9877

9877

مدلسازي و شبيه¬سازي يك سيستم ريلي و بهبود عملكرد آن در شرايط هارمونيكي با استفاده از خازن و فيلتر فعال

كارشناسي ارشد

مهندسي برق گرايش قدرت

تير ماه 1390

تير ماه 1390

دكتر عليرضا جليليان

چكيده: در اين پايان¬نامه مشكلات هارمونيكي و به خصوص رزنانس در شبكه راه¬آهن برقي مورد بررسي قرار گرفته و برخي راه¬حل¬هاي موجود روي يك شبكه نمونه تحليل شده¬است. سيستم¬هاي تغذيه شبكه راه¬آهن برقي شامل تغذيه ساده، اتوترانسفورماتوري و بوسترترانسفورماتوري است. در اين پايان¬نامه از سيستم تغذيه اتوترانسفورماتوري استفاده شده¬است. ابتدا اجزاي شبكه راه¬آهن برقي شامل پست اصلي، پست¬هاي موازي، پست جداساز و شبكه بالاسري است، مدلسازي شده¬اند. به منظور مدلسازي شبكه بالاسري قطار از مدل هشت ورودي استفاده شده¬است. امپدانس شبكه بالاسري كه از 14 هادي تشكيل مي¬شود، از طريق معادلات كارسون محاسبه شده و با استفاده از فواصل بين هادي¬ها خازن بين هاد¬ي¬ها محاسبه گرديده¬است. توسط روش كاهش امپدانسي و خازني براي هادي¬هاي هم پتانسيل، گروه هادي-هاي معادل به يك هادي كاهش مي¬يابند. قطار به صورت منابع جريان هارمونيكي موازي مدل شده-است. شبكه بالاسري به دليل دارا بودن سلف و بين هادي¬ها، ايجاد رزنانس مي¬كند. رزنانس در اين شبكه از طريق تقسيم مراتب هارمونيكي جريان ابتداي خط و محل قطار برقي شناسايي شده¬است. مشاهده مي¬شود كه با حركت قطار به سمت انتهاي خط، مرتبه رزنانسي تغيير نخواهد كرد اما شدت رزنانس افزايش مي¬يابد همچنين مرتبه رزنانسي در خطوط با طول بيشتر، كمتر است و به مراتب پايين¬تر نزول مي¬كند. شبيه¬سازي¬ها نشان مي¬دهد كه THD ولتاژ پست بالادستي نسبت به هارمونيك-هاي جريان بار در حوالي فركانس رزنانس حساس است. بهبود شرايط رزنانس و كاهش جريان¬هاي هارمونيكي تقويت شده توسط بانك¬هاي RC انجام مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي¬دهد كه بهترين مكان براي نصب اولين بانك¬ RC آخرين پست (پست جداساز) است و براي افزايش تعداد بانك¬ها مي¬بايست آنها را از آخرين پست موازي به سمت پست برق منطقه¬اي نصب كرد. با بكارگيري فيلتر¬هاي درجه دوم به نحوي كه مولفه¬هاي هارمونيكي جريان در فركانس رزنانس را حذف كنند، باعث جلوگيري از تقويت جريان¬هاي هارمونيكي مي¬شوند. بار هارمونيكي در شبكه راه¬آهن برقي با زمان و مكان متغير است بنابراين بهترين مكان براي نصب فيلتر فعال قطار است. به منظور بهبود شرايط هارمونيكي فيلتر فعال موازي و تركيبي با مبدل پنج سطحي مورد بررسي قرار گرفته¬است. نتايج شبيه-سازي نشان مي¬دهد كه فيلتر فعال با حذف جريان هارمونيكي در شبكه بالاسري شدت رزنانس را تقريبا ً بطور كامل كاهش مي¬دهد. حذف مولفه¬هاي هارمونيكي باعث قرارگيري THD ولتاژ پست¬هاي بالادستي در محدوده مجاز مي¬شود. كلمات كليدي: رزنانس، راه¬آهن برقي، مدل هشت ورودي، فيلتر فعال