۹.۲

۱۱.۵

۴.۴

۱۳.۰

۶.۵

۹

۶.۹

۷.۰

۹.۲

۱۲.۰

۴.۴

۱۳.۳

۶.۵

۱۰

جدول (۵)- مقایسه حداقل فاصله عمودی فازها در یک خط انتقال ۴۰۰ کیلوولت باندل دوتائی
U=400kv – lin=3.5m – vs=1000kv – ds=0.45m – j=30 – v=5 m/s
همانطور که جدول فوق نشان می‌دهد فواصل عمودی فازها که با توجه به مدل‌های مختلف ارائه گردیده است، دارای تفاوت زیادی می باشند که علت این اختلاف در درصد ریسک پذیری آنهاست ضمن اینکه برخی از مدل‌ها گالوپینگ برای حالت ریزش یخ و برخی دیگر برای وزش باد تنظیم شده اند. به عبارت دیگر در صورتیکه شرایط طراحی طوری باشد که در هیچ حالتی گالوپینگ باعث بروز اتصال کوتاه نشود، لازم است، فواصل فازی بیشتر انتخاب شوند، اما اگر یک یا چند حادثه در یک دوره یک یا چند ساله پذیرفته شود، ضرایب ثابت مدل ها و در نتیجه دامنه نوسانات گالوپینگ می توانند کمتر در نظر گرفته شوند. به عنوان مثال با کاهش ضریب ثابت رابطه (۴-۲۲) از ۲۶/۰ به ۱۳/۰ یا سرعت باد از سرعت از ۱۰ به ۵ متر بر ثانیه که ممکن است به ندرت پیش بیاید می توان دامنه نوسانات گالوپینگ را تقلیل داد به عبارتی برای مقادیر بیشتر از طراحی شده ریسک بروز اتصال کوتاه را پذیرفت. البته چون احتمال وقوع همزمان بالاترین اضافه ولتاژ کلیدزنی و بالاترین سرعت باد بسیار کم می باشد، لذا تقلیل ضریب ثابت می‌تواند با افزایش فاصله هوائی ناشی از اضافه ولتاژ کلیدزنی تا حدودی جبران گردد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

البته در عمل تلاش بر این است که با انتخاب اسپن و هادی مناسب بی‌مورد فلش افزایش نیابد، اما در مواردی که شرایط خاص مسیر سبب افزایش فلش و در نتیجه دامنه نوسانات گالوپینگ می‌گردد، شایسته است. بجای افزایش فواصل عمودی فازها، با انتخاب آرایش هادیها از حالت عمودی به مثلثی یا افقی این مشکل را کاهش داد. تجارب بهره‌برداری از خطوط انتقال نیرو نشان می‌دهد که صرف وجود با یخ نمی‌توان همواره به معنی وقوع گالوپینگ با دامنه زیاد باشد.
فصل پنجم
تعیین فواصل فازها
۵-۱- مقدمه
یکی از عوامل مهم و مؤثری که در طراحی خطوط انتقال نیرو دخالت دارد، فواصل فازها از یکدیگرو بدنه برجها می‌باشد. با توجه به اینکه نیروهای ناشی از وزن یخ و نیروی باد از طریق هادیها بر برجها تحمیل می‌شوند، لذا هر چه بر ارتفاع و پهنای برجها افزوده گردد، این اقدام سبب افزایش وزن برجها، حجم فوندانسیونها و نتیجتاً قیمت خطوط انتقال نیرو می گردد.
با توجه به اهمیت ویژه ای که انتخاب فواصل مناسب فازها در طراحی بهینه خطوط انتقال نیرو دارا می‌باشند، ضرورت دارد که این نکته بیش از گذشته مورد توجه قرار گیرد. طبیعی است هر چه فواصل افقی و عمودی فازها افزایش یابند، احتمال بروز اتصال کوتاه بین فازها یا فاز با زمین را در اثر وقوع اضافه ولتاژها یا انواع مختلف نوسانات می یابد. از دیدگاه دیگر کاهش فواصل فازی، مزایای زیادی به همراه دارد که در بسیاری موارد می تواند اجرای آنرا توجیه نماید. بنابراین توجه به فواصل بهینه می تواند نقش مؤثری در طراحی خطوط انتقال نیرو داشته باشد ضمن اینکه کاهش فواصل فازی دارای مزایای زیر نیز می‌باشد:
– کاهش ابعاد برجها
– کاهش وزن برجها
– کاهش راکتانس سلفی
– افزایش راکتانس خازنی
– افزایش ظرفیت طبیعی خط
– کاهش پهنای باند عبور خطوط
– بهبود افت ولتاژ و تلفات خطوط
البته کاهش فواصل فازی که در حقیقت تبدیل خطوط انتقال ساده به خطوط کمپاکت می‌باشد، کار ساده‌ای نیست و در بسیاری موارد باعث افزایش سرمایه گذاری اولیه خطوط انتقال نیرو می‌باشد. لذا بهتر است در انتخاب فواصل فازی بطور همزمان به مزایا و معایب آن توجه شود.
۵-۲- تعیین فاصله افقی فازها تا بدنه برجها
هادیهای خطوط انتقال نیرو ممکن است دارای آرایش افقی، عمودی و یا مثلثی باشد ضمن اینکه خطوط چند مداره ممکن است از انواع مختلف آرایش هادیها در روی یک برج نیز استفاده شود. از دیدگاه بهینه سازی فواصل فازی لازم است، کاهش فواصل عمودی و افقی هادیها تا پایه‌ها متفقاً مد نظر قرار گیرند. بنابراین با توجه به شکل (۳-۲) و طول نهائی زنجیره مقره ها، حداقل فاصله افقی هادیها تا بدنه برجها از رابطه زیر بدست می آید:
(۵-۱)
در این رابطه مقدار باید برابر یا بیشتر از d باشد،لذا با جایگذاری مقادیر معادل و ، رابطه بالا بصورت زیر در می آید:
(۵-۲)
همانطور که ملاحظه می شود، وزش باد سبب می شود تا حداقل فاصله هوائی به بیش از مقداری که دیدگاه الکتریکی رعایت آنرا ضروری می سازد تجاوز نماید. در این رابطه زاویه انحراف زنجیره مقره‌ها می‌باشند که مقدار ماکزیمم آن در سرعت ماکزیمم باد اتفاق می افتد. از آنجا که احتمال همزمان وقوع بیشترین اضافه ولتاژ کلیدزنی یا صاعقه در زمان وزش بادی با بالاترین سرعت کم است، لذا مقدار همواره بر مبنای مقادیر ماکزیمم اضافه ولتاژ و سرعت باد محاسبه نمی شود بلکه بر مبنای درصد ریسک پذیری این مقادیر می‌توانند کمتر انتخاب شوند.
با توجه به بالا بودن طول خطوط انتقال نیرو و وجود شرایط آب و هوائی متفاوت و متنوع در طول مسیر امکان محاسبه دقیق فواصل فازی با توجه به موارد بالا به سادگی میسر نمی باشند. از طرف دیگر اعمال شرایط متفاوت برای سرعت باد و اضافه ولتاژها سبب ایجاد تنوع در شکل پایه ها و در نتیجه افزایش قیمت آنها می گردد، به همین دلیل معمولاً طراحی پایه ها بر مبنای پذیرش درصد معینی از ریسک میسر است. به عبارت دیگر همواره طراحی بر مبنای عدم بروز جرقه بین فازها با یکدیگر یا بدنه پایه ها انجام نمی گیرد بلکه تلاش بر این است که احتمال بروز چنین حوادثی در حد معینی محدود گردد. بر این مبنا در استانداردها ارقام مشخصی را برای فواصل فازی منظور می نمایند که اساس انتخاب آنها بر پایه پذیرش درصد معینی از احتمال وقوع حادثه می باشد.
بطور کلی فاصله افقی فازها از یکدیگر و بدنه برجها به عوامل مختلفی از جمله آرایش هادیها، آرایش مقره‌ها و شکل پایه‌ها، مقادیر اضافه ولتاژها، اسپن، فلش و دامنه نوسانات هادیها بستگی دارند که بر حسب مورد و برای سطح معینی از ولتاژ می تواند ارقام مختلفی را به خود اختصاص دهد. در یک شرایط معین، فاصله افقی فازها تا بدنه به دو عامل الکتریکی (اضافه ولتاژها و مکانیکی (نوسانات هادیها) وابسته می‌باشند. اما در حالت کلی مقدار این فاصله ضمن اینکه به شکل برج و آرایش هادیها وابسته است، برحسب اینکه آرایش زنجیره مقره ها چه باشد، نیز متفاوت است. در حالت کلی برای تعیین فواصل افقی فازها، شرایط زیر می‌تواند برای آرایش زنجیره مقره ها مد نظر قرار گیرد.
– استفاده از زنجیره مقره های آویزان
– استفاده از آرایش وی برای زنجیره مقره ها
– استفاده از مقره های ثابت
لذا بر حسب اینکه از چه آرایشی برای زنجیره مقره ها استفاده شود، فاصله فاز تا بدنه می تواند تغییر نماید. ضمناً باید به اینکه مهم توجه شود که تأمین حداقل فاصله مجاز در سر برج به معنی مناسب بودن فواصل فازی نیست. چون در بسیاری موارد به خصوص برای خطوط انتقالی که دارای اسپن بلند و در نتیجه فلش زیاد باشند، ممکن این فاصله در وسط اسپن کافی نباشد و در نتیجه ضرورت افزایش فاصله فاز تا بدنه را ایجاب نماید. لذا برای بررسی عوامل فوق الذکر در فواصل فازی ذیلاً بطور اختصار بدانها اشاره می‌گردد.
۵-۲-۱- استفاده از مقره های آویزان
شکل زیر یک نمونه از خط انتقال نیرو با بهره گیری از مقره‌های آویزان را نشان می‌دهد. در صورت انتخاب چنین طراحی، احتمال وقوع نوسانات زنجیره مقره‌ها و نزدیک شدن فازها به بازو یا بدنه برجها میسر می‌باشد. به همین دلیل لازم است در تنظیم فواصل فازی به دو عامل مکانیکی (نوسانات) و الکتریکی (اضافه ولتاژها) توجه گردد. در چنین شرایطی فاصله فاز تا بدنه از رابطه زیر بدست می آید که این فاصله از مجموع دو قسمت (عوامل الکتریکی و مکانیکی) بدست می آید:
(۵- ۳)
در این رابطه فاصله فاز تا بدنه برج، d حداقل فاصله هوائی از دیدگاه اضافه ولتاژ، طول نهائی زنجیره مقره ها (که معمولاً کمتر از فاصله عمودی هادی تا بازوی برج است) و به زاویه انحراف زنجیره مقره ها می باشد. البته رابطه (۵- ۳) حداقل فاصله افقی را نشان می دهد و ممکن است در برخی موارد لازم باشد به جهت حفظ فاصله مجاز فازها در وسط اسپن (بخصوص در این نوع آرایش از هادیها)، مقدار آن قدری افزایش یابد.
شکل(۵-۱)- نمائی از یک خط انتقال با آرایش افقی هادیها و مقره های آویزان
۵-۲-۲- مقره های وی شکل
در صورتیکه از آرایش وی برای زنجیره مقره ها استفاده شود، فاصله افقی هادیها می تواند کمتر از مقدار انتخاب شود که کاهش فاصله بستگی به زاویه دو زنجیره مقره، تشکیل دهنده آرایش وی دارد. در حالت کلی اگر محدودیتی در وسط اسپن نباشد، فاصله فاز تا بدنه می تواند تا حد رابطه (۵- ۴) محدود گردد اما در عمل چون نمی‌توان انحراف زنجیره مقره های وی شکل را همانند مقره‌های ثابت صفر فرض کرد لذا منظور نمودن ضریب معادل ۲۰/۰- ۱۰/۰ می‌تواند معقول باشد. شکل (۵-۲) یک نمونه از برجهای خط انتقال نیرو با آرایش وی را نشان می دهد.
(۵- ۴)