تحقیق نقش توان راكتيو در شبكه هاي انتقال و فوق توزيع

– جبران بار

1-1- اهداف درجبران بار:

جبران بارعبارتست از مديريت توان راكتيوكه به منظور بهبود بخشيدن به كيفيت تغذيه در سيستم هاي قدرت متناوب انجام مي گيرد.اصطلاح جبران بار در جايي استعمال مي شود كه مديريت توان راكتيو براي يك بار تنها (يا گروهي از بارها ) انجام مي گيرد و وسيله جبران كننده معمولا در محلي كه در تملك مصرف كننده قرار دارد , در نزديك بار نصب مي شود. پاره اي از اهداف و روشهاي به كار گرفته شده در جبران بار با آنچه كه در جبران شبكه هاي وسيع تغذيه (جبران انتقال) مورد نظر است , به طور قا بل ملاحظه اي تفاوت دارد. در جبران بار اهداف اصلي سه گانه زير مورد نظر است. 

1-اصلاح ضريب توان 

2- بهبود تنظيم ولتاژ

3- متعادل كردن بار 

خاطر نشان مي كنيم كه اصلاح ضريب توان ومتعادل كردن بار حتي درمواقعي كه ولتاژ تغذيه فوق العاده((محكم)) است (يعني ثابت و مستقل از بار است ) مطلوب خواهند بود.

اصلاح ضريب توان به اين معنا ست كه توان راكتيو مورد نياز به جاي آنكه از نيروگاه دور تامين گردد, در محل نزدبك بار توليد گردد. اغلب بارهاي صنعتي داراي ضريب توان پس فاز هستند. يعني توان راكتيو جذب مي نمايند. بنا براين جريان بار مقدارش از آنچه كه براي تامين توان واقعي ضروري است بيشتر خواهد بود. تنها توان واقعي است كه سر انجام در تبديل انرژي مفيد بوده و جريان اضافي نشان دهنده اتلاف است كه مشتري نه تنها بايستي بها هزينه اضافي كابلي كه آن را انتقال مي دهد بپردازد .بلكه تلفات ژولي اضافي ايجاد شده در كابل تغذيه را نيز مي پردازد.موسسات توليد كننده همچنين دليل كافي براي عدم ضرورت انتقال توان راكتيو غير ضروري از ژنراتورها به بار, را دارند و آن اين است كه ژنراتورها و شبكه هاي توزيع قادر نخواهند بود در ضريب بهره كامل كار كنند و كنترل ولتاژ در سيستم تغذيه بسيار مشكل خواهد شد. تعرفه هاي برق تقريباٌ همواره مشتريان صنعتي را به واسط بارهاي با ضريب توان پايين آنها جريمه مي نمايند. و اين عمل ساليان متمادي انجام گرفته و در نهايت منجر به توسعه گسترده كاربرد سيستم هاي اصلاح ضريب توان در مراكز صنعتي شده است . تنظيم ولتاژ در حضور بارهايي كه توان راكتيو مصرفي آنها تغيير مي كند,  يك موضوع مهم ودر مواردي يك مساله بحراني خواهد بود. توان راكتيو مصرفي كليه بارها تغيير مي كند , گر چه مقدار و ميزان تغييرات آنها كاملا متفاوت است. اين تغييرات توان راكتيو در تمامي موارد منجر به تغييرات ولتاژ (يا تنظيم ولتاژ)در نقطه تغذيه مي گردد.و اين تغييرات ولتاژ بر عملكرد مفيد و مؤثر كليه وسايل متصل به نقطه تغذيه مداخله نموده ومنجر به امكان تداخل در بارهاي مصرف كننده هاي مختلف مي گردد .به منظور جلوگيري از اين مساله موسسات توليد كننده برق معمولا موظف مي شوند كه ولتاژ تغذيه را در يك حد قانوني نگاه دارند. امكان دارد اين حد از مقدار مثلا %5+ ميانگين در يك فاصله زماني چند دقيقه يا چند ساعت  تا يك مقدار بسيار محدودتر تغيير نمايد اين مقدار محدودتر از ناحيه بارهاي بزرگ و داراي تغييرات سريع كه منجر به ايجاد فرورفتگي در ولتاژ و اثر نامطلوب بر عملكرد وسايل حفاظتي يا چشمك زدن لامپ و آزار چشم مي گردد, تحميل مي شود . وسايل جبران كننده نقش اساسي را در نگاهداشتن ولتاژ در محدوه مورد نظر بازي

 مي كنند .

بديهي ترين روش بهبود ولتاژ ((قوي تر كردن ))سيستم قدرت به كمك افزايش اندازه و تعداد واحد هاي توليد كننده برق وبا هر چه متراكم كردن شبكه هاي به هم پيوسته , مي باشد اين روش عموماٌ غير اقتصادي بوده ومنجربه افزايش سطح اتصال كوتاه و مقادير نامي كليدها مي شود . راه عملي تر و با صرفه تر اين است كه اندازه سيستم قدرت بر حسب ماكزيمم تقاضاي توان واقعي طراحي شود و توان راكتيو به وسيله جبران كننده ها- كه داراي قابليت انعطاف بيش از مولدها بوده و در تغيير سطح اتصال كوتاه دخالت ندارند-فراهم گردد.

مساله سومي كه در جبران بار مد نظر است متعادل كردن بار است . اكثر سيستمهاي قدرت متناوب سه فاز بوده و براي عملكرد متعادل طراحي مي شوند.  عملكرد نامتعادل منجر به ايجاد مولفه هاي جريان توالي صفر ومنفي مي گردد. اينگونه مولفه هاي جريان اثرات نامطلوبي چون ايجاد تلفات اضافي در موتورها ومولدها , گشتاور نوساني در ماشين متناوب افزايش ريپل در يكسو كننده ها , عملكرد غلط انواع تجهيزات , اشباع ترانسفورماتورها وجريان اضافي سيم زمين را به دنبال خواهند داشت.انواع خاصي از وسايل (منجمله تعدادي از انواع جبران كننده)در عملكرد متعادل, هارمونيك سوم را كاهش مي دهند. در شرايط كار    نا متعادل اين هارموني نيز درسيستم قدرت ظاهر

مي شود محتوي هارمونيك در شكل موج ولتاژ تغذيه پارامتر مهمي در كيفيت تغذيه محسوب مي شوداما اين مساله اي است كه به واسطه اين حقيقت كه طيف تغييرات كاملا بالاتر از فركانس پايه است, مستلزم توجه خاص جداگانه 

مي گردد.