شبیه سازی آموزشی رزونانس و فرورزونانس با متلب

توضیحات

شبیه سازی رزونانس و فرورزونانس با متلب

بر اساس نظر کمیته­ی IEEE پدیده­ی نوسانات تشدید زیر سنکرون به صورت “شرایط الکتریکی که در آن شبکه­ی الکتریکی در یک یا چند فرکانس طبیعی که حاصل ترکیب سیستم مکانیکی و الکتریکی می­باشد و همواره کمتر از فرکانس سنکرون می­باشند با توربوژنراتور به مبادله­ی انرژی می­پردازد.

این تعریف تمام حالات سیستم را که ممکن است شرایط تبادل انرژی در فرکانس­های زیر سنکرون به وجود بیاید ، شامل می­شود. همچنین این تعریف همه­ی مدهای طبیعی نوسانی را که به علت مشخصات ذاتی سیستم به وجود آمده­اند نیز شامل می­شود.در بسیاری از مطالعات دینامیکی سیستم قدرت که تا کنون صورت پذیرفته است روتور توربوژنراتور به صورت یک جرم تکی در نظر گرفته شده است که این مهم برای تحلیل نوسانات روتور توربوژنراتور نسبت به دیگر ژنراتورها در نظر گرفته می­شود.محدوده­ی فرکانس مدهای نوسانی معمولا بین 2/0 تا 2 هرتز می­باشد. در واقع روتور یک توربوژنراتور بخار شامل ساختار مکانیکی پیچیده­ای می­باشد که خود شامل چندین جرم ­می­باشد که با استفاده از شفتی با سختی محدود به یکدیگر متصل شده­اند.مادامی که ژنراتور درگیر اغتشاشات سیستم شود نوسانات پیچشی بین بخش­های مختلف روتور توربوژنراتور به وجود می­­آید.

نوسانات پیچشی در محدوده­ی زیر سنکرون تحت شرایط مشخصی می­تواند به شکلی نامطلوب با سیستم الکتریکی به تعامل بپردازد و باعث بروز خسارات جبران­ناپذیری از قبیل شکستگی شفت توربوژنراتور گردد.

همانطور که پیشتر بیان شد پدیده­ی تشدید زیرسنکرون به شرایط الکتریکی که در آن شبکه­ی الکتریکی در یک یا چند فرکانس طبیعی که حاصل ترکیب سیستم مکانیکی و الکتریکی می­باشد و همواره کمتر از فرکانس سنکرون می­باشند با توربوژنراتوربه مبادله­ی انرژی می­پردازد ، اطلاق می­شود.جریان­های زیرسنکرون ایجادشده انرژی را به اجرام در حال دوران شفت توربین منتقل می­کنند که این مهم به صورت انجام می­شود:

• ایجاد گشتاورهای شفت بر روی روتور توربوژنراتور
• ایجاد نوسانات زیرسنکرون بر روی روتور در فرکانس­های زیرسنکرون

وجود گشتاور زیرسنکرون بر روی روتور نگران­کننده می­باشد چرا که شفت توربوژنراتور خود دارای فرکانس­های طبیعی که باعث ایجاد نوسان می­شود ، می­باشد که در نهایت سبب می­شود خسارات جبران­ناپذیری به شفت توربوژنراتور وارد شود.نوسانات حاصل از پدیده تشدید زیرسنکرون در خازن­های سری دارای جنبه­های مختلفی می­باشد که در  چهار نوع مختلف دسته­بندی می­شوند:

• خود تحریکی
• اثر ژنراتور القایی
• اثر پیچشی
• گشتاورهای گذرا

مسئله فرورزونانس در سيستم‌هاي قدرت الكتريكي حائز اهميت قراواني است زيرا بر طبق گزارشات موجود اضافه ولتاژ ناشي از آن منجر به سوختن و از كار افتادن مكرر ترانسفورماتورها (‌قدرت و اندازه‌گيري) و سيستم‌هاي حفاظتي گرديده است. احتمال وقوع آن در سيستم‌هاي قدرت در موارد متعددي وجود دارد از آن جمله در ترانسفورهاتورهاي ولتاژ، خطوط انتقال و سيستم‌هاي توزيع انرژي الكتريكي مي‌باشد. اين پديده عموما در اثر عمل متقابل بين اندوكتانس غير خطي ترانسفورماتور و كاپاسيتانس سيستم با وقوع يك اغتشاش پيش مي‌آيد. اغتشاش مي‌تواند قطع شدن يك يا دو خط تغذيه ترانسفورماتور،‌ شرايط نامطلوب سوئيچينگ، باز و بسته  نشدن همزمان پل‌هاي كليدهاي قدرت و  وسايل حفاظتي باشد. در سيستم توزيع،‌ زماني كه ترانسفورماتور توزيع از طريق كابل تغذيه مي‌شود، در شرايط بي‌باري و يا كم‌باري،‌ با بروز چنين اغتشاشاتي،‌ سيم پيچ ترانس از طريق كاپاسيتانس خطوط مجاور، مدار رزونانس را تشكيل مي‌دهد و با اشباع شدن هسته ترانسفورماتور،‌ فرورزونانس تحقق مي‌يابد. در نتيجه ولتاژ دو سرسيم پيچ افزايش يافته و شكل موج آن تقريبا به صورت شكل موج مربعي اعوجاج مي‌يابد و جريان عبوري از آن در نقاطي كه ولتاژ تغيير جهت مي‌دهد،‌ داراي پيك هاي تند مي‌گردد كه نشان دهنده اشباع زياد هسته ترانس مي‌باشد. در خطوط انتقال انرژي دو مداره،‌ با قطع شدن يك مدار ترانسفورماتور ايزوله شده از طريق كوپلاژ خازني با مدار موازي ديگر تغذيه مي‌شود. چنانچه انرژي لازم براي اشباع آن از منبع تغذيه انتقال يابد فرورزونانس رخ مي‌دهد. اگر اين انرژي بر تلفات سيستم غلبه نمايد، پديده ادامه مي‌يـابد. همانطوريكه بيان شد عنصر غير خطي اندوكتيو عموما هسته مغناطيسي ترانسفورماتور (ولتاژ يا قدرت) است و عنصر خطي كاپاسيتيو، مي‌تواند محدوده وسيعي از عناصر كاپاسيتيو (اعم از خازنهاي موجود در سيستم و يا خاصيت كاپاسيتيو اجزا سيستم) را در برگيرد و در نتيجه مكانيزم انتقال انرژي در موارد مختلف،‌ متفاوت خواهد بود. اين پديده مي‌تواند به شيوه‌هاي مختلف در ترانس ولتاژ نيز رخ دهد. اگر ترانس ولتاژ در خلال گذراي سوئيچينگ ناشي از بي‌برق كرده آن،‌ از طريق خازن دو سر كليد قدرت،‌ تغذيه شود و اگر انرژي انتقال يافته زياد باشد، ترانس در مد ولتاژ زياد (فرورزونانس) قرار مي‌گيرد. در اغلب موارد مي‌توان با اعمال قضيه تونن براي طرف تغذيه عنصر غير خطي،‌ مدار را به مدار تكفاز ساده رزو نانس تبديل كرد. همچنين گاهي مي‌توان سيستم سه فاز را به دو يا سه قسمت تجزيه كرد كه در هر يك از اين قسمت‌ها پديده بطور يكسان رخ مي‌دهد و هر قسمت يك مدار رزونانسي ساده است. از اين دو در تجزيه تحليل اين پديده غالبا يك مدار پايه،‌ مورد استفاده قرار گرفته است. از آنجائيكه مشخصه مغناطيسي ترانسفورماتور در وقوع اين پديده نقش مهمي را ايفا مي‌نمايد چگونكي مدل كردن آن حائز اهميت فراواني است. نمايش آن بصورت قطعه قطعه خطي با دو يا سه شيب توسط تعدادي از مولفين بكار رفته است.

…

شبیه سازی رزونانس و فرورزونانس با متلب توسط کارشناسان گروه ۱.۲.۳ پروژه پیاده سازی گردیده و به تعداد محدودی قابل فروش می باشد.

• فایلهای پروژه به صورت کامل پس از خرید فایل بلافاصله در اختیار شما قرار خواهد گرفت.