پروژه بررسی عملکرد سیستم زمین برجهای خطوط انتقال در برابر صاعقه. doc

نوع فایل: word

قابل ویرایش 125 صفحه

مقدمه:

با توجه به ماهیت و نقش شبکه‌های سراسری انتقال انرژی در زندگی امروزی و پیشرفتهای صنعتی کشورها، خطوط انتقال انرژی و ایستگاه‌های فشار قوی در این شبکه‌ها آسیب‌پذیرترین و حساس‌ترین قسمتهای شبکه را در قبال پدیده‌های طبیعی منجمله رعد و برق یا تخلیه جوی الکتریکی تشکیل می دهند. شبکه‌های سراسری انتقال انرژی به صورت خطوط هوایی با هادیهای تحت ولتاژ در ارتفاع کافی از زمین در معرض برخورد مستقیم رعد و برقو تخلیه جوی الکتریکی واقع می باشند.

تأثیر تخلیة جوی الکتریکی بر این خطوط از نظر صدمه موضعی و خسارات ناشی از آن مورد نظر نبوده ، اهمیت عمده آن ایجاد اختلال در برق رسانی و قطع سراسری شبکه و انرژی مورد نیاز مصرف کننده ها می باشد. هر گونه تخلیة جویبر هر نقطه از خطوط انتقال انرژی به صورت قوس الکتریکی در فواصل هوایی ایزولاسیون خطوط ظاهر گردیده ، ایزولاسیون پیش‌بینی شدة خطوط را مختل و شبکه را با خاموشی کامل مواجه می سازد.

صاعقه یکی از عوامل مهم قطع برق در خطوط انتقال و توزیع نیرو می‌باشد، بررسیهای انجام شده در کشور آمریکا و کانادا در طول 14 سال بهره‌برداری از حدود 25000مایل خطوط انتقال نیرو نشان می دهد که 26 درصد قطعی‌های برق خطوط انتقال 345کیلو ولت در اثر برخورد صاعقه به وجود آمده است و بررسیهای مشابه در کشور انگلستان که آنهم در یک دوره 14 ساله انجام گرفته نشان می‌دهد که از حدود 5000قطعی در خطوط توزیع نیرو تا ولتاژ 33 کیلو ولت ، 47 درصد آنها در اثر صاعقه به وجود آمده‌اند.

فهرست مطالب:

فصل اول

مقدمه

1-1کلیات

1-2 اهداف

1-2-1 فصل دوم

1-2-2 فصل سوم

1-2-3 فصل چهارم

1-2-4 فصل پنجم

1-2-5 فصل ششم

1-2-6 فصل هفتم

1-2-7 فصل هشتم

فصل دوم

فیزیک صاعقه و پارامترهای جریان ناشی از آن

2-1 فیزیک صاعقه

2-2 شاخه های پیشروندة مرحله ای صاعقه

2-2-1 مسیر برگشتی

2-2-2 شاخة پیشروندة تیری شکل

2-2-3 تخلیة بین ابر

2-2-4 تخلیه ای که بار مثبت به زمین می آورد

2-2-5 تخلیه ای با جریان پیشرونده بسوی بالا

2-3 اختلاف پتانسیل بین ابر و زمین و انرژی موجود در صاعقه

2-4 رعد

2-5 جریان ناشی از اصابت صاعقه

2-5-1 اثر ارتفاع جسم در دامنه جریان

2-5-2 اثر مناطق جغرافیایی

2-5-3 شکل موج جریان

2-5-4 معادلة ریاضی شکل موج ناشی از صاعقه

فصل سوم

هدایت الکتریکی خاک

قابلیت هدایت الکتریکی خاک

3-1-1 اثر نوع خاک

3-1-2 اثر رطوبت موجود در خاک و نمکهای محلول در آن

3-1-3 اثر درجه حرارت

3-1-4 اثر دانه بندی و توزیع آن

3-1-5 اثر عمق

3-1-6 اثر قطر میله

3-1-7 اثر جریانهای پراکنده در زمین

فصل چهارم

طرح سیستم زمین برجهای خطوط انتقال

4-1 مقدمه

4-2 مقاومت پای برج

4-2-1 رفتار مقاومت زمین بر اثر موج گذرا

4-3 کم کردن مقاوت پایة برجها بوسیلة اتصالات اضافی

4-3-1 نصب میلة قائم در زمین

4-3-1-1 استفاده از میله های طویل

4-3-1-2 اتصال زمین چند میله ای(میله های موازی

4-3-2 نصب میلة افقی در زمین

4-3-3 زمین کردن بصورت کانترپوز

4-4 نتایج آزمایشها و تجربیات عملی اتصال زمین

4-5 طرح سیستم زمین برجهای خطوط انتقال انرژی

4-5-1 زمین کردن برجهای خطوط انتقال انرژی

فصل پنجم

تخلیة جوی الکتریکی بر خطوط انتقال

5-1 تخلیة جوی الکتریکی بر هادیهای فاز

5-2 تخلیة جوی بر سیمهای محافظ

5-3 تخلیة جوی مستقیم بر بدنة برجها

5-4 تخلیة جوی مستقیم در مجاور پستهای فشار قوی

5-5 انتشار موج در طول خطوط انتقال انرژی

فصل ششم

محاسبات اضافه ولتاژها در خطوط انتقال در اثر اصابت صاعقه

6-1 مقدمه

6-2 محاسبات اضافه ولتاژ در برج در اثر برخورد مستقیم صاعقه

6-2-1 محاسبة ولتاژ در نقطة رأس برج

6-2-2 محاسبة ولتاژ روی کراس آرم

6-2-3 محاسبة ولتاژ روی زنجیر مقره

6-3 محاسبة ولتاژ القائی در اثر برخورد صاعقه به اطراف خطوط انتقال

6-3-1 محاسبات بر روی خط زمین شده

6-3-2 اثر زمین شدن یکی از هادیهای خط انتقال

فصل هفتم

بررسی حادثة خط منتظرقائم -قزوین

7-1 شرح حادثه

7-2 علت حادثه

7-2-1 برخورد صاعقه با فاز

7-2-2 برخورد مستقیم صاعقه با برج

7-3 پیشنهادات

7-3-1 تقویت اتصال زمین پایة برجها

7-3-2 نصب برقگیر

7-3-3 نصب سیم محافظ هوایی

7-3-4 نصب شاخکهای برقگیر در طول زنجیر مقره

7-4 گزارشی از پست منتظرقائم

فصل هشتم

شبیه سازی

8-1 مدل زنجیر مقره

8-2 شبیه سازی برج

8-2-1 مشخصات برجهای شبکة مورد نظر

8-2-2 مدلسازی برج در حالتی که شبکه دارای سیم محافظ نباشد

8-2-3 شبیه سازی برج در حالتی که شبکه دارای سیم محافظ باشد

8-3 مدل سازی خط انتقال و پستهای فشار قوی

8-4 شبیه سازی موج صاعقه

8-5 شبیه سازی حادثه

8-6 شبیه سازی شبکه با وجود سیم محافظ در مقابل بر خورد صاعقه

8-6-1 بررسی رفتار شبکه در حالت بدون برقگیر در پست منتظرقائم در مقابل برخورد صاعقه سیم محافظ

8-6-2 بررسی رفتار شبکه در حالت وجود برقگیر در پست منتظرقائم در مقابل برخورد صاعقه

سیم محافظ

فصل نهم

نتیجه گیری و پیشنهادات

9-1 نتایج

9-2 ارائة پیشنهادات

پیوستها

تئوری ویلسون

تئوری سیمپسون

تئوری ورکمن

مراجع و مآخذ

منابع و مأخذ:

استیونسون ،و – مبانی بررسی سیستمهای قدرت ، پروین ،پ. شاعری ،ع.چاپ اول، مرکز نشر دانشگاهی تهران ،1372.

قره تپیان ،گ. علیپور ،ه.بررسی حالات گذرا توسط EMTP ،چاپ اول ،انتشارات دانشگاه صنعتی امیر کبیر (پلی تکنیک تهران) ،زمستان 1378.

شاهرخشاهی ، ط- رعد و برق و خطوط انتقال انرژی ،چاپ اول ، انتشارات رشیدیه ،1366.

شاهرخشاهی ، ط- قطع و وصل جریان متناوب در شبکه های فشار قوی ، چاپ اول ،انتشارات علوم روز ،1381.

شاهرخشاهی ، ط. الکساندر ،گ ،ن.طرح ایزولاسیون خطوط انتقال انرژی و محیط زیست.چاپ اول ،نشر دانش امروز.تهران ،ایران 1372.

حیدری ،ق-طراحی الکتریکی خطوط انتقال نیرو ، چاپ اول ، انتشارات تابش برق ،زمستان 1379.

سلطانی ،م.تجهیزات نیروگاه ،چاپ سوم ،انتشارات جعفری ،1366.

محمدی ،م – اصول مهندسی فشار قوی الکتریکی ، چاپ اول ،انتشارات دهخدا ،تهران 1372.

معاونت تحقیقات و تکنولوژی. دفتر استانداردها ''طراحی و مهندسی فونداسیون برجهای انتقال نیرو نوع گستردة منفرد و سیلندری''مرکز تحقیقات نیرو.تهران. ایران.شهریور 1376.

وحیدی ،ب.''بررسی حالات گذرای ناشی از صاعقه بر روی خطوط 230 و 400 کیلوولت ایران'' پایان نامة کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی امیر کبیر، تهران ، ایران 1368.

گزارشات سازمان توانیر در خصوص حادثة 6/8/1372 پست منتظر قائم.

Central Station Engineers.: ''Electrical Transmission and Distribution Reference Book '', Westinghouse Electric Corporation. Pt.c, No.8, January 1964.

Electric Power Research Institute: '' Transmission Line Reference Book '', 1982.

H.W.Dommle, EMTP Theory Book, BPA, Portland, 1986.

Marcolo Polo Pereira: ''The Calculation of Short Circuit Current in Overhead Ground Wires Using the EMTP/ATP '' Transmission Planning Department. July 1999.

Carpenter. Roy, yinggang,'' The Secondary Effect of Lightning Activity '' Colorado, 1997.

Tevan.G,'' Calculation of Caused by Lightning Strokes in the Tower of an Overhead Line '' Budapest University of Technology and Economics, Febr. 2001.

Duckworth.m, '' solving High _ Voltage Problems in Wireless/Utility Collection '' Darnell Group Inc, 2001.

Tavares.M.c, Pissolato.J, Portela.C.M,'' Guideline for Transmission Line Modeling ''Ieee.1999.

Franco.J.L, Amilton.S.J '' Studies for the Improvement of Transmission Lines Performance '' International Conference on Grounding and Earthing, November 2002.

Almedia.M.E, Correira de Barros.M.T,'' Critical Length of Long Horizontal Ground Electrodes '' International Conference on Grounding and Earthing, November 2002.