دانلود مقاله بررسی توان اکتیو، توان راکتیو ، ضریب توان و انرژی الکتریکی در محیط های هارمونیکی

چکیده:

هزینه دریافت شده توسط تولید کننده انرژی که در مقابل برق مصرف شده توسط مصرف کننده (بار الکتریکی) دریافت می گردد بر اساس انتگرال توان اکتیو اندازه گیری شده به کمک اندازه‌گیرهای انرژی (وات ساعت متر) استوار است. بدلیل موجود بودن توان اکتیو و راکتیو هارمونیکی در سیستم قدرت، توان کل جذب شده توسط بارهای هارمونیکی کمتر از توان مؤلفه اصلی است. بر این اساس، تولید کننده انرژی، هزینه کمتری را از بارهای الکتریکی هارمونیکی (بارهای الکتریکی که تولید هارمونیکی در سیستم قدرت می کنند) طلب می کند. در مورد بارهای الکتریکی خطی، توان کل جذب شده توسط این بارها بیشتر از توان مؤلفه اصلی است، بنابراین بارهای خطی در محیط های هارمونیکی هزینه بیشتر در مقابل آنچه مصرف می کنند می پردازند. در این مقاله پیشنهاد می گردد که هزینه توان مصرف کنندگان بزرگ صنعتی براساس توان مؤلفه اصلی محاسبه گردد. مچنین بارهای غیر خطی هارمونیک زا تا حدی ملزم به پرداخت جریمه آلودگی سیستم قدرت گردند.

مقدمه:

روشهای متفاوت جهت محاسبه توان راکتیو در یک محیط هارمونیکی وجود دارد. محققین متعددی سعی در ارائه الگوریتمهای مناسب و اثبات علمی و عملی نظریه خود را موضوع فوق نموده اند. مهمترین تعریفهای ارائه شده برای توان راکتیو هارمونیکی تعریف های بودیانو، فریز و کاستر ـ مور می باشد .

اندازه گیری توان راکتیو با هدف محاسبه ضریب توان حائز اهمیت می باشد. ضریب توان یک سیستم قدرت، میزان بهره‌وری شبکه از دید انرژی مصرفی و تلفات آن شبکه می باشد. لذا با پذیرش ضریب توان بعنوان معیار ضریب بهره وری سیستم، هدف اصلی محاسبه این پارامتر است نه توان راکتیو.

جزوه گردآوری سیستمهای انتقال جریان انعطاف پذیر (ادوات فکتس)

انواع مختلف ادوات فکتس در این مجموعه ارائه شده است همچنین سرفصلهای وصوب این درس در این جزوه به طور کامل آمده است این مجموعه شامل 72 صفحه به فرمتpdfمیباشد.و شامل انواع جبران کننده ها از نوع سری- موازی- سری موازیSTATCOM-SSG-TCSC-SSSC-TCSR-TSSC-TSSR-UPFC-TCPST-وانواع روشهای محاسباتی برای تمامی انواع مختلف میباشد این جزوه مفید را به تمام دانشجویات تحصیلات تکمیلی مهندسی برق قدرت و مهندسان شاغل در صنعت برق توصیه مینمایم.

پاورپوینت-ppt- خازنها و بانک خازنی- در 30 اسلاید-powerpoint

خازن[۱] یا انباره عنصری دوسر و پسیو است که انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کند. انواع مختلفی از خازنها وجود دارد اما همه آنها حداقل دو هادی که توسط یک عایق از یکدیگر جدا شده اند را در ساختار خود دارند [۲]. هادی ها می توانند از جنس فلز یا الکترولیت باشند. عایق دی الکتریک نیز که برای افزایش ظرفیت خازن استفاده می شود می تواند از جنس شیشه، سرامیک، پلاستیک، میکا، کاغذ و … باشد. خازنها به همراه مقاومت‌ها، در مدارات تایمینگ استفاده می‌شوند. همچنین از خازن‌ها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می‌شود. از خازن‌ها در مدارات به‌عنوانفیلتر هم استفاده می‌شود. زیرا خازن‌ها به راحتی سیگنالهای متناوب را عبور می‌دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم می‌شوند.

خازن المان الکتریکی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود ذخیره کند. انواع خازن در مدارهای الکتریکی بکار می‌روند. خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند.

با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می‌شود؛ برای ایجاد میدانهای الکتریکی یکنواخت می‌توان از خازن استفاده کرد. خازنها می‌توانند میدانهای الکتریکی را در حجم‌های کوچک نگه دارند؛ به علاوه می‌توان از آنها برای ذخیره کردن انرژی استفاده کرد.

ظرفیت خازن

ظرفیت معیاری برای اندازه‌گیری توانایی نگهداری انرژی الکتریکی است. ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است. باید گفت که ظرفیت خازن‌ها یک کمیت فیزیکی‌ست و به ساختمان خازن وابسته‌است و به مدار و اختلاف پتانسیل بستگی ندارد.

واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است. ۱ فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می‌باشد. بنابراین استفاده از واحدهای کوچک‌تر نیز در خازنها مرسوم است. میکروفاراد (µF)،نانوفاراد (nF) و پیکوفاراد (pF) واحدهای کوچک‌تر فاراد هستند.

نسبت مقدار باری که روی صفحات انباشته می‌شود بر اختلاف پتانسیل دو سر باتری را ظرفیت خازن (C) گویند؛ که مقداری ثابت است.

در این رابطه:

C= ظرفیت خازن بر حسب فارادQ= بار ذخیره شده برحسب کولنV= اختلاف پتانسیل دو سر مولد برحسب ولتε0= قابلیت گذر دهی خلا است که برابر است با: k(بدون یکا) = ثابت دی‌الکتریک است که برای هر ماده‌ای فرق دارد. تقریباً برای هوا و خلأ 1=K است و برای محیطهای دیگر مانند شیشه و روغن ۱A= سطح خازن بر حسب d=فاصله بین دو صفه خازن بر حسب متر(m)

چند نکته

آزمایش نشان می‌دهد که ظرفیت یک خازن به اندازه بار (q) و به اختلاف پتانسیل دو سر خازن (V) بستگی ندارد بلکه به نسبت q/v بستگی دارد.بار الکتریکی ذخیره شده در خازن با اختلاف پتانسیل دو سر خازن نسبت مستقیم دارد.ظرفیت خازن با فاصله بین دو صفحه نسبت عکس دارد.ظرفیت خازن با مساحت هر یک از صفحات و جنس دی‌الکتریک (K) نسبت مستقیم دارد.

به عبارت ساده انرژی ذخیره شده در یک خازن یک فارادی ۲۲۰ ولتی می‌تواند یک مصرف کننده ۶،۷۲۲ وات بر ساعت را به مدت یک ساعت روشن کند .

و یا انرژی ذخیره شده در یک خازن یک فارادی ۱۲ ولتی می‌تواند یک مصرف کننده ۰،۰۲ وات بر ساعت را به مدت یک ساعت روشن کند ( مثلا یک LED لامپ ۲۰ میلی وات ) .

به طور معمول در صنعت به دلیل وجود موتور های الکتریکی خاصیت  سلفی وجود دارد و همانطور که می دانید این خاصیت سلفی باعث پایین امدن ضریب قدرت شبکه میشود که نتیجه آن این است که مقداری از جریان که مصرف کننده از شبکه میگیرد غیر مفید باشد و مصرف نشود و به صورت مرتب بین شبکه و سلف که در موتور استفاده شده رد و بدل شود .

البته این به این معنی نیست که بخواهیم این جریان را با خازن گذاری خذف کنیم نه , این جزو ماهیت و ذات سلف است که مقداری از انرژی را به صورت میدان در خود ذخیره و در نیم سیکل بعد به شبکه پس دهد ما برای رفع مشکل همراه بود جریان غیر مفید با جریان مفید را با موازی کردن خازن رفع می کنیم به این صورت که جریان غیر مفید به جای اینکه از ابتدای شبکه به سمت مصرف کننده بیاید از سمت خازن و مسیر کوتاه که باعث اتلاف توان نشود به سمت سلف می اید.همانطور که میدانید سلف و خازن با هم 90 درجه اختلاف فاز دارن و به همین دلیل جریان هم مدام بین سلف خازن رد و بدل می شود.

حال مزایایی که این کار برای ما دارد رو بررسی میکنیم. خازن گزاری رو میگم.

1-کاهش سطح مقطع سیم و کابل بدلیل حذف جریان غیر مفید

2-کاهش تلفات مسیر

3-کاهش هزینه برق مصرفی

حال بررسی میکنیم در چه مواردی خازن گزاری به ما کمک میکند تا مشکل را حل کنیم.

1-اگر ضریب قدرت تاسیسات الکتریکی ساختمان از 0.85  پایین تر باشد باید به شرکت برق منطقه ای جریمه برق را پرداخت نمود پس برای بالا اوردن ضریب قدرت باید خازن گزاری کنیم.

2-اگر تلفات تاسیسات به دلیل پایین بودن ضریب قدرت بالا باشد با یک محاسبه ساده می توان فهمید که با خازن گزاری ضرف مدت کوتاهی تمام هزینه ها جبران شده و از آن به بعد سود محسوب میشود.

3-در صورتی که قسمتی از تاسیسات بار اضافی داشته باشد و تقلیل امپراژ مد نظر باشد.

4-اگر قرار باشد ماشین الات جدیدی به شبکه ای که ظرفیت ان پر شده اضافه شود.

5-و………….

برای محاسبه قدرت خازن نیاز به ضریب قدرت فعلی سیستم داریم که آن را از راه های زیر بدست می اوریم.

1-چنانچه تاسیات دارای کنتور اکتیو و راکتیو باشد از روی قبض میزان مصرف اکتیو وراکتو را خوانده و از فرمول زیر ضریب قدرت را بدست می آوریم

نکته قبض ها را در یک دوره یکساله بررسی میکنیم بعد میانگین اکتیو و راکتیو را در فرمول قرار میدهیم.

روش دوم :

چنانچه تاسیسات فقط دارای یک کنتور اکتیو باشد طبق فرمول زیر عمل میکنیم.

تحقیق جامع در زمینه بانک خازنی (بصورت WORD )

این فایل بصورت ورد و در 50 صفحه بصورت کامل و با دیاگرام و جداول تمام مسایل مربوط به بانک های خازنی را تشریح و در طراحی و ساخت آن یاری می کند مختصر چکیده در زیر آمده است:

هر چه بار مصرفی در شبکه الکتریکی بیشتر اندکتیو باشد توان راکتیو بیشتری در شبکه بایستی جاری شود و اختلاف فاز بین شدت جریان و فشار الکتریکی بیشتر می شود البته در ایده آل ترین شرایط این اختلاف فاز صفر بوده و نتیجتا توان ظاهری، یعنی حاصل ضرب شدت جریان الکتریکی و فشار الکتریکی، با توان حقیقی یا توان اکتیو برابر می شود اما در حالت کلی همواره توان ظاهری از توان حقیقی بیشتر بوده و نسبت ایندو ضریب قدرت (cosφ) است . . .