تلفات فنی توان در سیستمهای الکتریکی: تفاوت میان نسخهها
محتوای حذفشده محتوای افزودهشده
B falahati (بحث | مشارکتها) |
ابرابزار، برچسب ویکیسازی |
||
خط ۱:
{{ویکیسازی}}
'''هرز فنی توان''' به
هرز فنی که در بسیاری از
هرز فنی در شبکه فرستادن دارای ابعاد بسیار گسترده ای می باشد که همه هرز های از نقطه پس از آفرینش انرژی تا سر پخش را در برمی گیرد:▼
▲هرز فنی در شبکه فرستادن دارای ابعاد بسیار
این نوع هرز که در پی ایستایی هادی در برابر گذر گردش پدید می آید در واقع برجسته ترین هرز دستگاه فرستادن است و همانگونه که در آینده دیده خواهد شد، دیگر انواع هرز فرستادن بگونه ای در افزایش این نوع هرز سهیم می باشند.▼
این هرز در یک دستگاه [[سه فاز]] متقارن، تابعی از ایستادگی AC خطوط و توان دو جریان گذری است. بیگمان افزایش درشتی هادی ها که منجر به کاهش ایستادگی خطوط می شود با بست های [[اقتصاد]]ی محدود می گردد از این رو پذیرفتن سطح استاندارد برای آنها و همچنین هرز پیدا در این باره ناگزیر است. فرسودگی و زندگی بسیار هادی ها (مس یا آلومنیوم)، [[رسانایی]] آنها را کاهش می دهد و منجر به افزایش هرز می گردد. همچنین درازای بسیار توانراه ها اگر چه در بیشتر موارد ناگزیر می باشد، افزون بر افزایش دیگر دشواری های فرستادن، هرز خطوط را بالا می برد.▼
باید یادآور شد که اتصال نامناسب هادی ها می تواند تاثیر چشم گیر ای در افزایش ایستادگی خطوط و همچنین هرز آنها داشته باشد.▼
===
▲این نوع هرز که در پی ایستایی هادی در برابر گذر گردش پدید
گذشت زمان ویژگی رسانایی هادی های مسی را کاهش داده و منجر به افزایش ایستادگی وصل کلیدهای توان می گردد. هرز آهنی هسته ترانسفورماتورها، CTها و PTها با افزایش عمر فزونی می گیرند و همچنین هرز جداگری همه کالا ها به دلیل ناتوانی جداگری برخاسته از درازا زندگی، بشدت بالا می رود.▼
▲این هرز در یک دستگاه [[سه فاز]] متقارن، تابعی از ایستادگی AC خطوط و توان دو جریان گذری است. بیگمان افزایش درشتی
▲باید یادآور شد که اتصال نامناسب
===
▲گذشت زمان ویژگی رسانایی
یکی از هرزهای چشمگیر در دستگاه های توان الکتریکی ولتاژ بالا (دستگاه فرستادن) هرز کرونا است. پدیده کرونا که پیآمد یونیزاسیون هوای پیرامون هادی دارای ولتاژ بالا است، به همراه هاله ای از نور بنفش رنگ و نویز اکوستیک و الکترومغناطیسی بوده و کاربرد فراوانی در بسیاری از صنایع (بویژه فیلترینگ) دارد، در توان راه ها ولتاژ بالا می تواند بخش بیشتر ای از توان را در خود هرز نماید. بیگمان، بهره گیری از هادی های گروهی (باندل ها) تا حد فراوانی در کاهش اینگونه هرز سودمند است. اما باید به یاد داشت که گذشت زمان، در پی خوردگی و نشستن آلاینده ها بر لایه ها ولتاژ بالا مانند توان راه ها، ناهمواریها و نقاط تیزی بر روی آنها پیدایش می کند که میدان الکتریکی پیرامون خود و پیرو آن پدیده کرونا را بشدت افزایش می نماید.▼
===
▲یکی از هرزهای چشمگیر در
جداگرهای به کاررفته در دستگاه های ولتاژ بالای جریان متناوب بیشتر دو نوع هرز جدی را در بر می گیرد:▼
=== هرز در جداگرها ===
*گردش نشتی:گردش گذرکننده از سطح ولتاژ بالا به سطح ولتاژ پایین جداگر که تابعی از ایستادگی جداگری و نابرابری پتانسیل دو سر آن است را گردش نشتی می گویند. البته هرز برخاسته از این گردش که کمابیش دارای اندازه ناچیزی است تنها پس از پیرشدگی جداگر و کاهش ایستایی آن چشمگیر می گردد. نقاط جداگری ویران شده و یا نقاطی که بگونه درست بازسازی نشده اند می توانند در این باره بسیار آسیب پذیر باشند.▼
▲جداگرهای به کاررفته در
*هرز پسماند: روشن است که جداگر های کنار با هادی های گذر دهنده گردش متناوب متحمل شدت میدان مغناطیسی متناوبی، هماهنگ با آن گردش خواهند بود که طبیعتا در آنها هرز پسماند چشمگیری پدید می آورد. این هرز بگونه چشمگیری در کابلهای گردش بالا دیده می شود.▼
=== هرز برخاسته از ناترازی فازها===▼
▲* گردش نشتی: گردش گذرکننده از سطح ولتاژ بالا به سطح ولتاژ پایین جداگر که تابعی از ایستادگی جداگری و نابرابری پتانسیل دو سر آن است را گردش نشتی می گویند. البته هرز برخاسته از این گردش که کمابیش دارای اندازه ناچیزی است تنها پس از پیرشدگی جداگر و کاهش ایستایی آن چشمگیر
با بودن ناترازی فازها (که البته در دستگاه فرستادن بسیار ناچیز است) هرز برآیند سه فاز بیشتر از حالت متقارن در سه فاز خواهد بود. به سخن دیگر شباهت در ویژگی ها و پارامترهای الکتریکی فازهای یک خط که بیشتر امری قطعی انگاشته می شود در عمل گوناگون خواهد بود. برجسته ترین ریشه رخداد چنین دشواری در شبکه فرستادن، نبود جابجایی فازها به دلیل دشواری ها فنی و اقتصادی می باشد.▼
▲* هرز پسماند: روشن است که
هرز برخاسته از افزوده بار کابل ها، و ترانسفورماتور و دیگر کالا ها دستگاه فرستادن که به معنی گذر گردش بیش از اندازه نامی از آنها است هرز توان اهمی در آنها را ه چهره فزاینده افزایش می دهد. البته باید یادآور شد که این افزایش هرز اهمی، افزایش دمای کالا ها نسبت به سطح نرمال و بالطبع افزایش هرز جداگری و شاید آهنی را نیز به دنبال خواهد داشت.▼
همچنین، افزوده بار شدن کالا ها دارای هسته مغناطیسی غیر خطی مانند ترانسفورماتورها و CTهای اندازه گیری می تواند منجر به ورود نوک کار آنها به ناحیه اشباع کمان BH گردد که از این رو هارمونیک های رتبه پایین بویژه هارمونیک های مضارب 3 بر روی ولتاژ پیدایش می کنند که خود، همانگونه که در آینده ذکر خواهد شد خاستگاه هرز بیشتری است.▼
▲=== هرز برخاسته از ناترازی فازها ===
▲با بودن ناترازی فازها (که البته در دستگاه فرستادن بسیار ناچیز است) هرز برآیند سه فاز بیشتر از حالت متقارن در سه فاز خواهد بود. به سخن دیگر شباهت در
▲هرز برخاسته از افزوده بار
▲همچنین، افزوده بار شدن
=== هرز برخاسته از پخش بار نامناسب ===▼
[[پخش بار]] در دستگاه انتقال امروزی، برآمده از همبندی شبکه و برنامه ریزی آفریدنهای
در واقع
▲=== هرز برخاسته از پخش بار نامناسب===
▲[[پخش بار]] در دستگاه انتقال امروزی، برآمده از همبندی شبکه و برنامه ریزی آفریدنهای یکه های گوناگون نیروگاهی است. ولی ساختار پدید آمده شبکه و همچنین برنامه ریزی آفریدن به کاررفته در بسیاری از زمان ها بهترین حالت نیست و طبیعتا کمترین هرز را نمی برگیرد.
▲در واقع می توان با پدید آوردن دگرگونی در ساختار شبکه به روش های گوناگون و همچنین برنامه ریزی بهینه آفریدن، پخش بار دستگاه (Power flow) را بگونه ای تغییر داد که هرزی کمتر از مقدار پیشین داشته باشد، که به آن پخش بار بهینه (Optimum power flow) می گویند.
=== هرز برخاسته از گذر توان راکتیو ===
توان راکتیو مورد نیاز بار و
===
نظر به اینکه انرژی الکتریکی در شبکه فرستادن از نوع امواج الکترومغناطیس
البته بیشتر
==
کمابیش در کل
در دنباله برجسته ترین موارد هرز انرژی الکتریکی در
=== هرز برخاسته از ایستادگی خطوط ===▼
ایستادگی هادی ها همانند آنچه که در بحث هرز فرستادن نمایان گردید برجسته ترین ریشه هرز دستگاه های پخش می باشند . البته باید به یاد داشت که در دستگاه های پخش، ایستادگی نسبی توانراه ها بالاتر است و بدلیل گستردگی و اتصالات فراوان ، با نگه نداشتن صحت اتصالات ، این ایستادگی و از این رو هرز افزایش بیشتری خواهد داشت .▼
===
▲ایستادگی
ناترازی خطوط در دستگاه پخش ( که البته نه به دلیل گوناگون بودن ویژگی های هادی های فازها بلکه به دلیل نبود جابجایی فازها ) پدید می آید منجر به پیدایش ناترازی شبکه از دیدگاه بار می شود که به نوبه خود ناترازی گردش فازها و هرز برخاسته از آن را به دنبال خواهد داشت.▼
===
▲ناترازی خطوط در دستگاه پخش (
بارهای تک فاز دستگاه پخش به همراه ناترازی فازها باعث می شود که گهگاه ناترازی پر در پی داشته باشد .▼
از دیگر سو ناترازی فازها منجر به گردش سیم نول می شود که از این رو هرز انرژی در این سیم نیز به هرز افزوده می گردد.▼
=== هرز برخاسته از
▲بارهای تک فاز دستگاه پخش به همراه ناترازی فازها باعث
دستگاه زمین نامناسب و یا فرسوده ، ایستایی فراوانی پیدا می کند و این مساله در دستگاه های ناهمتراز منجر به ناترازی ولتاژ و هرز انرژی برخاسته از آن خواهد شد. ▼
▲از دیگر سو ناترازی فازها منجر به گردش سیم نول
===هرز ذاتی ترانسفورماتورها و کالا های اندازه گیری ===▼
همانند دستگاه فرستادن، در شبکه های پخش نیز توان گذری در سر راه خود از کالا های فراوانی گذر می نماید که هریک بر حسب نوع، تکنولوژی ساخت و زندگی خود درصدی از انرژی را هرز می نمایند . بیشترین هرز این بخش ازان ترانسفورماتورهای پخش است که بگونه گسترده در دستگاه بکار گرفته می شوند .▼
=== هرز جداگری کالا ها === ▼
اگرچه سطح ولتاژ پایین در دستگاه پخش ، هرز جداگری کالا ها را نسبت به دیگر انواع هرز کمرنگ می سازد لیکن با پرداختن به گستردگی و فراوانی کالا ها دارای این هرز ، روی هم رفته ، این نوع هرز چشم گیر خواهد بود .▼
=== هرز برخاسته از
▲دستگاه زمین نامناسب و یا
افزوده بار کالا های پخش نیز همانند کالا های دستگاه فرستادن منجر به افزایش فزاینده هرز در آنها می گردد.▼
همچنین پیدایش هارمونیک ها ( بویژه هارمونیک های مضارب 3 ) بدلیل وارد شدن به پهنه اشباع ترانسفورماتورها و هرز وابسته به آنها از پیآمدهای این افزایش بار خواهد بود .▼
=== هرز برخاسته از تغییر در مقدار بار سیستم=== ▼
▲همانند دستگاه فرستادن، در
طبیعتا، وجود اوج در کمان بار(منحنی بار) روزانه جاهای گوناگون پخش ، افزون بر وارد کردن هزینه های هنگفت ، برنامه ریزی شبکه برای فراهم بار زمان های اوج را دشوار می نماید و هرز پدیدار شده در شبکه را افزایش خواهد داد .▼
▲اگرچه سطح ولتاژ پایین در دستگاه
=== هرز برخاسته از
▲افزوده بار
▲همچنین پیدایش
بسیاری از بارهای نو دستگاه توان دارای ماهیت غیر خطی می باشند . این بارها که بدلیل پیشرفت صنعتی و برتری های خود هر روزه رو به افزایش می باشند ، بیشتر از کالا های الکترونیک توان بهره می برند که گردش غیر سینوسی از شبکه می گیرد . موارد بیشتر این کالا ها به اینگونه اند چراغهای کم مصرف ، UPS ها ، رایانه ها ، ASDها و...▼
▲طبیعتا، وجود اوج در کمان بار (منحنی بار) روزانه جاهای گوناگون
از دیگر سو، همانگونه که قبلا نیز گفته شد، بارهای الکتریکی دارای هسته آهن سیرشونده ، همچو ترانسفورماتورها و موتورهای الکتریکی ، با افزوده بار شدن ، با درآمدن به پهنه غیر خطی کمان مغناطیسی خود گردش مغناطیس کنندگی غیر خطی از شبکه می گیرند که پیدایش هارمونیک ( بویژه هارمونیک های مضرب 3 ) از زیانهای آن است .▼
▲بسیاری از بارهای نو دستگاه توان دارای ماهیت غیر خطی
▲از دیگر سو، همانگونه که قبلا نیز گفته شد، بارهای الکتریکی دارای هسته آهن
=== اثر پوستی ===
اثر پوستی نمایانگر افزایش ایستایی اهمی
=== هرز آهنی ===
هرز آهنی در هسته ترانسفورماتورهای توان و اندازه گیری (Current transformers) و همچنین
=== هرز جداگری ===
هرز جداگری
=== هرز
[[هارمونیک]] مضارب
▲هرز جداگری کالا ها نیز بیشتر برخاسته از هرز پسماند در آنها است ، که خود تابعی از بسامد ولتاژ کار است . از این رو این نوع هرز نیز در پی وجود هارمونیک ها ، افزایش خواهد داشت .
▲[[هارمونیک]] مضارب 3 در نوک نول اتصالات ستاره یکدیگر را خنثی نمی کنند بلکه با یکدیگر گرد هم آمده و گردش چشمگیری از [[سیم نول]] گذر می دهند که هرز سیم نول را بشدت بالا می برد .
== بنمایه ==
{{پانویس}}
|