تحقیق و بررسی در مورد تاثیر هارمونیک بر خازن

اختصاصی از ژیکو تحقیق و بررسی در مورد تاثیر هارمونیک بر خازن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

مقدمه

نقش خازنها به عنوان المان های الکتریکی و الکترونیکی کارآمد در صنایع مربوط به تولید و انتقال و توضیع امروزی غیر قابل انکار است بگونه ای که دیگر هرگز نمی توان چنین صنایعی را بدون وجود خازنهای نیرو متصور شد.از این رو شناخت کامل خازنها و عوامل تاثیر گذار برآنها و حفظ و نگهداری و نظارت دقیق بر آنها ، برای افزایش طول عمر خازن ها و کار کرد بهینه آنها امری است الزامی و اجتناب ناپذیر.

درسالهای اولیه هارمونیکها در صنایع چندان رایج نبودند.به خاطر مصرف کننده های خطی متعادل. مانند : موتورهای القایی سه فاز،گرم کنندها وروشن کننده های ملتهب شونده تا درجه سفیدی و ..... این بارهای خطی جریان سینوسی ای در فرکانسی برابر با فرکانس ولتاژ می کشند. بنابراین با این تجهیزات اداره کل سیستم نسبتا با سلامتی بیشتری همراه بود. ولی پیشرفت سریع در الکترونیک صنعتی در کاربری صنعتی سبب بوجود آمدن بارهای غیر خطی صنعتی شد. در ساده ترین حالت ، بارهای غیرخطی شکل موج بار غیر سینوسی از شکل موج ولتاژ سینوسی رسم می کنند (شکل موج جریان غیر سینوسی).

پدیدآورنده های اصلی بارهای غیر خطی درایوهای AC / DC ، نرم راه اندازها ، یکسوسازهای 6 / 12 فاز و ... می باشند. بارهای غیرخطی شکل موج جریان را تخریب می کنند. در عوض این شکل موج جریان شکل موج ولتاژ را تخریب می نماید. بنابراین سامانه به سمت تخریب شکل موج در هر دوی ولتاژ و جریان می شود. در این مقاله سعی شده است تا بزبانی هرچه ساده تر توضیحی در مورد نحوه عملکرد هارمونیک ها و راه کاری برای دوری از تاثیر گذاری آنها بر خازنها ی نیرو ارائه شود.

کلید واژه- خازن قدرت ، فرکانس ، هارمونیک ها.

اساس هارمونیک ها :

اصولا هارمونیک ها آلوده سازی شکل موج را در اشکال سینوسی آنها نشان می دهند. ولی فقط در مضارب فرکانس اصلی . تخریب شکل موج را می توان در فرکانس های مختلف (مضارب فرکانس اصلی) بعنوان یک نوسان دوره ای بوسیله آنالیز فوریه تجزیه و تحلیل کرد. در حال حاضر هارمونیکهای فرد و زوج و مرتبه 3 در اندازه های مختلف ضرایب فرکانس های مختلف در سامانه های الکتریکی موجودند که مستقیما تجهیزات سامانه الکتریکی را متاثر می سازند. در معنایی وسیعتر هارمونیکهای زوج و مرتبه 3 هریک تلاش می کنند که دیگری را خنثی نمایند. ولی در مدت زمانی که بار نا متعادل است این هارمونیک های زوج و مرتبه 3 منجر به اضافه بار در نول و اتلاف انرژی شدید می شوند. با تمام احوال هارمونیک های فرد اول مانند هارمونیک پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و .... عملکرد این تجهیزات الکتریکی را تحت تاثیر قرار می دهند. برای فهم بهتر تاثیر هارمونیک ها ، شکل زیر تاثیر تخریب هارمونیک پنجم بر شکل موج سینوسی را نشان می دهد :

هارمونیک های ولتاژ و جریان تاثیرات متفاوتی بر تجهیزات الکتریکی دارند. ولی عموما بیشتر تجهیزات الکتریکی به هارمونیکهای ولتاژ بسیار حساس اند. تجهیزات اصلی نیرو مانند موتورها، خازن ها و غیره بوسیله هارمونیکهای ولتاژ متاثر می شوند. به طور عمده هارمونیکهای جریان موجب تداخل مغناطیسی (Magnetic Interfrence) و همچنین موجب افزایش اتلاف در شبکه های توزیع می شوند. هارمونیکهای جریان وابسته به بار اند ، در حالی که سطح هارمونیکهای ولتاژ به پایداری سامانه تغذیه و هارمونیکهای بار (هارمونیکهای جریان) بستگی دارد. عموما هارمونیک های ولتاژ از هارمونیک های جریان کمتر خواهند بود.

تشدید:

اساسا تشدید سلفی – خازنی در همه انواع بارها مشاهده می شود. ولی اگر هارمونیک ها در شبکه توضیع شایع نباشند تاثیر تشدید فرونشانده می شود.

در هر ترکیب سلفی – خازنی چه در حالت سری و چه در حالت موازی ، در فرکانسی خاص تشدید رخ می دهد که این فرکانس خاص فرکانس تشدید نامیده می شود. فرکانس تشدید فرکانسی است که در آن رآکتنس خازنی (Xc) و رآکتنس القایی (XL) برابر هستند.

برای ترکیبی مثالی برای بار صنعتی که شامل اندوکتانس بار و یا رآکتنس ترانسفورماتور که بعنوان XL عمل می کند و رآکتنس خازن تصحیح ضریب توان که بصورت Xc خودنمایی می کند فرکانس تشدیدی برابر با LC خواهیم داشت . رآکتنس خازنی متناسب با فرکانس کاهش می یابد (توجه : Xc با فرکانس نسبت عکس دارد). در حای که رآکتنس القایی متناسب با آن افزایش می یابد (توجه

: XL با فرکانس نسبت مستقیم دارد).این فرکانس تشدید به سبب متغیر بودن الگوی بار متغیر خواهد بود. این مساله برای ظرفیت خازنی ثابت کل برای اصلاح ضریب توان پیچیده تر است. برای درک صحیح این پدیده لازم است دو نوع وضعیت تشدید شامل حالت تشدید سری و حالت تشدید موازی مورد توجه قرار گیرند. این دو امکان در زیر توضیح داده می شوند.

تشدید سری:

یک ترکیب سری رآکتنس سلفی – خازنی ، مدار تشدید سری شکل می دهد که در شکل زیر نشان داده شده است.

به خاطر ترکیب سری سلف و خازن ، در فرکانس تشدید امپدانس کل به پایین ترین سطح کاهش می یابد و این امپدانس در فرکانس تشدید طبیعتی مقاومتی دارد. بنا براین در فرکانس تشدید رآکتنس خازنی و رآکتنس سلفی (القایی) برابر هستند.این امپدانس پایین برای توان ورودی در فرکانس تشدید ، افزایش توانی جریان را نتیجه می دهد.شکل داده شده زیر رفتار امپدانس خالص در وضعیت تشدید سری را نشان می دهد.

در کاربری صنعتی رآکتنس ترانسفورماتور قدرت به علاوه خازنهای اصلاح ضریب توان در سمت ولتاژ پایین به عنوان یک مدار تشدید موازی برای سمت ولتاژ بالای ترانسفورماتور عمل می کند. اگر این فرکانس تشدید ترکیب سلف و خازن بر فرکانس هارمونیک شایع در صنعت منطبق شود ، بخاطر بستری با امپدانس پایین ارائه شده توسط خازن ها برای هارمونیک ها ، منجر به افزایش توانی جریان خازن ها خواهد شد. از این رو خازن های ولتاژ پایین در سطحی بسیار بالا اضافه بار پیدا خواهند کرد که همچنین این عمل موجب تحمیل بار اضافی بر ترانسفورماتور می شود. این پدیده منجر به تخریب ولتاژ در شبکه ولتاژ پایین می شود.

تشدید موازی:

یک تشدید موازی ترکیبی از رآکتنس خازنی و القایی است که در شکل زیر نمایش داده شده است.

در اینجا رفتار امپدانس برعکس حالت تشدید موازی خواهد بود که در شکل داده شده در زیر ، نشان داده شده است.در فرکانس تشدید امپدانس منتجه مدار به مقداری بالا افزایش می یابد. این ، منجر به بوجود آمدن مدار تشدید موازی میان خازن های اصلاح ضریب توان و اندوکتانس بار می شود که نتیجه آن عبور ولتاژ بسیار بالا هم اندازه امپدانس ها و جریان های گردابی بسیار بالا درون حلقه خواهد بود.

در کاربری صنعتی خازن اصلاح ضریب توان مدار تشدید موازی با اندوکتانس بار تشکیل می دهد.هارمونیک های تولید شده از سمت بار رآکتنس شبکه را افزایش می دهند. که موجب بلوکه شدن هارمونیک های سمت تغذیه می شود.این منجر به تشدید موازی اندوکتانس بار و اندوکتانس خازنی می شود. مدار LC (سلفی – خازنی) مواز ی ، شروع به تشدید میان آنها می کند که منجر به ولتاژ بسیار بالا و جریان گردابی بسیار بالا در درون حلقه مدار سلف – خازن (LC) می شود. نتیجه این امر آسیب به تمام سمت ولتاژ پایین سامانه الکتریکی است.

ایزوله کردن تشدید موازی از ایزولاسیون تشدید سری نسبتا پیچیده تر است.اساسا این امر بخاطر تنوع بار صنعتی از زمانی به زمان دیگر است که موجب تغییر فرکانس تشدید می شود. شکل زیر تاثیر ظرفیت خازنی ثابت و اندوکتانس متغیر را نشان می دهد.

این تغییر مداوم فرکانس تشدید ممکن است موجب تطبیق فرکانس تشدید بر فرکانس هارمونیک شود که ممکن است منتج به ولتاژ بالا و جریان بالا که سبب نقص و خرابی تجهیزات الکتریکی می شوند ، گردد.بنا بر این در هر دو تشدید موازی و سری خازنهای قدرت متاثر هستند که بکار گیری دستگاه های حفاظتی و ایمنی را برای خازنها ایجاب می نماید. این امر درک صحیح بر خازنهای قدرت را قبل از از اعمال تصحیح بخاطر تاثیر هارمونیک ها و تشدید ایجاب می نماید.

خازنهای قدرت:

خازنهای اصلاح ضریب توان نسبت به هارمونیک ها حساس اند و بیشتر عیوب خازنهای قدرت ، عیوبی با طبیعت زیر را نشان می دهند :

هارمونیک ها – هارمونیک های پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و ...

دانلود پاورپوینت بررسی اثرات منفی خازن گذاری در شبکه های توزیع - 33 اسلاید

اختصاصی از ژیکو دانلود پاورپوینت بررسی اثرات منفی خازن گذاری در شبکه های توزیع - 33 اسلاید دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

برای دانلود کل پاورپوینت از لینک زیر استفاده کنید:

تحقیق و بررسی در مورد آشنائی با خازن یا Capacitor

اختصاصی از ژیکو تحقیق و بررسی در مورد آشنائی با خازن یا Capacitor دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 5

آشنائی با خازن یا Capacitor

همانطور که میدانید خازن در حالت کلی از دو صفحه یا plate هادی جریان الکتریسیتهتشکیل شده که عایقی تحت عنوان دی الکتریک بین دوصفحه قرار گرفته که میتونه هوا هم باشه. ظرفیت خازن بستگی داره به مساحت صفحاتروبرو هم٬ فاصله 2 صفحه و جنس دی الکتریک. معمولا برای صحبت از ظرفیت خازنها ازواحد میکرو فاراد یا -6^10 فاراداستفاده میشود. زیرا 1 فاراد آنقدر ظرفیتبزرگی است که در اکثر مواقع کاربرد ندارد/------------------- اینهم نمای شماتیکی از خازن/------------------- این شکل میتونه در فهم بهتر ظرفیتکمک کنه. در این دیاگرام شما 2 منبع آب (بجای خازن) مشاهده میکنید که اندازهشان متفاوت است. واضح است که با اینکه ارتفاع آب ورودییکسان است(همان ولتاژ) خازن با ظرفیت بالاتر٬ بیشتر آب نگه میدارد. در واقع همینطور استکه خازن باظرفیت بالاتر میتواند بار بیشتر(الکترون بیشتر) در خودش جا بده/DC Voltage: هنگامی که خازن به جریان مستقیم یا DC وصل است٬‌جریان برقرار می شور و با آهنگ ثابتیخازن پر میشود. هنگامی که جریان 2 سر خازن با 2سر ترمینال های باتری یکی شد٬ جریانقطع میشود. در این هنگاممیگوییم خازن شارژ شده است. حتی اگر باتری را از مدار خارج کنیمخازن شارژ میماند و اختلاف پتانسیلی بین دو ترمینال آن دیده میشود. وقتی از خازنهای باظرفیت بالا استفاده میشود (2/1 فاراد به بالا) در اتومبیل٬ هنگامی که ولتاژ باترییا دینام افت میکند٬ خازن بداخل ورودی آمپلیفایر تخلیه میشود و کمبود ولتاژ راجبران میکندتوجه داشته باشید که تمام این مراحل در کسری از ثانیه اتفاق میفتدو خازن نمیتواند مانند باتریعمل کند و فقط افت ولتاژ های میلی ثانیه ای راجبران میکند. مثل موقع bass زدن ساب. چون خازن بر خلاف باتری سریع پر وسریع همخالی میشود و میتواند از افت ولتاژ های ناگهانیجلوگیری کند. AC Voltage: بطور کلی هنگامی که جریان متناوب وارد خازن میشود٬ تا وقتی منبع درمدار باشد جریاندر خازن برقرار است. فقط جریان دارای اختلاف فاز با منبع میشودکه بستگی به فرکانس منبع وخارن دارد که خودمم زیاد یادم نیس. پس ازش میگذریمخازنهای مختلف که بزرگترینشون 3.3 میکرو فاراد!! و کوچیکه هم 15 پیکوفاراده!!(9-^10) پس ببینید که 1 فاراد چه ظرفیت بزرگیه...

/

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 866x232 and weights 56KB.

/خازن 16 ولت در مقابل 20 ولت: همونجوری که میدونید٬خارن های ظرفیت بالا در دو نوع 16V و 20V موجودن. این ولتاژ به اینمعنی نیستکه وقتی به سیستم اضافه شدنُ٬ چندولت اختلاف پتانسیل دارن. بلکه در یک مدار باولتاژ باتری یا دینام 14.4V هر دو 14.4V هستند. این عدد ها در واقع حداکثرولتاژیه که میتونن تحمل کنن و آسیب نبینن. تو عکس مشخص تره:/در ضمن بخاطر داشته باشید که هیچوقت " - + " خازن روبرعکس نزنید که آسیب کلی میبینه. بحث اینکه چرا اینجوری میشه قشتگه ولی دور ازحوصله فرومه.(همینم یه سرینمیخونن)خازن دارای یک ویژگی مهم است و اونم یکنواخت ساختنجریانه و به عبارتی نویز گیری میکنه. همانطور که تو شکل مشخصه٬ منبع تغذیهنوسان داره که دلایل مختلفی میتونه داشته باشه وزیاد واردش نمیشیم. خط شکستهقرمز نوسان ولتاژ در یک مدت زمانه وخط سیاه هم معیاره/همانطور که در شکل دوم پیداست با ورود خازن با مدار تا حدزیادی از نوسان کاسته میشه/عکس بعدی نشان دهنده ی این است که ولتاژ می تواند نوسانزیادی داشته باشد اگر رگلاتوردینام نتواند با سرعت عکس العمل نشان دهد و شاهدافت ولتاژ خواهیم بود. خط سیاه معیار و 13.8 ولت است. نقاط minimum منحنی مربوطبه مواقعی هستند که آمپراژمصرفی بالاتر است. (مثل موقع بوم بوم ساب (در همانمیلی ثانیه ها)) /حال به کنار آمپلیفایرمان خازن اضافه میکنیممشاهدهمیکنید که نوسان ها خیلی کمتر و خط قرمز بر سیاه منطبق تر شده است. این دقیقآهمون کاری است که خازن در اتوموبیل های ما انجام میده

تحقیق و بررسی در مورد خازن رله

اختصاصی از ژیکو تحقیق و بررسی در مورد خازن رله دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 25

الف _ وسایل کنترل حرارت

حرارت مضرترین عامل در ترانسفورماتور می باشد .حرارت زیاد عمر مواد عایقی ترانسفورماتور را پایین آورده و در نتیجه باعث پیری زودرس مواد عایقی شده و ممکن است خسارتتی به ترانسفورماتور وارد سازد .

وسایل کنترل حرارت ترانسفورماتور عبارتند از :

دماسنج روغن که روی بدنه ترانسفورماتور نصب می شود ، دماسنج سیم پیچ روغن نما رطوبت گیر رادیاتورها که روی بدنه ترانسفورماتور نصب می شوند و به وسیله پنکه، پمپ روغن خنک می شود . لذا با توجه به قدرت نامی ترانسفورماتور، ترانسفورماتور به روشهای مناسب خنک می شوند .

روغن به طور طبیعی ، هوا به طور طبیعی

روغن تحت فشار وهوا طبیعی

روغن تحت فشار و هوا تحت فشار

مثال : از ترانسفورماتور با قدرت خروجی 30 می توان :

هوا به طور طبیعی و روغن به طور طبیعی 15 مگاولت آمپر بار گرفت .

هوا به طور طبیعی و روغن بوسیله پمپ 5/22 مگاولت آمپر بار گرفت .

هوا بوسیله پنکه و روغن بوسیله پمپ 30 مگاولت آمپر بار گرفت .

ب – رله بوخهولس

رله بوخهولس رله بسیار مهمی جهت حفاظت ترانسفورماتور در مقابل شرایط نا مساعد داخلی می باشد که در قسنت رله ها به آن اشاره خواهد شد . از دیگر وسایلی که جهت محافظت ترانسفورماتور می توان نام برد ، عبارتند از :

رله محافظ مخزن روغن ترانسفورماتور ، رله محافظتپ چنجر ( جانسون ) رله درجه حرارت روغن و رله درجه حرارت سیم پیچ ها .

پ – تپ چنجر زیر بار

CT دستگاه تنظیم کننده ولتاژ ترانسورماتورها در زیربار است محدوده معمول تنظیم ولتاژ آن معمولا 10٪ ± ولتاژ نامی ترانسفورماتورها است .

ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ

این ترانسفورماتورها به منظور جدا کردن مدار دستگاه های اندازه گیری و حفاظتی از شبکه فشار قوی بکار برده می شوند و د رنقاط مهم متصل می گردند . این ترانسفورماتورها به طور کلی به ترانسفورماتورهای ابزاری یا ادواتی موسوم می باشند .علل استفاده از این ترانسفورماتور ها به قرار زیر است :

الف – کوچک کردن لوازم اندازه گیری

ب – ایزوله کردن تجهیزات فشار قوی و ضعیف

پ – ایمنی جان افراد

ترانسفورماتورهای جریان

دارای دو سیم پیچ اولیه و ثانویه جدا از هم می باشد که بر روی هسته آهنی پیچیده می شوند . سیم پیچ اولیه ترانسفورماتورجربان به طور سری در مسیر جریان قرار می گیرد و در طرف ثانویه آن آمپر متر وصل می گردد . سیم پیچ اولیه با تعداد دور کم و قطر زیاد و سیم پیچ ثانویه با تعداد دور زیاد و قطر کم می باشد . معمولا نسبت تبدیل ترانسفورماتورهای جریان طوری است کخ در صورت عبور جریان نامی از اولیه آن ، از مدار ثانویه یک یا پنج آمپر عبور می کند ( مثلا 5/100 ).

ترانسفورماتورهای ولتاژ

سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور های ولتاژ بطور موازی با شبکه ای نصب می گردد که لازم است مقدار ولتاژ آن اندازه گیری شود و در هر سطح ولتاژ طوری طراحی شده اند که در دو سر اولیه ولتاژعادی شبکه و در دو سر ثانویه 100 یا 110 خواهیم داشت . مثلا :

3√/100/3√/20000

ترانسفورماتورهای ولتاژ بصورت معمولی و ترانسفورماتورهای ولتاژ خازنی عرضه می شوند . از نظر اقتصادی برای ولتاژهای بالا مناسب است ( 63 کیلو ولت به بالا ) از علاوه بر استفاده به عنوان یک ترانسفورماتور ولتاژ ، به منظور انتقال امواج مخابراتی نیز استفاده می شود .

ترانسفورماتور های تغذیه داخلی

در پست های فشار قوی علاوه بر ترانسفورماتور های قدرت ، ترانسفورماتور های جریان و ولتاژ که وظیفه آنها شرح داده شد . ترانسفورماتور های تغذیه داخلی نیز وجود دارد . که در زیر شرح داده شده است . همانطوری که از نام آن پیداست از این ترانسفورماتور برای تغذیه تجهیزات داخلی پست استفاده می شود در پست هایی که ثانویه ترانسفورماتور ها بصورت اتصال مثلث باشند این ترانسفورماتور همچنین برای ایجاد اتصال زمین به منظور حفاظت کردن و کنترل نیرو استفاده می شود . در اینگونه موارد به منظور ایجاد یک اتصال زمین از طریق نقطه صفر و نصب رله های جریانی در مسیر آن جهت حفاظت شبکه در زمان بوجود آمدن اتضال کوتاه در شبکه استفاده می گردد .

خازنها

یکی دیگیر از اجزاء پستها خازنها می باشند . خطوط انتقال در بارهای سنگین ، ترانسفورماتور ها و بالاخره بعضی از مصرف کنندگان از قبیل موتور ها باعث پایین آمدن ضریب قدرتی شبکه می گردند . پایین آمدن ضریب قدرتن به علت افزایش اثرات سلفی باعث افزایش جریان و در نتیجه افزایش تلفات و افزایش افت ولتاژ می گردد . در قدرت ثابت ، کاهش ضریب توان باعث افزایش جریان در نتیجه افزایش تلفات و افزایش افت ولتاژ می شود . افزایش جریان همچنین باعث اقزایش سطح مقطع هادیها ، کلیدهاو فیوزها و غیره خواهد شد لذا به منظور بهبود ضریب قدرت و کاهش اثرات نا مطلوب سلفی خط از خازن استفاده می نمایند .

راکتورها

در بارهای سبک در خطوط انتقال طویل که مقدار جریان خط کم می شود اثرات خازنی خط افزایش یافته و اثرات سلفی خط کاهش می یابد . چون افت ولتاژ از مجموع برداری افتهای مقاومتی ، سلفی و خازنی به دست می آید . در این حالت ولتاژطرف باراز ولتاژ منبع بیشتر می شود لذا برای برقراری تعادل بین قدرت راکتور خازنی و سلفی و تثبیت ولتاژ از راکتور استفاده می کنند . رکاتورها در حقیقت سلفهایی می باشند که وارد شبکه می کنند .

برقگیر

تحقیق و بررسی در مورد تاثیر هارمونیک بر خازن

اختصاصی از ژیکو تحقیق و بررسی در مورد تاثیر هارمونیک بر خازن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 15

مقدمه

نقش خازنها به عنوان المان های الکتریکی و الکترونیکی کارآمد در صنایع مربوط به تولید و انتقال و توضیع امروزی غیر قابل انکار است بگونه ای که دیگر هرگز نمی توان چنین صنایعی را بدون وجود خازنهای نیرو متصور شد.از این رو شناخت کامل خازنها و عوامل تاثیر گذار برآنها و حفظ و نگهداری و نظارت دقیق بر آنها ، برای افزایش طول عمر خازن ها و کار کرد بهینه آنها امری است الزامی و اجتناب ناپذیر.

درسالهای اولیه هارمونیکها در صنایع چندان رایج نبودند.به خاطر مصرف کننده های خطی متعادل. مانند : موتورهای القایی سه فاز،گرم کنندها وروشن کننده های ملتهب شونده تا درجه سفیدی و ..... این بارهای خطی جریان سینوسی ای در فرکانسی برابر با فرکانس ولتاژ می کشند. بنابراین با این تجهیزات اداره کل سیستم نسبتا با سلامتی بیشتری همراه بود. ولی پیشرفت سریع در الکترونیک صنعتی در کاربری صنعتی سبب بوجود آمدن بارهای غیر خطی صنعتی شد. در ساده ترین حالت ، بارهای غیرخطی شکل موج بار غیر سینوسی از شکل موج ولتاژ سینوسی رسم می کنند (شکل موج جریان غیر سینوسی).

پدیدآورنده های اصلی بارهای غیر خطی درایوهای AC / DC ، نرم راه اندازها ، یکسوسازهای 6 / 12 فاز و ... می باشند. بارهای غیرخطی شکل موج جریان را تخریب می کنند. در عوض این شکل موج جریان شکل موج ولتاژ را تخریب می نماید. بنابراین سامانه به سمت تخریب شکل موج در هر دوی ولتاژ و جریان می شود. در این مقاله سعی شده است تا بزبانی هرچه ساده تر توضیحی در مورد نحوه عملکرد هارمونیک ها و راه کاری برای دوری از تاثیر گذاری آنها بر خازنها ی نیرو ارائه شود.

کلید واژه- خازن قدرت ، فرکانس ، هارمونیک ها.

اساس هارمونیک ها :

اصولا هارمونیک ها آلوده سازی شکل موج را در اشکال سینوسی آنها نشان می دهند. ولی فقط در مضارب فرکانس اصلی . تخریب شکل موج را می توان در فرکانس های مختلف (مضارب فرکانس اصلی) بعنوان یک نوسان دوره ای بوسیله آنالیز فوریه تجزیه و تحلیل کرد. در حال حاضر هارمونیکهای فرد و زوج و مرتبه 3 در اندازه های مختلف ضرایب فرکانس های مختلف در سامانه های الکتریکی موجودند که مستقیما تجهیزات سامانه الکتریکی را متاثر می سازند. در معنایی وسیعتر هارمونیکهای زوج و مرتبه 3 هریک تلاش می کنند که دیگری را خنثی نمایند. ولی در مدت زمانی که بار نا متعادل است این هارمونیک های زوج و مرتبه 3 منجر به اضافه بار در نول و اتلاف انرژی شدید می شوند. با تمام احوال هارمونیک های فرد اول مانند هارمونیک پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و .... عملکرد این تجهیزات الکتریکی را تحت تاثیر قرار می دهند. برای فهم بهتر تاثیر هارمونیک ها ، شکل زیر تاثیر تخریب هارمونیک پنجم بر شکل موج سینوسی را نشان می دهد :

هارمونیک های ولتاژ و جریان تاثیرات متفاوتی بر تجهیزات الکتریکی دارند. ولی عموما بیشتر تجهیزات الکتریکی به هارمونیکهای ولتاژ بسیار حساس اند. تجهیزات اصلی نیرو مانند موتورها، خازن ها و غیره بوسیله هارمونیکهای ولتاژ متاثر می شوند. به طور عمده هارمونیکهای جریان موجب تداخل مغناطیسی (Magnetic Interfrence) و همچنین موجب افزایش اتلاف در شبکه های توزیع می شوند. هارمونیکهای جریان وابسته به بار اند ، در حالی که سطح هارمونیکهای ولتاژ به پایداری سامانه تغذیه و هارمونیکهای بار (هارمونیکهای جریان) بستگی دارد. عموما هارمونیک های ولتاژ از هارمونیک های جریان کمتر خواهند بود.

تشدید:

اساسا تشدید سلفی – خازنی در همه انواع بارها مشاهده می شود. ولی اگر هارمونیک ها در شبکه توضیع شایع نباشند تاثیر تشدید فرونشانده می شود.

در هر ترکیب سلفی – خازنی چه در حالت سری و چه در حالت موازی ، در فرکانسی خاص تشدید رخ می دهد که این فرکانس خاص فرکانس تشدید نامیده می شود. فرکانس تشدید فرکانسی است که در آن رآکتنس خازنی (Xc) و رآکتنس القایی (XL) برابر هستند.

برای ترکیبی مثالی برای بار صنعتی که شامل اندوکتانس بار و یا رآکتنس ترانسفورماتور که بعنوان XL عمل می کند و رآکتنس خازن تصحیح ضریب توان که بصورت Xc خودنمایی می کند فرکانس تشدیدی برابر با LC خواهیم داشت . رآکتنس خازنی متناسب با فرکانس کاهش می یابد (توجه : Xc با فرکانس نسبت عکس دارد). در حای که رآکتنس القایی متناسب با آن افزایش می یابد (توجه

: XL با فرکانس نسبت مستقیم دارد).این فرکانس تشدید به سبب متغیر بودن الگوی بار متغیر خواهد بود. این مساله برای ظرفیت خازنی ثابت کل برای اصلاح ضریب توان پیچیده تر است. برای درک صحیح این پدیده لازم است دو نوع وضعیت تشدید شامل حالت تشدید سری و حالت تشدید موازی مورد توجه قرار گیرند. این دو امکان در زیر توضیح داده می شوند.

تشدید سری:

یک ترکیب سری رآکتنس سلفی – خازنی ، مدار تشدید سری شکل می دهد که در شکل زیر نشان داده شده است.

به خاطر ترکیب سری سلف و خازن ، در فرکانس تشدید امپدانس کل به پایین ترین سطح کاهش می یابد و این امپدانس در فرکانس تشدید طبیعتی مقاومتی دارد. بنا براین در فرکانس تشدید رآکتنس خازنی و رآکتنس سلفی (القایی) برابر هستند.این امپدانس پایین برای توان ورودی در فرکانس تشدید ، افزایش توانی جریان را نتیجه می دهد.شکل داده شده زیر رفتار امپدانس خالص در وضعیت تشدید سری را نشان می دهد.

در کاربری صنعتی رآکتنس ترانسفورماتور قدرت به علاوه خازنهای اصلاح ضریب توان در سمت ولتاژ پایین به عنوان یک مدار تشدید موازی برای سمت ولتاژ بالای ترانسفورماتور عمل می کند. اگر این فرکانس تشدید ترکیب سلف و خازن بر فرکانس هارمونیک شایع در صنعت منطبق شود ، بخاطر بستری با امپدانس پایین ارائه شده توسط خازن ها برای هارمونیک ها ، منجر به افزایش توانی جریان خازن ها خواهد شد. از این رو خازن های ولتاژ پایین در سطحی بسیار بالا اضافه بار پیدا خواهند کرد که همچنین این عمل موجب تحمیل بار اضافی بر ترانسفورماتور می شود. این پدیده منجر به تخریب ولتاژ در شبکه ولتاژ پایین می شود.

تشدید موازی:

یک تشدید موازی ترکیبی از رآکتنس خازنی و القایی است که در شکل زیر نمایش داده شده است.

در اینجا رفتار امپدانس برعکس حالت تشدید موازی خواهد بود که در شکل داده شده در زیر ، نشان داده شده است.در فرکانس تشدید امپدانس منتجه مدار به مقداری بالا افزایش می یابد. این ، منجر به بوجود آمدن مدار تشدید موازی میان خازن های اصلاح ضریب توان و اندوکتانس بار می شود که نتیجه آن عبور ولتاژ بسیار بالا هم اندازه امپدانس ها و جریان های گردابی بسیار بالا درون حلقه خواهد بود.

در کاربری صنعتی خازن اصلاح ضریب توان مدار تشدید موازی با اندوکتانس بار تشکیل می دهد.هارمونیک های تولید شده از سمت بار رآکتنس شبکه را افزایش می دهند. که موجب بلوکه شدن هارمونیک های سمت تغذیه می شود.این منجر به تشدید موازی اندوکتانس بار و اندوکتانس خازنی می شود. مدار LC (سلفی – خازنی) مواز ی ، شروع به تشدید میان آنها می کند که منجر به ولتاژ بسیار بالا و جریان گردابی بسیار بالا در درون حلقه مدار سلف – خازن (LC) می شود. نتیجه این امر آسیب به تمام سمت ولتاژ پایین سامانه الکتریکی است.

ایزوله کردن تشدید موازی از ایزولاسیون تشدید سری نسبتا پیچیده تر است.اساسا این امر بخاطر تنوع بار صنعتی از