مقدمه

اهمیت انجام بررسی های حالات گذرا، برای طراحان سیستم قدرت کاملاً آشکار است سیستم قدرت معمولاً در حالت دائم یا حالت شبه دائم کار می کند ولیکن این سیستم باید به گونه ای طراحی شود که در برابر بدترین تنش های ممکن نیز ایستادکگی کند. این تنش ها معمولاً در حین بروز حالت های گذرا در سیستم های قدرت پیش می آید. بدین لحاظ مهندسان اهمیت انجام بررسی ها و محاسبات مربوط به حالت های گذرا را، هم تراز و هم سنگ با مطالعات و بررسی های انجام شده در حالت دائم می دانند[۱۵۰]. PETERSON مجموعه ای از کارهای اولیه انجام شده در این رابطه را که در نیمه اول قرن بیستم انجام شده، در قسمت مراجع کتاب خود جمع آوری کرده است[۱۴۰].

طرح بسیاری از اجرای سیستم قدرت با توجه به شرایط ایجاد شده بعلت بروز حالت های گذرا است[۱۴۲]. این مسئله در مورد ترانسفورماتورهای قدرت نیز صادق است . شبکه هایی که دارای سطوح ولتاژ متناوب اند توسط ترانسفورماتور های قدرت به یکدیگر ارتباط می یابند، خروج آنها از شبکه به هر علت که باشد باعث اختلال در کار شبکه و موجب ضررهای اقتصادی است.لذا بررسی حالات گذاری ترانسفورماتور برای سازندگان آن ضروری است.

جهت انجام این نیاز به داشتن مدل هائی است که مهندس طرح به کمک آنها بتواند در مرحله طراحی امکان بروز اضافه ولتاژ و میزان تنش الکتریکی بر روی عایق ها را بررسیی نماید. طبیعتاً هر مدلی دارای حوزۀ اعتبار خاصی است. مثلاً مدل ترانسفورماتور جهت محاسبات اتصال کوتاه نمی تواند جهت محاسبات تلفات بکار رود.

با توجه به اغتشاشات موجود در شبکه ،معمولاً از طرف طرح، حد فرکانسی خاصی به عنوان حد اعجاز فرکانسی مدل مطرح می گردد. مثلاً جهت بررسی حالات گذرای ناشی از پدیده کلید زنی ،۲۵کیلو هرتز و برای بررسی حالت های مربوط به برخورد صاعقه به سیم پیچ،۲۵۰کیلوهرتزی،به عنوان حد اعتبار فرکانسی در نظر گرفته می شود]۳۸[.

در هنگام عملیات کلید زنی ، در پست های SF6 اضافه ولتاژ بوجود می آیند که به علت ابعاد کوچک تجهیزات این پست ها و همچنین خواص ویژه گازSF6 ،دارای مولفه های فرکانسی در حوزه مگاهرتز هستند [۲۳][۸۳] .این اضافه ولتاژ، اضافه ولتاژ حالت های گذری خیلی سریع نامیده می شوند. با افزایش روز افزونکاربرد این پست ها ، طراحان احتیاج به مدلهائی دارند که در حوزۀ فرکانسی مگاهرتز نیز معتبر باشند.

بعلاوه با افزایش قدرت ترانسفورماتورها و بزرگ شدن ابعاد آنها، فرکانس های طبیعی ترانسفورماتورها کاهش یافته است[۱۲۸] .به همین خاطر نرخ خطای ترانسفورماتورهایEHV بزرگتر از ترانسفورماتورHVاست. برای مثال،نرخ خطا برای ترانسفورماتورهای ۷۶۵KV،۲٫۳% به ازای سال بر فاز می باشد که خیلی بیشتر از نرخ خطای مربوط به ترانسفورماتورهای  ۳۴۵KV (0.7% به ازای سال بر فاز)  است[۳۸].

بنابراین هم اکنون در مرحله طراحی احتیاج به مدلی است که به کمک آن بتوان نحوه رفتار سیم پیچ ترانسفورماتور قدرت را در برابر تحریک های گوناگون در یک حوزۀ فرکانسی وسیع (از ۱۰ کیلو هرتز تا چندین مگاهرتز) بررسی نمود. این موضوع هدف این رساله می باشد، یعنی همانگونه که از عنوان رساله بر می آید، مدل سازی سیم پیچ ترانسفورماتور جهت بررسیهای حالات گذری خیلی سریع.

فهرست مطالب

فصل اول

مقدمه                                                                                                   ۱

• حالت های گذاری سریع و خیلی سریع ۱

۱٫۲ تاریخچه                                                                                           ۳

۱٫۳ بررسی تحقیقات انجام شده                                                                      ۶

۱٫۳٫۱ دیدگاه فیزیکی                                                                                 ۷

۱٫۳٫۲ دیدگاه جعبه سیاه(Black-Box)                                                            ۱۱

فصل ۲

بررسی رفتار سیم پیچ همگن                                                                         ۱۴

۲٫۱ روش تحلیلی بررسی سیم پیچ همگن                                                           ۱۴

۲٫۲بررسی اثر هسته                                                                                   ۱۸

۲٫۳ بررسی رفتار هستۀ یک سیم پیچ مدل                                                          ۲۲

فصل ۳

بررسی روش های مدل سازی برای مطالعات VFTO                                               ۲۸

دیدگاه جعبه سیاه                                                                                     ۲۸

دیدگاه فیزیکی                                                                                         ۲۹

۳٫۱ بررسی روش های مدل سازی جعبه سیاه                                                       ۲۹

۳٫۱٫۱ روش تحلیلModal                                                                           ۳۱

۳٫۱٫۲ روش Pole – Removal                                                                    ۳۴

۳٫۱٫۳ انتخاب مناسب ترین روش مدل سازی جعبه سیاه                                           ۳۵

۳٫۲ بررسی روش های مدل سازی فیزیکی                                                          ۳۷

۳٫۲٫۱ مدل خط انتقال چند فازه                                                                     ۳۸

دستگاه معادلات دیفرانسیل                                                                           ۳۸

مدل مشروح (Detailed)                                                                            ۳۹

مقادير ويژه مدل مشروح                                                                              ۴۲

انتخاب مناسب ترين مدل هاي فيزيكي                                                              ۴۴

فصل ۴

محاسبه پارامترهاي مدل مشروح (Detailed)                                                      ۴۷

روش هاي نظري                                                                                       ۴۷

روش هاي عملي                                                                                       ۴۸

روش هاي تحليلي –تقريبي تعيين پارامترها                                                         ۴۹

تعيين اندوكانس خودي و متقابل                                                                     ۴۹

تعيين ظرفيت هاي الكتريكي                                                                         ۵۲

تعيين مقدار مقاومت                                                                                   ۵۵

تلفات در هسته                                                                                         ۵۵

تلفات در پنجره ترانسفورماتور                                                                         ۵۶

تلفات عايقي                                                                                            ۵۶

مقاومت سري                                                                                          ۵۷

مقاومت موازي(Ri)                                                                                     ۶۰

مقايسه اي با روش هاي معمول تخمين پارامترها                                                    ۶۱

فصل ۵

روش و  نتایج اندازه گیری                                                                             ۶۱

۵٫۱ آزمونه                                                                                              ۶۱

۵٫۲ اندازه گیری در حوزه زمان                                                                       ۶۵

۵٫۳ اندازه گیری در حوزه فرکانس                                                                    ۶۶

۵٫۳٫۱ اندازه گیری تابع امپدانس (f)Z                                                               ۶۸

۵٫۳٫۲ اندازه گیری تابع انتقال ولتاژ سیم پیچ فشار قوی                                            ۷۱

۵٫۳٫۳ اندازه گیری (f)a سیم پیچ واژگون و درهم                                                  ۷۵

۵٫۳٫۴ محاسبه  (f)a از اندازه گیری Z(f)                                                           ۷۸

فصل ۶

مدل سازی سیم پیچ فشار قوی به صورت یک جعبه سیاه                                          ۸۱

۶٫۱ شناسایی قطب ها و صفرهای Z(f)                                                             ۸۱

۶٫۲شناسایی قطب ها وصفرهای(f)a                                                                 ۸۴

۶٫۳ مقایسه اندازه گیری های حوزه زمان با شبیه سازی                                            ۸۸

فصل ۷

مدل مشروح سیم پیچ فشار قوی                                                                     ۹۰

۷٫۱ تعیین پارامترهای مدل مشروح سیم پیچ فشار قوی                                            ۹۰

۷٫۱٫۱ محاسبه مقاومت های سری                                                                    ۹۰

۷٫۱٫۲ محاسبه اندوکتانس های خودی و متقابل                                                     ۹۲

۷٫۱٫۳ محاسبه ظرفیت ها                                                                             ۹۳

۷٫۱٫۴ محاسبه مقاومت های موازی                                                                   ۹۴

۷٫۲ شبیه سازی مدل مشروح و مقایسه آن با اندازه گیری های حوزه فرکانس                    ۹۶

فصل ۸

۸٫۱ بررسي اضافه ولتاژ ها در حوزه ي فركانسي مگاهرتز                                           ۹۹

۸٫۲ توسعه مدل مشروح، مدل هايبريد                                                               ۱۰۱

۸٫۲٫۱ مدل سازي يك زوج ديسك درهم                                                            ۱۰۱

۸٫۲٫۲ مدل سازي يك زوج ديسك واژگون                                                          ۱۰۶

۸٫۲٫۳ مدل سازي سيم پيچ فشار قوي                                                               ۱۰۹

شكل ۸٫۱٫۳ : مدل هايبريد سيم پيچ فشار قوي                                                     ۱۱۱

شكل ۸٫۱٫۴ : نتيجه شبيه سازي مدل هايبريد                                                      ۱۱۲

شكل ۸٫۱٫۵ : يك تركيب از سيم پيچ فشارقوي اصلي و تنظيم ولتاژ                               ۱۱۴

شكل ۸٫۱٫۶ : تابع انتقال ولتاژ سيم پيچ فشار قوي اصلي و تنظيم ولتاژ                           ۱۱۴

فصل ۹

نتيجه گيري                                                                                            ۱۱۵

۹٫۱ مقدمه                                                                                             ۱۱۵

۹٫۲ دستاوردها                                                                                         ۱۱۶

۹٫۳ نگاهي به آينده                                                                                    ۱۱۹

شما هم اکنون با داشتن رمز دوم کارت عابر خود و پرداخت اینترنتی می توانید بلافاصله پس از پرداخت این فایل را دریافت کنید و مطالعه این محصول با ارزش را شروع کنید .