لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 11
طراحی اپتیمم ایزولاسیون خطوط انتقال نیرو
چکیده:
طراحی و هماهنگی ایزولاسیون در طرح خطوط انتقال نیرو اصولاً بعلت تنوع عوامل موثر در طرح مانند مشخصات تجهیزات و سیستم انتقال، شرایط جوی و قابلیت اطمینان مورد نظر، بستگی کامل به آمار و اطلاعات موجود و نحوه جمع‌آوری و نهایتاً نتیجه‌گیری از آنها دارد. با توجه به تجارب حاصل از طراحی و بهره‌برداری سیستم‌های فشارقوی، بررسی مجدد روش و پارامترهای طراحی تهیه دستورالعملی بعنوان روش استاندارد ضروری بنظر می‌رسد.
در این مقاله پارامترهای موثر در طراحی ایزولاسیون بر اساس تازه‌ترین روشهای موجود، تطبیق و روش و پارامترهای مناسب و اپتیمم جهت ایزولاسیون سیستم‌های انتقال نیروی فشارقوی ایران پیشنهاد می‌گردد و در انتها نیز طی جداولی تعداد مقره و فواصل هوائی مربوطه در خطوط انتقال نیرو در شرایطی مشخص ارائه شده است امید اسنت که نتایج این مطالعه وسیله و راهگشای تهیه دستورالعمل استاندارد مهندسین برنامه ریزی و طراحی صنعت برق کشور گردد.
شرح مقاله:
تداوم تامین برق و برقرسانی مطلوب با حداکثر اطمینان و حداقل هزینه اولین هدف هر شرکت برق می‌باشد. در این مقاله سعی شده است که با بازنگری روشهای طراحی و عوامل موثر محیط اطراف در شرایط طراحی مانند سرعت باد تعداد روزهای رعدوبرق، چگالی نسبی هوا، رطوبت نسبی و همچنین میزان اضافه ولتاژ ناشی از کلیدزنی در سیستم، پارامترهای مناسب جهت طراحی ایزولاسیون و بهره‌برداری با درجه اطمینان کافی و هزینه اپتیمم انتخاب گردد.
انتخاب ایزولاسیون مناسب برای خطوط انتقال نیرو (230 کیلوولت به بالا) نوعی تناوب و سازش بین عملکرد خط انتقال و هزینه مربوط می‌باشد به عبارت دیگر باید حداکثر بهره‌برداری اطمینان بخش با حداقل هزینه بدست آید.
مشخصات ایده‌آل یک خط انتقال نیرو عدم قطعی در کلیه شرایط اضافه ولتاژ می‌باشد که معمولاً امکان تأمین آن دور از دسترس است بطوریکه برای عدم قطعی اگر فواصل هوایی بیشتر و طول زنجیره‌های مقره طویل‌تر شود، ابعاد برج و وزن آن و نهایتاً هزینه‌های احداث خط انتقال افزایش خواهد یافت و لذا عموماً حدود و شرایط طراحی با توجه به آمار و احتمالات و عملکرد اپتیمم طرح انتخاب می‌گردد.
یکی از مفاهیم کاربردی و پر استفاده در آمار و احتمالات مفهوم تنش ـ مقاومت (Stress-Strength) می‌باشد بر اساس تجربیات و نتایج آزمایشات می‌توان منحنی‌های توزیع تنش ـ مقاومت را برای هر سیستم بدست آورد و مهندس طراح با بکارگیری منحنی‌های توزیع مذکور میزان مقاومت و قدرت ایستادگی سیستم را در مقابل تنش‌های وارده به ازای درجه اطمینان مشخصی انتخاب خواهد کرد.
بطور مثال جهت انتخاب مقطع هادی بر اساس تداخل رادیوئی منحنی توزیع مقاومت (قدرت ایستادگی) از سیگنال ایستگاه رادیو و منحنی توزیع تنش از تداخل رادیوئی خط انتقال (هادی) بدست می‌آید و با فرض نسبت سیگنال به نویز 24 دسیبل، احتمال اینکه تداخل رادیوئی به اضافه 24 دسیبل بیشتر از قدرت سیگنال رادیوئی باشد محاسبه می‌گردد، و یا در زمینه برنامه‌ریزی تولید، تنش را با رپیک روزانه و قدرت ایستادگی را تولید قابل بهره‌برداری در نظر می گیرند.
انتخاب سطح ایزولاسیون بر اساس اضافه ولتاژهای ناشی از کلیدزنی و یا رعدوبرق انجام می‌شود لازم به تذکر می‌باشد که عوامل دیگری مانند شرایط آلودگی محیط، ارتفاع، درجه حرارت و رطوبت نسبی را نیز در طراحی ایزولاسیون سیستم‌های انتقال باید در نظر گرفت.
1ـ طراحی بر اساس کلیدزنی:
جهت طراحی بر اساس کلیدزنی که یک پدیده اضافه ولتاژ داخلی سیستم می‌باشد و محاسبه نرخ جرقه (احتمال قطعی ناشی از کلیدزنی) تنش را اضافه ولتاژ ناشی از کلیدزنی و منحنی قدرت ایستادگی را مشخصه الکتریکی ایزولاسیون خط انتقال در مقابل ولتاژ ضربه با شکل موج بحرانی (پیشانی موج 150 الی 300 میکروثانیه و پلاریته مثبت) در نظر می‌گیرند.
توزیع تنش از دو روش با استفاده از بررسی نتایج حالات گذرا (Transient Network Analysis) یا دیجیتال کامپیوتر بدست می‌آید. روش اول بنام Max. Case Peaks می‌باشد که در آن توزیع تنش از حداکثر اضافه ولتاژ هر مورد کلیدزنی تشکیل می‌شود. روش دوم بنام Max. Phase Peake بوده که حداکثر اضافهولتاژ هر فاز از سه فاز منظور شده و نتیجتاً تعداد اطلاعات سه برابر تعداد اطلاعات روش اول است و بعبارت دیگر احتمال اتفاق حداکثر اضافه ولتاژ در حالت دوم سه برابر حالت اول می‌باشد.
بررسی حالات گذرا و تهیه منحنی توزیع اضافه ولتاژ احتیاج به برنامه کامپیوتری جداگانه‌ای دارد که از بحث این گزارش خارج بوده و حداکثر اضافه ولتاژ S2 در این گزارش با توجه به تجربیات و نتایج (حالات گذرا) سیستم‌های مشابه انتخاب شده است.
جهت محاسبه نرخ جرقه یک برج (N =1) توزیع تنش را یک توزیع عمومی و توزیع ایستادگی ایزولاسیون را از نوع نرمال (Gaussian) مطابق شکل 1 در نظر می‌گیریم:
/
شکل (1): منحنی توزیع تنش و قدرت
با توجه به ناحیه تقاطع دو منحنی توزیع فوق که در شکل 2 بزرگ نمائی شده‌اند ملاحظه می‌گردد که:
/
شکل (2): ناحیه تقاطع منحنی‌های شکل (1)
احتمال اتفاق افتادن اضافه ولتاژی معادل V1 برابر fs(V1)dv و احتمال جرقه در صورت وجود V1 (یعنی احتمال کمتر بودن ایستادگی "S" نسبت به V1) عبارتست از:
/
زیرا منحنی fS(v) از نوع نرمال Cumulative می‌باشد. به این ترتیب احتمال اتفاق همزمان دو مورد فوق یعنی اضافه ولتاژی معادل V1 و جرقه‌ای ناشی از V1 عبارت از حاصلضرب احتمالهای این دو اتفاق مستقل خواهد بود:
/
] احتمال جرقه زدن در صورت وجود ] x [V1 احتممال اتفاق [V1 = احتمال جرقه برای (VI)
و برای بدست آوردن احتمال کل جرقه از رابطه (2) برای کلیه مقادیر اضافه ولتاژ (تنش V) روی منحنی‌های مربوطه انتگرال گرفته می‌شود:
/
که PV احتمال جرقه بازای تنش‌های V می‌باشد (انتگرال fS(V) بازای مقادیر مختلف V) ربطه (3) برای احتمال جرقه در روی یک برج می‌باشد و برای تعداد N برج باید احتمال جرقه حداقل روی یک برج که معادل یک منهای احتمال عدم جرقه می‌باشد، محاسبه شود:
احتمال جرقه حداقل یک برج از N برج
/
که P1 احتمال جرقه و q1 احتمال عدم وقوع جرقه فقط یک برج می‌باشد (شکل 3)
/
شکل (3): منحنی احتمال وقوع جرقه بر حسب تغییرات اضافه ولتاژ
جهت بدست آوردن احتمال جرقه روی ایزولاسیون N برج بازای کلیه مقادیر اضافه ولتاژ V باید موارد زیر در نظر گرفته شود:
1ـ1 در بدست آوردن توزیع تنش، تعداد اضافه ولتاژهای با پلاریته مثبت و منفی یکسان فرض شده و از آنجائی که ایستادگی ایزولاسیون در مقابل پلاریته منفی بیشتر است و اضافه ولتاژ با پلاریته مثبت بحرانی خواهد بود و لذا از احتمال جرقه ناشی از اضافه ولتاژ با پلاریته منفی صرفنظر کرده و احتمال جرقه کل در ضریب 5/0 ضرب می‌شود.
2ـ1 چگالی توزیع تنش در طول خط برای کلیه برجها یکسان فرض می‌شود.
3ـ1 حداقل اضافه ولتاژ در خط برابر یک P.U. حداکثر ولتاژ فاز به زمین خط انتقال "E" می‌باشد.
4ـ1 حداکثر اضافه ولتاژ سیستم برای طراحی / منظور می‌شود که عبارتست از اضافه ولتاژی که اختمال اتفاق اضافه ولتاژ بیش از آن 28/2 درصد خواهد بود. طبق شکل (4)
S0 و / به ترتیب میانه و انحراف از مرکز منحنی اضافه ولتاژ می‌باشند (میانه Mean Value)
لذا رابطه (3) برای تعداد N برج با توجه به مراتب فوق بشکل زیر خواهد شد:
دانلود تحقیق کامل درباره طراحی اپتیمم ایزولاسیون خطوط انتقال نیرو