شبیه سازی و مدلسازی تاثیر اتصالات ترانسفورماتور بر چگونگی تغییرات ولتاژ شبکه

    —         —    

ارتباط با ما     —     لیست پایان‌نامه‌ها

... دانلود ...

توجه : این فایل به صورت فایل ورد (Word) ارائه میگردد و قابل تغییر می باشد


 شبیه سازی و مدلسازی تاثیر اتصالات ترانسفورماتور بر چگونگی تغییرات ولتاژ شبکه دارای 151 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد شبیه سازی و مدلسازی تاثیر اتصالات ترانسفورماتور بر چگونگی تغییرات ولتاژ شبکه  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

 

بخشی از فهرست مطالب پروژه شبیه سازی و مدلسازی تاثیر اتصالات ترانسفورماتور بر چگونگی تغییرات ولتاژ شبکه

1-1 مقدمه

1-2 مدلهای ترانسفورماتور

1-2-1 معرفی مدل ماتریسی Matrix Representation (BCTRAN Model)

1-2-2 مدل ترانسفورماتور قابل اشباع  Saturable Transformer Component (STC Model)

1-2-3 مدلهای بر مبنای توپولوژی Topology-Based Models

2- مدلسازی ترانسفورماتور

2-1 مقدمه

2-2 ترانسفورماتور ایده آل

2-3 معادلات شار نشتی

2-4 معادلات ولتاژ

2-5 ارائه مدار معادل

2-6 مدلسازی ترانسفورماتور دو سیم پیچه

2-7 شرایط پایانه ها (ترمینالها)

2-8 وارد کردن اشباع هسته به شبیه سازی

2-8-1 روشهای وارد کردن اثرات اشباع هسته

2-8-2 شبیه سازی رابطه بین  و

2-9 منحنی اشباع با مقادیر لحظهای

2-9-1 استخراج منحنی مغناطیس کنندگی مدار باز با مقادیر لحظهای

2-9-2 بدست آوردن ضرایب معادله انتگرالی

2-10 خطای استفاده از منحنی مدار باز با مقادیر RMS

2-11 شبیه سازی ترانسفورماتور پنج ستونی در حوزه زمان

2-11-1 حل عددی معادلات دیفرانسیل

2-12 روشهای آزموده شده برای حل همزمان معادلات دیفرانسیل

3- انواع خطاهای نامتقارن و اثر اتصالات ترانسفورماتور روی آن

3-1 مقدمه

3-2 دامنه افت ولتاژ

3-3 مدت افت ولتاژ

3-4 اتصالات سیم پیچی ترانس

3-5 انتقال افت ولتاژها از طریق ترانسفورماتور

?3-5-1 خطای تكفاز، بار با اتصال ستاره، بدون ترانسفورماتور

?3-5-2 خطای تكفاز، بار با اتصال مثلث، بدون ترانسفورماتور

?3-5-3 خطای تكفاز، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع دوم

?3-5-4 خطای تكفاز، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع دوم

?3-5-5 خطای تكفاز، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع سوم

?3-5-6 خطای تكفاز، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع سوم

?3-5-7 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، بدون ترانسفورماتور

?3-5-8 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، بدون ترانسفورماتور

?3-5-9 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع دوم

?3-5-10 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع دوم

?3-5-11 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع سوم

?3-5-12 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع سوم

?3-5-13 خطاهای دو فاز به زمین

3-6 جمعبندی انواع خطاها

3-7 خطای TYPE A ، ترانسفورماتور DD

3-8 خطای TYPE B ، ترانسفورماتور DD

3-9 خطای TYPE C ، ترانسفورماتور DD

3-10 خطاهای TYPE D و TYPE F و TYPE G ، ترانسفورماتور DD

3-11 خطای TYPE E ، ترانسفورماتور DD

3-12 خطاهای نامتقارن ، ترانسفورماتور YY

3-13 خطاهای نامتقارن ، ترانسفورماتور YGYG

3-14 خطای TYPE A ، ترانسفورماتور DY

3-15 خطای TYPE B ، ترانسفورماتور DY

3-16 خطای TYPE C ، ترانسفورماتور DY

3-17 خطای TYPE D ، ترانسفورماتور DY

3-18 خطای TYPE E ، ترانسفورماتور DY

3-19 خطای TYPE F ، ترانسفورماتور DY

3-20 خطای TYPE G ، ترانسفورماتور DY

3-21 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای TYPE A شبیه سازی با PSCAD

شبیه سازی با برنامه نوشته شده

3-22 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای TYPE B شبیه سازی با PSCAD

شبیه سازی با برنامه نوشته شده

3-23 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای TYPE C شبیه سازی با PSCAD

شبیه سازی با برنامه نوشته شده

3-24 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای TYPE D شبیه سازی با PSCAD

شبیه سازی با برنامه نوشته شده

3-25 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای  TYPE E شبیه سازی با PSCAD

شبیه سازی با برنامه نوشته شده

3-26 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای TYPE F شبیه سازی با PSCAD

شبیه سازی با برنامه نوشته شده

3-27 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای TYPE G شبیه سازی با PSCAD

شبیه سازی با برنامه نوشته شده

3-28 شكل موجهای ولتاژ – جریان چند باس شبكه 14 باس IEEE برای خطای TYPE D در باس

3-29 شكل موجهای ولتاژ – جریان چند باس شبكه 14 باس IEEE برای خطای TYPE G در باس

3-30 شكل موجهای ولتاژ – جریان چند باس شبكه 14 باس IEEE برای خطای TYPE A در باس

4- نتیجه گیری و پیشنهادات

مراجع

 
 
مقدمه 


یکی از ضعیفترین عناصر نرم افزارهای مدرن شبیه سازی، مدل ترانسفورماتور است و فرصتهای زیادی برای بهبود شبیه¬سازی رفتارهای پیچیده ترانسفورماتور وجود دارد، که شامل اشباع هسته مغناطیسی، وابستگی فرکانسی، تزویج خازنی، و تصحیح ساختاری هسته و ساختار سیم پیچی است.
مدل ترانسفورماتور بواسطه فراوانی طراحیهای هسته و همچنین به دلیل اینکه برخی از پارامترهای ترانسفورماتور هم غیر خطی و هم به فرکانس وابسته¬اند، می تواند بسیار پیچیده باشد. ویژگیهای فیزیکی رفتاری که، با در نظر گرفتن فرکانس، لازم است برای یک مدل ترانسفورماتور بدرستی ارائه شود عبارتند از:
•    پیکربندیهای هسته و سیم پیچی،
•    اندوکتانسهای خودی و متقابل بین سیم پیچها،
•     شارهای نشتی،
•    اثر پوستی و اثر مجاورت در سیم پیچها،
•    اشباع هسته مغناطیسی،
•    هیسترزیس و تلفات جریان گردابی در هسته،
•    و اثرات خازنی.
مدلهایی با پیچیدگیهای مختلف در نرم افزارهای گذرا برای شبیه سازی رفتار گذرای ترانسفورماتورها، پیاده سازی شده است. این فصل یک مرور بر مدلهای ترانسفورماتور، برای شبیه سازی پدیده های گذرا که کمتر از رزونانس سیم پیچ اولیه (چند کیلو هرتز) است، می باشد، که شامل فرورزونانس، اکثر گذراهای کلیدزنی، و اثر متقابل هارمونیکها است.

1-2 مدلهای ترانسفورماتور
یک مدل ترانس را می توان به دو بخش تقسیم کرد:
•    معرفی سیم پیچها.
•    و معرفی هسته آهنی.
اولین بخش خطی است، و بخش دوم غیر خطی، و هر دوی آنها وابسته به فرکانس است. هر یك از این دو بخش بسته به نوع مطالعه¬ای که به مدل ترانسفورماتور نیاز دارد، نقش متفاوتی بازی می¬کند. برای نمونه، در شبیه¬سازیهای فرورزونانس، معرفی هسته حساس است ولی در محاسبات پخش بار و اتصال کوتاه صرفنظر می¬شود.
برای کلاس بندی مدلهای ترانسفورماتور چند معیار را می¬توان بکاربرد:
•    تعداد فازها،
•    رفتار (پارامترهای خطی/ غیر خطی، ثابت/ وابسته به فرکانس)،
•    و مدلهای ریاضی.
با دسته¬بندی مدلسازی ترانسفورماتورها، می¬توان آنها را به سه گروه تقسیم كرد.
•    اولین گروه از ماتریس امپدانس شاخه یا ادمیتانس استفاده می¬کند.
•    گروه دوم توسعه مدل ترانسفورماتور قابل اشباع به ترانسفورماتورهای چند فاز است. هر دو نوع مدل در نرم افزار EMTP پیاده سازی شده است، و هر دوی آنها برای شبیه سازی برخی از طراحیهای هسته، محدودیتهای جدی دارد.
•    وگروه سوم مدلهای براساس توپولوژی، كه گروه بزرگی را تشکیل می دهد و روشهای زیادی بر اساس آن ارائه شده است. این مدلها از توپولوژی هسته بدست می آید و می¬تواند بصورت دقیق هر نوع طراحی هسته را در گذراهای فرکانس پایین، در صورتیکه پارامترها بدرستی تعیین شود، مدل کند.

1-2-1 معرفی مدل ماتریسی Matrix Representation (BCTRAN Model)
معادلات حالت دائم یک ترانسفورماتور چند سیم پیچه چند فاز را می¬توان با استفاده از ماتریس امپدانس شاخه بیان کرد:

(1-1)     

در  محاسبات گذرا، رابطه فوق باید بصورت زیر نوشته شود:

(1-2)     

 که   و   به ترتیب بخش حقیقی و موهومی   هستند، که المانهای آنها را می¬توان از آزمایشهای تحریک بدست آورد.
این روش دارای تزویج فاز به فاز است، که ویژگیهای ترمینال ترانسفورماتور را مدل می¬کند، ولی فرقی بین توپولوژی هسته و سیم پیچ قائل نمی¬شود زیرا در همه طراحیهای هسته، رفتار ریاضی یکسان اعمال می¬شود.
همچنین چون ماتریس امپدانس شاخه   برای جریانهای تحریکِ بسیار کم یا هنگامی که این جریانهای تحریك بطور کلی نادیده گرفته می¬شود، ماتریس منفرد  می¬شود، موجب ایجاد برخی مشكلات از لحاظ دقت در محاسبات فوق می¬گردد[1]. بعلاوه، امپدانسهای اتصال کوتاه، که مشخصه¬های بسیار مهمی از ترانسفورماتور را توصیف می¬کند، در اندازه گیری با چنین تحریکهایی از دست می¬رود. برای حل این مشکلات، ماتریس ادمیتانس باید استفاده شود:

(1-3)     

که   همیشه وجود دارد و عناصر آن مستقیما از آزمایشهای اتصال کوتاه استاندارد بدست می¬آید.
برای مطالعات گذرا،   باید به دو مولفه مقاومتی والقائی تقسیم شود و ترانسفورماتور با معادله زیر توصیف می¬گردد:

(1-4)     

همه این مدلها خطی هستند، هر چند، در بسیاری از مطالعات گذرا لازم است اثرات اشباع و هیسترزیس وجود داشته باشد. در این حالت برای وارد كردن اثرات اشباع، اثرات جریان تحریک را می¬توان خطی کرد و در ماتریس توصیف مدل قرار داد، ولی این کار در زمان اشباع هسته می¬تواند منجر به خطاهای شبیه سازی شود.
در روش دیگر، تحریک از ماتریس توصیف مدل حذف می¬شود و بصورت خارجی بصورت عناصر غیر خطی به ترمینالهای مدلها متصل می¬شود (شکل 1-1).

بخشی از منابع و مراجع پروژه شبیه سازی و مدلسازی تاثیر اتصالات ترانسفورماتور بر چگونگی تغییرات ولتاژ شبکه

[1]Thu Aung, and Jovica V. Milanovic, “The Influence of Transformer Winding Connections on the Propagation of Voltage Sags”, IEEE Trans. Power Del., VOL. 21, NO. I, JANUARY 2006

[2]M.H.J.Bollen, Understanding Power Quality Problems: Voltage Sags and Interruptions , IEEE Press Series on Power Engineering. NJ:IEEE Press , 2000

[3]G.J.Wakileh, Power System Harmonic: Fundamental, Analysisand Filter Design.  New York:Springer-Verlag,2001

[4]V.Milanovic and Aung, "The Influenceof Transformer Winding Connections on the Propagation of Voltage Sags"   vol. 21 NO. 1 , JANUARY 2006

[5] Bruce A. Mork, Francisco Gonzalez, Dmitry Ishchenko,Don L. Stuehm, and Joydeep Mitra. “Hybrid Transformer Model for Transient Simulation—Part I: Development and Parameters”. IEEE Trans. Power Del., VOL. 22, NO. 1, JANUARY 2007

[6]R.C.Dugan et al., Electrical Power Systems Quality , 2nd ed . New York: McGraw-Hill ,2002.

[7]Joaquín Pedra, Luis Sáinz, Felipe Córcoles, and Luis Guasch , "Symmetrical and   Unsymmetrical Voltage Sag Effects on Three-Phase Transformers"   IEEE RANSACTIONS ON POWER DELIVERY, VOL. 20 NO. 2, APRIL 2005

[8]Luis Guasch, Felipe Córcoles, Joaquín Pedra,, and Luis Sáinz , "Effects of Symmetrical Voltage Sags on Three-Phase Three-Legged Transformers"IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, VOL. 19, NO. 2, APRIL 2004

[9]S.G. Abdulsalam, W. Xu and V. Dinavahi , "Modelling and simulation of three-phase transformers for inrush current studies"IEE Proc.-Gener. Transm. Distrib., Vol. 152, No. 3, May 2005

[10]S. A. Saleh, , and M. A. Rahman ,"A New Transient Model for Three-Phase Power Transformers Using a Wavelet Filter Bank" IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, VOL. 20, NO. 2, APRIL 2005

[11]Pirjo Heine, and Matti Lehtonen  ,  "Voltage Sag Distributions Caused by Power System Faults" IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, VOL. 18, NO. 4, NOVEMBER 2003POWER DELIVERY, VOL. 21, NO. I, JANUARY 2006

[12] V. Brandwajn, H. W. Dommel, and I. I. Dommel, “Matrix representation of three-phase n-winding transformers for steady-state and transient studies,” IEEE Trans. Power App. Syst., vol. PAS-101, no. 6, pp. 1369–1378, Jun. 1982.

 

لینک کمکی