پایان نامه ارزیابی و شبیه سازی مدل های خطای امپدانس بالا در شبکه های توزیع در محیط EMTP


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

پایان نامه ارزیابی و شبیه سازی مدل های خطای امپدانس بالا در شبکه های توزیع در محیط EMTP  مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۱۴۳  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود پایان نامه ارزیابی و شبیه سازی مدل های خطای امپدانس بالا در شبکه های توزیع در محیط EMTP  نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

فهرست مطالب

چکیده:

۱

مقدمه:

۲

فصل اول:آشنایی شبکه های توزیع و انواع خطاها در شبکه های توزیع

۶

۱-۱- مقدمه:

۷

۲-۱- تاریخچه:

۷

۱-۲-۱- ابداع جریان متناوب

۸

۲-۲-۱- توزیع در اروپا و آمریکای شمالی

۹

۳-۲-۱- توزیع و انواع شبکه ها

۱۰

۳-۱- پست الکتریکی:

۱۲

۱-۳-۱- اجزای یک پست

۱۳

۲-۳-۱- پست توزیع

۱۴

۴-۱- خطاها و قابلیت اطمینان در شبکه های توزیع:

۱۵

۵-۱- ادوات خطایاب

۱۷

۶-۱- ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه های توزیع:

۱۸

۷-۱- مدل سازی اثر خطایاب روی قابلیت اطمینان:

۲۱

۱-۷-۱- عملکرد بدون خطای تجهیز خطایاب

۲۱

۲-۷-۱- عملکرد با وجود خطای تجهیز خطایاب:

۲۲

۸-۱- سیستم مورد مطالعه:

۲۳

۹-۱- خطای امپدانس بالا:

۲۶

فصل دوم:بررسی روش های مختلف آشکارساز خطای امپدانس بالا و مقایسه آنها با یکدیگر

۳۱

۱-۲- مقدمه:

۳۲

۲-۲- آشکارسازی با مؤلفه های فرکانس بالای دو تا ده کیلو هرتز:

۳۵

۳-۲- آشکارسازی با رله تناسبی:

۳۸

۴-۲- آشکارسازی با رله زمین درصدی (RGR)

39

5-2- آشکارسازی با استفاده از مشخصات هارمونیک سوم:

۴۰

۶-۲- آشکارسازی با استفاده از واریانس افزایشی توان هارمونیک زوج:

۴۴

۷-۲- آشکارسازی با استفاده از ترکیب منطقی خصوصیات جریان خطا :

۴۶

۸-۲- آشکارسازی با استفاده از طیف فرکانس پایین جریان خطا :

۴۹

۹-۲- آشکار سازی با استفاده از شبکه عصبی:

۵۲

۱۰-۲- آشکارسازی با استفاده از سیستم خبره:

۵۳

۱۱-۲- آشکارسازی با استفاده از فلیکر و عدم تقارن نیم سیکلی:

۵۷

۱۲-۲-  آشکارسازی بوسیله فیلتر کالمن :

۵۹

۱۳-۲- آشکارسازی با استفاده از نظریه آشوب و بعد فراکتال :

۶۴

۱۴-۲- آشکار سازی با استفاده از تبدیل پاره موج :

۶۷

۱۵-۲- آشکار سازی با استفاده از تحلیل آماری Z و آزمون فرض :

۶۹

۱۶-۲- مقایسه روش ها:

۷۲

۱۷-۲-  نتیجه گیری

۷۶

فصل سوم:روش تشخیص خطای امپدانس بالا توسط الگوریتم فازی خوشه سازی و شبیه سازی آن در محیط EMTP

78

1-3- مقدمه:

۷۹

۲-۳- منطق فازی

۷۹

۱-۲-۳- الگوریتم فازی خوشه سازی

۸۰

۳-۳- پیش پردازش داده ها:

۸۲

۴-۳- شبیه سازی فیدر توزیع:

۸۲

۱-۴-۳- ماهیت جرقه خطای امپدانس بالا:

۸۲

۲-۴-۳- مدل کردن خطای امپدانس بالادرشبیه سازی:

۸۴

۵-۳- انتخاب شاخص های مناسب برای آموزش سیستم فازی:

۸۷

۶-۳- آزمایش و تحلیل نتایج شبیه سازی:

۸۹

۷-۳- مقایسه روش ارائه شده با دیگر روشها:

۹۱

۸-۳- نتیجه گیری

۹۳

فصل چهارم: ارزیابی و شبیه سازی مدلهای خطای امپدانس بالا در محیط EMPT

99

 ۱-۴- مقدمه:

۱۰۰

۲-۴- بررسی کیفی HIF

101

3-4- مدلهای خطای امپدانس بالا:

۱۰۳

۴-۴- معرفی شبکه آزمون:

۱۰۵

۵-۴- مدلهای بررسی شده HIF :

107

1-5-4- مدل A :

107

1-1-5-4- توصیف مدل:

۱۰۷

۲-۱-۵-۴- شبیه سازی مدل A با نرم افزار EMTP :

108

2-5-4- مدل B :

109

3-5-4- مدل C :

110

1-3-5-4- توصیف مدل:

۱۱۰

۲-۳-۵-۴- شبیه سازی مدل C :

112

6-4- نتایج شبیه سازی:

۱۱۵

۱-۶-۴- شبکه در حال کار عادی:

۱۱۵

۲-۶-۴- نتایج شبیه سازی مدل A :

113

3-6-4- نتایج شبیه سازی مدل B :

119

4-6-4- نتایج شبیه سازی مدل C :

122

7-4- نتیجه گیری:

۱۲۸

نتیجه گیری:

۱۳۱

منابع و مآخذ:

۱۳۵

چکیده:

این پروژه تحت عنوان ارزیابی و شبیه سازی مدل های خطای امپدانس بالا در شبکه های توزیع در محیط EMTP می باشد که هدف از این پروژه شناسایی خطای امپدانس بالا در شبکه های توزیع و سپس معرفی روش های آشکار سازی این خطا در شبکه های توزیع و مقایسه علمی آنها به وسیله شبیه سازی و آنگاه شبیه سازی و مدل سازی این خطاها توسط نرم افزار EMTP و در محیط این نرم افزار می باشد. این پروژه از چهار فصل تشکیل یافته است که در فصل اول ضمن معرفی شبکه های توزیع به معرفی خطا ها در شبکه های توزیع و سپس به معرفی ادوات خطایاب در این شبکه ها و شبکه نمونه می پردازیم و خطای امپدانس بالا را معرفی می کنیم در فصل دوم و در ادامه ضمن بررسی انواع روشهای آشکار سازی خطای امپدانس بالا به وسیله الگوریتم ها و روشهای نوین و سریع تشخیص به مقایسه این روش ها پرداخته و سپس روش های برتر را برای شما به ترتیب اولویت بندی می کنیم در فصل سوم ضمن بررسی یک روش تشخیص خطای امپدانس بالا یعنی روش الگوریتم فازی خوشه سازی به معرفی این روش پرداخته و سپس در محیط EMTP به مدلسازی و شبیه سازی این روش بر روی شبکه نمونه خواهیم پرداخت. و آنگاه در فصل آخر ضمن بررسی و جمع بندی کلیه مباحث به ارزیابی روش های مختلف آشکار سازی خطای امپدانس بالا در محیط EMTP شبیه سازی و مدل سازی خواهد شد.


مقدمه:

در سیستم های توزیع هنگامیکه هادی با یک جسم امپدانس بالا (مانند درخت) تماس حاصل کرده و یا هادی قطع شده و یا یک جسم امپدانس بالا مانند آسفالت، درخت و… برخوردار نماید، به علت پایین بودن ولتاژ مدار و بالا بودن مقاومت مسیر خطا، جریان کم خطا بوده که به این نوع خطاها خطای امپدانس بالا گفته می شود. مقدار نوعی جریان خطای امپدانس بالا برای اجسام مختلف در جدول (۱-۲) آمده است. مشاهدات نشان می دهد که معمولاً ″در نقطه تماس هادی با جسم امپدانس بالا قوس الکتریکی بوجود می آید که نمونه ای از آن در شکل (۱-۲) آمده

است. پایین بودن جریان باعث می شود که درصد اندکی از این نوع خطاها با حفاظ تهای معمولی مانند رله اضافه جریان، رله زمین، فیوزها و کلیدهای وصل مجدد آشکار شوند.

هدف از آشکارسازی این نوع خطاها بر خلاف خطای اضافه جریان حفاظت از خطوط و شبکه نمی باشد، زیرا خطوط و شبکه طوری طراحی شد هاند که برای جریان اندک این نوع اتصال کوتاه ها هیچ گونه ضربه مستقیمی نخواهند خورد. هدف اصلی در اینجا جلوگیری از خطر برق گرفتگی و بروز آتش سوزی به علت وجود قوس می باشد.

خطاهای امپدانس بالا به آن دسته از خطاهایی تعلق می گیرند که به علت جریان کم آنها، تجهیزات حفاظتی از قبیل فیوزها، کلیدهای وصل مجدد ورله ها تحریک نمی شوند.

در نتیجه فقط روشهای بسیار حساسمی توانند اطمینان کافی را برای تشخیص این نوع خطاها ارائه دهند. وجود این حساسیت زیاد می تواند منجر به قطع اشتباهی خطوط و ایجاد سیستمی باقابلیت اطمینان کمتر شود. این نوع خطاها عموماً به دو صورت اتفاق می افتند، یا ممکن است هادی با یک جسم امپدانس بالا مانند شاخه های درخت تماس پیدا کند، و یا هادی بریده شده و بر روی زمین (خاک خشک شن و ماسه ای، آسفالت ونظایر آنها) بیافتد بر طبق گزارشات، رله های حفاظتی، تنها بین ۵۰ تا ۶۰ درصدخطاهای امپدانس بالا را تشخیص می دهند. عدم تشخیص این خطاها منجر به بروز مشکلاتی از جمله ایجاد خطرآتش سوزی و برق گرفتگی می شود. علاوه بر این،  وجود خطای امپدانس بالا علاوه بر اتلاف انرژی، تهدیدی برای امنیت شبکه به حساب می آید زیرا فیدرهای توزیع به طور فزاینده ای در جهتی پیش

می روند که بوسیله مدارات الکترونیکی کنترل شوند. در نتیجه تشخیص خطای امپدانس بالا در شبکه تو زیع توسط الگوریتم فازی خوشه سازی وجود هارمونیکهای زیاد ایجاد شده از این نوع خطا، می تواند بر عملکرد سیستمهای کنترلی تاثیر گذار باشد. امپدانس خطا در این نوع خطاها، مجموع مقاومت قوس، مقاومت خاک و مقاومت بین زمین وهادی می باشد. مقاومت قوس، شدیداً غیر خطی است وعلت آن تغییر سطح تماس هادی با خاک در هنگام گسترش قوس، تولید شیشه های کربید سیلیکون به علت حرارت تولید شده توسط قوس در خاک ودلایل دیگر می باشد. غیرخطی بودن مقاومت باعث اعوجاج شکل موج جریان خطا شده و این اعوجاج باعث تولید هارمونیک ها و مولفه های فرکانس بالا می شود که این مولفه ها می توانند به عنوان شاخص هایی برای آشکارسازی خطای امپدانس بالا در نظر گرفته شوند. از آنجا که گذراهای مربوط به کلید زنیهای عادی سیستم قدرت به خصوص بانک خازنی و بعضی بارهای الکتریکی، شکل موجی مشابه با شکل موجهای خطای امپدانس بالا دارند، تمایز آنها از یکدیگر از مهمترین مسائل آشکارسازی خطای امپدانس بالا بوده که درالگوریتم های آشکارسازی باید مدنظر قرارگیرند. درسالهای اخیر کارهای فروانی در زمینه آشکارسازی خطای امپدانس بالا صورت گرفته که به طور خلاصه بدین شرح می باشند. در تشخیص خطا بر اساس مقایسه تغییرات هارمونیک سوم قبل و بعد از خطا صورت می گیرد. عیب این روش آن است که اثر دیگر هارمونیک ها را در نظر نمی گیرد و تنها به هارمونیک سوم اتکا کردن چندان قابل اطمینان نمی باشد.

تا کنون روشهای مختلفی جهت آشکار سازی وکشف خطاهای امپدانس بالا ارائه و آزموده شده است، لیکن بدلیل عدم جامعیت و عدم اطمینان کامل از کارایی همه جانبه الگوریتم ها، تحقیقات و مطالعات در این زمینه همچنان ادامه دارد.

مشکلی که در شناسایی خطای امپدانس بالا وجود دارد ناشی از این واقعیت است که خطای امپدانس بالا از طریق زمین، دارای قوس خطایی است که یک امپدانس غیرخطی و متغیر با زمان بوده و ماهیت کاملاً پیچیده ای دارد. این پیچیدگی ناشی از رفتار غیرخطی خاک و تاثیر متقابل آن روی قوس خطا است. به این ترتیب هرگونه مطالع های که نیازمند به مدلسازی و بیان ریاضی از یک پدیده فیزیکی باشد مستلزم شناخت رفتار واقعی قوس خطا و آنالیز آن است. امری که در عمل ساده و سر راست نمی نماید. از این رو بیشتر محققین در مقام ارزیابی روش شناسایی ارائه شده، مبادرت به انجام آزمایشات عملی و واقعی نموده و در شرایط خاص آزمایشگاهی میزان اعتبار روش خود را سنجیده اند. اما در مواردی هم مدلسازی رفتار خطای امپدانس بالا تبیین شده است که بر اساس اطلاعات واقعی و آزمایشگاهی بنا نهاده شده است. هدف از این فصل بررسی این مدلها و مشاهده میزان دقت و صحت آنها در پی شبینی رفتار واقعی قوس خطا است.

در این پروژه ضمن بررسی انواع خطاها در شبکه های توزیع و به معرفی خطای امپدانس بالا در شبکه های توزیع پرداخته و سپس انواع روشهای آشکارسازی خطای امپدانس بالا در شبکه های توزیع را برای شما روشن نموده و سپس در دو فصل آخر ابتدا یک روش آشکار سازی خطای امپدانس بالا یعنی فازی خوشه سازی در فصل سوم توسط نرم افزار EMTP در محیط واقعی شبیه سازی شده و در فصل آخر ضمن بررسی انواع روشهای آشکار سازی خطای امپدانس بالا این روشها به وسیله نرم افزار EMTP و در محیط این نرم افزار مدلسازی و شبیه سازی شده است.

مرحله توزیع یکی از مراحل انتهای تحویل انرژی الکتریکی به مصرف کننده‌هاست. این بخش به طور کلی شامل خطوط ولتاژ متوسط (کمتر از ۲۰ کیلوولت), پست‌های ترانسفورمری «pole-mounted» و خطوط ولتاژ پایین (کمتر از ۱۰۰۰ ولت) می‌شود.

۲-۱- تاریخچه:

در سال‌های آغازین استفاده از انرژی الکتریکی, ژنراتورهای جریان مستقیم “DC” با همان ولتاژ تولیدی به مصرف کننده‌ها متصل شده بودند و به این صورت تولید و انتقال برق با یک ولتاژ انجام می‌گرفت, چراکه هیچ راهی برای تغییر ولتاژ “DC” به جز تغییر ژنراتورها وجود نداشت. از آنجایی که لامپهای التهابی آن زمان تنها در ولتاژ ۱۰۰ ولت قابل استفاده بوده‌اند تنها راه ممکن تولید برق با این ولتاژ بود. همچنین در ولتاژ پایین نیاز به عایق‌کاری زیاد برای حفظ ایمنی نبود و به این صورت اولید و انتقال با ولتاژ ۱۰۰ ولت صورت می‌گرفت که موجب به وجود آمدن تلفات قابل توجه در طول خطوط می‌شد.

از همان ابتدا استفاده از مس به عنوان یک هادی بسیار معمول بود و این به دلیل هدایت الکتریکی و قیمت نسبتاً مناسب مس (امروزه با بالا رفتن قیمت مس از صرفه اقتصادی این فلز کاسته شده) نسبت به دیگر فلزات است. برای کاهش دادن جریان و در نتیجه کاهش میزان مصرف مس باید از ولتاژهای بالاتر در طول خطوط استفاده کرد. اما همانطور که گفته شد, هیچ روش قابل استفاده‌ای برای تغییر ولتاژ DC موجود در آن زمان وجود نداشت, بنابراین سیستم DC ادیسون به کابل‌های ضخیم و ژنراتورهای محلی نیاز داشت. فاصله آخرین مصرف کننده حداکثر باید ۵/۱ مایل از محل تولید می‌بود تا نیازی به استفاده از هادی‌های با سطح مقطع بسیار بالا نباشد.

۱-۲-۱- ابداع جریان متناوب

پذیرش جریان الکتریکی متناوب “AC” با تغییرات بنیادی در زمینه برق همراه شد, چراکه ترانسفورماتورهای الکتریکی می‌توانستند ولتاژ را تغییر دهند و این, امکان افزایش طول خطوط انتقال فراهم را می‌کرد. با افزایش ولتاژ در طول خطوط, جریان الکتریکی کاهش یافته و بدین صورت, نیاز به استفاده از کابل‌های با سطح مقطع بالا و مولدهای محلی بر طرف می‌شد و در این صورت همچنین امکان تولید انرژی الکتریکی در فواصل دوراز مصرف کننده‌ها نیز فراهم می‌شد.

۲-۲-۱- توزیع در اروپا و آمریکای شمالی

در آمریکای شمالی سیستم‌های توزیع اولیه از ولتاژ ۲۲۰۰ ولت و از سیستم ستاره با سیم نول (corner grounded delta) استفاده می‌کردند. با گذشت زمان این ولتاژ رفته رفته افزایش یافت و به۲۴۰۰ ولت رسید. با گسترش شهرها سیستم ولتاژ به ۴۱۶۰/۲۴۰۰ ولت سه فاز ارتقا یافت. گرچه بعضی از شهرها و شهرک‌ها به استفاده از این ولتاژ ادامه دادند, اما بیشتر شهرها ولتاژ را به تدریج و در مراحل Y۷۲۰۰/۱۲۴۷۰, Y۷۶۲۰/۱۳۲۰۰, Y۱۴۴۰۰/۲۴۹۴۰ و در نهایت Y۱۹۹۲۰/۳۴۵۰۰ افزایش دادند.

در انگلستان و اروپا در گذشته استفاده از سیستم ولتاژ ۳۳۰۰ ولت رایج بوده. با گذشت زمان در انگلستان ولتاژ ابتدا به ۶٫۶kV و سپس به ۱۱kV افزایش یافت.

سیستم‌های توزیع نیز در اروپا و آمریکای شمالی کاملاً متفاوت هستند. در آمریکای شمالی استفاده از تعداد زیادی ترانسفورماتور توزیع و در فواصل کم با مصرف کننده‌ها رایج تر است. برای مثال در ایالات متحده از یک ترانسفورماتور توزیع «pole-mounted» برای تغذیه ۱ تا ۳ خانه استفاده می‌شود, در حالی که در انگلستان ترانسفورماتورهای توزیع توانی بین ۳۱۵ تا ۱۰۰۰ کیلوولت‌امپر دارند و کل یک محله را تغذیه می‌کنند. این به دلیل استفاده از ولتاژ بالاتر در اروپاست (۴۱۵ ولت به جای ۲۳۰ ولت). چراکه با این ولتاژ امکان انتقال توان الکتریکی با تلفات قابل قبول در مسافت‌های طولانی‌تری وجود دارد. ویژگی سیستم آمریکایی این است که در صورت بروز عیب در ترانسفورماتور فقط تعداد کمی از مصرف کننده‌ها از مدار خارج می‌شوند و ویژگی سیستم انگلیسی در متمرکزتر بودن تراسفورماتورهاست بدین صورت تراسفورماتورها کمتر و بزرگ‌تر هستند و با راندمان بالاتری کار می‌کنند و این تلفات انرژی را کاهش می‌دهد.

۳-۲-۱- توزیع و انواع شبکه‌ها

شبکه‌های توزیع معمولاً به دو صورت دسته‌بندی می‌شوند:

– شعاعی (Radial)

– اتصال یافته (Interconnected)

در شبکه شعاعی خطوط توزیع پس از جدا شدن از پست توزیع به منبع دیگری متصل نمی‌شوند. از این روش معمولاً در شبکه‌های روستایی با مصرف کننده‌های دور افتاده استفاده می‌شود. از شبکه‌های اتصال یافته معمولاً در شهرها استفاده می‌شود. در این شبکه مسیرهای توزیع دارای دو یا چند اتصال به مسیرهای دیگر هستند بنابراین مصرف کننده‌ها چندین مسیر برای اتصال به منبع دارند.

120,000 ریال – خرید

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

مطالب پیشنهادی:
برچسب ها : , , , , , , , , , , , , ,
برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

براي قرار دادن بنر خود در اين مکان کليک کنيد
به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید


جستجو پیشرفته مقالات و پروژه

سبد خرید

  • سبد خریدتان خالی است.

دسته ها

آخرین بروز رسانی

    یکشنبه, ۶ فروردین , ۱۳۹۶

اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط دیجیتال ایران digitaliran.ir صورت گرفته است
تمامی حقوق برایdjkalaa.irمحفوظ می باشد.