانات ولتاژ بر دستگاههای الکتریکی و روشهای اصلاح آن
چکیده
1- اثر تغییرات ولتاژ بر عملکرد وسایل الکتریکی
2- افت ولتاژ مجاز در اجزاء شبکه
3- روشهای تنظیم ولتاژ در شبکه توزیع
4- تنظیم در قسمتهای مختلف شبکه توزیع
5- روش کنترل دستگاههای تنظیم ولتاژ
فصل هفتم : بهبود تنظیم ولتاژ در خطوط توزیع انرژی الکتریکی
مقدمه
تصحیح کننده ولتاژ ترانسفورماتوری
تصحیح کننده ولتاژ راکتیو TSC/TSR
فصل هشتم : تنظیم سریع ولتاژ ژنراتور
1- تنظیم کننده تیریل
2- تنظیم کننده سکتور گردان
3- تنظیم کننده روغنی
4- تنظیم کننده آمپلیدین
فصل نهم : سیستم MOSCAD برای جبران افت ولتاژ
کاربرد عملی
مراحل تولید و توزیع نیروی برق
سیستم اتوماتیک کنترل شبکه توزیع از راه دور DA
پایه واساس طرز کار سیستم کنترل از راه دور DA
مشخصات مهم و اصلی MOSCADRTU
شرح جعبه MOSCAD کنترل از راه دور و قابل برنامهریزی
ارتباط متغیرها
فصل دهم : تنظیم ولتاژ ترانسفورماتور
تنظیم طولی ولتاژ
تنظیم ولتاژ زیربار
تنظیم عرضی ولتاژ
فصل یازدهم : بررسی کنترل ولتاژ و راههای جبران سازی آن
الف ) کنترل قدرت راکتیو و ولتاژ توسط ترانسفورماتورهای متغییر
ب) عملکرد خطوط انتقال بدون جبران کننده
1- خط انتقال در شرایط بی‌باری
2- خط انتقال در شرایط بارداری
ج ) جبران کننده‌های ثابت ، موازی در سیستم به هم پیوسته
د) انواع جبران کننده‌ها
جبران کننده‌های راکتیو
و ) کندانسورهای سنکرون
هـ) جبران کننده‌های استاتیک
انرژی باد نظیر سایر منابع انرژی تجدیدپذیر، بطور گسترده ولی پراکنده در دسترس میباشد. از انرژیهای بادی جهت تولید الکتریسیته و نیز پمپاژ آب از چاهها و رودخانهها، گرمایش خانه و نظیر اینها میتوان استفاده کرد. با افزایش روزافزون هزینهی تولید انرژی و همجنین کمبود و به پایان رسیدن منابع تولید انرژی، نیاز به بهرهگیری از انرژیهای طبیعی و منابع تجدیدپذیر برای تولید انرژی، بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. انرژی حاصل از باد یکی از منابع طبیعی تولید انرژی میباشد که با توجه به مهیا بودن بستر لازم، در بسیاری از کشورهای جهان نظیر آلمان و تا حدودی کشور ما مورد توجه قرار گرفته است.
حفاظت از توربینهای بادی و سیستمهای جمعکننده یا کلکتور مزارع بادی موضوع چندین نشریهی فنی در سالهای اخیر را به خود اختصاص داده است. دو نوع مزارع بادی وجود دارد: مزارع بادی بزرگ که در خشکی یا ساحل دریا نصب شده و شامل تعداد زیادی توربین بادی متصل به هم میباشند و یک توربین بادی تنها که از طریق خطوط توزیع به سیستم قدرت متصل میگردد.
یک وحد توربین-ژنراتور بادی شامل بدنهی توربین بادی، یک ژنراتور القایی، کنترل توربین-ژنراتور، بریکر، ژنراتور و ترانسفورماتور افزاینده میباشد. ولتاژ تولید شده ژنراتور معمولا 690 ولت بوده و برای انتقال، به سطح 20 یا 5/34 کیلوولت تبدیل میشوند. تعدادی از خروجیهای این ترانسفورماتورهای قدرت توربینهااز طریق بریکر خود به یک باس متصل میشوند. این باس کلکتور یا جمعکننده نام دارد. چندین کلکتور با یکدیگر ترکیب شده و ترانسفورماتور اصلی را تغذیه میکنند. توان الکتریکی تولید شده از انرژی بادی، از طریف این ترانسفورماتور با خطوط انتقال به شبکهی قدرت متصل خواهد شد. اگر نیاز به جبرانسازی توان رآکتیو باشد، خازنها یا سایر ادوات FACTS به باس اصلی متصل خواهند شد.
باید توجه شود که با افزایش توان و کارآیی توربینهای بادی، طرحهای حفاظتی ساده که شامل فیوزها میباشند، دیگر به اندازهی کافی از توربین و ادوات دیگر آن حفاظت نخواهند کرد و باید از طرحهای کامل و جامعتری برای حفاظت رلهای جامع برای حفاظت از تجهیزات گرانقیمت توربین مورد استفاده قرار گیرد. مقایسه انواع توربین-ژنراتورهای بادی رایج و ژنراتور القایی دو تحریکه بدون جاروبک
در این قسمت جنبههای مختلف فنی و به خصوص قابلیت گذار از ولتاژ کم انواع توربینهای بادی رایج شامل توربین بادی سرعت ثابت، توربین بادی دارای ژنراتور القایی دو تحریکه و توربین بادی دارای مبدل الکترونیک قدرت با ظرفیت کامل با یکدیگر مقایسه میشود. سپس این توربین-ژنراتورها با ژنراتور القایی دو تحریکه بدون جاروبک که اخیرا جهت کاربرد در توربینهای بادی مطرح شدهاند، مقایسه میشوند. قابلیت گذار این نوع ژنراتورها با کمک شبیهسازی در حوزه زمان بررسی میشود.
فهرست مطالب
مقدمه:6
مقایسه انواع توربین-ژنراتورهای بادی رایج و ژنراتور القایی دو تحریکه بدون جاروبک... 7
مقایسه کلی BDFIG و سایر توربین ژنراتورهای بادی:7
مقایسه قابلیت گذار از ولتاژِ کم BDFIG و انواع توربینهای بادی:11
رله و حفاظت در توربینهای بادی:13
دیاگرام تک خطی برای توربین بادی 2 مگاواتی.. 13
الزامات حفاظتی و کنترلی یک توربین بادی:14
آموزش شبکه ی عصبی:16
الگوریتم آموزش... 16
شبیه سازی حالت کار عادی:18
شبیه سازی حالت کار ترکیبی.. 18
پیش پردازش الگوی آموزشی:18
ساختار شبکه ی عصبی-فازی:18
بررسی عملکرد رله ی دیفرانسیل.. 19
طراحی حفاظت رله ای توربین 2 مگاواتی:21
سیستم حفاظت روتور:23
مقایسه ساختارهای گوناگون مزارع بادی با اتصال ACیا DCبه شبکه از دیدگاه اضافه ولتاژهای ناشی از برخورد صاعقه :24
اتصالات و ساختارهای مزارع بادی:25
بررسی اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه:30
شبیه سازی ساختارها و نتایج:31
بررسی اضافه ولتاژهای تولیدی بر روی دریچه های سیستم انتقال DCمبتنیبر VSC:36
مدلسازی، شبیه سازی و کنترل نیروگاه بادی ایزوله از شبکه:41
مدلسازی توربین بادی:41
مدل توربین ایدهآل:41
توربین بادی محور افقی با جریان حلقوی پره ها:43
مدل پره ها درت وربینهای چند پره ای:45
روابط کامل مدل توربین (باجریانهای گردشی باد):46
اثر تعداد پره ها بر عملکرد بهینه توربین بادی:47
شبیه سازی نیروگاه بادی:48
استفاده از ادوات FACTS به منظور بهبود پایداری ولتاژ گذرای توربینهای بادی مجهز به ژنراتور القای یازدو سوتغذیه (DFIG)52
سیستم نمونۀ موردمطالعه:53
پاسخ مزرعۀ باد قبلو بعد از جبرانسازی:54
مقایسۀ ژنراتورهای القایی و سنکرون:55
تأثیر سرعت باد بر پایداری ولتاژ:57
اهمیت پشتیبانی راکتیو شبکه:59
مقایسۀ STATCOM و کندانسور سنکرون:60
تأثیر الحاقباتریبه STATCOM:62
توربینهای سرعت ثابت و DFIG درکنار هم:63
مدلسازی توربین بادی دارای DFIG:64
بلوک ژنراتور القایی و کانورترسمتروتور:65
بلوک کانورتر سمت شبکه:66
پاسخ یک مزرعۀ بادباد و نوع توربین:67
نتیجه گیری:70
مراجع:72
میزان‌سازی تنظیم کننده‌های ولتاژ ژنراتورهای سنکرون با به کارگیری مدل ژنراتور درون خطی (on-line generator)
چکیده
تنظیم، رگولاتورهای ولتاژ اتوماتیک برای کنترل ولتاژ ژنراتورهای یک سیستم قدرت در بسیاری وضعیت ها برای حالت مدار باز یک ژنراتور سنکرون انجام شده است. معادلات اساسی ماشین های الکتریکی و همچنین اندازه گیری های دقیق نشان داده است که AVR ها در حالتی که به شبکه متصل هستند و تحت بار نامی کار می کنند بکلی رفتار متفاوتی نسبت به حالتی که مدار باز هستند از خود نشان می دهند. این مقاله روشی را برای تنظیم یک AVR تحت بار نامی ارائه کرده و سپس مقایسة حالت گذرا را در ولتاژ ترمینال در حالت متصل به شبکه و open-circuit می پردازد.
موضوع مورد مطالعه نصب یک ژنراتور در calgorcg ، Canada بود و در آن مشاهده کردیم که هنگامی که یک AVR را در حالتی که به شبکه متصل است تنظیم می کنیم بهبودی بیشتری در میرایی حالت گذرا حاصل می شود. همچنین در این حالت در انتقال توان نیزف میرایی بیشتری در در حالت گذرا حاصل می شود.
1. مقدمه
در بسیاری از مواقع، رگولاتورهای ولتاژ در نیروگاه ها برای ایجاد میرایی قابل توجه برای شرایط گذرا در حالت مدار باز نصب می شوند، در بسیاری از مواقع، در این رویه میزان سازی لازم است که ابتدا هم خود AVR و هم ژنراتور سنکرون را بر روی یک کامپیوتر آنالوگ و یا دیجیتال مدل کنیم (همانند شکل 1) تنظیمات مربوط به AVRها معمولاً در نیروگاه و در حین تصدی فازهای ژنراتور و کنترل کننده ها، انجام می گیرد.
شکل 1) بلاک دیاگرام مربوط به مدل مدار باز یک ژنراتور به منظور تنظیم AVR ها
با کمی تلاش می توان ای ن روش تنظیم سازی در شرایط مدار باز را به گونه ای به کار بریم که بتوانیم با کمک آن AVR ها را تحت بار نیز تنظیم کنیم. اگر AVR های مدار باز تأثیر منفی بر روی عملکرد سیستم هنگام فعالیت در حالت مدار بسته نداشته باشد نیازی به اعمال تغییر بر روی تنظیمات AVR نداریم اما اگر نوسانات سیستم همچنان تداوم داشته باشد، هنگامی که بار ژنراتور در حال کاهش است و یا هنگامی که یک خط اتصال و یا یکی از بارها غالب هستند. آنگاه این به منزلة تنظیم نبودن AVR می باشد در چنین شرایطی معمولاً بواسطه چندین فیدبک حول ژنراتور سعی در پایدارسازی سیستم میکنند. این فیدبک ها که مشتمل بر پایدارسازی های قدرتی هستند در سالهای اخیر عنوان بسیاری از مقالات در این زمینه بوده که از بین آنها نتایج بسیاری قدرتی هستند در سالهای اخیر عنوان بسیاری از مقالات در این زمینه بوده که از بین آنها نتایج بسیار مثبتی نیز اخذ شده که بکارگیری آن نتایج در هنگام نوسانات سیستم و یا مواقعی که مسأله تداخل مشکلاتی را در سیستم قدرت ایجاد نموده بسیار سودمند بوده است.
word: نوع فایل
سایز:130 KB
تعداد صفحه:14
تدابیر ایمنی فنی هنگام قطع کامل ولتاژ و یا قطع قسمتی از ان
1 – جهت آماده نمودن محل کار هنگام کار با قطع کامل ولتاژ و یا قطع قسمتی از آن بایستی تدابیر فنی زیر را اتخاذ نمود .
الف ) قطع دستگاههای الکتریکی و اتخاذ تدابیری که مانع رساندن ولتاژ( در نتیجه راه اندازی اتوماتیک یا اشتباهی تجهیزات ) به محل کار گردد .
ب ) نصب تابلوهای اخباری
ج ) کنترل منظور حصول اطمینان از نبود ولتاژ در قسمتهای حامل جریان که اتصال زمین روی آنها باید انجام گیرد .
د ) نصب اتصال زمین بالافاصله پس از کنترل و اطمینان از نبود ولتاژ
ه ) محصور نمودن بقیه مناطقی که تحت ولتاژ قرار دارند بستگی به شرایط محلی دارد و می تواند پیش و یا پس از نصب اتصال زمینها انجام گیرد .
2 – در محل کار قمستهای حامل جریانی که روی انها کار انجام نمی شود و هنگام اجرای کار امکان تماس یا اتصال اتفاقی با آنها وجود دارد بایستی بدون برق باشند .
3 – اگر قسمتهای حامل جیان را که تماس یا اتصال با آنها امکان پذیر است نتوان بی برق نمود . در آن صورت بایستی آنان را محصور ساخت . حصارها را باید از مواد عایقی ساخت .
ضرورت و طریقه نصب حصارهای موقتی بستگی به شرایط محل و نحوه کار دارد که توسط مسئول آماده کردن محل کار و سرپرست مسئول تعیین می گردد . نصب حصارها باید با احتیاط کامل در حضور سرپرست مسئول کار انجام پذیرد .حد فاصل مجاز جهت نزدیک شدن به قسمتهای برق دار در نصب حصارها نیز بایستی رعایت گردد نباید کمتر از ارقام زیر باشد .
برای ولتاژ تا 12 کیلو ولت 6/2 متر
برای ولتاژ تا 24 کیلو ولت 8/2 متر
برای ولتاژ تا 36 کیلو ولت 9/2 متر
برای ولتاژ تا 72 کیلو ولت 3 متر
برای ولتاژ تا 100 کیلو ولت 46/3 متر
برای ولتاژ تا 145 کیلو ولت 5/3 متر
برای ولتاژ تا 245 کیلو ولت 5/4 متر
برای ولتاژ تا 300 کیلو ولت 8/4 متر
برای ولتاژ تا 362 کیلو ولت 25/5 متر
برای ولتاژ تا 420 کیلو ولت 5/5 متر
برای ولتاژ تا 525 کیلو ولت 5/7 متر
word: نوع فایل
سایز:16.2 KB
تعداد صفحه:14
ژنراتور با ولتاژ بالا
شرکت ABB اخیرا ژنراتوری با ولتاژ بالا ابداع کرده است . این ژنراتور بدون نیاز به ترانسفورماتور افزاینده بطور مستقیم به شبکه قدرت متصل می گردد . ایده جدید بکار گرفته شده در این طرح استفاده از کابل به عنوان سیم پیچ استاتور می باشد . ژنراتور ولتاژ بالا برای هر کاربرد در نیروگاههای حرارتی و آبی مناسب می باشد . راندمان بالا ، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری ، تلفات کمتر ، تأثیرات منفی کمتر بر محیط زیست ( با توجه به مواد بکار رفته ) از مزایای این نوع ژنراتور می باشد . ژنراتور ولتاژ بالا در مقایسه با ژنراتورهای معمولی در ولتاژ بالا و جریان پائین کار می کند . ماکزیمم ولتاژ خروجی این ژنراتور با تکنولوژی کابل محدود می گردد که در حال حاضر با توجه به تکنولوژی بالای ساخت کابلها میتوان ولتاژ آنرا تا سطح 400 کیلو ولت طراحی نمود . هادی استفاده شده در ژنراتور ولتاژ بالا بصورت دوار می باشد در حالیکه در ژنراتورهای معمولی این هادی بصورت مثلثی می باشد در نتیجه میدان الکتریکی در ژنراتورهای ولتاژ بالا یکنواخت تر می باشد . ابعاد سیم پیچ بر اساس ولتاژ سیستم و ماکزیمم قدرت ژنراتور تعیین می گردد . در ژنراتورهای ولتاژ بالا لایه خارجی کابل در تمام طول کابل زمین می گردد ، این امر موجب می شود که میدان الکتریکی در طول کابل محدود گردد و دیگر مانند ژنراتورهای معمولی نیاز به کنترل میدان در ناحیه انتهایی سیم پیچ نباشد . مزایای زمین کردن کابل سیم پیچ استاتور این است که دیگر خطر کرنا یا تخلیه جزیی ( Partial discharge ) در هیچ ناحیه ای از سیم پیچ وجود ندارد و همچنین ایمنی افراد بهره بردار و یا تعمیرکار افزایش می یابد . سربندیها و اتصالات معمولا در فضای خالی مورد دسترس در محل انجام می گیرد ، بنابراین محل این اتصالات در یک نیروگاه نسبت به نیروگاه دیگر متفاوت می باشد ، اما در هر حال این اتصالات در خارج از هسته استاتور می باشد ، برای مثال اتصالات و سربندیها ممکن است زیر ژنراتور و یا خارج از قاب استاتور ( Stator frame ) انجام گیرد . بدین ترتیب اتصالات و سربندیها ، مشکلات ناشی از ارتعاشات و لرزش های بوجود آمده در ماشین های معمولی را نخواهند داشت .
word: نوع فایل
سایز:6.85 KB
تعداد صفحه:6
رگولاتورهای ولتاژ و مدارات تغذیه
مدارات تغذیه
رگولاتورهای ولتاژ و مدارات تغذیه
تقریباً‌تمام مدارات الکترونیکی ، از مدارات سادة ترانزیستوری و آپ امپ تا سیستم های حساس میکروپرواسسوری و دیجیتالی به یک یا چند ولتاژ dc پایدار نیاز دارند منابع تغذیه رگوله نشده با ترانس – پل – خازن بعلت اینکه ولتاژهای خروجی آنها با جریان بار وولتاژ خط تغییر می کنند و نیز بدلیل اینکه آنها ریپل های 100Hz مهمی دارند . معمولاً کفایت نمی کنند . خوشبختانه ساخت منابع تغذیه پایدار که از فیدبک منفی برای رگوله شده بصورت جامع استفاده می شوند و می توانند با چیپ های رگولاتور ولتاژ مدار مجتمع که تنها به یک منبع ورودی dc رگوله نشده (از یک ترکیب ترانس – پل – خازن ؛ یک باطری ، یا چند منبع دیگر dc ورودی ) و چند المان دیگر نیاز دارند باسانی ساخته می شوند .
در این فصل چگونگی ساخت رگولاتورهای ولتاژ را با استفاده از مدارات مجتمع بخصوص خواهید دید همین روشهای مداری می تواند برای ساختن رگولاتورهای با المان های مجزا به کار رود (ترانزیستورها ، مقاومت ها ، غیره ) اما بعلت موجود بودن چیپ های رگولاتور ارزان با کارائی زیاد ، استفاده از المانهای مجزا در طرح های جدید مزیتی ندارد . رگولاتورهای ولتاژ ما را به حوزة تلف قدرت زیاد وارد می کنند . بنابراین در مورد سینک گرمایی ور وش هایی نظیر «محدود کردن Fold back »برای محدود کردن عملکرد درجه حرارت های ترانزیستور و جلوگیری از صدمه به مدار صحبت خواهیم کرد این روش ها می توانند برای تمام ترتیبات مدارات قدرت شامل تقویت کننده های قدرت نیز استفاده شوند . با دانشی که در اینجا نسبت به رگولاتورها بدست خواهیم آورد قادر خواهیم بود به عقب برگشته و طراحی تغذیه رگوله نشده را به تفصیل بحث نماییم در این فصل به مراجع ولتاژ و آی سی های مرجع ولتاژ که خارج از طرح منبع تغذیه نیز استفاده می شوند نظری خواهیم انداخت .
1-2- مشخصه ها و خصوصیات منابع تغذیه :
بطور کلی میتوان منبع تغذیه ها را از 6 نقطه نظر مختلف طبقه بندی کرد :
1) طبقه بندی از نظر میزان صاف بودن ولتاژ تغذیه
منبع تغذیه صاف نشده ، در این حالت مقداری سیگنال AC برروی ولتاژ تغذیه سوار می شود ، که ولتاژ ریپل نام دارد ( در یکسوسازی تمام موج فرکانس آن دو برابر فرکانس سیگنال AC می باشد )
منبع تغذیه صاف شده ، در این نوع تغذیه مدارهای اضافی برای کاهش دامنه ریپل در نظر گرفته شده است .
2) طبقه بند از نظر تثبیت ولتاژ:
منبع تغذیه تثبیت نشده ( ناپایدار ): در این حالت ولتاژDC صاف شده است . اما مدارهای اضافی برای غلبه بر تأثیرات ناشی از تغییرات بار مصرفی و یا ولتاژ ورودی در نظر گرفته نشده است .
منبع تغذیه تثبیت شده ( پایدار ) : د راین نوع منبع تغذیه ها علاوه بر این که ولتاژDC صاف شده است ، مدارهای اضافی برای غلبه بر تأثیرات ناشی از بار مصرفی ، یا ولتاژ ورودی وجود ندارد .
3) طبقه بندی از نظر میزان محافظت :
منبع تغذیه محافظت نشده : در این حالت منبع تغذیه در مقابل جریان مصرفی بیش از حد ، یا اتصال کوتاه محافظت نشده است .
منبع تغذیه محافظت شده : این نوع منبع تغذیه ها در مقابل افزایش بیش از حد جریان مصرفی ، و یا اتصال کوتاه محافظت شده اند .
محافظت در مقابل افزایش بیش از حد ولتاژ تغذیه : در این حالت بار مصرفی در مقابل افزایش ولتاژ، تغذیه ناشی از تثبیت کننده ولتاژ ، محافظت شده است .
4) طبقه بندی از نظر چگونگی عملکرد :
منبع تغذیه سوئیچینگ این نوع منبع تغذیه ها با استفاده از روش سویئیچینگ کار می کنند ( معمولاً با فرکانسی بالاتراز 50 کیلوهرتز )
5)طبقه بندی از نظر پیاده سازی مدار :
مدار گسسته : در مدارهای تثبیت کننده این نوع منبع تغذیه ها از مدارهای گسسته (مثلاً ترانزیستور) استفاده شده است .
مدار مجتمع :در تثبیت کننده این منبع تغذیه ها از مدارهای مجتمع استفاده شده است .
مدار ترکیبی : در طبقه تثبیت کننده این نوع منبع تغذیه ها هم از مدار گسسته ، و هم از مدار مجتمع (آی سی ) استفاده شده است .
5) طبقه بندی از نظر ولتاژ یا جریان خروجی :
الف) جریان بالا ب) جریان پایین ج) ولتاژ بالا د) ولتاژ پایین
با توجه به اینکه ما با تعدادی از آشکارترین مشخصه های منبع تغذیه ها مانند ولتاژ ورودی ، ولتاژ خروجی ، حداکثر جریان بار مصرفی و مانند آن آشنا می باشیم و. در اینجا مشخصه های دیگری ذکر می شود که ممکن است چندان برایمان اشنا نباشند :
الف ) بازده : در حالت ایده آل باید تمام توان دریافتی از منبع AC به صورت توان قابل مصرف در خروجی منبع تغذیه مصرف می شود ،بنابراین بازده منبع تغذیه را می توان به صورت زیر تعریف کرد :
100×(توان ورودی AC / توان خروجی dc) = بازده
ب )ریپل :ریپل سوار شده برروی ولتاژ DC خروجی منبع تغذیه بر حسب واحدهای مختلفی مانند r.m.s پیک به پیک ولتاژ و یا به صورت ضریب ریپل بیان می شود :
= ضریب ریپل
که Vr معادل r.m.s ولتاژ ریپل و Vo ولتاژDC خروجی است .
ج) حذف ریپل : بینانگر قابلیت تثبیت کننده یا مدار صافی در کاهش سیگنال AC سوار شده می باشد میزان حذف ریپل معمولاً بر حسب دسی بل بیان می شود .
= حذف ریپل
که Vri و Vro معادل r.m.s ( یا پیک به پیک ) ولتاژ ریپل در وردی و خروجی فیلتر صاف کننده ولتاژ یا مدارتثبیت کننده می باشد .
= تثبیت کنندگی نسبت به بار مصرفی
که Vof معادل و لتاژ خروجی DC در حالتی است که بار مصرفی به مدار اعمال شده باشد Von نیز معادل ولتاژ خروجی DC بدون بار مصرفی می باشد .
هـ) تثبیت کنندگی نسبت به خط AC: این مشخصه معادل نسبت تغییرات ولتاژDC خروجی بر واحد به تغییرات AC ورودی بر واحد می باشد و به صورت زیر تعریف می شود :
تثبیت کنندگی نسبت به خط AC
که Voh, Vih به ترتیب بیانگر و لتاژهای AC ورودی و DC خروجی در حالتی می باشند که ولتاژ AC ورودی در حداکثر مقدار خود قرار دارد .Vo,Vi نیز به ترتیب بیانگر ولتاژهای AC ورودی و DC خروجی در حالتی می باشند ، که ولتاژ AC ورودی در حداقل مقدار خود قرار دارد .
و ) امپدانس خروجی : که معادل تغییرات ولتاژ خروجی نسبت به تغییرات جریان خروجی می باشد تغییرات جریان خروجی در اثر تغییر در توان بار مصرفی ایجاد می شود بنابراین رابطه امپدانس خروجی تقویت کننده به صورت زیر خواهد بود .
= امپدانس خروجی
که Von , Vof به ترتیب ولتاژ خروجی در حالتهای حداکثر بار مصرفی و بدون بار مصرفی می باشند و Iof نیز جریان خروجی در صورت اعمال حداکثر بار مصرفی می باشد