طراحی و ساخت جبران كننده ايستای توان راكتيو منبع ولتاژی برای جبران بار

طراحی و ساخت جبران كننده ايستای توان راكتيو منبع ولتاژی برای جبران بار

كلمات كليدي: جبران كننده ايستاي توان راكتيو، SVC ، STATCOM، اينورتر چند سطحي.

چكيده
هدف، طراحي و ساخت يك جبران كننده ايستاي توان راكتيو از نوع منبع ولتاژي و بصورت چند سطحي بوده‌است، يك اينورتر سه سطحي از نوع اينورترهاي متوالي با توان نامي +3KVAR طراحي و ساخته شده‌است، و يك روش كنترلي بر اساس كنترل اختلاف فاز با استفاده از مدولاسيون برنامه‌ريزي و بهينه شده اجرا شده‌است.
مدارات پروژه شامل برد راه‌انداز كليدهاي الكترونيك قدرت، بردهاي اندازه‌گيري ولتاژ و جريانهاي فيدبك، برد پردازشگر اصلي، برد حفاظت از خازنها بوده‌است.

1- مقدمه
از پيشرفته‌ترين كنترل كننده‌هاي توان راكتيو كه در دو دهة اخير به مدد پيشرفت ساخت ادوات نيمه‌هاديهاي قدرت با توان بالا ارائه شده‌اند جبران كننده‌هاي ايستاي توان راكتيو ( SVC ) مي‌باشند. اين جبران كننده‌ها در مقايسه با جبران كننده‌هاي ديگر مزايايي مانند قابليت انعطاف بيشتر و سرعت پاسخ بالاتر دارند، يكي از آخرين انواع SVC نوع اينورتري آن معروف به STATCOM مي‌باشد كه نسبت به انواع قبلي مزايايي مانند استفاده از حداقل عناصر ذخيره كننده انرژي، فضاي كمتر مورد نياز و سرعت پاسخ بالاتر دارد، در اين جبران كننده‌ها از مبدلهاي DC/AC استفاده مي‌شود كه در حالت كلي مي‌توانند چند سطحي باشند. اينورترهاي چند سطحي نسبت به اينورترهاي متداول قابليت كار در توانها و ولتاژهاي بالاتري دارند و همچنين در فركانس كليدزني مشابه ميزات آلودگي كمتري به لحاظ هارمونيكي ايجاد مي‌كنند.
از آنجا كه براي نمونه آزمايشگاهي طراحي، ساخت و تست يك سيستم تك فاز راحتتر است، جبران كننده مورد نظر بصورت تكفاز در نظر گرفته شد ولي در طراحي همواره سعي شد تا ملاحظاتي در نظر گرفته شود كه سيستم قابل گسترش به سه‌فاز هم باشد و يا اينكه بتوان براي هر فاز يك جبران كننده مستقل در نظر گرفت.طراحي براساس دو اينورتر متوالي انجام شده كه يك اينورتر پنج سطحي تكفاز را تشكيل مي‌دهد.
در طراحي سعي شده كه همه متغيرهاي لازم بصورت نرم‌افزاري وجود داشته باشند تا انواع روشهاي مدولاسيون و كنترل قابل پياده سازي باشند و در انتها دو روش مدولاسيون و كنترل اجرا شده‌است.

طراحی و ساخت جبران كننده ايستای توان راكتيو منبع ولتاژی برای جبران بار

2- تقسيم بندي
يك جبرانساز ايستاي سنكرون با كنترل ميكروپروسسوري را مي‌توان بصورت شكل 1) تقسيم بندي نمود. هدف از تقسيم بندي مستقل سازي وظايف هر يك از بخشها و ريز كردن پروژه به بخشهاي كوچكتر است. در اينجا به توصيف مختصري از شرح وظايف هر يك از اين بخشها مي‌پردازيم.
شكل1) بلوك دياگرام جبران كننده طراحي شده

2-1- حفاظت ورودي
وظيفه اين بخش حفاظت كل سيستم شامل جبران كننده و بار در مقابل خطاهاي اضافه ولتاژ يا اضافه جريان است. از آنجا كه اين سيستم در حال تست بوده و به دفعات زياد آزمايش مي‌شود در مقابل وقوع خطا مستعد بوده و حفاظت در مقابل انواع خطاها از جمله اضافه ولتاژ و اضافه جريان بعلت خطاهاي سيستم و ناپايداري آن لازم به نظر مي‌رسد. اين قسمت شامل چهار نوع حفاظت زير مي‌باشد.
– حفاظت اضافه جريان كم و بلند مدت
– حفاظت اضافه جريان زياد و لحظه‌اي
– حفاظت اضافه ولتاژ كم و بلند مدت
– حفاظت اضافه ولتاژ زياد و لحظه‌اي

2-2- فيلتر ورودي
وظيفه اين بخش فيلتركردن جريان كل سيستم شامل جبران كننده و بار است تادرحد ممكن درشبكه برق شهري هارمونيكهاي كمتري تزريق گردد، وجود اين بخش از آن جهت لازم به نظر مي‌رسيد كه بدليل موقعيتهاي مختلف و زياد در تست، تأثير كاركرد سيستم بر شبكه بخصوص مصرف كننده‌هاي نزديك را كاهش دهيم، اين بخش از يك فيلتر LC تشكيل شده است.

شكل 2) فيلتر ورودي

2-3- بخش ترانسهاي جريان و ولتاژ
اين بخش از دو عدد ترانسفورماتور جريان و ولتاژ تشكيل شده است تا از جريان و ولتاژ مجموعه بار و جبران كننده اندازه گيري نمايند. ترانسفورماتور ولتاژ جهت تهيه سيگنالي متناسب و ايزوله از ولتاژ ورودي استفاده مي‌شود، نسبت تغييرات ولتاژ صفر تا 250 ولت اوليه به صفر تا 10 ولت ثانويه مي‌باشد.
ترانسفورماتور جريان جهت تهيه سيگنالي متناسب و ايزوله از مجموع جريان بار و جبران كننده استفاده مي‌شود. نسبت تغييرات صفر تا 100 آمپرجريان اوليه به تغييرات صفر تا 250 ميلي آمپر ثانويه است. اين ترانسفورماتور در حالتهاي خطا و گذرا نبايد به اشباع يا ناحيه غير خطي نزديك گردد و به

طراحی و ساخت جبران كننده ايستای توان راكتيو منبع ولتاژی برای جبران بار

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر