پایان نامه کارشناسی مهندسی

پایان نامه کارشناسی مهندسی برق تاثیر رعد وبرق در خطوط انرژی

پایان نامه کارشناسی مهندسی برق- گرایش قدرت

عنوان:
تاثیر رعد وبرق در خطوط انرژی

چکیده:
یکی از پدیده های رایج طبیعت رعد و برق است.رعد و برق عبارت است از ظهور قوس الکتریکی در فاصله ابر ها که همراه با صدای مخوف 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 لازم دانستم که در این پروژه به بررسی و تحلیل این پدیده در خطوط انتقال انرژی الکتریکی بپردازم.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.
هنگامی که خط با ثابت های توزیع شده در معرض یک اغتشاش مانند برخورد صاعقه یا عمل کلید زنی قرارمی گیرد امواج 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 50msقطع 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.

چکیده
فصل اول
تاثیر رعد و برق در خطوط انتقال
آشنایی با پدیده تخلیه جوی
فرایند اولیه صاعقه
توزیع
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

فصل دوم
مشخصات تخلیه جوی
انواع اضافه ولتاژ ها
اضافه ولتاژهای رعد و برق
اضافه ولتاژهای قطع و وصل
اضافه ولتاژ های موقت
شکل موج ضربه ای استاندارد صاعقه
شرایط تخلیه جوی بر خطوط انتقال انرژی
تخلیه بر خطوط انتقال
جریان و ولتاژ صاعقه
موج های سیار Travelling Wave
قوس برگشتی یاBACK FLASH OVER 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
مقدمه
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 زیر اتصالی های گذرا را به وجود می آورند
نصب سیم زمین یا سیم گارد در خطوط انتقال
نقش سیم زمین در محافظت
نصب سیم زمین
انتخاب سیم گارد
نصب برقگیرها
حداکثر ولتاژ سیستم (UM)
ماکزیمم ولتاژ کار دائم (MAXIMUM CONTINOUS VOLTAGE )
ولتاژ کار دائم ( COUNTINIOUS OPERATING VOLTAGE )
ولتاژ نامی برقگیر ( RATED VOLTAGE )
اضافه ولتاژهای موقتی ( TEMPORARY OVER VOLTAGE )
جریان نامی تخلیه برقگیر
فرکانس نامی ( RATED FREQUECY )
امواج ضربه ولتاژ و جریان
سطح حفاظتی برقگیر در برابر امواج صاعقه
ظرفیت جذب انرژی موج ضربه در برقگیرها
ظرفیت سوپاپ اطمینان برقگیر
انواع برقگیر ها
برقگیر لوله ای
برقگیر میله ای
مشخصه ولت – زمان برقگیرهای میله ای
انتخاب برقگیرهای میله ای
معایب برقگیرهای میله ای
برقگیرهای سیلیکون کارباید ( برقگیرهای با فاصله هوایی )
مشخصه مقاومت های غیر خطی
برقگیرهای بدون فاصله هوایی ( اکسید روی )
برقگیرهای غیر خطی با بدنه سیلیکونی
محاسن برقگیرهای سیلکونی

فصل چهارم
اصول محافظت در پست هاو زمین کردن
مقدمه
ارت یا زمین کردن
انواع زمین کردن
هدف از به کار بردن اتصال زمین
مقاومت مخصوص زمین
روش طراحی سیستم زمین پست
اتصال به شبکه ی زمین
اندازه ی مقطع هادی زمین
جنس هادی شبکه ی زمین
میله های بلند در چهار گوشه ی پست
استفاده از چند سیم زمین

فصل پنچم
تحقیقات و یافته ها
مشخه های نامی برقگیر های وزارت نیرو
مقادیر نامی و مشخصه های برقگیر در سطح 63 و132 کیلو ولت
شرایط کار
نیرو های وارده بر ترمینال فشار قوی به واسطه اتصال هادی
وظایف برقگیر
مشخصه های برقگیر
رعد وبرق و حفاظت از ایستگاه ها(پست ها)
تکنیک های قرار دادی حفاظت از رعد و برق
راه کار حفاظت از ضربه ی صاعقه

منابع