مقطع کارشناسی ارشد

رشته : مهندسی برق – قدرت
عنوان :

بهره‌برداری بهینه از ترانسفورماتورهای قدرت مبتنی به مفاهیم قابلیت اطمینان
استاد راهنما : جناب آقای دکتر تقی بار فروشی

استاد مشاور : جناب آقای دکتر ایرج احمدی

(زمستان 1392)

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

ترانسفورماتور یکی از مهم‌ترین اجزا سیستم قدرت بوده و به علت گران‌قیمت بودن و اهمیت عملکرد ترانسفورماتور در سیستم قدرت و زمان‌بر بودن جایگزینی آن، فرایند بررسی و انتخاب روش بهره‌برداری بهینه و مطلوب برای ترانسفورماتورها با در نظر گرفتن مسائل اقتصادی و قابلیت اطمینان همواره از مهم‌ترین و ضروری‌ترین مسائل سیستم‌های قدرت بوده است. از این‌رو در این پایان‌نامه یک روش جدید احتمالی برای تعیین محدوده بهره‌برداری اقتصادی ترانسفورماتور ارائه شده است. ایده اصلی این پایان‌نامه بر خروج عمدی یکی از ترانسفورماتورهای موازی پست‌های فوق توزیع یا انتقال و قرار دادن آن در وضعیت آماده به کار استوار بوده و شامل پنج مرحله اصلی است: 1) محاسبه دسترس‌پذیری و عدم دسترس‌پذیری بر اساس مدل مارکوف و تبدیل آن به شاخص اقتصادی با استفاده از مفهوم انرژی انتظاری تأمین نشده؛ 2) محاسبه مجموع تلفات بی‌باری و مسی ترانسفورماتور بر اساس اطلاعات بارگذاری و تبدیل آن به شاخص اقتصادی؛ 3) تعیین یک نقطه بار بحرانی برای پست و تعیین محدوده‌‌ی اقتصادی بهره‌برداری بر اساس مراحل 1 و 2. 4) بررسی اثر روش جدید بهره‌برداری بر عمر متوسط ترانسفورماتور. 5) محاسبه قابلیت اطمینان سیستم در دوره فرسایش با استفاده از مدل حرارتی و رابطهٔ تسریع فرسودگی و استفاده از تابع توزیع نرمال. به منظور مطالعه موردی، شبیه‌سازی‌های لازم بر اساس اطلاعات واقعی یکی از پست‌های 63/230 کیلوولت شبکه برق ایران انجام گردیده است. نتایج مطالعه موردی حاکی از کارایی روش پیشنهادی جدید می‌باشد. بطوریکه باعث صرفه‌جویی اقتصادی، افزایش چشمگیر عمر متوسط ترانسفورماتورها و افزایش فرصت تعمیرات پیشگیرانه خواهد شد. همچنین از شبیه‌سازی‌های انجام شده در این پایان‌نامه می‌توان برای پایش قابلیت اطمینان و عمر باقیمانده ترانسفورماتور به صورت بر خط        (On-line) استفاده نمود.
واژه‌های کلیدی:

ترانسفورماتورهای قدرت، بهره‌برداری بهینه، مفاهیم قابلیت اطمینان، انرژی انتظاری تأمین نشده، تلفات توان ترانسفورماتور، خروج عمدی، فرسایش ترانسفورماتور

فصل اول

مقدمه

پیشگفتار
ترانسفورماتورها از اصلی‌ترین تجهیزات شبکه قدرت جهت تأمین انرژی مشترکین به شمار می روند. با توجه به هزینه‌ی بسیار زیاد تعمیرات و نگهداری ترانسفورماتورهای قدرت و از آنجاییکه تعمیر، تهیه و نصب آن‌ها در صورت خرابی مستلزم صرف زمان طولانی است، رخ دادن خطا و ایجاد خرابی در ترانسفورماتورها باعث قطع طولانی مدت انرژی و متعاقب آن کاهش فروش انرژی و درآمد شرکت‌های برق می‌گردد. از این‌رو بهره‌برداری بهینه از ترانسفورماتورها جهت کاهش هزینه و میزان خرابی آن‌‌ها، از جمله مسائلی است که در حال حاضر پیش‌روی شرکت‌های مدیریت و بهره‌برداری شبکه‌های قدرت در بسیاری از کشورهای دنیا قرار دارد.

تاکنون مطالعات بسیاری در زمینه‌ی بهره‌برداری اقتصادی و بهینه از ترانسفورماتورهای قدرت مبتنی بر دیدگاه‌های متفاوتی انجام شده است. از آن جمله می‌توان به بهره‌برداری اقتصادی از ترانسفورماتورهای قدرت مبتنی بر توان کل و توان راکتیو، مشخصات و پارامترهای فنی ترانسفورماتورها، بهبود ضریب بار، جابجایی بارو … اشاره نمود]7[. این در حالی است که مطالعات و تحقیقات چندانی در زمینه بهره‌برداری اقتصادی ترانسفورماتورهای قدرت با در نظر گرفتن شاخص‌های قابلیت اطمینان صورت نگرفته است. از طرفی در اندک تحقیقات انجام شده، اثر متقابل عوامل تاثیرگذار بر شاخص‌های قابلیت اطمینان و در نهایت اثر تجمعی آنها بر بهره‌برداری بهینه از ترانسفورماتور دیده نشده است.

نکته‌ی چالش بر انگیز در این خصوص اینست که توجه بیش از حد به قابلیت اطمینان باعث هدر رفتن بودجه و سرمایه و افزایش هزینه‌ها خواهد شد و در مقابل توجه نامعقول و غیر منطقی به مسائل اقتصادی و تلاش برای کاهش هزینه بهره‌برداری بدون در نظر گرفتن شاخص‌های قابلیت اطمینان، سیستم را در ناحیه ریسک و خطر قرار خواهد داد، به همین دلیل ایجاد مصالحه و تعادل بین هزینه‌های بهره‌برداری و شاخص‌های قابلیت اطمینان همواره از مهم‌ترین و پیچیده‌ترین مسائل در مطالعات سیستم‌های قدرت بوده است. از این‌رو مهم‌ترین اصل جهت سیاست‌گذاری در بهره‌برداری بهینه از ترانسفورماتورهای پست‌های فوق توزیع و انتقال مبتنی بر مفاهیم قابلیت اطمینان، یافتن تعادل مناسبی بین هزینه‌ها و قابلیت اطمینان می‌باشد.

از طرفی با توجه به تأثیر تغییر روش بارگذاری ترانسفورماتورها بر عمر آن‌ها، تخمین طول عمر باقیمانده ترانسفورماتورهای قدرت در هر لحظه با حفظ سطح قابل قبولی از قابلیت اطمینان، از دغدغه‌های اصلی اغلب دارندگان این تجهیزات، مخصوصاً در مواقعی که ترانسفورماتور در شرایط اضافه بار پیوسته و دوره‌ای قرار می‌گیرد، می‌باشد.

از عوامل مهم در تعیین عمر متوسط ترانسفورمرها در محدوده ترانسفورمرهای قدرت، فوق توزیع و توزیع، توجه به مسائل عایقی این تجهیزات می‌باشد. عوامل مختلفی در این زمینه وجود دارند که می‌توانند هر یک بر عمر عایقی ترانسفورمر اثرگذار باشند.

زوال عایق تابعی از دمای کار، رطوبت و اکسیژن موجود در عایق می‌باشد. امروزه با سیستم‌های مدرن فرآوری و نگهداری روغن و عایق‌های دیگر ترانسفورمر، اکسیژن و رطوبت عایق‌ها حداقل شده است، از آنجا که توزیع دما در ترانسفورمر یکنواخت نیست، تحقیقات روی تعیین داغ‌ترین نقطه ترانسفورمر (اصطلاحاً نقطه داغ) متمرکز شده است و از آن به عنوان عامل اصلی تعیین فرسایش عایقی یاد می‌شود.

حد بارگذاری ترانسفورمر به صورت جداولی در استانداردهای IEEE به شماره‌های C57.91-1981، C57.92-1982 و C57.115-1991 ارائه شده است. اما در استاندارد C57.91-1995 مربوط به بارگذاری ترانسفورمرهای روغنی، این جداول حذف شده‌اند و به جای آن‌ها مدل انتقال حرارتی ارائه شده است که کاربر می‌تواند بر مبنای روابط حالت گذرای آن و با استفاده از مشخصات حرارتی ترانسفورمر مورد نظر به دست آمده از آزمایش، دمای نقطه داغ را تعیین کند. برای تعیین دمای نقطه داغ در این مدل حرارتی، بارگذاری وارد روابط می‌شود. از این رو بارگذاری یکی از موارد تأثیرگذار روی دماهای ترانسفورمر مخصوصاً دمای نقطه داغ می‌باشد.

از طرفی تا زمانی که ترانسفورمر به محدوده عمر متوسط وارد نشده صرفاً خرابی‌های اتفاقی اجزاء در دوره عمر مفید در تعیین قابلیت اطمینان نقش دارند [8]. ولی در زمان ورود ترانسفورمر به محدوده عمر متوسط، فرسایش نیز روی قابلیت اطمینان ترانسفورمر تأثیرگذار خواهد بود. مهم‌ترین عامل در تعیین قابلیت اطمینان در مرحله فرسایش، عمر متوسط ترانسفورمر می‌باشد [8،9]. همان طور که ذکر شد عمر متوسط ترانسفورمر متأثر از دمای نقطه داغ و در نتیجه بارگذاری می‌باشد.
هدف تحقیق
ارزیابی دسترس‌پذیری و قابلیت اطمینان پست دارای دو ترانسفورماتور موازی در یک دوره بهره‌برداری بلندمدت و معین با اعمال روش پیشنهادی با فرض خروج عمدی یک ترانسفورماتور آن و قرار دادن آن در حالت آماده به کار.
محاسبه مجموع تلفات ترانسفورماتورها و انرژی انتظاری تأمین نشده[1] و تبدیل آن‌ها به شاخص‌های اقتصادی و مقایسه دو روش بهره‌برداری متداول و روش جدید پیشنهادی با رویکرد حداقل نمودن هزینه کل بهره‌برداری از ترانسفورماتور در افق زمانی معین.
بررسی تأثیر روش جدید بهره‌برداری بر طول عمر ترانسفورماتورها و تخمین طول عمر باقیمانده آن‌ها و همچنین قابلیت اطمینان سیستم در دوره فرسایش.
در این پایان‌نامه با مطالعه موردی روی یکی از پست‌های انتقال کشور نشان داده خواهد شد که بهره‌برداری از ترانسفورماتورهای موازی یک پست بر اساس روش جدید پیشنهادی در این تحقیق چه تأثیری بر هزینه بهره‌برداری، قابلیت اطمینان، طول عمر و زمان شروع فرسایش ترانسفورماتورها خواهد داشت در حالی که تاکنون در هیچ پژوهشی این روش بهره‌برداری مطرح و مورد بررسی قرار نگرفته است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 511