توصيفگر ها :
جريان هادي نول , ترانسفورمر زيگزاگ , هارمونيكهاي توالي صفر , الگوريتمهاي فرا ابتكاري
چكيده فارسي :
ضرورت تبديل شده است. از آنجايي كه با استفاده از كليدهاي نيم ههادي م يتوان به طور مؤثر به كنترل انرژي الكتريكي در وسايل الكتريكي
دست يافت، وسايل الكتريكي بر مبناي الكترونيك قدرت جايگاه ويژهاي در بين مصرفكنندگان انرژي الكتريكي دارند. به طوري كه امر وزه
م يتوان كليدهاي نيم ههادي را درون وسايل بسيار كوچك مانند شارژرهاي تلفن همراه تا تجهيزات بسيار بزرگ مانند يكسوكنند ههاي صنعت ي
يافت. منابع انرژي تجديدپذير متصل به شبكه، لام پهاي با مصرف بهينه انرژي، وسايل خانگي اينورتردار، درايوهاي موتورهاي الكتريكي، منابع
تغذيه سوئيچينگ و مانند آنها از جمله بارهاي غيرخطي هستند كه در شبك ههاي الكتريكي بسيار مورد استفاده قرار م يگيرند. از معايب بسيار بارز
اين نوع از وسايل الكتريكي ترزيق هارمونيكهاي جريان به شبكه در محل اتصال است. وجود هارمونيكها در شبك ههاي الكتريكي اثرات
نامطلوبي چون افزايش تلفات، كاهش عمر تجهيزات برقي، ايجاد اختلال در عملكرد برخي از تجهيزات، آسيب ديدن برخي از بارهاي حساس و
افزايش جريان هادي نول در شبكههاي س هفاز چهارسيمه را در پي دارد. بنابراين مقابله با افزايش هارمونيكها در شبك ههاي الكتريكي امري
ضروري است .
در اين پاياننامه، ابتدا به بررسي انواع بارهاي غيرخطي به عنوان منابع توليد هارمونيك در شبك ههاي الكتريك ي پرداخته شده و اثرات مخرب آ نها
بر روي برخي از تجهيزات الكتريكي كه در شبك ههاي برق بسيار پركاربرد هستن د مورد بحث و بررسي قرار م يگيرد. سپس انواع راهكارهاي
كاهش هارمونيكها از جمله راهكارهاي بدون جبرانسازي و با جبرانسازي ارائه م يگردند. از آ نجايي كه د ر بيشتر كاربردها راهكارهاي مبتني
بر جبرانسازي هزينه ك متري را در بر داشته، انواع فيلترهاي پسيو، اكتيو، فيلترهاي تركيبي و فيلترهاي مبتني بر مدارهاي مغناطيسي معرفي م يشوند .
همچنين به طور خاص، روند و نحوه طراحي انواع فيلترهاي پسيو بيان شده و نشان داده م يشود كه الگوريتم فرا ابتكاري ژنتيك در طراحي
فيلترهاي پسيو م يتواند به منظور دست يافتن به حالت بهينه مورد استفاده قرار گيرد. لذا طراحي يك بانك فيلتر بر روي يك شبكه ساده با استفاده
از الگوريتم ژنتيك انجام شده و نتايج طراحي در محيط نرمافزار ديگسايلنت ارائه م يگردد. سپس ترانسفورمر با اتصال زيگزاگ كه يكي از انواع
فيلترهاي مبتني بر مدارهاي مغناطيسي است به عنوان يك راهكار مناسب به منظور كاهش هارمونيكهاي توالي صفر معرفي شده و روند طراحي
و ملاحظات فني در رابطه با آن مورد بحث و بررسي قرار م يگيرد. در پايان، نتايج حاصل از يك آزمايش كه تحت سناريوهاي مختلف انجام
شده است ارائه م يگردند. در اين آزمايش، يك المنت صنعتي سه فاز تريستوري به عنوان يك بار غيرخطي از شبكه توزيع تغذيه شده و نقطه
ستاره آن به هادي نول شبكه متصل م يگردد. همچنين يك نمونه ساخته شده از ترانسفورمر زيگزاگ به عنوان جبرانساز جريان هادي نول در اين
آزمايش به كار برده م يشود. در هر سناريو در ابتدا روند انجام آزمايش توضيح داده شده و نتايج مرتبط با آن به صورت جداگانه آورده م يشوند.
چكيده انگليسي :
Today, due to reasons such as the increase in energy costs and the reduction of environmental pollution, the use of electrical devices with optimal energy consumption has become a necessity. Since the use of semiconductor switches can effectively control electrical energy in electrical devices, electrical devices based on power electronics have a special place among electrical energy consumers. So that today, semiconductor switches can be found in very small devices such as mobile phone chargers to very large equipment such as industrial rectifiers. Renewable energy sources connected to the grid, energy-efficient lamps, home appliances with inverters, electric motor drives, switching power supplies, and the like are among the nonlinear loads that are widely used in electrical networks. These equipments are harmonic generators and presence of them in electrical networks leads to adverse effects such as increasing losses, reducing the life of electrical equipment, disrupting the performance of some equipment, damaging some sensitive loads, and increasing the neutral conductor current in three-phase four-wire networks. Therefore, it is necessary to deal with the increase of harmonics in electrical networks.
In this thesis, first, the types of non-linear loads are investigated as sources of harmonic generation in electrical networks, and their destructive effects on some electrical equipment that are widely used in electrical networks are discussed. Then, various solutions for reducing harmonics, including solutions without compensation and with compensation, are presented. Since most applications include solutions based on lower cost compensation, types of passive and active filters, combined filters and filters based on magnetic circuits are introduced. Also, specifically, the process and method of designing passive filters are stated and it is shown that genetic meta-heuristic algorithm can be used in the design of passive filters in order to achieve the optimal state. Therefore, the design of a filter bank is done on a simple network using the genetic algorithm and the design results are presented in the DIgSILENT software environment. Then, the transformer with zigzag connection, which is one of the types of filters based on magnetic circuits, is introduced as a suitable solution to reduce zero sequence harmonics, and the design process and technical considerations related to it are discussed. In the end, the results of an experiment conducted under different scenarios are presented. In this experiment, a three-phase thyristor industrial element is fed as a non-linear load from the distribution network and its star point is connected to the neutral conductor of the network. Also, a sample made of zigzag transformer is used as a neutral conductor current compensator in this experiment. In each scenario, the process of conducting the test is explained and the results related to it are given separately.
