کد خبر: ۵۶۰۷
تاریخ انتشار: ۱۰:۲۹ - ۱۸ اسفند ۱۳۹۳
در سالهاي اخير بدنبال ايجاد مراكز عظيم توليد و توسعه فراوان شبكه‌هاي قدرت بهم پيوسته و نيز لزوم تبادل مقرون به صرفه انرژي الكتريكي، كاربرد خطوط HVDC جهت كاهش هزينه انتقال انرژي از نيروگاههاي بزرگ و دور از محل مصرف (نيروگاههاي آبي) و همچنين ارتباط شبكه‌هاي AC با يكديگر (چند كشور همسايه)، را الزامي نموده است.

سرویس علمی برق نيوز:‌ در سالهاي اخير بدنبال ايجاد مراكز عظيم توليد و توسعه فراوان شبكه‌هاي قدرت بهم پيوسته و نيز لزوم تبادل مقرون به صرفه انرژي الكتريكي، كاربرد خطوط HVDC جهت كاهش هزينه انتقال انرژي از نيروگاههاي بزرگ و دور از محل مصرف (نيروگاههاي آبي) و همچنين ارتباط شبكه‌هاي AC با يكديگر (چند كشور همسايه)، را الزامي نموده است. از طرفي حفظ پايداري شبكه‌هاي قدرت AC مهمترين عامل براي تبادل انرژي بوده و با توجه به هارمونيكهاي توليدي بوسيله مبدلهايي HVDC كه بخش اصلي شبكه‌هاي DC را تشكيل مي‌دهند، اين مقاله به بررسي تحليلي اثر اين هارمونيكها برپايداري و نوسانات ديناميكي ايجاد شده در شبكه‌هاي قدرت AC مي‌پردازد.

در شبكه‌هاي HVDC مهمترين و اصيلترين بخش را مبدلهاي يكسوكنندگي و اينورتوري تشكيل مي‌دهند و عملكرد اين مبدلها موجب توليد هارمونيك در طرف AC مي‌شود كه اين هارمونيكها بردونوع مشخص و غير مشخص تقسيم مي‌گردند. هارمونيكهاي مشخص بدليل كاركرد ايده‌آل مبدلها بوجود مي‌آيند و همواره فرد مي‌باشند. ولي هارمونيكهاي غيرمشخص بدليل عملكرد واقعي مبدلها (كموتاسيون ناموفق، نامتعادلي و نامتقارني ولتاژ AC و نامتقارن بودن پالسهاي آتش) ممكن است تمامي مولفه‌هاي فرد و زوج را شامل گردند. بنابراين هميشه در طرف AC هارمونيكهاي گوناگون با دامنه‌هاي مختلف ايجاد مي‌شوند.

توليد هارمونيكهاي مشخص:

جهت بدست آوردن هارمونيكهاي مشخص فرضيات زير در نظر گرفته مي‌شود: (حالت ايده‌آل)

الف) ولتاژ متناوب سه فازه كاملاً سينوسي و متقارن است.

ب) راكتاس خط DC بي‌نهايت مي‌باشد. (بدليل صاف بودن كامل جريان)

ج) مدت زمان هدايت تريستورها برابرند.

بنابراين با توجه به فرضيات فوق ولتاژ طرف AC و DC هيچ هارمونيكي نداشته و همچنين جريانهاي متناوب طرف AC براي هر سه فاز شكلهاي يكساني خواهند داشت.

اگر در يكي از دو شبكه، فركانس بطور اتفاقي كاهش يافته (اتصال ناگهاني بار بزرگ به شبكه و يا از دست رفتن يكي از واحدهاي توليدي) و بالعكس اگر فركانس افزايش يابد (قطع ناگهاني بار از شبكه) بعنوان مثال 25/50 Hz=2f ، 75/49 Hz=1f گردد، مشخص مي‌گردد كه جريان طرف AC شامل مولفه‌هائي با فركانس زير سنكرون بوده كه وارد استاتورژنراتورها شده و موجب بروز گشتاورهاي نوساني با فركانس زير سنكرون برروي محور روتور مي‌گردد. حال اگر فركانس اين گشتاور نوساني حاصل از جريان زير سنكرون با يكي از فركانسهاي طبيعي پيچشي محور روتور (بخصوص در نيروگاههاي بخاري بزرگ با چندين مرحله توربين) يكي شود، احتمال بروز پديده تشديد يا نوسانات زير سنكرون (SSR) افزايش يافته و در صورت عدم كنترل آن دامنه گشتاورهاي وارد بر محور روتور به سرعت رشد مي‌كند و موجب شكستن محور روتور خواهد شد.

كاربرد وسيع شبكه‌هاي انتقال DC جهت ارتباط دو شبكه قدرت بزرگ AC و همچنين انتقال انرژي الكتريكي از نيروگاههاي عظيم آبي به مصارف دوردست از طرفي اهميت حفظ پايداري گذاري شبكه‌هاي AC بررسي هارمونيكيهاي توليدي بوسيله مبدلهاي HVDC را الزامي مي‌گرداند. اين هارمونيكها شامل دو نوع مشخص (بدليل كاركرد ايده‌آل مبدل) و نامشخص (ناشي از عملكرد واقعي مبدل) بوده و همانطوريكه ذكر گرديد هارمونيكهاي مشخص فرد بوده و از مرتبه (KSq) مي‌باشند. در صورت ايجاد اختلاف گسترده در شبكه‌هاي AC متصل شده به يكديگر توسط خط DC مانند از دست رفتن بخش بزرگي از توليد، اتصال كوتاه خطوط انتقال AC و قطع آنها، وصل يا قطع ناگهاني بار از شبكه موجب كاهش يا افزايش فركانس مي‌شود. در اين حالت بدليل اختلاف فركانس دو شبكه جريانهاي زير سنكرون ايجاد مي‌شود. و وارد استاتور ژنراتورهاي سنكرون شده گشتاورهاي نوساني با فركانسهاي زير سنكرون برابر با (Ksq) توليد مي‌گردند. بهمين ترتيب هارمونيكهاي نامشخص كه تمامي مؤلفه‌هاي زوج و فرد را شامل مي‌گردند، گشتاورهاي نوساني با فركانس زير سنكرون برروي محور روتور توربين ـ ژنراتور بوجود مي‌آورند.

هارمونيكهاي توليدي مبدلهاي HVDC از كليه مؤلفه‌هاي زوج و فرد تشكيل مي‌گردند و موجب بروز نوسانات ديناميكي محور روتور ژنراتورها شده كه دامنه اين نوسانات وابسته به دامنه هارمونيكهاي جريان AC بوده و بهمين دليل با زاويه آتش تريستورها راكتانس و مقاومت خط DC توان انتقالي DC، كموتاسيون ناموفق و نامتعادل و نامتقارن بودن ولتاژ AC بستگي دارد. بروز مداوم گشتاورهاي نوساني ايجاد شده برروي محور روتور موجب خستگي شديد محور شده و طول عمر آن را كاهش مي‌دهد و از طرفي اگر فركانس اين گشتاور نوساني با يكي از فركانسهاي طبيعي محور برابر شود ممكن است باعث ايجاد پديده نوسانات زير سنكرون گردد.

جهت جلوگيري از نوسانات ديناميكي مي‌توان از فيلترهاي باطيف فركانسي گسترده و جبران كننده‌هاي استاتيك توان راكتيو (SVC) با قابليت كنترل زاويه آتش تريستورها استفاده نمود. كه در اين حالت با استفاده از كنترل ميزان توان راكتيو مي‌توان تاحد زيادي اثرات هارمونيك در نوسانات ديناميكي و ديگر محدوديتهاي اعمالي ناشي از آن را كاهش داد.

ارسال نظر قوانین ارسال نظر
لطفا از نوشتن با حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.
نام:
ایمیل:
* نظر:
وضعیت انتشار و پاسخ به ایمیل شما اطلاع رسانی میشود.
پربازدیدها
برق در شبکه های اجتماعی
اخبار عمومی برق نیوز
عکس و فیلم
پربحث ترین ها
آخرین اخبار