بررسی فنی و اقتصادی ترانسفورماتورهای ابر رسانا (pdf+word)

اختصاصی از فی توو بررسی فنی و اقتصادی ترانسفورماتورهای ابر رسانا (pdf+word) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

عنوان پروژه:

بررسی فنی و اقتصادی ترانسفورماتورهای ابر رسانا

 pdf+word

عنوان                                                                                                                                                 صفحه

مقدمه. 1

فصل اول- معرفی فناوری در حد شناخت کلی.. 3

1-1- مقدمه. 4

1-2- ابررسانایی.. 4

1-2-1- مهمترین خواص ابررساناها 5

1-2-2- تئوری عبور جریان.. 6

1-2-3- تغییر فاز در ابررسانا 7

1-3- ابررساناهای با دمای بحرانی بالا یا HTS. 8

1-3-1- اصطلاحات فنی سیم های HTS. 12

1-3-2- متعلقات تجهیزات HTS. 13

1-4- ترانسفورماتورهای HTS. 15

1-4-1- ترانسفورماتورهای ابررسانا…………………..……………………………………………..18

1-4-2- آزمایش موفقیت آمیز ترانسفورماتورهای ابررسانای HTS. 20

1-4-3- فناوری ترانسفورماتورهای HTS در جهان.. 22

1-5- نتیجه گیری.. 29

فصل دوم- مزایا، کاربرد و موارد استفاده از فناوری.. 30

2-1- مقدمه. 31

2-2- مزایای ترانسفورماتورهای HTS. 31

2-2-1- حجم و وزن کمتر نسبت به ترانس های معمولی.. 32

2-2-2- طول عمر بیشتر. 32

2-2-3- راندمان بالاتر. 32

2-2-4- محدود کردن جریان خطا 33

2-2-5- بی ضرر بودن برای محیط اطراف ترانسفورماتور 33

2-2-6- مزایای اقتصادی.. 33

2-2-7- انتقال و انطباق فناوری.. 34

2-3- کاربردهای فناوری HTS. 34

2-3-1- کاربرد ابررسانا در ذخیره سازهای مغناطیسی.. 34

2-3-2- محدود کننده جریان خطا 38

2-3-3- سوئیچ های ابررسانا 39

2-3-4- آهنربای مغناطیسی.. 40

2-3-5- کابل HTS. 41

2-3-6- موتورها و ژنراتورها 42

2-3-7- ژنراتورهای هیدرودینامیک مغناطیسی.. 43

2-3-8- ترانسفورماتورهای HTS. 44

2-3-9- کاربرد ابررسانا در فیلترهای رادیویی.. 44

فصل سوم- مشکلات موجود در به کارگیری فناوری ترانسفورماتور HTS. 45

3-1- مقدمه. 46

3-2- راندمان کم سیستم تبرید. 47

3-3- استحکام مکانیکی سیم های ابررسانا 48

3-4- تلفات AC.. 48

3-5- مواد عایقی.. 49

3-6- هسته. 50

3-7- هزینه. 50

3-8- مشکلات اجرایی.. 52

فصل چهارم- مشخصات عرضه کنندگان فناوری ترانسفورماتور HTS. 53

4-1- مقدمه. 54

4-2- تولیدکنندگان کنندگان تجهیزات ابررسانا 54

4-2-1 شرکت AMSC.. 55

4-2-2- شرکت SuperPower. 60

4-2-3- شرکت Sumitomo Electric. 60

4-3- تولیدکنندگان ترانسفورماتورهای قدرت... 61

4-3-1- شرکت Waukesha Electric Systems 61

4-3-2- شرکت ABB.. 62

4-3-3- شرکت Fuji Electric. 62

4-3-4- شرکت TBEA.. 63

فصل پنجم- هزینه خرید و انتقال فناوری ترانسفورماتور HTS. 66

5-1- مقدمه. 67

5-2- هزینه خرید و انتقال فناوری ترانسفورماتور HTS. 67

فصل ششم- روش های انتقال فناوری ترانسفورماتور HTS. 75

6-1- مقدمه. 76

6-2- ملاحظات مربوط به انتقال فناوری HTS. 76

6-3- روش های انتقال تکنولوژی.. 79

6-3-1- انتقال تکنولوژی از طریق سرمایه گذاری مشترک (Joint Venture) 80

6-3-2- انتقال تکنولوژی از طریق استخدام پرسنل علمی و فنی.. 81

6-3-3- انتقال تکنولوژی از طریق واردات کالاهای سرمایهای و ماشینآلات... 82

6-3-4- بیع متقابل، سرمایه گذاری خارجی.. 82

6-3-5- لیسانس.... 83

6-3-6- مهندسی معکوس.... 84

6-3-7- ‏روش کلید در دست (آماده بهره برداری) 85

6-4- مقایسه روش های انتقال فناوری ترانسفورماتور HTS. 86

6-5- نتیجه گیری.. 88

فصل هفتم- منابع مورد نیاز برای انتقال و انطباق فناوری در کشور 90

7-1- مقدمه. 91

7-2- انطباق فناوری ترانسفورماتور HTS در ایران.. 91

7-2-1- ایجاد واحدهای تحقیق و توسعه. 92

7-2-2- استفاده از پتانسیل های موجود در کشور 94

7-2-3- بازاریابی.. 95

7-2-4- آموزش پرسنل.. 97

7-2-5- انطباق فنی ترانسفورماتورهای HTS. 97

7-2-6- امکان سنجی اقتصادی ترانس های HTS. 98

     مراجع   ......................................................................................................................................................................... 102

فهرست جداول        

جدول ( 1-1 ) - بازار ترانسفورماتورهای قدرت در سالهای 1995 و 1996

25

جدول (1-2): پروژه های ترانسفورماتورHTS در جهان

25

جدول( 1-3 ): مشخصات نوارهای HTS و توالیهای سیم پیچی در ترانسفورماتور HTS ساخت SEC- Fuji و دانشگاه Kyushu

27

جدول (1-4): پارامترهای طراحی ترانسفورماتور(Fuji)

28

جدول (1-5): مشخصات برخی از ترانس های مورد استفاده در کشور

29

جدول (1-6): مشخصات برخی از ترانس های HTS که در جهان به صورت آزمایشی ساخته شده اند

29

جدول (4-1) : مشخصات ابررسانای 344 superconductors

60

جدول (4-2) : مشخصات ابررسانای HTS Hermetic Wire

61

جدول (4-3) : مشخصات ابررسانای HTS Cryoblock wire

62

جدول (4-4) : مشخصات ابررسانای HTS Compression Tolerant Wire

63

جدول (4-5) : مشخصات ابررسانای HTS High Current Density Wire

64

جدول (4-6) : مشخصات ابررسانای HTS High Strength Plus Wire

65

جدول (4-7) : مشخصات ابررسانای شرکت Sumitomo

67

جدول (4-8) : شرکت های فعال در زمینه فناوری HTS

73

جدول (4-9) : شرکت یا مرکز تحقیقاتی موجود در ایران که قابلیت همکاری در انتقال فناوری HTS را دارند

75

جدول (5-1) : بودجه هایی که توسط شرکت های تولیدی و تحقیقاتی خصوصی و سازمان انرژی امریکا (DOE) برای تحقیق در زمینه کاربردهای مختلف HTS ، صرف شده است.

79

جدول (5-2): بودجه اختصاصی بر حسب میلیون دلار که توسط لابراتور ملی Oak Ridge در بخش های توسعه و مدیریت و تحقیقات علمی مرتبط با فناوری ابررسانا هزینه شده است

81

جدول (6-1): روش های عملی تر انتقال فناوری HTS در کشور به همراه مزایا، معایب، سابقه و امتیاز دهی آنها

100

فهرست اشکال

شکل(1-1): تغییرات ظرفیت گرمایی(cv) و مقاومت یک ابررسانا (ρ) به ازای تغییرات دما

8

شکل (1-2): دو گروه اصلی این سیم های HTS محصول شرکت AMSC

9

شکل (1-3): سیم های HTS نسل دوم شرکت AMSC

10

شکل(1-4): سیم های مسی در برابر نوارهای HTS

11

شکل(1-5): ترانسفورماتور قدرت HTS

20

شکل (1-6): ترانس HTS آزمایشی 1MVA

22

شکل (1-7) ترانسفورماتور HTS ساختSEC – Fuji و دانشگاه Kyushu

28

شکل(2-1): مقایسه میزان مصرف شبانه روزی با و بدون ذخیره سازی انرژی

36

شکل(2-2): نمونه ای از کابل HTS

43

شکل (3-1): سیستم تبرید به صورت شماتیک

50

شکل(7-1): نمودار فروش ترانس های توزیع بر حسب میلیون ریال در سال در شرکت ایران ترانسفو

108

شکل(7-2): نمودار فروش ترانس های فوق توزیع و قدرت بر حسب میلیون ریال در سال در شرکت ایران ترانسفو

109

شکل(7-3): تخمین میزان نفوذ محصولات HTS (ترانسفورماتور، موتور، ژنراتور و کابل HTS) در بازار امریکا

112

شکل(7-4): تخمینی از تولید سیم های HTS و واحد هزینه بر متر، در امریکا

113

شکل (7-5): تخمینی از هزینه برای هر متر سیم HTS، در سال های مختلف در امریکا

شکل (7-6): تخمینی از تولید تعداد سیستم های تبرید در سال های مختلف، در امریکا

113

114

جریان های هجومی و حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت در مقابل آن

اختصاصی از فی توو جریان های هجومی و حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت در مقابل آن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

جریان های هجومی و حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت در مقابل آن

91 صفحه در قالب word

فهرست مطالب

فصل 1-     مباحث پایه. 4

1-1-    جریان هجومی مغناطیس کننده ترانسفورماتور : 4

1-2-    بررسی ریاضی جریان هجومی : 9

1-3-     دامنه و مدت عبور جریان هجومی : 10

1-4-     انواع جریان هجومی : 12

1-5-     ثابت زمانی مدار ترانسفورماتور در حین عبور جریان هجومی: 14

1-6-     فوران پسماند : ( Residual or Remaining Flux) 15

1-7-     نحوه کنترل و کاهش شدت جریان هجومی : 19

1-8-     مدل کردن جریان هجومی : 23

1-9-     به دست آوردن مشخصه مغناطیسی ترانسفورماتور : 27

1-10-   تشریح مشخصه مغناطیسی مورد استفاده در این پروژه : 29

1-10-1-     نمایش منحنی مغناطیسی با سه خط شکسته : 31

1-10-2-   نشان دادن منحنی مغناطیسی ترانسفورماتور به وسیله فرمول : 32

1-11-   اثر تلفات هسته : 33

1-12-   مدار معادل ترانسفورماتور : 34

فصل 2-    مباحث تکمیلی.. 41

2-1-     حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور و تاثیر جریان هجومی در آن : 41

2-2-     روش‌های به دست آوردن مشخصه مغناطیسی فوق اشباع ترانسفورماتور از طریق آزمایش : 46

2-3-     اضافه ولتاژهای ناشی از جریان هجومی : 50

2-4-     محاسبه اندوکتانس کلی ترانسفورماتور در حالت‌های خطی و اشباع : 54

2-5-     نحوه محاسبه هارمونیک‌های جریان هجومی : 60

2-6-     روش برازش منحنی به منظور پیدا کردن فرمول مناسب برای منحنی مغناطیسی : 62

2-7-     بررسی جریان هجومی در ترانس سه فاز تغذیه شده به وسیله منبع با امپدانس زیاد :       64

فصل 3-    نتیجه‌گیری و پیشنهاداتی برای ادامه کار : 67

3-1-     نتیجه‌گیری : 67

3-2-     پیشنهاداتی برای ادامه کار : 68

فصل 4-   حالت گذرای ترانسفورماتورها : 71

4-1-    طبقه‌بندی حالت گذرا : 71

4-2-    جریان بیش از حد (Over Currents) : 72

4-2-1-     جریان شروع ( جریان هجومی ) ( Starting Current ) : 72

4-2-2-     جریان اتصال کوتاه ناگهانی : 76

4-3-    پدیده حرارتی مدار اتصال کوتاه : 78

4-4-    نیروهای مکانیکی به وجود آمده در زمان اتصال کوتاه ناگهانی :]6[ 78

4-5-    ماهیت و علت اضافه ولتاژها در ترانسفورماتور : 81

4-6-    مدار معادل ترانسفورماتور در حالت اضافه ولتاژ ]16[ : 82

4-7-    توزیع ولتاژ اولیه در طول سیم‌پیچ ترانسفورماتور 85

4-8-    حفاظت ترانسفورماتور در برابر اضافه ولتاژها : 89

فصل 1-  مباحث پایه

1-1-  جریان هجومی مغناطیس کننده ترانسفورماتور :

Transformer magnetizing inrush current

درشرایط معمولی یک ترانسفورماتور در حالت بی باری جریان مغناطیس کننده ای حدود 5/0 تا 2 درصد جریان نامی اش از منبع میکشد . این جریان بعلت اثرات اشباع آهن سینوسی نیست ( شکل 1)

مقداراعوجاج بستگی به مقدار چگالی فوران مغناطیسی دارد که هسته در آن چگالی کار میکند . تغییرات فوران هسته و جریان مغناطیس کننده بنحوی است که درهر پریود ( دوره تناوب ) یکبار دور حلقه هیسترزیس (Hysteresis loop )  طی میشود (شکل2)

همچنین تغییرات فوران هسته بنحوی است که در هر لحظه نیروی محرکه الکتریکی( emf ) لازم را برای برابری با ولتا ژ لحظه ای منبع تولید کند . در شکل 3 حلقه هیسترزیس همراه با منحنی مغناطیسی magnetizing curve  مکان قرار گرفتن رئوس حلقه های هیسترزیس است که در ولتاژ های اعمال شده به ترانسفورماتور در حالت ماندگار ( steady state ) بدست آمده اند   (شکل 4 ).

بدیهی است همانگونه که ولتاژ افزایش میابد و در نتیجه این امرفوران بیشتر وبیشتری از هسته عبور میکند. ماگزیمم جریان نیز بسرعت افزایش پیدامیکند زیرا هسته اشباع میشود.

در حلقه هیسترزیس شکل 5 تغییرات فوران بین می‌باشد که این امر در حالت ماندگار حاصل شده است . حال می‌خواهیم ببینیم در شرایط گذار که پس از وصل کلید و اعمال ولتاژ منبع به سیم پیچ ترانسفورماتور پیش می‌آید ، چه اتفاقی می‌افتد . بدین منظور به آخرین دفعه‌ای بازمی‌گردیم که  ترانسفورماتور برقدار بوده و سپس از منبع تغذیه قطع شده است. شکل 5 نشان می‌دهد که در لحظه‌ای که جریان از صفر عبور می‌کند فوران پسماند  در هسته وجود دارد ( Residual Flux ) ، که فقط با تغییر جهت جریان و تغییرات آن تا صفر می‌توان آن را از بین برد .

لذا باید انتظار داشت که پس از قطع ترانسفورماتور از منبع نیز ، فوران قابل ملاحظه‌ای در هسته باقی بماند . معمولاً این فوران پسماند از مقدار   مشخص شده در شکل 5 کمتر است ، زیرا بعد از قطع جریان توسط کلید ، یک جریان گذرا در سیم پیچ عبور می‌کند که نتیجه تخلیه ظرفیت خازنی ترانسفورماتور یا جریان بار است . البته توضیح بیشتر راجع به کاهش یافتن فوران پس‌ماند در قسمت 6 خواهد آمد . فرض می‌کنیم که مقدار فوران پس‌ماند  باشد . همچنین فرض می‌کنیم که در هنگام برقدار شدن مجدد ترانسفورماتور پلاریته ولتاژ به نحوی باشد که فوران در جهت مثبت افزایش یابد . اگر موج ولتاژ اعمال شده در لحظه وصل در حال عبور از صفر به طرف نیمه مثبت موج باشد ، فوران مجبور است به اندازه  افزایش یابد تا زمانیکه موج ولتاژ در  به ماکزیمم خود برسد . چون فوران از مقدار اولیه  آغاز شده ، در  به مقدار  که مساوی  است ، و در  به ماکزیمم  خواهد رسید ، این امر در شکل به وضوح دیده می‌شود ، که در آن فوران اولیه  مساوی  است .

این فوران زیاد باعث می‌شود که هسته به حالت اشباع مغناطیسی برود ، و در نتیجه جریان بسیار زیادی از منبع تغذیه کشیده خواهد شد ، که آنرا جریان هجومی (Inrush current  ) می‌نامند . ( شکل 8 )

البته شرایطی که در بالا در نظر گرفته شد ، یعنی حداکثر پسماند مثبت و زاویه ولتاژ صفر موج ولتاژ در لحظه وصل ، بدترین شرایط برقرار شدن ترانسفورماتور است . دامنه جریان هجومی در بدترین شرایط می‌تواند تا چندین برابر جریان نامی ترانسفورماتور برسد .

جریان هجومی ، به علت وجود تلفات ترانسفورماتور که عمدتاً مربوط به سیم‌پیچ است پس از مدتی از بین رفته و جریان مغناطیس کننده به حالت ماندگار خود می‌رسد . در طول پریودهایی که جریان هجومی جاری است ، همیشه روی منحنیه یسترزیس جابجا شده حرکت می‌کند تا بتدریج بر روی منحنی هیسترزیس معمولی بازگشت نماید ( شکل 7 ) .

ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است

متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است

دانلود گزارش کار آموزی ترانسفورماتورهای توزیع

اختصاصی از فی توو دانلود گزارش کار آموزی ترانسفورماتورهای توزیع دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

در حالی که توجه زیادی به واحدهای تولید توان الکتریکی و خطوط انتقال انرژی می‌شود سیستم توزیع انرژی الکتریکی مورد توجه کمی قرار گرفته است .این بی توجهی شاید بدین خاطر باشد که خطوط توزیع انرژی روی تیرها و در خیابان ها و کوچه ها و در پشت ساختمان ها بدون جلب توجه عبور کرده حتی در بعضی از قسمت ها در زیر زمین،  خارج از دید عموم نصب شده اند.

     دلیل دیگر عبور مقدار زیاد توان از یک خط انتقال انرژی در مقایسه بایک خط توزیع انرژی است. قطع یک خط انتقال منطقه ی وسیعی را دچار خاموشی می کند و بدین جهت مورد توجه قرار می گیرد. در صورتی که قطع یک خط توزیع انرژی بخش کوچک را تحت تأثیر قرار دهد قابل توجه نیست.

در مقایسه با نیروگاه ها، هزینه برای سیستم توزیع معمولاً به صورت مقادیر کم انجام می‌شود .اگر چه ممکن است هزینه ی کل سیستم توزیع بیشتر باشد با توجه به این که جامعه بیش از پیش برای پیشرفت به یک منبع انرژی خوب نیاز دارد ارتباط بین منبع انرژی و مصرف کننده یعنی سیستم توزیع انرژی نقش بحرانی تری پیدا می کند. در نتیجه نه تنها نیاز به توان تحویلی بیشتری است بلکه احتیاج به کیفیت بالاتری از انرژی نیز می باشد.

    در روزگار اولیه ی صنعت قدرت الکتریکی تولید و توزیع انرژی با هم آمیخته بود و سیستم توزیع وسعت کمی داشت تاخیری مورد سرویس دهی کوچک و تعداد مشترکین نسبتاً کم بود همچنین مقدار مصرف هر مشترک زیاد نبود.

     سیستم های توزیع اولیه جریان مستقیم بودند و در ولتاژ کم توزیع می کردند. پیدایش ترانسفورماتور و افزایش بار مورد انتقال روی مسافت بیشتر و با فاصله بیشتر از منبع، به زودی سیستم جریان متناوب جایگزین جریان مستقیم شد. هم اکنون با افزایش سطح ولتاژ امکان تغذیه ی بارهای

بیشتر و در فواصل دورتر وجود دارد که این ولتاژ در محل مصرف برای تغذیه ی مصرف کنندگان کاهش داده می شود.

نیاز به سرویس دهی برق به انواع مختلف مصرف کنندگان توسعه یافته است مصرف کنندگان به مصرف کنندگان مناطق شهری، حاشیه ای، محلی و مصرف کنندگان تجاری شامل مغازه ها، مراکز خرید، ساختمان دفاتر و مصرف کنندگان صنعتی شامل تولید کنندگان با میزان مصرف متفاوت و واحد های خدماتی در اندازه های مختلف تقسیم می‌شوند. به موازات توسعه ی مدارهای توزیع انرژی، مواد، تجهیزات و ابزار مناسبتر هم توسعه یافتند که امکان ساخت، تعمیر و بهره برداری با بازده ی بالاتر را فراهم می ساخت روندی که تا به امروز ادامه داشته است تیرهای چوبی از جنس چوب خام کم کم جای خود را به تیرهای با جنس سخت تر و ظاهر بهتر دادند. سپس تیرهای سیمانی تقویت شده و تیرهای فلزی مورد استفاده قرار گرفتند. هم اکنون مطالعات برای استفاده از تیرهای پلاستیکی انجام می شود.

    هادی ها ابتدا از مس ساخته می شدند. امروز آلمنیوم و آلیاژ های مس و فولاد نیز به کار می روند مطالعات بر روی استفاده از هادی های ساخته شده از آلیاژ های مختلف در جریان است. مقره های پرسلین قبلاً به صورت تک حلقه ای ساخته می شدند. امروزه این عایق ها به صورت قطعه قطعه ساخته می شوند و قابل اتصال به هم هستند و تشکیل رشته ای از مقره ها را می دهند که برای هر سطح ولتاژی قابل استفاده می باشند. مقره های شیشه ای و پیرکس نیز به طور وسیعی به کار می روند و اکنون تحقیقات برای استفاده از مقره ها با ترکیبات پلاستیکی انجام می شود. عایق های لاستیکی برای کابل ها که قبلاً برای اکثر کابل ها مورد استفاده قرار می گرفت و قابلیت تحمل ولتاژ آن ها کم بود، جای خود را به عایق های دیگر نظیر عایق های کاغذ آغشته و عایق های پلاستیکی دادند مطالعات برای استفاده از عایق های با ترکیبات پلاستیک برای ولتاژ های بالاتر ادامه دارد.

مقدمه :
1-5)  ترانسفورماتورهای خشک رزینی
2-5) چرا ترانسفورماتورهای خشک؟
3-5)  تجهیزات استاندارد
4-5) تجهیزات اختیاری
5-5) ترانسفورماتورهای توزیع روغنی

6-5) تجهیزات استاندارد این نوع  ترانسفورماتورها عبارتند از :
7-5) تجهیزات اختیاری :
8-5) ترانسفورماتورهای توزیع هرمتیک :
1-9-5) هرمتیک بدون بالشتک گازی
2-9-5) هرمتیک با بالشتک گازی
10-5) تجیهیزات ویژه ی هرمتیک :
11-5) ترانسفورماتورهای هرمتیک با بالشتک گازی
12-5) تقسیم بندی انواع  ترانسفورماتورهای هرمتیک
1-12-5) ترانسفورماتورهای هرمتیک با محفظه ی گاز و یادیافراگم لاستیکی در منبع انبساط
1-2-12-5) نوع اول ( جرم گاز ثابت است)
2-2-12-5) نوع دوم ( فشار گاز ثابت است)
13-5) ترانسفورماتورهای هرمتیک با مخزن الاستیک
14-5) بررسی  ترانسفورماتورهای هرمتیک با بالشتک گازی ( نوع اول)
2-14-5) تجهیزات حفاظتی و اندازه گیری
3-14-5) روش روغن زنی و ترزیق گاز
15-5) ترانسفورماتورهای توزیع هرتیک (روغنی)
1-15-5) نقش ترانس های توزیع در کاهش ضریب اطمینان برق رسانی شبکه های توزیع نیرو
3-15-5) ترانسفورماتورهای هرمتیک
تاریخچه:
4-15-5) ترانسفورماتورهای هرمتیک با وله های قابل ارتجاع
6-15-5) تجهیزات حفاظت و اندازه گیری ترانسفورماتورهای هرمتیک وله ای
7-15-5) مزایای ترانسفورماتورهای هرمتیک وله ای

شامل 47 صفحه فایل word

دانلود پایان نامه تحلیل حرارتی مغناطیسی ترانسفورماتورهای توزیع تحت شرایط نامتعادل

اختصاصی از فی توو دانلود پایان نامه تحلیل حرارتی مغناطیسی ترانسفورماتورهای توزیع تحت شرایط نامتعادل دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

اهمیت تحلیل مغناطیسی و حرارتی در ماشین های الکتریکی از جمله ترانسفورماتورها بر همگان روشن می باشد. همانطور که می دانیم بحث تحلیل مغناطیسی و تحلیل حرارتی از یکدیگر جدا نبوده و با یکدیگر در ارتباط می باشند. لذا تصمیم گرفته شده در این پایان نامه به تحلیل حرارتی – مغناطیسی ترانسفورماتورهای توزیع تحت شرایط نامتعادل توسط نرم افزار Maxwell بپردازیم. در ابتدا به کارهای صورت گرفته در این زمینه پرداخته شده است. در فصل دوم به تحلیل مغناطیسی ترانسفورماتور توزیع تحت شرایط متعادل می پردازیم. با توجه به نتایج به دست آمده در این فصل تحلیل حرارتی ترانسفورماتور در شرایط متعادل در فصل سوم مورد بررسی قرار گرفته اتس. در نهایت در فصل چهارم با اعمال شرایط نامتعادل به مسئله مورد نظر تحلیل مغناطیسی و حرارتی را مورد بررسی و ارزیابی قرار می دهیم. با توجه به نتایج به دست آمده از تحلیل مورد نظر به این نتیجه می رسیم که در بعضی از موارد، شرایط نامتعادلی ایجاد شده می تواند باعث افزایش تلفات و در نتیجه افزایش دما در قسمت های مختلف و کاهش عمر ترانسفورماتور مورد نظر گردد.

مقدمه:

پس از ظهور ترانسفورماتور به تولید و توزیع برق متناوب توجه ویژه ای شد. به این دلیل که می توان با بالا بردن ولتاژ با ترانسفورماتور در سمت تولید و پایین آوردن آن در سمت مصرف میزان تلفات خط انتقال را کاهش داد و با افت ولتاژ در خط انتقال نیز مقابله کرد. با توجه به اهمیت روزافزون صنعت برق، متناوب بودن آن و لزوم تبدیلات ولتاژ نیاز شدیدی به ترانسفورماتور و تکامل آنها در صنعت برق احساس می شود. ترانسفورماتورها از اجزای مهم و گران قیمت در شبکه های قدرت هستند و با توجه به محل و نوع استفاده از آنها در خطوط انتقال و توزیع تقسیم بندی می شوند. ترانسفورماتورهای توزیع مهیا کردن انرژی برق برای مصارف عمومی را به عهده دارند. لذا تحلیل های مختلفی بر روی انواع ترانسفورماتورها توسط مدل ها و نرم افزارهای مختلف صورت پذیرفته است. یکی از این موارد تحلیل مغناطیسی و حرارتی می باشد که در این پایان نامه به این مورد پرداخته شده است.

به دلیل ساختار هندسی پیچیده ماشین های الکتریکی و همچنین مشخصه های غیرخطی مواد مورد استفاده حل مسائل میدانی به روش تحلیلی دشوار است. از این رو در بیشتر موارد فقط حل های عددی امکان پذیر می باشد. بدین منظور روش اجزاء محدود یک روش عددی مناسب است. این روش امکان حل مسئله میدان را با وجود تغییرات زمانی میدان، ناهمگنی مواد و غیر یکنواختی و مشخصه غیرخطی آنها فراهم می سازد. با استفاده از روش اجزای محدود کل ناحیه مورد تحلیل به نواحی کوچکتر به نام اجزاء محدود تقسیم شده و معادلات میدان به هرکدام از این نواحی اعمال می شود.

امروزه روش اجزای محدود رایج ترین روش جهت حل مسائل برداری است. مطالعه توزیع میدان، به ویژه در مسائل الکترومغناطیسی مزایای متعددی دارد. این عمل تحلیل های جزئی و دقیق محلی را ممکن می سازد که از نقاط بارز نتایج این تحلیل می توان به گرادیان خطرناک میدان، شدت میدان مغناطیسی، اشباع و مانند آن اشاره کرد. همچنین تخمین خوبی از عملکرد ادوات الکترومغناطیسی تحت مطالعه فراهم می سازد (به ویژه زمانی که روش های تحلیلی نتایج قابل قبول به دست نمی دهند). و سرانجام با این تحلیل تعداد قطعات نمونه ساخته شده به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.

شامل 130 صفحه فایل pdf

ترانسفورماتورهای HTS

اختصاصی از فی توو ترانسفورماتورهای HTS دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

ترانسفورماتورهای HTS

88 صفحه در قالب word

چکیده

در این گزارش ، ابتدا برای آشنایی با ابررسانایی، به اختصار مطالبی راجع به ابررسانایی، خواص آن و انواع سیم­های ابررسانا آورده شده و سپس نکات فنی ترانسفورماتورهای قدرت و وضعیت فناوری ترانسفورماتورهای HTS در جهان بیان می شود. در ادامه مزایا، کاربردها و مشکلات فناوری ترانسفورماتورهای HTS ذکر شده و سپس مشخصات عرضه کننده­گان این فناوری، در دو گروه تولیدکنندگان ترانسفورماتور قدرت و تولیدکنندگان تجهیزات مربوط به ابررسانا بیان می­شود. همچنین هزینه خرید، روش­های انتقال تکنولوژی HTS و منابع مورد نیاز برای انتقال و انطباق فناوری در کشور به ترتیب ارائه می­شوند. در پایان نیز، طول عمر فناوری ترانس HTS و زمان استفاده موثر از آن آورده خواهد شد.

پیشگفتار

تقاضای روز افزون در بخش انرژی،  نیاز به توسعه شبکه الکتریکی را امری ضروری و اجتناب ناپذیر ساخته و کشورها را با چالشی بزرگ روبرو کرده است. استفاده از تکنولوژی­های جدید از یک سو و کاهش آلودگی­های زیست محیطی از سوی دیگر موجب تشویق کشورها برای انتقال فناوری­هایی با کارایی بالا و حداقل آلودگی شده است.

در این میان، استفاده از  فناوری‌ ابررسانایی، به عنوان یک تکنولوژی جدید، در سطوح  تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی، در کشورهای پیشرفته بسیار قابل توجه بوده و سالانه بودجه­­های هنگفتی برای تجهیز شبکه الکتریکی به این تکنولوژی اختصاص داده می­شود.

در کشور ما نیز لازم است اقدامی مناسب جهت شناسایی کاربردها، مزایا و مشکلات، روش­های انتقال فناوری ابررسانایی و نحوه­ی انطباق آن با دانش علمی و فنی کشور صورت گیرد. گزارش حاضر، برای رسیدن به اهداف فوق تهیه شده است. امید است که تهیه­ی این گزارش گامی نه چندان بزرگ در نیل به این اهداف برداشته باشد.

فهرست 

چکیده 1

مقدمه. 1

فصل اول- معرفی فناوری در حد شناخت کلی.. 2

1-1- مقدمه. 2

1-2- ابررسانایی.. 2

1-2-1- مهمترین خواص ابررساناها 3

1-2-2- تئوری عبور جریان. 3

1-2-3- تغییر فاز در ابررسانا 4

1-3- ابررساناهای با دمای بحرانی بالا یا HTS.. 5

1-3-1- اصطلاحات فنی سیم های HTS.. 7

1-3-2- متعلقات تجهیزات HTS.. 8

1-4- ترانسفورماتورهای HTS.. 9

1-4-1- ترانسفورماتورهای ابررسانا                                                11

1-4-2- آزمایش موفقیت آمیز ترانسفورماتورهای ابررسانای HTS.. 12

1-4-3- فناوری ترانسفورماتورهای HTS در جهان. 14

1-5- نتیجه گیری.. 20

فصل دوم- مزایا، کاربرد و موارد استفاده از فناوری.. 21

2-1- مقدمه. 21

2-2- مزایای ترانسفورماتورهای HTS.. 21

2-2-1- حجم و وزن کمتر نسبت به ترانس های معمولی.. 21

2-2-2- طول عمر بیشتر. 22

2-2-3- راندمان بالاتر 22

2-2-4- محدود کردن جریان خطا 22

2-2-5- بی ضرر بودن برای محیط اطراف ترانسفورماتور 22

2-2-6- مزایای اقتصادی.. 23

2-2-7- انتقال و انطباق فناوری.. 23

2-3- کاربردهای فناوری HTS.. 23

2-3-1- کاربرد ابررسانا در ذخیره سازهای مغناطیسی.. 23

2-3-2- محدود کننده جریان خطا 26

2-3-3- سوئیچ های ابررسانا 27

2-3-4- آهنربای مغناطیسی.. 27

2-3-5- کابل HTS.. 28

2-3-6- موتورها و ژنراتورها 29

2-3-7- ژنراتورهای هیدرودینامیک مغناطیسی.. 29

2-3-8- ترانسفورماتورهای HTS.. 30

2-3-9- کاربرد ابررسانا در فیلترهای رادیویی.. 30

فصل سوم- مشکلات موجود در به کارگیری فناوری ترانسفورماتور HTS.. 31

3-1- مقدمه. 31

3-2- راندمان کم سیستم تبرید. 31

3-3- استحکام مکانیکی سیم های ابررسانا 32

3-4- تلفات AC... 33

3-5- مواد عایقی.. 33

3-6- هسته. 33

3-7- هزینه. 34

3-8- مشکلات اجرایی.. 35

فصل چهارم- مشخصات عرضه کنندگان فناوری ترانسفورماتور HTS.. 36

4-1- مقدمه. 36

4-2- تولیدکنندگان کنندگان تجهیزات ابررسانا 36

4-2-1 شرکت AMSC... 36

4-2-2- شرکت SuperPower. 40

4-2-3- شرکت Sumitomo Electric. 41

4-3- تولیدکنندگان ترانسفورماتورهای قدرت... 42

4-3-1- شرکت Waukesha Electric Systems. 42

4-3-2- شرکت ABB... 43

4-3-3- شرکت Fuji Electric. 43

4-3-4-  شرکت TBEA... 44

فصل پنجم- هزینه خرید و انتقال فناوری ترانسفورماتور HTS.. 49

5-1- مقدمه. 49

5-2- هزینه خرید و انتقال فناوری ترانسفورماتور HTS.. 49

فصل ششم- روش های انتقال فناوری ترانسفورماتور HTS.. 54

6-1- مقدمه. 54

6-2- ملاحظات مربوط به انتقال فناوری HTS.. 54

6-3- روش های انتقال تکنولوژی.. 56

6-3-1- انتقال تکنولوژی از طریق سرمایه گذاری مشترک (Joint Venture) 57

6-3-2- انتقال تکنولوژی از طریق استخدام پرسنل علمی و فنی.. 57

6-3-3- انتقال تکنولوژی از طریق واردات کالاهای سرمایهای و ماشینآلات.. 58

6-3-4- بیع متقابل، سرمایه گذاری خارجی.. 58

6-3-5- لیسانس... 58

6-3-6- مهندسی معکوس... 59

6-3-7- ‏روش کلید در دست (آماده بهره برداری) 59

6-4- مقایسه روش های انتقال فناوری ترانسفورماتور HTS.. 60

6-5-  نتیجه گیری.. 61

فصل هفتم- منابع مورد نیاز برای انتقال و انطباق فناوری در کشور 63

7-1- مقدمه. 63

7-2- انطباق فناوری ترانسفورماتور HTS در ایران.. 64

7-2-1- ایجاد واحدهای تحقیق و توسعه. 64

7-2-2- استفاده از پتانسیل های موجود در کشور 65

7-2-3- بازاریابی.. 66

7-2-4- آموزش پرسنل.. 67

7-2-5- انطباق فنی ترانسفورماتورهای HTS.. 67

7-2-6- امکان سنجی اقتصادی ترانس های HTS.. 68

فهرست جداول        

جدول ( 1-1 ) - بازار ترانسفورماتورهای قدرت در سالهای 1995 و 1996

15

جدول (1-2): پروژه های ترانسفورماتورHTS  در جهان

15

جدول( 1-3 ): مشخصات نوارهای HTS و توالیهای سیم پیچی در ترانسفورماتور HTS ساخت SEC- Fuji و دانشگاه Kyushu

17

جدول (1-4): پارامترهای طراحی ترانسفورماتور(Fuji)

18

جدول (1-5): مشخصات برخی از ترانس های مورد استفاده در کشور

19

جدول (1-6): مشخصات برخی از ترانس های HTS که در جهان به صورت آزمایشی ساخته شده اند

19

جدول (4-1) : مشخصات ابررسانای 344 superconductors

37

جدول (4-2) : مشخصات ابررسانای HTS Hermetic Wire

38

جدول (4-3) : مشخصات ابررسانای HTS Cryoblock wire

38

جدول (4-4) : مشخصات ابررسانای HTS Compression Tolerant Wire

39

جدول (4-5) : مشخصات ابررسانای HTS High Current Density Wire

39

جدول (4-6) : مشخصات ابررسانای HTS High Strength Plus Wire

40

جدول (4-7) : مشخصات ابررسانای شرکت Sumitomo

41

جدول (4-8) : شرکت های فعال در زمینه فناوری HTS

46

جدول (4-9) : شرکت یا مرکز تحقیقاتی موجود در ایران که قابلیت همکاری در انتقال فناوری HTS را دارند

48

جدول (5-1) : بودجه هایی که توسط شرکت های تولیدی و تحقیقاتی خصوصی و سازمان انرژی امریکا (DOE) برای تحقیق در زمینه کاربردهای مختلف HTS ، صرف شده است.

51

جدول (5-2): بودجه اختصاصی بر حسب میلیون دلار که توسط لابراتور ملی Oak Ridge در بخش های توسعه و مدیریت و تحقیقات علمی مرتبط با فناوری ابررسانا هزینه شده است

52

جدول (6-1): روش های عملی تر انتقال فناوری HTS در کشور به همراه مزایا، معایب، سابقه و امتیاز دهی آنها

62

فهرست اشکال

شکل(1-1): تغییرات ظرفیت گرمایی(cv) و مقاومت یک ابررسانا (ρ) به ازای تغییرات دما

4

شکل (1-2): دو گروه اصلی این سیم های HTS محصول شرکت AMSC

5

شکل (1-3): سیم های HTS نسل دوم شرکت AMSC

6

شکل(1-4): سیم های مسی در برابر نوارهای HTS

7

شکل(1-5): ترانسفورماتور قدرت HTS

12

شکل (1-6): ترانس HTS آزمایشی 1MVA

13

شکل (1-7) ترانسفورماتور HTS ساختSEC – Fuji  و دانشگاه Kyushu

18

شکل(2-1): مقایسه میزان مصرف شبانه روزی با و بدون ذخیره سازی انرژی

24

شکل(2-2): نمونه ای از کابل HTS

28

شکل (3-1): سیستم تبرید به صورت شماتیک

32

شکل(7-1): نمودار فروش ترانس های توزیع بر حسب میلیون ریال در سال در شرکت ایران ترانسفو

66

شکل(7-2): نمودار فروش ترانس های فوق توزیع و قدرت بر حسب میلیون ریال در سال در شرکت ایران ترانسفو

66

شکل(7-3): تخمین میزان نفوذ محصولات HTS (ترانسفورماتور، موتور، ژنراتور و کابل HTS) در بازار امریکا

68

شکل(7-4): تخمینی از تولید سیم های HTS و واحد هزینه بر متر، در امریکا

69

مقدمه

ترانسفورماتور در سطح شبکه برق برای تغییر سطح ولتاژ و در نتیجه سطح جریان استفاده می شود و یکی از قدیمی ترین عناصر شبکه انتقال و توزیع الکتریکی می باشد. از بخش تولید، که در آن برای تزریق توان به شبکه، نیاز به سطح ولتاژ بالایی می باشد، تا بخش مصرف که در آن از ولتاژهای 100 تا230 ولت استفاده می شود، به طور وسیعی از ترانسفورماتور برای تبدیل ولتاژ  استفاده می شود. در هر مرحله از تبدیل ولتاژ توسط ترانس، در اثر میدان های متغیر الکتریکی و مغناطیسی، مقداری از انرژی عمدتاً به صورت گرما در سیم پیچ، هسته و بدنه ترانس تلف می شود. با افزایش ولتاژ در نقطه تولید، می توان قدرت الکتریکی را به فواصل دورتر انتقال داد و در سطح توزیع با کاهش ولتاژ می توان انرژی مورد نیاز مصرف کنندگان را تامین کرد. در ترانسفورماتورهای متداولی که در سطح شبکه استفاده می شود، به علت تلفات اهمی[1] سیم پیچ ها و تلفات هسته[2] ، ترانسفورماتور به شدت گرم می شود و به همین دلیل باید از مواد خنک کننده شیمیایی مانند روغن های مخصوص استفاده شود. نشت این روغن ها در ترانس بسیار خطرناک و اشتعال زا است.

ترانسفورماتور HTS[3] در واقع ترانسفورماتوری است که به جای سیم پیچ های مسی در آن، از سیم های HTS استفاده می شود. سیم HTS از مواد ابررسانا تشکیل شده است و با توجه به ساختار ابررساناها باید حداکثر در دمای 125 درجه کلوین، خنک نگه داشته شود. البته در عمل این دما بستگی به جریان عبوری از آن دارد. بنابراین به طور کلی فرق بین ترانسفورماتورهای HTS و ترانسفورماتورهای معمولی، استفاده از مواد ابررسانا است که باعث عبور جریان بیشتر و در نتیجه انتقال قدرت زیاد می شود.

در فصل اول این گزارش با توجه به اهمیت تکنولوژی سیم های ابررسانا، ابتدا برای آشنایی با ابررسانایی، به اختصار مطالبی راجع به ابررسانایی، خواص آن و انواع سیم های ابررسانا آورده شده و سپس نکات فنی ترانسفورماتورهای قدرت بیان می شود. در فصل­های دوم و سوم مزایا، کاربردها و مشکلات فناوری HTS آورده می­شود. در فصل چهارم مشخصات عرضه کننده­گان ترانسفورماتورهای HTS، در دو گروه تولیدکنندگان ترانسفورماتور قدرت و تولیدکنندگان تجهیزات مربوط به ابررسانا بیان می­شود. در فصل­های پنجم و ششم هزینه خرید و روش­های انتقال تکنولوژی HTS آورده شده و سپس در فصل هفتم منابع مورد نیاز برای انتقال و انطباق فناوری در کشور بیان می­گردد. در پایان و در فصل هشتم نیز، طول عمر فناوری ترانس HTS و زمان استفاده موثر از آن آورده خواهد شد.

 

فصل اول

معرفی فناوری در حد شناخت کل

1-1- مقدمه

شناخت ترانسفورماتورهای HTS مستلزم درک مفهوم ابررسانایی است. بدین منظور در این فصل ابتدا برای آشنایی با ابررسانایی، به اختصار مطالبی راجع به ابررسانایی، خواص آن و سیم های ابررسانا آورده می­شود. در ادامه انواع سیم­های ابررسانا و متعلقات تجهیزات HTS بیان شده و در پایان نکات فنی ترانسفورماتورهای قدرت و وضعیت فناوری ترانسفورماتورهای HTS در جهان پرداخته می­شود.

1-2- ابررسانایی

ابررسانایی[1] پدیده ای است که در بعضی از مواد در دمای بسیار پایین اتفاق می افتد. در این حالت مقاومت الکتریکی و میدان مغناطیسی در این مواد به صفر می رسد.

مقاومت الکتریکی هادی های فلزی معمول، مثل مس و نقره، نیز با کاهش دما کم می شود، با این حال در اثر وجود ناخالصی در این هادی ها، حتی در دمای صفر مطلق نیز، مقاومت الکتریکی آنها صفر نخواهد بود. اما مقاومت الکتریکی یک ابررسانا، با کاهش دمای آن به زیر دمای مشخصی، که دمای بحرانی (TC) نامیده می شود، به صفر خواهد رسید[1].

خاصیت ابررسانایی در مواد مختلفی، شامل عناصر ساده همانند آلومینیوم و قلع، آلیاژهای فلزی مختلف و بعضی از نیمه هادی ها که به شدت به آنها ناخالصی افزوده شده است، رخ می دهد. لیکن این خاصیت در فلزات نجیب، مثل طلا و نقره، و در فلزات فرومغناطیسی اتفاق نمی افتد.

بعضی از خواص فیزیکی مواد ابررساناها با یکدیگر متفاوت است. از جمله ی این خواص، ظرفیت گرمایی و دمای بحرانی است که در آن خاصیت ابررسانایی از دست می رود. از طرفی خواص دیگری نیز وجود دارد که مستقل از نوع ماده به کار رفته می باشد. برای مثال همه ی ابررساناها در نبود میدان مغناطیسی، دقیقاً دارای مقاومت الکتریکی صفر هستند.

ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است

متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است