پروژه برخورد صاعقه در خطوط انتقال و راه های مقابله با آن

یکی از پدیده های رایج طبیعت(به خصوص در برخی مناطق و نواحی)رعد و برق است.رعد و برق عبارت است از ظهور قوس الکتریکی در فاصله ابر ها که همراه با صدای گوش خراش و وحشتناک است.این پدیده با بارش باران شدید یا تگرگ همراه است.به علت اهمیت آن در برخی صنایع و به خصوص در صنعت برق در این پروژه به بررسی و تحلیل این پدیده در خطوط انتقال انرژی الکتریکی می پردازیم.اضافه ولتاژهای گذرای ناشی از برخورد صاعقه به خطوط انتقال و همچنین عملیات کلید زنی در تعیین سطوح عایقی تجهیزات و دستگاههای محافظت در مقابل صاعقه اهمیت زیادی دارند.

پروژه برخورد صاعقه در خطوط انتقال و راه های مقابله با آن،مقاله برخورد صاعقه به خط انتقال برق،پایان نامه برخورد صاعقه در خطوط انتقال و راه های مقابله با آن،پایان نامه برخورد صاعقه به خط انتقال برق،پروژه برخورد صاعقه،پایان نامه برخورد صاعقه،برخورد صاعقه،صاعقه،برخورد صاعقه به خطوط فشارقوی،برخورد صاعقه به خط انتقال برق،مقالات برق،پروژه های برق،دانلود پروژه برخورد صاعقه به خط برق،دانلود پروژه های برق،مشکلات برخورد صاعقه به خطوط برق،پروژه برخورد صاعقه به خطوط توزیع برق،خطوط برق فشار قوی،صاعقه در خطوط انتقال،برخورد صاعقه به خطوط فشارقوی برق

 

برای دانلود به ادامه مطلب مراجعه کنید 

 

هنگامی که خط با ثابت های توزیع شده در معرض یک اغتشاش مانند برخورد صاعقه یا عمل کلید زنی قرارمی گیردامواج ولتاژ و جریان بوجود می آیند و این امواج در طول خط با سرعتی نزدیک به سرعت سیر نور به حرکت در می آیند به محض رسیدن این امواج به ترمینال های خط امواج ولتاژ و جریان انعکاسی بوجود می آیند و در طول خط بر می گردند و با امواج اولیه ترکیب می شوند،به خاطر وجود تلفات،امواج سیار بعد از چند انعکاس تضعیف شده و از بین می روند همچنین اندوکتانس های سری سیم پیچ های ترانسفورماتور به طور موثری اغتشاشات را بلو که می نمایند و بدین صورت از ورود آنها به سیم پیچیهای ژنراتور جلوگیری می کنند.
به هر حال انعکاس چند باره موج می تواند باعث تقویت اضافه ولتاژ شده و ولتاژ تا سطحی افزایش یابد که سبب ایجاد جرقه روی عایق ترانسفورماتور یا خط و نهایتا آسیب دیدگی آن شود.
کلید های فشار قوی که می توانند در ۵۰ms قطع کنند خیلی کند تر از این هستند که در مقابل صاعقه یا امواج ناشی از کلید زنی بتوانند عملیات محافظت را صورت دهند.امواج صاعقه می توانند در چند میکرو ثانیه و امواج کلید زنی در مدتی حدود صد میکرو ثانیه به حداکثر مقدار خود می رسند.این امواج آنقدر سریع هستند که قبل از اینکه کلید فشار قوی بتواند باز شود عایق را تخریب می کنند.
دستگاههای حفاظتی ای به نام برقگیر وجود دارند که قادرند عایق تجهیزات را در مقابل اضافه ولتاژ ها محافظت نمایند.این دستگاهها ولتاژ را به حد معین(BLI) محدود کرده و انرژی امواج صاعقه و کلید زنی را جذب نمایند.زمین کردن مناسب پست و تجهیزات مرتبط با آن مانند ترانسفورماتور ها و کلیدها می تواند تا حد زیادی جان کاربران و حتی تجهیزات را در مقابل این ولتاژ ها حفظ کند.

 

آشنایی با دیده تخلیه جوی:

بر طبق مشاهدات و تجربیات روزانه،بروز طوفان های موضعی در شرایط جوی مناسب یونیزه گشتن مولکولهای بخار آب و مولکولهای تشکیل دهنده ابرها را سبب گردیده،بارهای الکتریکی مثبت و منفی حاصل در آنها را تقسیم و متراکم می سازد.

قطرات حامل بارهای مثبت در یک طرف و بارهای منفی در طرف دیگر ابرها انباشته گشته،توده ابرها با بارهای الکتریکی را به وجود می آورند،ظهور ابرها با بارهای الکتریکی تفکیک شده و دو قطب مثبت و منفی را پدید آورده اصطلاحا آنرا پلاریزه می سازد.ایجاد دو قطب منفی و مثبت شدت میدان الکتریکی را در حد فاصل آنان به وجود آورده انباشته گشتن هر چه بیشتر بارها، شدت میدان الکتریکی را به  طور مداوم افزایش می دهد.در صورت تجاوز میدان الکتریکی از شدت میدان مقاوم هوا، قوس و تخلیه الکتریکی بین دو قطب مثبت و منفی در ابر روی  میدهد.با تراکم بارها در ابر و قطبی شدن آن ، بارهای الکتریکی مشابه نیز در سطح زمین القا گشته شدت میدان الکتریکی در حد فاصل ابر و زمین ظاهر می گردد.به طوری که قوس و تخلیه جوی در داخل ابر ها، بین ابرها و ابرها با زمین روی می دهد.قوس به صورت مسیر الکتریکی مناسب در پی نزدیک گشتن بارهای الکتریکی غیر همنام و جذب آنان به یکدیگر در حد فاصل دو قطب ظاهر میگردد. با بروز قوس بارهای الکتریکی مثبت و منفی انباشته شده در دو طرف ابر و یا ابر وزمین به سوی یکدیگر جریان یافته با یکدیگر جمع شده ، همدیگر را خنثی ساخته ، مولکولهای کامل را پدید می آورند این عمل به تخلیه بارهای الکتریکی موسوم می باشد.با تخلیه بارها  ازشدت میدان الکتریکی کاسته گردیده ، قوس خفه گشته تخلیه بارها قطع می گردد. مسیر تخلیه بارها و محل بروز قوس به فاصله زمانی چند میلی ثانیه یونیزه و هادی گردید ، با خفه گشتن قوس ، مسیر فوق مجددا یونیزه گشته و از خاصیت دی الکتریک کامل برخوردار می گردد.بروز قوس تخلیه با نور و صدای شدید همراه می باشد به همین علت پدیده فوق اصطلاحا رعد و برق یاLIGHTNING نامیده می شود.وچون بروز قوس و یا رعد و برق به صورت پدیده جوی به منظور انتقال بارهای الکتریکی از ابر به زمین و یا بالعکس روی می دهد لذا به تخلیه جوی یا تخلیه طبیعی یا NATURAL DISCHARGE نیز موسوم می باشد.

 

تاثیر پدیده  تخلیه جوی در شرایط بهره برداری شبکه های سراسری انتقال انرژی:

در گذشته های دور بروز این پدیده در مناطق خشک وبیابانی مبین ارزانی نعمت و بشارت دهنده آبادانی بوده است . بارش ناگهانی باران در پی بروز رعد وبرق ، بصورت موضعی و با حداکثر شدت در فاصله چند دقیقه موجب رفع خشکسالی و نجات قحطی زده گان ، همچنین آبیاری طبعیی مزارع و دشت ها و بارور گشتن زمین می گردید.

در عصر جدید با پیشرفت تمدن بشری و به بند کشیدن آب رودخانه ها و رفع قحطی و خشکسالی از طریق احداث سدها و نیرو های آبی و نقش پدیدها و حوادث طبیعی به حداقل ممکن کاهش یافته اند بطوریکه بروز رعد وبرق وریزش باران شدید در رشد و آبادنی بی تاثیر بوده ومتقابلا به پدیده مخل و مزاحم تبدیل گردیده است.

از آن جمله تاثیر رعد و برق در شبکه های سراسری خطوط انتقال انرژی شامل:قطع خطوط انتقال انرژی و بروز خاموشی در شبکه های سراسری با فلج گشتن زندگی روزمره و از کار افتادن کامل کلیه واحد های صنعتی و تولیدی همراه می باشد.

با توجه به ماهیت و نقش شبکه های  سراسری انتقال انرژی در زندگی امروزی و پیشرفتهای صنعتی کشورها خطوط انتقال انرژی و ایستگاههای فشار قوی در این شبکه ها آسیب پذیر ترین و حساس ترین قسمت های شبکه را در قبال پدیده های طبیعی مانند رعد و برق تشکیل می دهند.این شبکه ها به صورت خطوط هوایی با کنداکتورهای تحت ولتاژ در ارتفاع کافی از زمین در معر ض برخورد مستقیم رعد و برق واقع می باشند.

قسمتهای اصلی و حساس شبکه های  سراسری انتقال انرژ ی را خطوط با ولتاژهای بالاU=400-800KVبا ظرفیت انتقال۱۰۰۰۰-۲۰۰۰MWتشکیل می دهند. قطع ناگهانی این خطوط به دنبال تخلیه جوی بر خط و بروز قوس در طول زنجیره مقره ،شرایط پایداری شبکه را مختل ساخته، در صورت عدم پیش بینی کافی به خاموشی کامل و سراسری منجر می گردد.برق دار نمودن خطوط و ایستگاههای شبکه و بر گشت آن به شرایط عادی بهره برداری به طور لحظه ای امکان پذیر نبوده، این عمل به تدریج و به صورت مرحله ای عملی گردیده، بر حسب وسعت شبکه چندین ساعت به طول می انجامد.بر طبق بررسی های به عمل آمده و آمار تهیه شده در حدود۹۰% قطعی های خطوط در پی تخلیه جوی و بروز قوس در طول زنجیره مقره روی می دهند.

نحوه تاثیر رعد و برق بر خطوط انتقال انرژی:

آسیب پذیری خطوط انتقال انرژی  در قبال تغییرات جوی به خصوص پدیده رعد و برق با توجه به شکل خاص خطوط و تامین ایزولاسیون کنداکتورهای تحت ولتاژ توسط هوا نتیجه میگردد. ایزولاسیون لازم خطوط انتقال انرژی توسط هوا و قرار گرفتن کنداکتورهای تحت ولتاژ به صورت لخت و معلق از دکلهای فلزی و پایه های بتونی در ارتفاع کافی از زمین تامین می گردد.

برجهای فولادی و کنداکتورهای تحت ولتاژ با توجه به ارتفاع نصب و قابلیت هدایت بالای خود مناسب ترین و  ساده ترین مسیر تخلیه بارهای الکتریکی جوی را به زمین تشکیل می دهند.این تجهیزات هادی وسیله مناسب جهت جذب بارهای الکتریکی و انباشته گشتن آنان را تشکیل داده ،مسیر انتقال بارها را به زمین به وجود می آورند.تخلیه بارها بر برجها و کنداکتورهای فاز به صورت موج اضافه ولتاژ در خط ظاهر گردیده ،در صورت تجاوز از ولتاژ دی الکتریک فواصل هوایی ،قبل از تخلیه کامل به زمین از طریق بدنه برج قوس تخلیه در فواصل را سبب می گردد.بروز قوس بلافاصله به انواع گوناگون اتصالی های فاز به زمین  تبدیل گردیده ، جریان فالت را برقرار ساخته و  به کار افتادن رله های محافظتی و قطع کلیدها را سبب می گردد.

خصوصیات تخلیه جوی:

تخلیه جوی در پی انباشته گشتن بارهای الکتریکی در ابر و ظهور شدت جریان الکتریکی بین ابر و ابر با زمین روی می دهد.انباشته گشتن بارهای الکتریکی به صورت الکتریسیته ساکن در ابر و در قسمتی از سطح زمین واقع در مجاور آن روی داده شدت میدان الکتریکی را بوجود می آورد.هنگامی که مقدار شدت میدان مقاوم ابر و هوا تجاوز نماید . تخلیه جوی به صورت قوس الکتریکی ظاهر می گردد.شدت میدان مقاوم در هوا به حدود ۳۰kv/cm بالغ می گردد در حالی که در داخل ابر و به علت رطوبت ناشی ازهوا تا حدود kv/cm 5-10 کاهش می یابد. به همین علت  بروز قوس تخلیه بین ابر ها معمول تر از تخلیه ابرها با زمین می باشد.تخلیه بین ابرها و یا ابرها با زمین به دنبال افزایش شدت میدان الکتریکی و یونیزه گشتن مسیر باریک و نا مشخص از هوا در فاصله بین دو قطب میدان الکتریکی  آغاز می گردد.قبل از بروز قوس و برقراری جریان تخلیه کامل قسمتی از بارهای الکتریکی تحت تاثیر میدان الکتریکی از طریق مسیر باریک یونیزه به شکل نا مشخص به سمت قطب دیگر با بارمخالف رانده شده با بر خورد به آن در فاصله زمانی ۳۰-۵۰ میکرو ثانیه به قوس کامل تبدیل می گردند.مسیر و امتداد بر قراری قوس و جریان تخلیه اصلی به مسیر باریک و یونیزه ایجاد شده در فاصله چند میکرو ثانیه قبل از آن بستگی دارد.به همین علت خصوصیات جریان تخلیه جزیی قبل از بروز قوس و نحوه بر قراری آن حایز اهمیت فراوان می باشد.جریان تخلیه جزیی بین دو قطب به جریان خزنده یا پیشرو LEADERموسوم می باشد.

با افزایش شدت میدان الکتریکی تا مقدار کافی و لازم ،جریان پیشرو  یا جریان خزنده با سرعت فوق العاده در مسیر نا مشخص در فاصله بین دو میدان جابجا و به سمت جلو رانده جلو رانده شده ، کوتاه ترین مسیر خود را به سمت قطب با بارهای مخالف می گشایند به همین علت به جریان خزنده موسوم می باشد . سرعت پیشروی این جریان به حدود KM/S 100بالغ می گردد.شروع جریان پیشرو از سمت یکی از دو قطب و یا از سمت هر دو آنان به طور همزمان صورت می پذیرد.همچنین بارهای الکتریکی ظاهر شده در سطح زمین واقع در مجاور ابر، بستگی به نوع بارهای الکتریکی در ابر دارند.ابرهای با بارهای الکتریکی مثبت ،تراکم بارهای الکتریکی منفی و ابرهای با بارهای منفی تراکم بارهای الکتریکی مثبت را در سطح زمین موجب می گردند.

یک راه حل برای حفاظت خط یافتن ماده ایزوله مناسب می باشد.گازSF6خواص ایزولاسیون مناسبی از جمله گاز خنثی،مقاوم در برابر یونیزه شدن، قدرت عایقی بالا سنگین تر بودن از هوا ، غیر قابل اشتعال ، پوشش دادن ولتاژ های بالا(از۱۰کیلو ولت تا یک مگا ولت)دارد.

اصول طراحی و بیان چند راه برای کاهش خطرات صاغقه در فصل سوم بیان خواهد شد.

 

فهرست مطالب

 

– چکیده
فصل اول
– آشنایی با پدیده تخلیه جوی
– آشنایی با پدیده تخلیه جوی
– فرایند اولیه صاعقه
– مشخصه صاعقه برگشتی
– تاثیر پدیده تخلیه جوی در شرایط بهره برداری شبکه های سراسری انتقال انرژی
– نحوه تاثیر رعد و برق بر خطوط انتقال انرژی
– خصوصیات تخلیه جوی الکتریکی
فصل دوم
– مشخصات تخلیه جوی
– انواع اضافه ولتاژ ها
– اضافه ولتاژهای رعد و برق
– اضافه ولتاژهای قطع و وصل
– اضافه ولتاژهای موقت
– شکل موج ضربه ای استاندارد صاعقه
– شرایط تخلیه جوی بر خطوط انتقال انرژی
– تخلیه بر خطوط انتقال
– جریان و ولتاژ صاعقه
– محاسبات اضافه ولتاژ
– موج های سیار
– قوس برگشتی در خطوط انتقال انرژی
– تخلیه جوی بر قسمت های مختلف خطوط انتقال انرژی
– تخلیه جوی الکتریکی بر سیم های فاز
– تخلیه جوی بر سیم های زمین
– تخلیه جوی مستقیم بر بدنه برج ها
فصل سوم
– اصول طراحی و حفاظت از شبکه در مقابل صاعقه
– تاثیر سطح ایزولاسیون خطوط در شرایط بروز قوس ناشی از تخلیه جوی بر خطوط انتقال انرژی
– قوس های تخلیه جوی در فواصل هوایی ایزولاسیون به شرح اتصالی های گذرا
– نصب سیم زمین یا سیم گارد در خطوط انتقال
– نقش سیم زمین در محافظت
– نصب سیم زمین
– انتخاب سیم گارد
– نصب برق گیرها
– امواج ضربه ولتاژ و جریان
– سطح حفاظتی برقگیر در برابر امواج صاعقه
– ظرفیت جذب انرژی موج ضربه در برق گیرها
– ظرفیت سوپاپ اطمینان برق گیر
– انواع برقگیرها
– برق گیر لوله ای
– برق گیر میله ای
– مشخصه ولت – زمان برق گیر های میله ای
– انتخاب برق گیر های میله ای
– معایب برق گیر های میله ای
– برق گیر های سیلیکون کارباید ( برقگیرهای با فاصله هوایی)
– مشخصه مقاومت های غیر خطی
– برق گیر های بدون فاصله هوایی ( اکسید روی )
– برق گیر های غیر خطی با بدنه سیلیکونی
فصل چهارم
– اصول محافظت در پست ها و زمین کردن
– ارت یا زمین کردن
– انواع زمین کردن
– هدف از به کاربردن اتصال زمین
– مقاومت مخصوص زمین
– روش طراحی سیستم زمین پست
– اتصال به شبکه زمین
– اندازه مقطع هادی زمین
– جنس هادی شبکه زمین
– میله های بلند در چهار گوشه پست
– استفاده از چند سیم زمین
فصل پنجم
– تحقیقات و یافته ها
– مشخصه های نامی برق گیر های وزارت نیرو
– مقادیر نامی و مشخصه های برق گیر در سطح ۶۳ و ۱۳۲ کیلو ولت
– شرایط کار
– وظایف برق گیر
– مشخصه های برق گیر
– IEEE transaction on industry application vol 13 feb 1995
– رعد و برق و حافظت از پست ها
– شکل موج ها
– تکنیک های قرار دادی حافظت از رعد و برق
– راه کار حفاظت از ضربه صاعقه
منابع

 

تصاویر فایل پروژه :

353 354 355

 

 

 

 

 

خرید آنلاین پروژه

کليک جهت خريد کالا ، به منظور پذيرش قوانين و مقررات سايت مي باشد .

 

  • فرمت فایل : Word –  تعداد صفحات : ۶۱ صفحه
  • حجم فایل : ۱٫۴۲ مگا بایت
  • برای دانلود مقالات و پروژه های بیشتر در گرایش قدرت اینجا کلیک کنید.

درصورت بروز مشکل در هنگام خرید با ایمیل زیر در ارتباط باشید.

ایمیل مدیریت پارسی برق : admin@parsibargh.com