دانلود مقاله اثرات کنترل فرکانس در سیستم

دانلود مقاله اثرات کنترل فرکانس در سیستم

چکیده:
نوسانات مصرف برق چه تجاری، خانگی، کشاورزی و صنعتی در شبکه بصورت لحظه‌ای موج می‌زند. وظیفه مراکز کنترل شبکه ایجاد تعادل بین تولید و مصرف بصورت لحظه‌ای و تنظیم فرکانس و ولتاژ می‌باشد. این تنظیم میبایستی با برنامه‌ریزی صحیح و پیش‌بینی نوسانات مصرف، بصورت اپتیمم و اقتصادی و مطمئن انجام پذیرد. چه عدم تنظیم تعادل تولید و مصرف موجب تغییرات فرکانس گردیده که از یک طرف خسارات فراوان برای مشترکین و از طرف دیگر صدمات زیادی برای خود مولدهای نیرو و تجهیزات وابسته آن در بر دارد.
عدم مقابله صحیح و آنی در برخورد با اغتشاشات و اتفاقات شبکه که ممکنست علاوه بر نوسانات مصرف، در شبکه بوجود آید می‌تواند منجر به از دست رفتن کل شبکه و صدمات جبران ناپذیری گردد که عوارض سیاسی، اجتماعی، انسانی، اقتصادی آن قابل گذشت نیست. هر چند در شبکه برق ایران متاسفانه بسیار شاهد چنین حوادثی بوده‌ایم ولی گناه عادت کردن به این وضعیت و سهل نگاشتن آن کمتر از خود این صدمات نیست.
در این مقاله سعی شده است در سه بخش متمایز بترتیب:
ـ صدمات وارده به توربوژنراتورها در اثر کارکرد در فرکانس غیر نامی و لزوم انتخاب صحیح توربو ژنراتورها
ـ انتخاب نوع مولدهای نیرو و سیستمهای کنترل متناسب برای تنظیم فرکانس در شبکه.
ـ اتخاذ تدابیر لازم جهت کنترل فرکانس در مراکز کنترل شبکه و در وضعیت‌های مختلف عادی، نزدیک به خطر، اضطراری و بحرانی مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد و توصیه‌های لازم عنوان گردد.

شرح مقاله:
مشترکین شبکه برق نیاز به تامین برقی مطمئن با فرکانس و ولتاژ ثابت دارند و این ولتاژ و فرکانس معمولاً نمی‌بایستی تغییرات قابل ملاحظه‌ای داشته باشند.
نگهداری این مقادیر با تعادل بین تولید و مصرف (پیش‌بینی سیستم کنترل مناسب و قطع و وصل سریع) حاصل می‌گردد.
علیرغم مراقبتها و کنترل مناسب، گاهی حوادث غیرعادی ممکنست باعث اشکال در بعضی واحدها و یا قسمتی از شبکه گردیده، تعادل بین تولید و مصرف را بهم زده و فرکانس از مقدار نامی خود فاصله بگیرد، بسته به طبیعت حادثه ممکنست با بهم ریختن کل شبکه و یا بعضی تاسیسات و بیا کارکرد واحدها در وضعیت نامطلوب و غیر مجاز مواجه گردیم.
برای مقابله با مشکلاتیکه عدم تنظیم فرکانس می‌تواند برای مصرف کنندگان و توربوژنراتورها بوجود آورد می‌بایستی پیش‌بینی‌های معقول با توجه به امکانات عملی صورت پذیرد که میتوان این تدابیر را به سه بخش متمایز تقسیم کرد.
۱ـ انتخاب نوع توربوژنراتور مناسب برای کارکرد در فرکانسهای غیر نامی متناسب با وضعیت شبکه برق ایران
۲- پیش‌بینی سیستمهای کنترل مناسب برای هر واحد با توجه به طبیعت واحدها و نیاز سیستم
۳ـ پیش‌بینی نرم افزار و سخت‌افزار مناسب در مرکز کنترل سیستم برای حالتهای عادی گذرا، اضطراری و بحرانی
در این مقاله هر یک از این سه بخش با توجه به وضعیت نیروگاهها و شبکه برق ایران مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و راه‌حلهای مناسب ارائه می‌گردد.

۱ـ انتخاب توربوژنراتورهای مناسب برای کارکرد در فرکانس خارج از مقدار نامی:
اجزاء مختلف توربینهای بخار مورد تاثیر نیروهای تناوبی قرار می‌گیرد. لوله‌ها، پوسته،بافلها، دریچه‌ها و پره‌ها در اثر این نیروها به لرزش در آمده و منجر به تنش‌های دینامیکی علاوه بر تنش‌های موجود استاتیکی در این اجزاء می‌گردد.
اجزاء گردان، خصوصاً تحت تاثیر فرکانسهای مساوی یا ضرایبی از فرکانس توربین قرار می‌گیرند.
اگر این فرکانس مساوی یا تقریباً درحد فرکانس طبیعی اجزاء حساس باشد لرزش با دامنه زیاد بوجود می‌آید شکل (۱) که باعث تنش‌های تناوبی در وراء سطح تنش‌های استاتیکی می‌گردد. اگر این تنش‌های تناوبی پس از تعداد سیکلی از مقاومت اجزاء فراتر رود باعث ایجاد ترک در آنها می‌شود. شکل (۲)

مراجع:
– Automatic control of stem power plants by Dr. Ing. Gunter Elefenz Hartmann & Braun AG, Minden.
– Control applications for power system security Cigre – IFAC symposium Florence Sept 1983.
– Under frecuency operation of steam turbines – Brown Boveri.
– Control and operation of electric power systems by S.F. Mauser Westinghouse Electric Corporation.