انجمن برق ایران
ورود به حساب ثبت نام جدید فراموشی کلمه عبور
برای ورود به حساب کاربری خود، نام کاربری و کلمه عبورتان را در زیر وارد کرده و روی «ورود به سایت» کلیک کنید.





اگر فرم ثبت نام برای شما نمایش داده نمی‌شود، اینجا را کلیک کنید.









اگر فرم بازیابی کلمه عبور برای شما نمایش داده نمی‌شود، اینجا را کلیک کنید.






نمایش نتایج: از 1 به 1 از 1
  1. #1
    تاریخ عضویت
    2016/07/12
    نوشته ها
    133
    16
    Senior Member

    معرفی هارمونیک ها و اثرات آن

    معرفی هارمونیک ها و اثرات آن:

    مقدمه:
    بروزهارمونيک درسيستم‎های برق اولين پيامد عناصرغيرخطی در شبكه است. به‎‎‎خاطر گسترش فزاينده استفاده از عناصرغيرخطی در سيستم‎‎های برق ، مانند راه‎‎اندازها (درايورهای تنظيم سرعت) و مبدل‎‎های الكترونيكی قدرت ، مقدار هارمونيک شكل موج جريان و ولتاژ به‎‎‎طور چشمگيری افزايش يافته است و بنابراين اهميت موضوع كاملاً مشخص است.
    بررسي مسائل هارمونيک ‎‎ها منجر به تحقيقاتی گرديد كه نتايج آن نقطه ‎‎نظرات متعددی درمورد كيفيت برق بود. به ‎‎نظربرخی از محققينی ، اعوجاج هارمونيكی هنوز مهمترين مسئله كيفيت برق می‎‎باشد. مسائل هارمونيكی با بسياری از قوانين معمولی طراحی سيستم‎های قدرت و عملكرد آن تحت فركانس اصلی مغاير است. بنابراين مهندس برق با پديده‎‎های ناآشنايی روبرو می شود كه نياز به ابزار پيچيده و تجهيزات پيشرفته برای حل مشكلات و تجزيه و تحليل آنها دارد. گرچه تحليل مسائل هارمونيكی می‎‎تواند دشوار باشد ، ولی خوشبختانه همه سيستم قدرت دارای مشكل هارمونيكی نيست و فقط درصد كمی ازفيدرهای مربوط به سيستم‎های توزيع تحت‎‎تأثيرعوامل ناشی ازهارمونيک‎‎ها قرار می گيرند. مشتركين برق در صورت وجود هارمونيک‎ها مشكلات زيادتری از شركت‎های برق را تحمل می‎كنند. مشتركين صنعتی كه از محركه‎‎های موتور با قابليت تنظيم سرعت ، كوره‎‎های قوس الكتريكی ، كوره‎‎های القايی ، يكسوكننده‎‎ها ، اينورترها ، دستگاه‎‎های جوش و نظاير آن استفاده می‎‎كنند ، نسبت به مسائل ناشی از اعوجاج هارمونيكی ضربه ‎‎پذيرتر از بقيه مشتركين می ‎باشند.
    اعوجاج هارمونيكی يک پديده جديد در سيستم‎های قدرت به شمار نمی ‎رود. نگرانی ناشی از اعوجاج در بسياری از دوره‎ها درسيستم‎های قدرت الكتريكی جريان متناوب وجود داشته و دنبال شده است. جستجوی منابع و مطالب تكنيكی دهه‎های قبل نشان می دهد كه مقالات مختلفی در رابطه با اين موضوع انتشار يافته است. اولين منابع هارمونيكی شناخته ‎‎شده ، ترانسفورماتورها بودند و اولين مشكل نيز در سيستم‎های تلفن پديد آمد. استفاده گروهی از لامپ‎های قوس الكتريک به‎‎‎دليل مؤلفه‎های هارمونيكی توجهات خاصی را برانگيخت ولی اين مسائل به اندازه اهميت مسئله مبدل‎های الكترونيک قدرت در سال‎های اخير نبوده است.
    خوشبختانه در طی اين سال ها پژوهشگران متوجه شده اند كه اگر سيستم انتقال به نحو مناسبی طراحی گردد ، به ‎‎نحوی كه بتواند مقدار توان مورد نياز بارها را به راحتی تأمين نمايد ، احتمال ايجاد مشكل ناشی از هارمونيک ‎ها برای سيستم قدرت بسيار كم خواهد بود ، گرچه اين هارمونيک‎ها می توانند موجب مسائلی در سيستم‎های مخابراتی شوند. اغلب در سيستم‎های قدرت مشكلات زمانی بروز می‎كنند كه خازن‎های موجود در سيستم باعث ايجاد تشديد در يک فركانس هارمونيكی گردند. در اين شرايط اغتشاشات و اعوجاجات ، بسيار بيش از مقادير معمول می‎گردند. امكان ايجاد اين مشكلات در مورد مراكز كوچک مصرف وجود دارد ولی شرايط بدتر در سيستم‎های صنعتی به ‎دليل درجه زيادی از تشديد رخ می‎دهد.
    سطوح هارمونیک های جریان و ولتاژ در سیستم توزیع دائم در حال افزایش اند ، یک دلیل مهم اشعه وسائلی است که تولید هارمونیک می نمایند. وسایل کنترل کننده تریستوری مثال نمونه ایست که در سطوح قدرت صنعتی ، تجاری و خانگی در حد وسیعی مورد استفاده پیدا نموده ، این وسایل برای کنترل ولتاژ ، سرعت تغییر فرکانس و مدل قدرت بکار برده می شوند و عموماً به سبب قیمت پائین تر، بازده بیشتر و نگهداری ساده تر جایگزین دیگر وسایل شده اند. دلیل دیگر افزایش هارمونیک ها ، ازدیاد تحریک ترانسفورماتور های توزیع است که کاربرد پذیری آنها عملاً بیشتر و بیشتر می شود. دلیل سوم استفاده از خازن های شنت را می توان نام برد ، خازن ها در هیچ شرایطی تولید هارمونیک نمی نمایند.اما نصب خازن های تصحیح کننده ضریب قدرت مسائل پتانسیلی را افزایش و حضور آنها درمدار القائی اساساً امکان حلقه های شبکه را برای رزونانس محلی ، عمومی یا بزرگ سازی هارمونیک مهیا می سازد.
    تمایل بسوی ظرفیت بیشتر و ولتاژ بالاتر سیستم های توزیع در سطوح هارمونیک اثر خواهد گذاشت ، پوشش های وسیع سیستم ها همراه با تمایل بسوی حلقه های شبکه طویل تر مدار تلفن موجب رویارویی با مسائل تداخل القایی اضافی را میسر خواهد ساخت. آمیختن بارهای مسکونی ، تجاری و صنعتی به درجه زیاد روی همان فیدرها امکان تداخل القائی اضافی را مطرح خواهد نمود. با تغذیه کابورترهای قدرت با ظرفیت بالاتر از این فیدرها در نتیجه مقدار بیشتر منابع و جریان هارمونیک از شبکه نیرو کشیده خواهد شد.
    بانک های خازن تصحیح کننده ضریب قدرت به تعداد زیادتر یا در اندازه بزرگتر منجر به ترکیبات بیشتر پارامترهای مدار برای تولید حلقه های رزنانس می شوند ، ایستگاه های کششی قدرت (مانند مترو، ترامرا) برای ترانزیت سریع از سیستم های توزیع تغذیه شده ، به علت آمیختن با بارهای تجاری و مسکونی عموماً سطوح هارمونیک محیطی را افزایش می دهند.
    بیشتر صنایع آلومینیوم و کلر در فرآیند تولیدات خود از سیستم های dc استفاده می نمایند. این تأسیسات هارمونیک بالا را تولید می کنند. خلاصه آنکه کوچکترین تردیدی باقی نمی گذارد که هارمونیک ها بدون کنترل در سیستم در حال افزایش و توسعه می باشند.در این قسمت سعی شده ضمن شناسائی منابع هارمونیک بصورت فشرده ، اثرات زیان آور آنها روی دستگاه ها و روشهای کنترل تقلیل نیز اشاره گردد.

    علت ايجاد اعوجاج هارمونيكی:
    اعوجاج هارمونيكی در سيستم‎های قدرت ناشی از عناصر غيرخطی می‎باشد. عنصر غيرخطی عنصری است كه جريان آن متناسب با ولتاژ اعمالی نمی ‎باشد افزايش چند درصدي ولتاژ ممكن است باعث شود كه جريان دوبرابر شده و نيز موج جريان شكل ديگری به خود بگيرد. اين مورد ساده ای از منبع توليد اعوجاج در سيستم قدرت می‎باشد.
    هر شكل موج اعوجاجی پريوديک را می‎توان به صورت جمع موج‎های سينوسی بيان نمود. يعنی وقتی كه شكل موج از يک سيكل به سيكل ديگر تغيير نكند ، اين موج را می‎توان به صورت جمع امواج سينوسی خالص كه درآن فركانس هر موج سينوسی ، مضرب صحيحی از فركانس اصلی موج اعوجاجی است نمايش داد. اين موج‎های سينوسی كه فركانس آن‎ها ضريب صحيحی از فركانس اصلی می‎باشند ، هارمونيک‎های مؤلفه اصلی گويند. جمع اين موج‎های سينوسی به سری فوريه معروف است اين مفهوم رياضی اولين بار توسط فوريه رياضيدان فرانسوی مورد توجه قرار گرفت.

    منابع هارمونیک:
    پيدايش عناصر نيمه هادی و المان‎‎های غيرخطی نظير ديود ، تريستور و ... و استفاده فراوان از آنها در شبكه‎‎های قدرت عامل جديدی برای ايجاد هارمونيک در سيستم‎های قدرت به‎وجود آورد. كاربرد اين عناصر را می توان در تجهيزات و سيستم‎های قدرت زير ديد:
    1. كوره‎های قوس الكتريکی و القايی
    2. يكسوكننده‎‎ها و مبدل‎‎های الكترونيک قدرت
    3. تجهيزات مورد استفاده در كنترل‎‎كننده‎های سرعت ماشين‎های الكتريكی
    4. كاربرد SVC بعنوان ابزار مهمی دركنترل توان راكتيو
    5. بارهای غيرخطی شامل دستگاه‎‎های جوشكاری
    6. جريان مغناطيسی ترانسفورماتور

    از سوی ديگر عوامل زير را نيز می‎توان به عنوان توليدكننده هارمونيک در نظر گرفت:

    1. توليد شكل موج غير سينوسی توسط ماشين‎های سنكرون ناشی از وجود شيارها و عدم توزيع يكنواخت سيم‎‎ پيچی های استاتور
    2. توزيع غير سينوسی فوران مغناطيسی در ماشين‎های سنكرون

    همچنين صنايع زير را می‎توان از جمله عوامل توليد هارمونيک در شبكه‎های الكتريكی محسوب نمود:
    1. صنايع شامل مجتمع‎های شيميايی و پتروشيمی و نيز صنايع ذوب آلومينيم كه از يكسوكننده‎های پرقدرت براي توليد برق DC مورد نياز انجام فرآيندهای شيميـایی و ذوب آلومينيـم استفـاده می‎كنند. با توجـه به قـدرت بالا، اين يكسـوكننده‎ها هارمونيک قابل ملاحظه‎ای در شبكه قدرت به وجود می‎آورند.
    2. استفاده از سيستم‎های الكترونيک قدرت در سيستم حمل و نقل برقی مانند اتوبوس برقی و متروها باعث می‎شود سطوح زيادی از هارمونيک به سيستم توزيع تزريق شود.
    3. بارهای غيرخطی مانند كوره‎های قوس الكتريکی كه در صنايع ذوب‎‎آهن استفاده می شود از عوامل توليد هارمونيک در مقياس بزرگ می باشند. چشم انسان نه تنها به تغییرات ولتاژ حساس است بلکه به فرکانس این تغییرات نیز حساس می باشد.

    عوامل تولید و مشترکین تولید کننده فلیکر:
    1. سوئیچ کردن سریع بارهای بزرگ (مانند پرسهای اتوماتیک)
    2. راه اندازی موتورهای با توان بالا (خصوصاً با کارکرد پریودیک)
    3. بارهای نوسانی (مانند کوره های الکتریکی کنترل شده توان بالا)
    4. تجهیزات جوشکاری
    5. کوره های قوس الکتریکی

    ماشین های گردنده:
    در ماشینهای القایی مهم ترین هارمونیک ها عمدتاً بدلیل تغییر در مقاومت مغناطیسی ایجاد شده بواسطه شیارها در روتور استاتور تولید می شوند. تولید هارمونیک در ماشینهای سنکرون بستگی به عواملی چون تحریک (اشباع در مدار اصلی ، مسیر نشتی و فضای نامتقارن سیم پیچی مستهلک کننده دارد.
    کانورترهای کابردی حذف کامل ترتیب های پائین تر هارمونیک را نشان نمی دهند، زیرا مدار ترانسفورماتور و نامتعادلی در آتش تریستور وجود داشته که در ملاحظات تئوریکی طرحهای اصلاحی در نظر گرفته نمی شود ، به عنوان مثال نمونه ، مقدار هارمونیک های پنجم و هفتم در کانورتر 12 پالس در واقع 15 تا 20 درصد مقادیر نشان داده شده برای کانورتر 6 پالسه است.
    تصاوير کوچک فايل پيوست تصاوير کوچک فايل پيوست معرفی هارمونیک ها و اثرات آن-معرفی-هارمونیک-jpg  
نمایش نتایج: از 1 به 1 از 1

کلمات کلیدی این موضوع

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •