ساختار نوین برای محدود کننده ی جریان عیب به منظور بهبود کیفیت توان
چکیده
سیستم قدرت بزرگترین و گسترده ترین سیستم ساخته ی دشت بشر در هر کشوری است که هر لحظه دستخوش آسیب ها و اتفاقات ناخواسته است و در صورت عدم تصمیم گیری و اقدام به موقع حیات این سیستم را به خطر می اندازد. یکی از این آسیب هایی که به صورت مکرر در سیستم قدرت روی می دهد عیب اتصال کوتاه است. امروزه نیاز به انرژی الکتریکی روز به روز افزایش می یابد و علاوه بر افزایش تقاضا مشتریان انرژی الکتریکی انتظار توان با کیفیت و قابلیت اطمینان بالا دارند. این مسیله ناشی از افزایش بارهای حساس در شبکه است. بنابراین برای پاسخ گویی مناسب به این مسیله سیستم های قدرت گسترش یافته به هم متصل می شوند تا بتوانند تداوم انرژی رسانی و کیفیت آن را تضمین کنند. در چنین شرایطی مسیله ی جریان های اتصال کوتاه حادتر شده و سطح این جریان ها بیشتر و بیشتر می شود و به اصطلاح سطح کوتاه افزایش می یابد. در نتیجه قابلیت اطمینان شبکه پایین می آید و حتی احتمال فروپاشی شبکه وجود دارد. در سیستم توزیع نیز به دلیل ایجاد افت ولتاژ در باس های متصل به عیب پروفیل ولتاژ را مختل می کند و کیفیت توان بارهای حساس را پایین می آورد. برای حل این مشکل محدود کننده های جریان عیب مطرح شدند تا با محدود سازی جریان در شرایط عیب جلوی مشکلات مذکور را بگیرند. ساختارهای مختلفی برای محدود کننده ی جریان عیب در مراجع ارایه شده اند که در دو گروه عمده طبقه بندی می شوند.محدود کننده های نوع امپدانشی و نوع راکتور جریان مستقیم. هر دو گروه این محدود کننده ها مشخصه های محدود کنندگی معایب و مزایای خاص خود را دارند که در مقالات مطرح شده اند. به طور شاخص، گروه امپدانسی سرعت کمتری نسبت به گروه راکتور جریان مستقیم دارند، اما در عوض، محدودیت زمانی از جهت کنترل جریان که گروه راکتور جریان مستقیم با آن درگیر هستند را ندارند. غالب ساختارهای ارایه شده نوعا با هدف محدودکنندگی جریان اتصال کوتاه طراحی شده اند. بنابراین در سال های اخیر ساختارهایی برای محدود کننده ی جریان عیب مطرح شدند که علاوه بر کاربرد محدود سازی جریان عیب کاربردهای دیگری نظیر بهبود کیفیت توان را نیز مورد توجه قرار دهند. ساختارهای محدودکننده ی جریان عیب که به طور ویژه به منظور بهبود کیفیت توان ارایه می شوند باید سرعت بالا و توانایی کنترل دامنه ی جریان عیب در سطح نزدیک جریان بار را داشته باشند تا بتوانند به طور کامل جلوی افت و لتاژ و کاهش کیفیت توان را در شرایط عیب بگیرند. در این پایان نامه ابتدا به مفاهیم اساسی و ویژگی های ایده آل محدود کننده ی جریان عیب پرداخته می شود. سپس ساختارهای مختلف ارایه شده برای محدود کنندهی جریان عیب در مراجع طبق طبقه بندی اجام شده معرفی و اصول عملکرد آن ها مطالعه می گردد. معایب و مزایای هر یک بررسی اجامالی می شود تا نقاط قوت و ضعف هر ساختار مشخص گرد و دید بازتری نسبت به عیوب احتمالی ساختارهای جدید حاصل آید. همچنین شرایط و پارامترهای حساس سیستم توزیع و انتقال در زمان اتصال کوتاه و ویژگی های مورد انتظار از یک محدود کننده ی جریان عیب برای نصب در هر یک از این سیستم ها بحث می شود. در ادامه 3 اختار جدید برای محدود کننده ی جریان عیب به منظور بهبود کیفیت توان بارهای سیستم قدرت ارایه می شود که ساختار شماره ی 1 برای شبکه ی توزیع و شماره ی 2 و 3 برای شبکه ی انتقال مناسب است. اساس این ساختار ها کنترل ولتاژ باس متصل به عیب در شرایط اتصال کوتاه است. اصول عملکرد و تحلیل ریاضی هر یک از ساختارهای پیشنهادی با جزیییات کامل بحث می شود تا شناخت کافی از آن ها حاصل شود. پارامترهای طراحی برای این ساختار ها نیز به اجمال بررسی می گردد. در نهایت عملکرد ساختارهای مذکور در محدود کردن جریان عیب و بهبود کیفیت ولتاژ باس های متصل به عیب با شبیه سازی در نرم افزار pscad?emtdcو آزمایش عملی در رنج آزمایشگاهی مطالعه می شود تاکارایی آن ها مورد قضاوت قرار گیرد.