الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 58000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
حالتهای گذرا در سیستمهای قدرت ۳ امواج سیار
شماره
۲۴
کد مقاله
ELC24
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
حالتهای گذرا در سیستمهای قدرت – فصل ۳ – امواج سیار
نام انگلیسی
Transients in Power Systems – Travelling waves
تعداد صفحه به فارسی
۵۲
تعداد صفحه به انگلیسی
۲۶
کلمات کلیدی به فارسی
سیستمهای قدرت
کلمات کلیدی به انگلیسی
Power Systems
مرجع به فارسی
دانشگاه تکنولوژی دلفت ، هلند
مرجع به انگلیسی
Delft University of Technology, Netherlands
کشور
هلند
حالتهای گذرا در سیستمهای قدرت ۳ امواج سیار
فصل ۳
امواج سیار
سیستمهای قدرت بعنوان سیستمهای بزرگ و پیچیده بشمار می‌آیند، اما برای آنالیز حالت ثابت، طول موج جریان‌های سینوسی و ولتاژها در مقایسه با ابعاد فیزیکی شبکه هنوز بزرگ می‌باشند- برای فرکانس قدرت Hz-50، طول موج km6000 است. برای آنالیز ثابت، شاخص عناصر متمرکز، برای اغلب موارد کفایت دارد. با این وجود، برای آنالیز گذار، چنین موردی وجود نداشته و زمان سیر امواج الکترومغناطیسی را می‌بایست بحساب آورد. بطور مثال، شاخص متمرکز، یک خط انتقال اورهد بوسیله بخشهای-pi برای زمان سیر امواج الکترومغناطیسی به حساب نمی‌آید، همانگونه که می‌توان این امر را به سادگی از شکل ۱-۳ مشاهده نمود.
به هنگامی‌که نسبت به وجود آوردن شاخصی از خط انتقال اورهد یا یک کابل ولتاژ بالا به وسیله تعدادی از بخشهای-pi اقدام می‌کنیم، لازم است تا خصیصه‌های میدان الکتریکی در یک مقاومت خازنی و القایی را به حساب آورده و این المانها را با سیم‌های بدون اتلاف متصل نمائیم.
به هنگامی‌که سوئیچ S بسته گشت، یک جریان الکتریکی به سمت اولین مقاومت القایی جریان یافته و اولین مقاومت خازنی را تغییر می‌دهد. تجمع بار الکتریکی بر روی باعث بوجود آمدن ولتاژی می‌گردد که باعث سیر یک جریان به سمت N2 می‌شود. این جریان باعث ایجاد بار الکتریکی در C2، بوجود آمدن یک ولتاژ در امتداد C2، سیر یک جریان در L3 و غیره می‌شود. چنین مواردی از استدلال نشان می‌دهد که بروز اختلالی در یک طرف شبکه بخش-pi فورا در انتهای دیگر شبکه حس می‌گردد. ما از تجارب بدست آمده دانستیم که چنین روالی معمولا به هنگامی‌که یک منبع به خط انتقال متصل می‌شود روی نمی‌دهد. بر این اساس، زمان خاصی مورد نیاز می‌باشد قبل از آنکه امواج جریان و ولتاژ به انتهای خط برسند.
داشتن شاخص خطوط اورهد و کابلهای زیرزمینی به وسیله عناصر متمرکز کمک چندانی در فهم پدیده امواج نمی‌نماید، چرا که امواج الکترومغناطیسی دارای زمان سیر می‌باشند. تنها در زمانی که ابعاد فیزیکی بخش خاصی از سیستم قدرت کوچک باشند، در مقایسه با طول موج حالتهای گذرا، زمان سیر امواج الکترومغناطیسی را می‌توان نادیده گرفت و بر این اساس شاخص عنصر متمرکز بخش خاصی از سیستم قدرت را می‌توان برای آنالیز کامل مورد استفاده قرار داد.
شکل ۱-۳٫ شاخص عنصر- متمرکز یک خط انتقال دو سیمی
در صورتی که زمان سیر جریان و امواج ولتاژ را به حساب آوریم و خواسته باشیم خصیصه‌های میدان مغناطیسی را با استفاده از ویژگی مقاومت خازنی و خصیصه‌های میدانی مغناطیسی را از طریق ویژگی مقاومت القایی مورد سنجش قرار دهیم، ما این موارد را بنام مقاومتهای خازنی و القایی توزیعی می‌خوانیم. یک خط انتقال اورهد، یک شمش برق، یا یک کابل زیرزمینی دارای ابعاد فیزیکی خاصی بوده و از اینرو اقلام کلی القایی، خازنی و مقاومتی بنظر با توجه به اندازه آنها بصورت مساوی توزیع شده اند. به هنگامی‌که ما با عناصر یا پارامترهای توزیع شده کار می‌کنیم، می‌بایست این نکته را درک نمائیم که جریانها و ولتاژهای ورودی، بطور مثال، یک خط به صورت الزامی‌از ارزش مساوی، در امتداد کل طول خط در وهله زمانی یکسان، برخوردار نمی‌باشد.
حالتهای گذرا در سیستمهای قدرت ۳ امواج سیار
۱-۳ سرعت امواج سیر کننده و امپدانس ماهیتی
در صورتی که یک منبع ولتاژ به یک خط انتقال دو سیمه در متصل شود (به شکل ۲-۳ مراجعه شود)، آن خط بوسیله منبع ولتاژ دارای بار الکتریکی خواهد گردید. پس از یک دوره کوتاه زمانی ، تنها بخش کوچک از خط بصورت همزمان بوسیله بار الکتریکی دارای بار خواهد شد. این بار، بصورت مساوی در امتداد پاره خط توزیع گردیده، که موجب بروز میدان الکتریکی در اطراف این پاره خط شده و جریان یا سیر این بار میز موجب بروز میدان مغناطیسی در امتداد پاره خط خواهد شد.
…
۲-۳ مضامین انرژی امواج سیار
یک موج الکترومغناطیسی شامل انرژی می‌باشد. این انرژی در میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی ذخیره می‌گردد. پاره خط کوچک در شکل ۳-۳ دارای مقاومت خازنی می‌باشد و بار کسب شده آن تا ولتاژ خواهد بود. برای اتصالات انرژی الکتریکی پاره خط در زمان ، می‌توان بصورت ذیل نوشت:
…
۳-۳ تضعیف و اعوجاج امواج الکترومغناطیسی
تاکنون ما به خط انتقال بعنوان موردی اشاره کرده‌ایم که اصطلاحا به نام خط بدون اتلاف خوانده می‌شود، که بدان معنا است که اقلام زیر به حساب نیامده است:
مقاومت سری رساناها
تاثیر پوستی فرکانس‌های بالاتر
اتلاف در رسانای دی‌الکتریک بین سیمها در یک کابل فشار قوی
جریان‌های نشتی در امتداد عایقهای رشته‌ای
تاثیر مقاومت زمینی
اتلاف‌های کورونا و موارد دیگر
بمنظور شامل نمودن چنین اتلافهایی در آنالیز، ما یک مقاومت سری R و یک مقاومت القایی موازی G را در نظر گرفته، که بصورت یکسان در امتداد سیمها، بعنوان اندوکتانس L و مقاومت C، توزیع شده‌اند. بر این اساس ما دوباره یک پاره خط را در نظر می‌گیریم (شکل ۴-۳).
…
حالتهای گذرا در سیستمهای قدرت ۳ امواج سیار
۴-۳ معادله‌های تلگراف
معادله‌های خط انتقال که بر روی خطوط انتقال یکپارچه دو سیمه عمومی‌حاکم می‌باشند، شامل صفحه موازی، خطوط دو سیمه و خطوط کواکسیال بعنوان معادله‌های تلگراف خوانده می‌شوند. معادلات خط انتقال عمومی‌به نام معادلات تلگراف خوانده می‌شوند چرا که آنها برای اولین بار بوسیله اولیور هویساید (۱۹۲۵-۱۸۵۰) فرمولاسیون گردیده، به هنگامی‌که وی بوسیله شرکت تلگراف استخدام شده بود و بر روی اختلالات مربوط به سیم‌های تلفن بررسی‌هایی را انجام می‌داد.
به هنگامی‌که ما دوباره یک پاره خط با پارامترهای R,G,L و C، همگی برحسب واحد طول، را مورد بررسی قرار می‌دهیم (شکل ۴-۳) ثابتهای خطی برای بخش عبارتند از ، ، و . شار الکتریکی و شار مغناطیسی که بوسیله امواج الکترومغناطیس بوجود آمده‌اند و موجب ولتاژ همزمان و جریان می‌شوند عبارتند از:
…
۱-۴-۳ خط بدون اتلاف
برای خط بدون اتلاف، مقاومت سری R و رسانایی موازی صفر بوده و ثابت انتشار و امپدانس ماهیتی به شرح ذیل می‌باشند:
…
۲-۴-۳ خط بدون اعوجاج
حالت نرمال سیستمهای قدرت بدین صورت است که خطوط اورهد و کابلهای زیرزمینی دارای موارد اتلاف اندکی می‌باشند. این بدین معنا است که و کوچک بوده و همچنین ثابت میرایی و ثابت فاز نیز در مقایسه با نرخ تغییرات ولتاژ و امواج جریان اندک می‌باشند. برای یک خط بدون اعوجاج، ، که بدان معنا است که موارد اتلاف میدان الکتریکی مساوی با موارد اتلاف میدان مغناطیسی می‌باشد. همانگونه که چنین موردی در خصوص خط بدون اتلاف نیز صادق است، که در آن امواج ولتاژ و جریان، مقدار مساوی انرژی، در هر نقطه از خط، را انتقال می‌دهند و نرخ اتلاف انرژی در هر نقطه از خط مساوی می‌باشد. با این وجود، هیچگونه نیازی برای تبادل انرژی بین موج ولتاژ و جریان نمی‌باشد. از اینرو، امواج ولتاژ و جریان دارای اعوجاج نبوده و شکل اصلی خود را حفظ می‌کنند و تنها حالت میرایی در دامنه برای آنها شکل می‌گیرد. این مورد برای سیستمهای قدرت ممکن است رخ دهد و بر این اساس موج ولتاژ معادله (معادله ۳۴-۳) بصورت ذیل کاهش می‌یابد:
…
حالتهای گذرا در سیستمهای قدرت ۳ امواج سیار
۵-۳ بازتاب و انکسار امواج سیار
به هنگامی‌که یک موج الکترومغناطیسی در امتداد یک خط انتقال همراه با امپدانس ماهیتی خاص انتشار می‌یابد، ارتباط ثابتی بین امواج ولتاژ و جریان وجود دارد. اما در صورتی که امواج در حالت ناپیوسته انتشار یابند چه چیزی روی خواهد داد، همانند مواردی چون مدار باز یا اتصال کوتاه، یا در نقطه‌ای از خط که در آن امپدانس ماهیتی تغییر می‌کند، بطور مثال، به هنگامی‌که یک خط انتقال اورهد بوسیله یک کابل یا یک ترانسفورماتور قطع می‌گردد. بواسطه عدم انطباق در امپدانس ماهیتی، لازم است نسبت به تنظیم یا تعدیل امواج ولتاژ و جریان اقدام نمود. در حالت گسستگی یا قطعی مدار، بخشی از انرژی جریان یافته ولی برخی دیگر از آن بازتاب داده شده و به سمت عقب برگشت داده می‌شود. در حالت گسستگی یا ناپیوستگی، امواج ولتاژ و جریان بصورت پیوسته می‌باشند. علاوه بر آن، در صورتی که موارد اتلاف نادیده انگاشته شود، میزان کل انرژی در موج الکترومغناطیسی بصورت ثابت باقی می‌ماند. شکل ۶-۳: حالتی را نشان می‌دهد که در آن یک خط انتقال اورهد بوسیله یک کابل زیرزمینی قطع گردیده است.
…
۶-۳ بازتاب امواج سیار در ترانسفورماتور و سیم‌پیچ‌های ژنراتور
به هنگامی‌که امواج سیار به سیم‌پیچ‌های ترانسفوماتورها و ژنراتورها می‌رسند، آنها به سیم‌پیچ‌های برخورد می‌کنند که ابعاد فیزیکی آنها در مقایسه با ابعاد خود سیستم قدرت نسبتا کوچکتر می‌باشد. بر این اساس، امواج سیار نسبت به تولید نوسانات همراه با رزونانس در سیم‌پیچ‌ها اقدام نموده و موجب بروز امواج ایستاده می‌شوند. از آنجایی که یک موج ایستاده ناشی از انطباق دو موج سیار در مسیرهای متضاد می‌باشند، ولتاژها و جریانها در سیم‌پیچ‌های ژنراتور و سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور را می‌بایست بعنوان امواج سیار در نظر گرفت. این روال بر این نکته تکیه دارد که در صورتی که خواسته باشیم نسبت به محاسبه بازتاب و انکسار امواج ولتاژ و جریان در ترانسفورماتورها و ژنراتورها اقدام کنیم، لازم است امپدانس ماهیتی آنها را بخوبی بشناسیم.
…
۷-۳ مبدا ولتاژهای ریکاوری گذار
پس از وقفه جریان اتصال کوتاه بوسیله یک فیوز ولتاژ بالا یا یک مدارشکن برق، یک ولتاژ ریکاوری گذرا (TRV) در امتداد ترمینالهای دستگاه دارای وقفه ظاهر می‌شود.
به هنگامی‌که جریان اتصال کوتاه در جریان صفر قطع شود، هنوز انرژی مغناطیسی ذخیره شده در اقلام ذیل وجود دارد: مقاومت القایی نشت ترانسفورماتورها در پست انتقال نیرو ، خود القایی استاتور و سیم‌پیچ‌های فیلد ژنراتورهای تامین کننده برق، و در مقاومت القایی شمش‌های برق متصل شده، خطوط اورهد و کابلهای زیرزمینی.
…
حالتهای گذرا در سیستمهای قدرت ۳ امواج سیار
۸-۳ دیاگرام شبکه
دیاگرام‌های شبکه بوسیله بولی (Bewley) معرفی شده و در زمانی که خواسته باشیم محاسبات امواج سیار را انجام دهیم بعنوان کمک بزرگی مطرح می‌باشند. به منظور نشان دادن کاربرد دیاگرام‌های شبکه، ما نسبت به بررسی چیزی که در شکل ۱۵-۳ اتفاق می‌افتد اقدام می‌کنیم، آن هم به هنگامی‌که مدارشکن یا کلید قطع بسته شده و نسبت به سوئیچ نمودن ترانسفورماتور تحریک شده بر روی یک خط اورهد بی‌بار بصورت سری با یک کابل بی‌بار که متصل به یک ترانسفورماتور بی‌بار می‌باشد اقدام می‌کند. به هنگامی‌که مدارشکن در بسته می‌شود ، ولتاژ ترانسفورماتور تامین کننده نیرو در حالت حداکثر خود می‌باشد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
