این بخش با معین کردن تنظیم ولتاژ بدون حضور جبران کننده آغاز و مهمترین پارامترهای بار و شبکه تغذیه مشخص می گردد. آنگاه مفهوم یک جبران کننده ایده ال که تقریباً با ثابت نگه داشتن توان راکتیو در شبکه تغذیه، ولتاژ را در نقطه تغذیه ثابت نگه می دارد، معرفی می گردد.
تنظیم ولتاژ به صورت نسبت (یا پریونیت) تغییر مقدار ولتاژ تغذیه در ازاء تغییر معینی از جریان بار ( مثلاً از بی باری تا بار تمام) تعریف می شود. تنظیم ولتاژ به واسطه افت ولتاژ حاصل در امپدانس شبکه تغذیه (در اثر عبور جریان بار) ایجاد می گردد. اگر شبکه تغذیه به وسیله مدار تونن تک فاز شکل ۲الف نشان داده شود، تنظیم ولتاژ از رابطه به دست می آید که در آن ولتاژ فازور مرجع است.
در غیاب جبران کننده، تغییر ولتاژ شبکه تغذیه که در اثر جریان بار ایجاد می شود در شکل ۴-۱ به صورت نشان داده شده است
مدار معادل بار دو شبکه تغذیه (شامل دیاگرام فازور شکل جبران نشده و شکل جبران شده)
۱-۱۰
حال و از معادله ۱-۲ داریم:
۱-۱۱
طوری که
۱-۱۲
تغییر ولتاژ، یک مولفه هم فاز با و یک مولفه عمود بر دارد، این مولفه ها در شکل ۲ب نشان داده شده است. واضح است که هم مقدار و هم فاز نسبت به ولتاژ تغذیه ، تابعی از مقدار و فاز جریان بار هستند، به عبارت دیگر تغییر ولتاژ هم به توان راکتیو و هم به توان واقعی بار بستگی دارد.
با اضافه کردن یک جبران کننده به موازات بار می توان را ایجاد کرد یعنی تنظیم ولتاژ را به صفر رساند و یا اینکه با وجود بار مقدار ولتاژ تغذیه را در مقدار ثابت نگه داشت. این موضوع در شکل ۲پ برای یک جبران کننده راکتیو خالص نشان داده شده است. مقدار توان راکتیو در معادله ۱-۱۲ با مقدار جایگزین می شود و در مقداری تنظیم می شود که با چرخش ، گردد. از معادلات ۱-۱۰ و ۱-۱۲ داریم
( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
۱-۱۳
مقدار مطلوب با حل این معادله برای وقتی و باشد به دست می آید. حل جبری معادله بصورت زیر می باشد
۱-۱۴
که در آن
بنابراین
در یک جبران کننده ایده ال مقدار آن بطور اتوماتیک در یک حلقه کنترل به دست می آید. آنچه اهمیت دارد این است که قطع نظر از مقدار همواره یک مقدار برای به دست می آید و این امر به نتیجه گیری زیر منجر می شود:
یک جبران کننده راکتیو خالص قادر خواهد بود که تغییرات ولتاژ تغذیه را که در اثر توان واقعی و راکتیو بار بوجود می آید حذف نماید.
در صورتیکه توان راکتیو یک جبران کننده بتواند بطور پیوسته در یک رنج کافی (در جهت پس فاز و پیش فاز) و در یک میزان تغییرات کافی کنترل شود، جبران کننده می تواند به عنوان رگولاتور ولتاژ ایده ال عمل نماید. بایستی توجه داشت که فقط مقدار ولتاژ کنترل می شود و فاز آن بطور پیوسته با جریان بار تغییر می کند.
جبران کننده راکتیو خالص نمی تواند در یک زمان هم ولتاژ را ثابت نگه دارد و هم ضریب توان را اصلاح نماید.
اکر بخواهیم مسئله تلفات را در بخش خازن تثبیت کننده ولتاژ مطرح کنیم، بدین مفهوم که در حالت بدون این نوع خازن و در حلات با این نوع خازن تلفات چه تفاوتی می کند، داریم:
در حالتی که خازن جبرانساز نداریم، جریان عبوری از خط برابر است با :
۱-۱۵-الف
در نتیجه تلفات توان انتقالی برابر است با:
۱-۱۵-ب
در حالیتی که از خازن تثبیت کننده ولتاژ استفاده شود داریم:
۱-۱۵-پ
در نتیجه برای تلفات در این حالت داریم:
۱-۱۵-ج
مشاهده می شود که در حالت با خازن تثبیت کننده ولتاژ مولفه راکتیو جریان و در نتیجه اندازه جریان نسبت به حالت قبل کمتر شده است و این به معنی کاهش تلفات توان می باشد.
همه مواردی که در بالا آورده شده بصورت کلی به مساله جبران سازی پرداخته است، اما یکی از انواع جبرانسازها که در بالا تئوری آن بطور کلی بحث شد خازنهای موازی می باشد که با توجه به موضوه این نوشتار در زیر بطور اختصاصی انواع و مزایا و کلیاتی دیگر در مورد آن آورده می شود.
خازنگذاری سری و موازی
نصب خازنها در شبکه های قدرت به دو صورت می باشد :
الف : نصب سری ب : نصب موازی
و در نصب موازی نیز خازنها به دو صورت زیر در شبکه قدرت قرار می گیرند :
الف : خازن ثابت و یا دائمی ب: خازن سوئیچ شونده
خازنهای موازی از لحاظ اصول کار و ساختمان ساده بوده و از معایب آن می توان به ثایت بودن مقدار آن و مسائل گذرای مربوط به کلید زنی نوع سوئیچ شونده آن اشاره نمود.
خازنهای سری از لحاظ سادگی اصول کار مانند خازنهای موازی بوده و از معایب آن می توان به نیاز آنها به حفاظت در برابر اضافه ولتاژ و فیلتر زیر هارمونیک و محدودیت آنها در مورد تحمل اضافه بار اشاره نمود.
خازنهای سری با کاهش راکتانس خط اهداف موردنظرمان را فراهم می کنند ولی از آنجاییکه خازنهای سری مشکلات زیادی را از قبیل :
- پیچیدگی حفاظت خازن در شرایط خطا
- پدیده فرورزونانس
- رخ دادن رزونانس در لحظه استارت موتورها
- لرزش موتورها در حالت عملکرد نرمال
را دارا می باشند اغلب مورد استفاده قرار نمی گیرند .
