فهرست علائم و نشانههاعنوان علامت اختصاری يپیک دامنه ولتاژزاویه ولتاژ بارسرعت زاویهایجریاندوره تناوبتبدیل پارکمختصات محور dqولتاژDCولتاژ تزریقیولتاژ دو سر بارتوان حقیقیزاویه ولتاژ DVRولتاژ توننولتاژ DVRتوان ظاهری DVRتغییرات آنی ولتاژفرکانس کلیدزنیکیلو هرتزاهمامپدانسفرکانسسلفخازناندوکتانسفهرست علايم و نشانههاعنوان علامت اختصاری يولتاژ منبعتعداد سلول در هر فازمقاومتکیلوولتزاویه ولتاژ تزریقیزاویه ولتاژ بارزاویه ولتاژ منبعولتاژ مؤلفه dولتاژ مؤلفه qتوان حقیقی DVRشاخص مدولاسیون دامنهشاخص مدولاسیون فرکانسدامنه تغییرات گام ولتاژ فهرست علائم اختصاریجریان متناوبAlternative CurrentACسیستم بهساز توانCustom Power SystemCUPSمبدل تمام پل آبشاریCascade H-BridgeCHBبازیاب دینامیکی ولتاژDynamic Voltage RestorerDVRمبدل چند سطحی با کلمپ دیودDiode-Clamped Multilevel ConverterDCMCادوات FACTS در شبکه توزیعDistribution-Flexible AC Transmission SystemD-FACTSجبران کننده استاتیکی توزیعDistribution STAtic COMpensatorD-STATCOMجریان مستقیمDirect CurrentDCتداخل الکترومغناطیسیElectromagnetic InterferenceEMIکمیته تحقیقاتی توان الکتریکیElectric Power Research InstituteEPRIسیستم انتقال جریان متناوب قابل انعطافFlexible AC Transmission SystemFACTSمبدل چند سطحی خازن شناورFlying-Capacitor Multilevel ConverterFCMCترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شدهInsulated Gate Bipolar TransistorIGBTتریستور کموتاسیون با گیت مجتمعIntegrated Gate-Commutated ThyristorIGCTانجمن مهندسین برق و الکترونیک آمریکاInstitute of Electrical and Electronic EngineersIEEEاینورتر چند سطحیMulti-Level InverterMLIمبدل چند سطحی آبشاری مدولار شدهModular Multilevel Cascade ConverterMMCCمدولاسیون عرض پالسPulse Width ModulationPWMنقطه اتصال مشترکPoint of Common CouplingPCCکیفیت توان الکتریکیPower QualityPQحلقه فاز قفل شدهPhase Locked LoopPLLپریونیتPer UnitP.U.مقدار مؤثرRoot Mean SquareRMSمدولاسیون پهنای پالس بردار فضاییSpace Vector Pulse-Width ModulatedSVPWMقاب مرجع سنکرونSynchronous Reference FrameSRFاعوجاج هارمونیکی کلTotal Harmonic DistortionTHDکنترل کننده یکپارچه کیفیت توانUnified Power Quality ConditionerUPQCاینورتر منبع ولتاژVoltage Source InverterVSI فهرست مطالب 1- مقدمه. 12- رطوبت در ترانسفورماتور و تاثیر آن بر عمر عایق. 42-1- اهمیت خشک کردن عایق ترانسفورماتور 42-2-علل تولید رطوبت در ترانسفورماتور و تاثیر آن بر عایق 82-3-. روشهای اندازهگیری رطوبت موجود در عایق جامد. 142-3-1-............................................................................... روش مستقيم. 142-3-2-............................................................... روشهای غيرمستقيم. 142-4-............ پیر شدن و تعیین عمر عایق ترانسفورماتور. 192-5-تعیینعمر ترانسفورماتور با داشتن دماي نقطه داغ 213-مروری بر روشهای خشک کردن عایق ترانسفورماتور. 233-1- نقش گرما و خلأ در فرایند خشک کردن 233-2- انواع روشهای خشک کردن عایق ترانسفورماتور 243-2-1-............................................................ روش استفاده از خلأ. 253-2-2-.......................................................................... روش هوای داغ. 263-2-3-....................................................................... روش گرما و خلأ. 273-2-4-....................................................................... روش گردش روغن. 283-2-5-................................................. روش خشک کردن فاز بخار. 293-2-6-........................................... روش گرمایش فرکانس پایین. 303-3-.......................................... مقایسه روشهای خشک کردن عایق. 343-3-1-.............................. مقایسه از نظر سرعت جذب رطوبت. 343-3-2-مقایسه انرژي مورد نیاز، زمان و هزينه در روشهای مختلف 363-3-3-مقايسه روش گردش روغن در ترکيب با خلأ و روش گرمايش فرکانس پايين. 37 4-1- روش پل وتستون با ترانسفورماتور ولتاژ 384-2-روش اندازه گیری چهار سیمه با فیلتر پایین گذر 394-3- اندازه گیری مقاومت ترانسفورماتور در دستگاه گرمایش فرکانس پایین. 405- ارتقای سامانه کنترلی. 415-1- مشخصات پردازنده TMS320F2812. 425-2-................................................................... اصلاح بردهای کنترلی. 445-3-................................................................... کالیبراسیون حسگرها. 445-3-1-اندازه گیری مقاومت اولیه سیمپیچیهای ترانسفورماتور 445-3-2-پیاده سازی اندازه گیری مقاومت در چند نقطه کار 465-3-3-طراحی نرم افزاری برای کالیبره کردن حسگرها 475-4-........................................................... کنترل حلقه بسته جریان. 495-4-1-........................................... طراحی کنترل کننده جریان. 515-4-2-شبیهسازی کنترل کننده جریان با استفاده از بلوک محاسبه مقدار موثر. 615-4-3-......................................... آزمایش کنترل کننده جریان. 625-4-4-................ تنظیم وفقی پارامترهای کنترل کننده. 645-5-.............................................................................. راه اندازی نرم. 665-5-1-تعیین بهینه لحظه تغییر وضعیت کنترل کننده در راه اندازی نرم. 665-5-2-............. نتایج آزمایشگاهی در راه اندازی نرم. 676- اندازه گیری مقاومت سیمپیچیهای ترانسفورماتور. 696-1- اندازه گیری توان سیمپیچیهای ترانسفورماتور 696-1-1-.............................. نحوه محاسبه توان در روش قدیم. 706-1-2-........................................... محاسبه توان در روش جدید. 716-2- عدم تعادل در مقاومت فازها. 776-2-1-............................................................................ اتصال ستاره. 786-2-2-................................................................ اتصال مثلث (D11). 826-3- نتایج شبیهسازی. 866-4- نتایج آزمایشگاهی. 906-5- بررسی حالات دیگر عدم تعادل. 937- نتیجه گیری و پیشنهادات. 967-1- نتیجه گیری. 967-2- پیشنهادات. 97فهرست منابع. 998- پیوست: مجموعه آزمایشها. 1068-1- اصلاح برهای کنترلی. 1068-2- مجموعه آزمایشها. 1098-2-1-نتایج آزمایشگاهی در اندازه گیری مقاومت اولیه 1098-2-2-نتایج آزمایشگاهی در ارزیابی کنترل حلقه بسته جریان 1128-2-3-........................ نتایج عملی برای راه اندازی نرم. 1138-2-4-.............................. اندازه گیری مقاومت سیمپیچیها. 116 فهرست شکلهاشکل 2‑1 نحوه چینش عایق در یک ترانسفورماتور.. 5شکل 2‑2 نحوه چینش عایق در یک ترانسفورماتور.. 6شکل 2‑3 تغييرات مقاومت عايقي و ضريب تلفات عايقي کاغذ بر حسب درصد رطوبت موجود در آن.. 7شکل 2‑4 تغييرات سرعت نسبي وابسپارش کاغذ بر حسب درصد رطوبت موجود در آن.. 7شکل 2‑5 نحوه تشکيل آب از تجزيه سلولز.. 9شکل 2‑6 تغييرات عمر ترانسفورماتور (سال) بر حسب دما در مقادير مختلف رطوبت عايق.. 10شکل 2‑7 تغییر شکل عایق کاغذی در اثر جذب و پس دادن رطوبت. 13شکل 2‑8 منحنیهای تعادلی رطوبت موجود در کاغذ و روغن بر حسب دما.. 15شکل 2‑9 منحنی رطوبت موجود در کاغذ برحسب رطوبت نسبی روغن. 17شکل 2‑10 وابستگی منحنی پاسخ فرکانسی ضریب تلفات عایقی به رطوبت موجود در عایق. 18شکل 2‑11 پاسخ فرکانسی ضریب تلفات عایقی و نحوه تغییر آن با عوامل مختلف.. 19شکل 2‑12 منحني عمر يکايي شده ترانسفورماتور بر حسب دماي نقطه داغ.. 22شکل 3‑1 افزایش سرعت نسبی نفوذ آب در پرسبورد (غیر آغشته به روغن) با دما و فشار.. 23شکل 3‑2 روش خلأ تنها برای خشک کردن عایق ترانسفورماتور. 26شکل 3‑3 روش استفاده از جریان هوای داغ برای خشک کردن عایق ترانسفورماتور.. 27شکل 3‑4 روش استفاده توامان از گرما و خلأ برای خشک کردن عایق ترانسفورماتور.. 28شکل 3‑5 روش استفاده از گردش روغن به منظور خشک کردن عایق ترانسفورماتور.. 29شکل 3‑6 استفاده از روش فاز بخار برای خشک کردن عایق ترانسفورماتور.. 30شکل 3‑7 روش گرمایش فرکانس پایین برای رطوبت زدایی از عایق ترانسفورماتور.. 31شکل 3‑8 فرایند خشک کردن ترکیبی از گرمایش فرکانس پایین و پاشش روغن.. 33شکل 3‑9 تعداد ترانسفورماتورهای قدرتی که در محل نصب با روش گرمایش فرکانس پایین خشک شدهاند.. 34شکل 3‑10زمان لازم برای خشک کردن يک ترانسفورماتور MVA400 با 14 تن عايق از رطوبت %3 به %5/1.. 35شکل 3‑11مقايسه قدرت جذب رطوبت در روشهاي مختلف.. 35شکل 3‑12 مقايسه انرژي الکتريکي و حرارتي مورد نیاز در روشهاي مختلف خشک کردن.. 36شکل 3‑13 مقايسه زمان، انرژي، هزينه نگهداري و سرمايهگذاري در روشهاي مختلف خشک کردن.. 37شکل 4‑1 مداری برای اندازه گیری مقاومت DC حین اتصال به منبع AC.. 39شکل 4‑2 مداری برای اندازه گیری مقاومت DC حین اتصال به منبع AC با فیلتر پایین گذر.. 39شکل 5‑1 جریان مرجع برای اندازه گیری مقاومت اولیه.. 46شکل 5‑2 محیط نرم افزار کالیبراسیون حسگرها.. 48شکل 5‑3 کنترل کننده جریان در سامانه قدیم.. 49شکل 5‑4 بلوک جبران ساز دما از نوع تناسبی.. 50شکل 5‑5 کنترل کننده جریان در سامانه جدید.. 51شکل 5‑6 مدار فیلتر خروجی اینورتر.. 51شکل 5‑7 نمودار بلوکی کنترل کننده جریان با تاخیر مسیر پسخور. 52شکل 5‑8 پاسخ پله کنترل کننده جریان با تقریب پاده R0,1(s). 55شکل 5‑9 ناحیهای از صفحه که پایداری سیستم حلقه بسته را با تقریب پاده R1,1(s) تضمین میکند.. 56شکل 5‑10 پاسخ پله کنترل کننده جریان با تقریب پاده R1,1(s). 57شکل 5‑11 ناحیهای از صفحه که پایداری سیستم حلقه بسته با تقریب پاده مرتبه دوم را تضمین میکند.. 58شکل 5‑12 منحنی مکان ریشههای سیستم حلقه بسته در تقریب پاده R2,2(s).. 60شکل 5‑13 پاسخ پله کنترل کننده جریان با تقریب پاده R2,2(s). 60شکل 5‑14 پاسخ پله کنترل کننده جریان با استفاده از بلوک محاسبه مقدار موثر.. 62شکل 5‑15 پاسخ پله کنترل کننده جریان (فرکانس 1/0 هرتز.) 63شکل 5‑16 پاسخ پله کنترل کننده جریان (فرکانس 1 هرتز.) 64شکل 5‑17 نمودار بلوکی راه اندازی نرم.. 66شکل 5‑18 منطق کنترلی راه اندازی نرم.. 67شکل 5‑19 شکل موج جریان مرجع، جریان شیب و جریان واقعی هنگام راه اندازی نرم.. 68شکل 6‑1 نمودار بلوکی تخمین مقاومت به روش قدیم.. 71شکل 6‑2 نحوه اتصال ستاره و نمودار فازوری آن.. 71شکل 6‑3 نحوه اتصال مثلث D11.. 72شکل 6‑4 دو روش برای محاسبه مقدار موثر جریان فاز.. 74شکل 6‑5 نمودار بلوکی تخمین مقاومت به روش جدید.. 75شکل 6‑6 خطای تخمین مقاومت در حالت گذرای تغییر پلهای در ولتاژ ورودی (روش قدیم).. 76شکل 6‑7 خطای تخمین مقاومت در حالت گذرای تغییر پلهای در ولتاژ ورودی (روش جدید).. 77شکل 6‑8 بهبود تخمین مقاومت با اعمال ماتریس تصحیح در اتصال ستاره (فاز r).. 81شکل 6‑9 بهبود تخمین مقاومت با اعمال ماتریس تصحیح در اتصال ستاره (فاز y و b).. 82شکل 6‑10 بهبود تخمین مقاومت با اعمال ماتریس تصحیح در اتصال مثلث (فاز r).. 85شکل 6‑11 مدار مورد استفاده برای آزمایش الگوریتم جدید اندازه گیری مقاومت (اتصال ستاره).. 86شکل 6‑12 مدار مورد استفاده برای آزمایش الگوریتم جدید اندازه گیری مقاومت (اتصال مثلث D11).. 86شکل 6‑13 شبیهسازی تخمین مقاومتها در حالت عدم تعادل با روش قدیم.. 89شکل 6‑14 شبیهسازی تخمین مقاومتها در حالت عدم تعادل با روش جدید.. 89شکل 6‑15 آزمایش تخمین مقاومتها در حالت عدم تعادل با روش قدیم... 92شکل 6‑16 آزمایش تخمین مقاومتها در حالت عدم تعادل با روش جدید. 92شکل 8‑1 برد واسط جدید طراحی شده برای پردازنده TMS320F2812. 106شکل 8‑2 ارتقای برد حفاظت دستگاه به منظور افزایش قابلیت اطمینان.. 107شکل 8‑3 دستگاه گرمایش فرکانس پایین در آزمایشگاه محرکههای الکتریکی.. 108شکل 8‑4 شکل موج توان کل و جریان مرجع هنگام اندازه گیری مقاومت اولیه.. 109شکل 8‑5 شکل موج ولتاژ باس DC و اندیس مدولاسیون هنگام اندازه گیری مقاومت اولیه.. 110شکل 8‑6 ولتاژ موثر و جریان موثر واقعی (میانگین سه فاز) هنگام اندازه گیری مقاومت اولیه.. 110شکل 8‑7 مقاومت تخمین زده شده (میانگین سه فاز) هنگام اندازه گیری مقاومت اولیه.. 111شکل 8‑8 نتایج نهایی اندازه گیری مقاومت اولیه در ده نقطه کار. 112شکل 8‑9 پاسخ جبران ساز جریان به پله مثبت و منفی فرمان در فرکانس 1/0 هرتز.. 113شکل 8‑10 پاسخ جبران ساز جریان به پله مثبت و منفی فرمان مقدار موثر جریان در فرکانس 1/0 هرتز.. 113شکل 8‑11 جریان مرجع تولید شده و جریان شیب هنگام راه اندازی نرم.. 114شکل 8‑12 ولتاژ موثر و جریان موثر واقعی (میانگین سه فاز) هنگام راه اندازی نرم.. 115شکل 8‑13 ولتاژ باس DC و اندیس مدولاسیون هنگام راه اندازی نرم. 115شکل 8‑14 دما و مقاومت تخمین زده شده (میانگین سه فاز) هنگام راه اندازی نرم.. 116شکل 8‑15 توان کل تزریقی هنگام راه اندازی نرم.. 116شکل 8‑16 مقاومتهای اندازه گیری شده بر حسب زمان در روش قدیم (اتصال ستاره).. 117شکل 8‑17 مقاومتهای اندازه گیری شده بر حسب زمان در روش جدید (اتصال ستاره).. 118شکل 8‑18 مقاومتهای اندازه گیری شده بر حسب زمان در روش قدیم (اتصال مثلث).. 118شکل 8‑19 مقاومتهای اندازه گیری شده بر حسب زمان در روش جدید (اتصال مثلث).. 119 فهرست جدولهاجدول 2‑1 مقدار توصیه شده برای حداکثر رطوبت موجود در روغن برای ولتاژ 69 کیلوولت.. 16جدول 2‑2 معیارهای تخمین پايان عمر عایق ترانسفورماتور. 21جدول 3‑1 مقایسه روش گردش روغن در ترکيب با خلأ و روش گرمايش فرکانس پايين.. 37جدول 5‑1 مشخصات نامی دستگاه گرمایش فرکانس پایین.. 41جدول 5‑2 مقایسه پردازشگرهای TMS320F243 و TMS320F2812.. 43جدول 5‑3 تقریب پاده با توابع تبدیل گویا از درجههای مختلف. 53جدول 5‑4 محدودیتهای اعمال شده برای بهینه سازی جبران ساز جریان با تقریب پاده.. 59جدول 5‑5 مقادیر پارامترها برای آزمون راه اندازی نرم. 67جدول 6‑1 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش قدیم در اتصال مثلث(نتایج شبیهسازی). 88جدول 6‑2 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش قدیم در اتصال ستاره(نتایج شبیهسازی). 88جدول 6‑3 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش جدید در اتصال مثلث(نتایج شبیهسازی). 88جدول 6‑4 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش جدید در اتصال ستاره(نتایج شبیهسازی). 88جدول 6‑5 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش قدیم در اتصال مثلث(نتایج آزمایشگاهی). 91جدول 6‑6 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش قدیم در اتصال ستاره(نتایج آزمایشگاهی). 91جدول 6‑7 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش جدید در اتصال مثلث(نتایج آزمایشگاهی). 91جدول 6‑8 مقاومتهای اندازه گیری شده باروش جدید در اتصال ستاره(نتایج آزمایشگاهی). 91جدول 6‑9 خطای نسبی نتایج آزمایش تخمین مقاومتها در بار نامتعادل.. 93جدول 6‑10 نتایج شبیهسازی تخمین مقاومتها (درصد) در حالات مختلف عدم تعادل.. 94جدول 6‑11 خطای نسبی مقاومتهای تخمین زده شده بر حسب درصد. 95جدول 8‑1 شرایط و پارامترهای آزمایش برای اندازه گیری مقاومت اولیه.. 109جدول 8‑2 شرایط و پارامترهای آزمایش برای راه ارزیابی عملکرد جبران ساز جریان.. 112جدول 8‑3 شرایط و پارامترهای آزمایش برای راه اندازی نرم. 114جدول 8‑4 شرایط آزمایش برای اندازه گیری مقاومتها در بار متعادل و نامتعادل.. 117 عدم آگاهی از مفهوم کیفیت توان، طراحی ضعیف شبکه قدرت، حضور بارهای حساس به تغییرات ولتاژ و افزایش بارهای غیرخطی در شبکههای توزیع، بررسی و تحلیل کیفیت توان را به امری مهم مبدل ساخته است. به منظور حفظ کیفیت توان مطلوب در شبکههای توزیع در محدوده استاندارد، بایستی پارامترهای مرتبط باکیفیت توان، شناسایی، ارزیابی و اندازهگیری شده و سپس با پیدا کردن و در نهایت اعمال راهکارهای لازم در بهسازی و کنترل آن قدمهای مؤثری برداشت. با توجه به وجود مشکلات ناشی از کیفیت نامطلوب برق، استفاده از روشهای مناسب جهت بهبود آن، امری ضروری به نظر میرسد که نیاز به راهحلهای مناسب و جدید را به همراه دارد. رشد سریع بارهای غیرخطی و الکترونیک قدرتی منجر به کاهش کیفیت توان میشود. تضعیف کیفیت توان در شبکه باعث صدمه دیدن بارهای حساس متصل به شبکه میگردد به عنوان نمونه، کمبود و بیشبود ولتاژ[1] در شبکه میتواند بارهای حساس را تخریب و باعث عملکرد نامطلوب و صدمه دیدن آنها گردد. از اینرو صنعت برق به سوی استفاده از بهسازهای کیفیت توان سوق یافته است. از سوی دیگر مسائل اقتصادی، بالا رفتن آگاهی مشترکین نسبت به مسائل کیفیت توان، حساسیت بالای تجهیزات الکتریکی جدید نسبت به تغییرات کیفیت توان، وجود شبکه مجتمع و به هم پیوسته و بهبود راندمان کلی شبکه قدرت، مدیران صنعت برق را بر این میدارد تا بیش از پیش به مسئله کیفیت توان و بهبود آن توجه کنند. تمامی دلایل فوقالذکر زمینهساز انجام تحقیقات گستردهای باهدف بهبود کیفیت توان شده است. به منظور حفظ کیفیت توان در محدوده مشخص که توسط استانداردهای کیفیت توان تعریف شده است باید از روشهای جبران سازی استفاده کرد تا تأثیر بارهای مخرب بر روی شبکه را کم کرد. در سالهای اخیر توجه به سیستم بهساز توان راه حل مناسبی جهت جبران سازی مشکلات کیفیت توان به وجود آورده است. استفاده از فناوری سیستم بهساز توان برای بهبود کیفیت توان، یکی از راههایی است که اکنون برای جبران سازی اغتشاشات کیفیت توان پیشنهاد میشود. بر طبق تعریف، ادوات CUPS[2] ، بهکارگیری کنترلکنندههای الکترونیک قدرت در سیستمهای توزیع جهت بالا بردن کیفیت توان و قابلیت اطمینان شبکه میباشد. ادوات CUPS انواع مختلفی نظیر D-STATCOM، DVR، UPQC، UPFC، SVC و ... دارند. در واقع ایدهی بهکارگیری ادوات CUPS مبتنی بر کلیدهای قطع و وصل قدیمی و مربوط به اواخر قرن 19 میلادی است. اما اکنون پس از گذشت نزدیک به یک قرن از بهرهبرداری انسان از انرژی الکتریکی، طراحان و برنامهریزان صنعت برق در سراسر دنیا به ایدهي جدید جبرانسازها روی آورده و در جهت بهبود عملکرد آنها تلاش میکنند. خسارات مالی ناشی از کیفیت توان پایین به علت اغتشاشاتی نظیر کمبود و بیشبود ولتاژ از مشوقهای اصلی گسترش ادوات CUPS است. این فناوری مبتنی بر الکترونیک قدرت، در نزدیکی محل بار حساس نصب میشود که نتیجه آن کاهش و حذف اغتشاشات کیفیت توان و حفاظت بارهای حساس در سیستم توزیع نیروی برق میباشد. به طور کلی بهبود کیفیت توان، آزادسازی ظرفیت سیستمهای توزیع، کاهش خسارات مالی مصرفکنندگان شبکه، ارتقاء بهرهوری و افزایش امنیت برای بارهای حساس و پراهمیت شبکههای توزیع از نتایج مثبت بهکارگیری ادوات CUPS برای مصرفکنندگان در شبکههای توزیع نیروی برق است. در میان ادوات CUPS، برای کنترل و جبران سازی کمبود و بیشبود ولتاژ بهترین گزینه بازیاب دینامیکی ولتاژ (DVR) میباشد. DVR، اساساً یک منبع ولتاژ کنترل شده است که بین شین تغذیه و بارهای حساس نصب میگردد و با تزریق یک ولتاژ دینامیکی کنترل شده، دامنه و فاز ولتاژ شبکه را طوری کنترل میکند که علیرغم وجود اغتشاش در ولتاژ منبع، در دو سر بار حساس ولتاژ سه فاز متقارن با دامنه مشخص به وجود میآید. یکی از روشهایی که برای افزایش قابلیت جبران سازی این تجهیز پیشنهاد میشود استفاده از مبدلهای منبع ولتاژ چند سطحی به جای مبدلهای معمولی (دو سطحی) است. مبدلهای چند سطحی قابلیت تولید ولتاژ با اغتشاش هارمونیکی کل (THD%) و کمتر را دارا میباشند از اینرو نیاز به فیلترهای بزرگ در DVR از بین میرود که این خود باعث کاهش حجم، اندازه و هزینه DVR میگردد. همچنین مبدلهای چند سطحی توانایی کاربرد در سطوح ولتاژ بالا را دارند.در اثر اغتشاش در شبکههای توزیع، بارهای حساس دچار مشکل میشوند از اینرو برای جلوگیری از صدمه دیدن بارهای حساس استفاده از جبران سازهای CUPS پیشنهاد میگردد، که بهترین گزینه جهت جبران سازی کمبود و بیشبود ولتاژ، DVR است.یکی از اجزای اصلی DVR، مبدل منبع ولتاژ است که هرچه ولتاژ تزریقی توسط آن هارمونیک کمتری داشته باشد باعث بهبود عملکرد DVR در جبران سازی خواهد شد از اینرو به جهت دستیابی به ولتاژ تزریقی با عملکرد بالا توسط DVR و بهبود بهتر کیفیت توان، استفاده از DVRهای مبتنی بر مبدلهای منبع ولتاژ چند سطحی مطلوب میباشد.مبدلی که در این پایاننامه استفاده شده است، مبدل منبع ولتاژ چند سطحی با ساختار مدولار شده و سلول تمام پل (CHB) سری کسکاد با اتصال ستاره، که به اختصار (MMCC) نامیده میشود. روش کلیدزنی مورد استفاده در مبدل، مدولاسیون بردار فضایی (SVPWM) مبتنی بر مدولاسیون بردار فضایی دو سطحه استاندارد میباشد زیرا در میان انواع مدولاسیون مورد استفاده در اینورترهای چند سطحی بهترین عملکرد را داراست. در راستای نیل به هدف این پایاننامه ساختار DVR پیشنهادی در سه تیپ مختلف در محیط نرم افزاری MATLAB/Simulink شبیهسازی و مطالعات موردی همراه با مقایسه عملکرد سه تیپ DVR پیشنهادی با DVR معمولی (مبتنی بر اینورتر دو سطحه PWM) و نتایج چند مرجع از لحاظ دامنه ولتاژ جبرانسازی شده و THD% ولتاژ دو سر بار حساس و تزریقی DVR صورت خواهد گرفت.این پایاننامه شامل 5 فصل به شرح زیر میباشد: [1] Voltage Sag/Swell[2] Custom Power System
جبران سازی کمبود و بیشبود ولتاژ در شبکههای توزیع نیروی برق با استفاده از بازیاب دینامیکی ولتاژ مبتنی بر مبدلهای چند سطحی با ساختار مدولار شده و اتصا
فهرست علائم و نشانههاعنوان علامت اختصاری يپیک دامنه ولتاژزاویه ولتاژ بارسرعت زاویهایجریاندوره تناوبتبدیل پارکمختصات محور dqولتاژDCولتاژ تزریقیولتاژ دو سر بارتوان حقیقیزاویه ولتاژ DVRولتاژ توننولتاژ DVRتوان ظاهری DVRتغییرات آنی ولتاژفرکانس کلیدزنیکیلو هرتزاهمامپدانسفرکانسسلفخازناندوکتانسفهرست علايم و نشانههاعنوان علامت اختصاری يولتاژ منبعتعداد سلول در هر فازمقاومتکیلوولتزاویه ولتاژ تزریقیزاویه ولتاژ بارزاویه ولتاژ منبعولتاژ مؤلفه dولتاژ مؤلفه qتوان حقیقی DVRشاخص مدولاسیون دامنهشاخص مدولاسیون فرکانسدامنه تغییرات گام ولتاژ فهرست علائم اختصاریجریان متناوبAlternative CurrentACسیستم بهساز توانCustom Power SystemCUPSمبدل تمام پل آبشاریCascade H-BridgeCHBبازیاب دینامیکی ولتاژDynamic Voltage RestorerDVRمبدل چند سطحی با کلمپ دیودDiode-Clamped Multilevel ConverterDCMCادوات FACTS در شبکه توزیعDistribution-Flexible AC Transmission SystemD-FACTSجبران کننده استاتیکی توزیعDistribution STAtic COMpensatorD-STATCOMجریان مستقیمDirect CurrentDCتداخل الکترومغناطیسیElectromagnetic InterferenceEMIکمیته تحقیقاتی توان الکتریکیElectric Power Research InstituteEPRIسیستم انتقال جریان متناوب قابل انعطافFlexible AC Transmission SystemFACTSمبدل چند سطحی خازن شناورFlying-Capacitor Multilevel ConverterFCMCترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شدهInsulated Gate Bipolar TransistorIGBTتریستور کموتاسیون با گیت مجتمعIntegrated Gate-Commutated ThyristorIGCTانجمن مهندسین برق و الکترونیک آمریکاInstitute of Electrical and Electronic EngineersIEEEاینورتر چند سطحیMulti-Level InverterMLIمبدل چند سطحی آبشاری مدولار شدهModular Multilevel Cascade ConverterMMCCمدولاسیون عرض پالسPulse Width ModulationPWMنقطه اتصال مشترکPoint of Common CouplingPCCکیفیت توان الکتریکیPower QualityPQحلقه فاز قفل شدهPhase Locked LoopPLLپریونیتPer UnitP.U.مقدار مؤثرRoot Mean SquareRMSمدولاسیون پهنای پالس بردار فضاییSpace Vector Pulse-Width ModulatedSVPWMقاب مرجع سنکرونSynchronous Reference FrameSRFاعوجاج هارمونیکی کلTotal Harmonic DistortionTHDکنترل کننده یکپارچه کیفیت توانUnified Power Quality ConditionerUPQCاینورتر منبع ولتاژVoltage Source InverterVSI فهرست مطالب 1- مقدمه. 12- رطوبت در ترانسفورماتور و تاثیر آن بر عمر عایق. 42-1- اهمیت خشک کردن عایق ترانسفورماتور 42-2-علل تولید رطوبت در ترانسفورماتور و تاثیر آن بر عایق 82-3-. روشهای اندازهگیری رطوبت موجود در عایق جامد. 142-3-1-............................................................................... روش مستقيم. 142-3-2-............................................................... روشهای غيرمستقيم. 142-4-............ پیر شدن و تعیین عمر عایق ترانسفورماتور. 192-5-تعیینعمر ترانسفورماتور با داشتن دماي نقطه داغ 213-مروری بر روشهای خشک کردن عایق ترانسفورماتور. 233-1- نقش گرما و خلأ در فرایند خشک کردن 233-2- انواع روشهای خشک کردن عایق ترانسفورماتور 243-2-1-............................................................ روش استفاده از خلأ. 253-2-2-.......................................................................... روش هوای داغ. 263-2-3-....................................................................... روش گرما و خلأ. 273-2-4-....................................................................... روش گردش روغن. 283-2-5-................................................. روش خشک کردن فاز بخار. 293-2-6-........................................... روش گرمایش فرکانس پایین. 303-3-.......................................... مقایسه روشهای خشک کردن عایق. 343-3-1-.............................. مقایسه از نظر سرعت جذب رطوبت. 343-3-2-مقایسه انرژي مورد نیاز، زمان و هزينه در روشهای مختلف 363-3-3-مقايسه روش گردش روغن در ترکيب با خلأ و روش گرمايش فرکانس پايين. 37 4-1- روش پل وتستون با ترانسفورماتور ولتاژ 384-2-روش اندازه گیری چهار سیمه با فیلتر پایین گذر 394-3- اندازه گیری مقاومت ترانسفورماتور در دستگاه گرمایش فرکانس پایین. 405- ارتقای سامانه کنترلی. 415-1- مشخصات پردازنده TMS320F2812. 425-2-................................................................... اصلاح بردهای کنترلی. 445-3-................................................................... کالیبراسیون حسگرها. 445-3-1-اندازه گیری مقاومت اولیه سیمپیچیهای ترانسفورماتور 445-3-2-پیاده سازی اندازه گیری مقاومت در چند نقطه کار 465-3-3-طراحی نرم افزاری برای کالیبره کردن حسگرها 475-4-........................................................... کنترل حلقه بسته جریان. 495-4-1-........................................... طراحی کنترل کننده جریان. 515-4-2-شبیهسازی کنترل کننده جریان با استفاده از بلوک محاسبه مقدار موثر. 615-4-3-......................................... آزمایش کنترل کننده جریان. 625-4-4-................ تنظیم وفقی پارامترهای کنترل کننده. 645-5-.............................................................................. راه اندازی نرم. 665-5-1-تعیین بهینه لحظه تغییر وضعیت کنترل کننده در راه اندازی نرم. 665-5-2-............. نتایج آزمایشگاهی در راه اندازی نرم. 676- اندازه گیری مقاومت سیمپیچیهای ترانسفورماتور. 696-1- اندازه گیری توان سیمپیچیهای ترانسفورماتور 696-1-1-.............................. نحوه محاسبه توان در روش قدیم. 706-1-2-........................................... محاسبه توان در روش جدید. 716-2- عدم تعادل در مقاومت فازها. 776-2-1-............................................................................ اتصال ستاره. 786-2-2-................................................................ اتصال مثلث (D11). 826-3- نتایج شبیهسازی. 866-4- نتایج آزمایشگاهی. 906-5- بررسی حالات دیگر عدم تعادل. 937- نتیجه گیری و پیشنهادات. 967-1- نتیجه گیری. 967-2- پیشنهادات. 97فهرست منابع. 998- پیوست: مجموعه آزمایشها. 1068-1- اصلاح برهای کنترلی. 1068-2- مجموعه آزمایشها. 1098-2-1-نتایج آزمایشگاهی در اندازه گیری مقاومت اولیه 1098-2-2-نتایج آزمایشگاهی در ارزیابی کنترل حلقه بسته جریان 1128-2-3-........................ نتایج عملی برای راه اندازی نرم. 1138-2-4-.............................. اندازه گیری مقاومت سیمپیچیها. 116 فهرست شکلهاشکل 2‑1 نحوه چینش عایق در یک ترانسفورماتور.. 5شکل 2‑2 نحوه چینش عایق در یک ترانسفورماتور.. 6شکل 2‑3 تغييرات مقاومت عايقي و ضريب تلفات عايقي کاغذ بر حسب درصد رطوبت موجود در آن.. 7شکل 2‑4 تغييرات سرعت نسبي وابسپارش کاغذ بر حسب درصد رطوبت موجود در آن.. 7شکل 2‑5 نحوه تشکيل آب از تجزيه سلولز.. 9شکل 2‑6 تغييرات عمر ترانسفورماتور (سال) بر حسب دما در مقادير مختلف رطوبت عايق.. 10شکل 2‑7 تغییر شکل عایق کاغذی در اثر جذب و پس دادن رطوبت. 13شکل 2‑8 منحنیهای تعادلی رطوبت موجود در کاغذ و روغن بر حسب دما.. 15شکل 2‑9 منحنی رطوبت موجود در کاغذ برحسب رطوبت نسبی روغن. 17شکل 2‑10 وابستگی منحنی پاسخ فرکانسی ضریب تلفات عایقی به رطوبت موجود در عایق. 18شکل 2‑11 پاسخ فرکانسی ضریب تلفات عایقی و نحوه تغییر آن با عوامل مختلف.. 19شکل 2‑12 منحني عمر يکايي شده ترانسفورماتور بر حسب دماي نقطه داغ.. 22شکل 3‑1 افزایش سرعت نسبی نفوذ آب در پرسبورد (غیر آغشته به روغن) با دما و فشار.. 23شکل 3‑2 روش خلأ تنها برای خشک کردن عایق ترانسفورماتور. 26شکل 3‑3 روش استفاده از جریان هوای داغ برای خشک کردن عایق ترانسفورماتور.. 27شکل 3‑4 روش استفاده توامان از گرما و خلأ برای خشک کردن عایق ترانسفورماتور.. 28شکل 3‑5 روش استفاده از گردش روغن به منظور خشک کردن عایق ترانسفورماتور.. 29شکل 3‑6 استفاده از روش فاز بخار برای خشک کردن عایق ترانسفورماتور.. 30شکل 3‑7 روش گرمایش فرکانس پایین برای رطوبت زدایی از عایق ترانسفورماتور.. 31شکل 3‑8 فرایند خشک کردن ترکیبی از گرمایش فرکانس پایین و پاشش روغن.. 33شکل 3‑9 تعداد ترانسفورماتورهای قدرتی که در محل نصب با روش گرمایش فرکانس پایین خشک شدهاند.. 34شکل 3‑10زمان لازم برای خشک کردن يک ترانسفورماتور MVA400 با 14 تن عايق از رطوبت %3 به %5/1.. 35شکل 3‑11مقايسه قدرت جذب رطوبت در روشهاي مختلف.. 35شکل 3‑12 مقايسه انرژي الکتريکي و حرارتي مورد نیاز در روشهاي مختلف خشک کردن.. 36شکل 3‑13 مقايسه زمان، انرژي، هزينه نگهداري و سرمايهگذاري در روشهاي مختلف خشک کردن.. 37شکل 4‑1 مداری برای اندازه گیری مقاومت DC حین اتصال به منبع AC.. 39شکل 4‑2 مداری برای اندازه گیری مقاومت DC حین اتصال به منبع AC با فیلتر پایین گذر.. 39شکل 5‑1 جریان مرجع برای اندازه گیری مقاومت اولیه.. 46شکل 5‑2 محیط نرم افزار کالیبراسیون حسگرها.. 48شکل 5‑3 کنترل کننده جریان در سامانه قدیم.. 49شکل 5‑4 بلوک جبران ساز دما از نوع تناسبی.. 50شکل 5‑5 کنترل کننده جریان در سامانه جدید.. 51شکل 5‑6 مدار فیلتر خروجی اینورتر.. 51شکل 5‑7 نمودار بلوکی کنترل کننده جریان با تاخیر مسیر پسخور. 52شکل 5‑8 پاسخ پله کنترل کننده جریان با تقریب پاده R0,1(s). 55شکل 5‑9 ناحیهای از صفحه که پایداری سیستم حلقه بسته را با تقریب پاده R1,1(s) تضمین میکند.. 56شکل 5‑10 پاسخ پله کنترل کننده جریان با تقریب پاده R1,1(s). 57شکل 5‑11 ناحیهای از صفحه که پایداری سیستم حلقه بسته با تقریب پاده مرتبه دوم را تضمین میکند.. 58شکل 5‑12 منحنی مکان ریشههای سیستم حلقه بسته در تقریب پاده R2,2(s).. 60شکل 5‑13 پاسخ پله کنترل کننده جریان با تقریب پاده R2,2(s). 60شکل 5‑14 پاسخ پله کنترل کننده جریان با استفاده از بلوک محاسبه مقدار موثر.. 62شکل 5‑15 پاسخ پله کنترل کننده جریان (فرکانس 1/0 هرتز.) 63شکل 5‑16 پاسخ پله کنترل کننده جریان (فرکانس 1 هرتز.) 64شکل 5‑17 نمودار بلوکی راه اندازی نرم.. 66شکل 5‑18 منطق کنترلی راه اندازی نرم.. 67شکل 5‑19 شکل موج جریان مرجع، جریان شیب و جریان واقعی هنگام راه اندازی نرم.. 68شکل 6‑1 نمودار بلوکی تخمین مقاومت به روش قدیم.. 71شکل 6‑2 نحوه اتصال ستاره و نمودار فازوری آن.. 71شکل 6‑3 نحوه اتصال مثلث D11.. 72شکل 6‑4 دو روش برای محاسبه مقدار موثر جریان فاز.. 74شکل 6‑5 نمودار بلوکی تخمین مقاومت به روش جدید.. 75شکل 6‑6 خطای تخمین مقاومت در حالت گذرای تغییر پلهای در ولتاژ ورودی (روش قدیم).. 76شکل 6‑7 خطای تخمین مقاومت در حالت گذرای تغییر پلهای در ولتاژ ورودی (روش جدید).. 77شکل 6‑8 بهبود تخمین مقاومت با اعمال ماتریس تصحیح در اتصال ستاره (فاز r).. 81شکل 6‑9 بهبود تخمین مقاومت با اعمال ماتریس تصحیح در اتصال ستاره (فاز y و b).. 82شکل 6‑10 بهبود تخمین مقاومت با اعمال ماتریس تصحیح در اتصال مثلث (فاز r).. 85شکل 6‑11 مدار مورد استفاده برای آزمایش الگوریتم جدید اندازه گیری مقاومت (اتصال ستاره).. 86شکل 6‑12 مدار مورد استفاده برای آزمایش الگوریتم جدید اندازه گیری مقاومت (اتصال مثلث D11).. 86شکل 6‑13 شبیهسازی تخمین مقاومتها در حالت عدم تعادل با روش قدیم.. 89شکل 6‑14 شبیهسازی تخمین مقاومتها در حالت عدم تعادل با روش جدید.. 89شکل 6‑15 آزمایش تخمین مقاومتها در حالت عدم تعادل با روش قدیم... 92شکل 6‑16 آزمایش تخمین مقاومتها در حالت عدم تعادل با روش جدید. 92شکل 8‑1 برد واسط جدید طراحی شده برای پردازنده TMS320F2812. 106شکل 8‑2 ارتقای برد حفاظت دستگاه به منظور افزایش قابلیت اطمینان.. 107شکل 8‑3 دستگاه گرمایش فرکانس پایین در آزمایشگاه محرکههای الکتریکی.. 108شکل 8‑4 شکل موج توان کل و جریان مرجع هنگام اندازه گیری مقاومت اولیه.. 109شکل 8‑5 شکل موج ولتاژ باس DC و اندیس مدولاسیون هنگام اندازه گیری مقاومت اولیه.. 110شکل 8‑6 ولتاژ موثر و جریان موثر واقعی (میانگین سه فاز) هنگام اندازه گیری مقاومت اولیه.. 110شکل 8‑7 مقاومت تخمین زده شده (میانگین سه فاز) هنگام اندازه گیری مقاومت اولیه.. 111شکل 8‑8 نتایج نهایی اندازه گیری مقاومت اولیه در ده نقطه کار. 112شکل 8‑9 پاسخ جبران ساز جریان به پله مثبت و منفی فرمان در فرکانس 1/0 هرتز.. 113شکل 8‑10 پاسخ جبران ساز جریان به پله مثبت و منفی فرمان مقدار موثر جریان در فرکانس 1/0 هرتز.. 113شکل 8‑11 جریان مرجع تولید شده و جریان شیب هنگام راه اندازی نرم.. 114شکل 8‑12 ولتاژ موثر و جریان موثر واقعی (میانگین سه فاز) هنگام راه اندازی نرم.. 115شکل 8‑13 ولتاژ باس DC و اندیس مدولاسیون هنگام راه اندازی نرم. 115شکل 8‑14 دما و مقاومت تخمین زده شده (میانگین سه فاز) هنگام راه اندازی نرم.. 116شکل 8‑15 توان کل تزریقی هنگام راه اندازی نرم.. 116شکل 8‑16 مقاومتهای اندازه گیری شده بر حسب زمان در روش قدیم (اتصال ستاره).. 117شکل 8‑17 مقاومتهای اندازه گیری شده بر حسب زمان در روش جدید (اتصال ستاره).. 118شکل 8‑18 مقاومتهای اندازه گیری شده بر حسب زمان در روش قدیم (اتصال مثلث).. 118شکل 8‑19 مقاومتهای اندازه گیری شده بر حسب زمان در روش جدید (اتصال مثلث).. 119 فهرست جدولهاجدول 2‑1 مقدار توصیه شده برای حداکثر رطوبت موجود در روغن برای ولتاژ 69 کیلوولت.. 16جدول 2‑2 معیارهای تخمین پايان عمر عایق ترانسفورماتور. 21جدول 3‑1 مقایسه روش گردش روغن در ترکيب با خلأ و روش گرمايش فرکانس پايين.. 37جدول 5‑1 مشخصات نامی دستگاه گرمایش فرکانس پایین.. 41جدول 5‑2 مقایسه پردازشگرهای TMS320F243 و TMS320F2812.. 43جدول 5‑3 تقریب پاده با توابع تبدیل گویا از درجههای مختلف. 53جدول 5‑4 محدودیتهای اعمال شده برای بهینه سازی جبران ساز جریان با تقریب پاده.. 59جدول 5‑5 مقادیر پارامترها برای آزمون راه اندازی نرم. 67جدول 6‑1 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش قدیم در اتصال مثلث(نتایج شبیهسازی). 88جدول 6‑2 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش قدیم در اتصال ستاره(نتایج شبیهسازی). 88جدول 6‑3 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش جدید در اتصال مثلث(نتایج شبیهسازی). 88جدول 6‑4 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش جدید در اتصال ستاره(نتایج شبیهسازی). 88جدول 6‑5 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش قدیم در اتصال مثلث(نتایج آزمایشگاهی). 91جدول 6‑6 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش قدیم در اتصال ستاره(نتایج آزمایشگاهی). 91جدول 6‑7 مقاومتهای اندازه گیری شده با روش جدید در اتصال مثلث(نتایج آزمایشگاهی). 91جدول 6‑8 مقاومتهای اندازه گیری شده باروش جدید در اتصال ستاره(نتایج آزمایشگاهی). 91جدول 6‑9 خطای نسبی نتایج آزمایش تخمین مقاومتها در بار نامتعادل.. 93جدول 6‑10 نتایج شبیهسازی تخمین مقاومتها (درصد) در حالات مختلف عدم تعادل.. 94جدول 6‑11 خطای نسبی مقاومتهای تخمین زده شده بر حسب درصد. 95جدول 8‑1 شرایط و پارامترهای آزمایش برای اندازه گیری مقاومت اولیه.. 109جدول 8‑2 شرایط و پارامترهای آزمایش برای راه ارزیابی عملکرد جبران ساز جریان.. 112جدول 8‑3 شرایط و پارامترهای آزمایش برای راه اندازی نرم. 114جدول 8‑4 شرایط آزمایش برای اندازه گیری مقاومتها در بار متعادل و نامتعادل.. 117 عدم آگاهی از مفهوم کیفیت توان، طراحی ضعیف شبکه قدرت، حضور بارهای حساس به تغییرات ولتاژ و افزایش بارهای غیرخطی در شبکههای توزیع، بررسی و تحلیل کیفیت توان را به امری مهم مبدل ساخته است. به منظور حفظ کیفیت توان مطلوب در شبکههای توزیع در محدوده استاندارد، بایستی پارامترهای مرتبط باکیفیت توان، شناسایی، ارزیابی و اندازهگیری شده و سپس با پیدا کردن و در نهایت اعمال راهکارهای لازم در بهسازی و کنترل آن قدمهای مؤثری برداشت. با توجه به وجود مشکلات ناشی از کیفیت نامطلوب برق، استفاده از روشهای مناسب جهت بهبود آن، امری ضروری به نظر میرسد که نیاز به راهحلهای مناسب و جدید را به همراه دارد. رشد سریع بارهای غیرخطی و الکترونیک قدرتی منجر به کاهش کیفیت توان میشود. تضعیف کیفیت توان در شبکه باعث صدمه دیدن بارهای حساس متصل به شبکه میگردد به عنوان نمونه، کمبود و بیشبود ولتاژ[1] در شبکه میتواند بارهای حساس را تخریب و باعث عملکرد نامطلوب و صدمه دیدن آنها گردد. از اینرو صنعت برق به سوی استفاده از بهسازهای کیفیت توان سوق یافته است. از سوی دیگر مسائل اقتصادی، بالا رفتن آگاهی مشترکین نسبت به مسائل کیفیت توان، حساسیت بالای تجهیزات الکتریکی جدید نسبت به تغییرات کیفیت توان، وجود شبکه مجتمع و به هم پیوسته و بهبود راندمان کلی شبکه قدرت، مدیران صنعت برق را بر این میدارد تا بیش از پیش به مسئله کیفیت توان و بهبود آن توجه کنند. تمامی دلایل فوقالذکر زمینهساز انجام تحقیقات گستردهای باهدف بهبود کیفیت توان شده است. به منظور حفظ کیفیت توان در محدوده مشخص که توسط استانداردهای کیفیت توان تعریف شده است باید از روشهای جبران سازی استفاده کرد تا تأثیر بارهای مخرب بر روی شبکه را کم کرد. در سالهای اخیر توجه به سیستم بهساز توان راه حل مناسبی جهت جبران سازی مشکلات کیفیت توان به وجود آورده است. استفاده از فناوری سیستم بهساز توان برای بهبود کیفیت توان، یکی از راههایی است که اکنون برای جبران سازی اغتشاشات کیفیت توان پیشنهاد میشود. بر طبق تعریف، ادوات CUPS[2] ، بهکارگیری کنترلکنندههای الکترونیک قدرت در سیستمهای توزیع جهت بالا بردن کیفیت توان و قابلیت اطمینان شبکه میباشد. ادوات CUPS انواع مختلفی نظیر D-STATCOM، DVR، UPQC، UPFC، SVC و ... دارند. در واقع ایدهی بهکارگیری ادوات CUPS مبتنی بر کلیدهای قطع و وصل قدیمی و مربوط به اواخر قرن 19 میلادی است. اما اکنون پس از گذشت نزدیک به یک قرن از بهرهبرداری انسان از انرژی الکتریکی، طراحان و برنامهریزان صنعت برق در سراسر دنیا به ایدهي جدید جبرانسازها روی آورده و در جهت بهبود عملکرد آنها تلاش میکنند. خسارات مالی ناشی از کیفیت توان پایین به علت اغتشاشاتی نظیر کمبود و بیشبود ولتاژ از مشوقهای اصلی گسترش ادوات CUPS است. این فناوری مبتنی بر الکترونیک قدرت، در نزدیکی محل بار حساس نصب میشود که نتیجه آن کاهش و حذف اغتشاشات کیفیت توان و حفاظت بارهای حساس در سیستم توزیع نیروی برق میباشد. به طور کلی بهبود کیفیت توان، آزادسازی ظرفیت سیستمهای توزیع، کاهش خسارات مالی مصرفکنندگان شبکه، ارتقاء بهرهوری و افزایش امنیت برای بارهای حساس و پراهمیت شبکههای توزیع از نتایج مثبت بهکارگیری ادوات CUPS برای مصرفکنندگان در شبکههای توزیع نیروی برق است. در میان ادوات CUPS، برای کنترل و جبران سازی کمبود و بیشبود ولتاژ بهترین گزینه بازیاب دینامیکی ولتاژ (DVR) میباشد. DVR، اساساً یک منبع ولتاژ کنترل شده است که بین شین تغذیه و بارهای حساس نصب میگردد و با تزریق یک ولتاژ دینامیکی کنترل شده، دامنه و فاز ولتاژ شبکه را طوری کنترل میکند که علیرغم وجود اغتشاش در ولتاژ منبع، در دو سر بار حساس ولتاژ سه فاز متقارن با دامنه مشخص به وجود میآید. یکی از روشهایی که برای افزایش قابلیت جبران سازی این تجهیز پیشنهاد میشود استفاده از مبدلهای منبع ولتاژ چند سطحی به جای مبدلهای معمولی (دو سطحی) است. مبدلهای چند سطحی قابلیت تولید ولتاژ با اغتشاش هارمونیکی کل (THD%) و کمتر را دارا میباشند از اینرو نیاز به فیلترهای بزرگ در DVR از بین میرود که این خود باعث کاهش حجم، اندازه و هزینه DVR میگردد. همچنین مبدلهای چند سطحی توانایی کاربرد در سطوح ولتاژ بالا را دارند.در اثر اغتشاش در شبکههای توزیع، بارهای حساس دچار مشکل میشوند از اینرو برای جلوگیری از صدمه دیدن بارهای حساس استفاده از جبران سازهای CUPS پیشنهاد میگردد، که بهترین گزینه جهت جبران سازی کمبود و بیشبود ولتاژ، DVR است.یکی از اجزای اصلی DVR، مبدل منبع ولتاژ است که هرچه ولتاژ تزریقی توسط آن هارمونیک کمتری داشته باشد باعث بهبود عملکرد DVR در جبران سازی خواهد شد از اینرو به جهت دستیابی به ولتاژ تزریقی با عملکرد بالا توسط DVR و بهبود بهتر کیفیت توان، استفاده از DVRهای مبتنی بر مبدلهای منبع ولتاژ چند سطحی مطلوب میباشد.مبدلی که در این پایاننامه استفاده شده است، مبدل منبع ولتاژ چند سطحی با ساختار مدولار شده و سلول تمام پل (CHB) سری کسکاد با اتصال ستاره، که به اختصار (MMCC) نامیده میشود. روش کلیدزنی مورد استفاده در مبدل، مدولاسیون بردار فضایی (SVPWM) مبتنی بر مدولاسیون بردار فضایی دو سطحه استاندارد میباشد زیرا در میان انواع مدولاسیون مورد استفاده در اینورترهای چند سطحی بهترین عملکرد را داراست. در راستای نیل به هدف این پایاننامه ساختار DVR پیشنهادی در سه تیپ مختلف در محیط نرم افزاری MATLAB/Simulink شبیهسازی و مطالعات موردی همراه با مقایسه عملکرد سه تیپ DVR پیشنهادی با DVR معمولی (مبتنی بر اینورتر دو سطحه PWM) و نتایج چند مرجع از لحاظ دامنه ولتاژ جبرانسازی شده و THD% ولتاژ دو سر بار حساس و تزریقی DVR صورت خواهد گرفت.این پایاننامه شامل 5 فصل به شرح زیر میباشد: [1] Voltage Sag/Swell[2] Custom Power System