بررسی انواع اضافه ولتاژها در سیستمهای قدرت و علل پیدایش آنها

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 بررسی انواع اضافه ولتاژها در سیستمهای قدرت و علل پیدایش آنها دارای ۱۳۰ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد بررسی انواع اضافه ولتاژها در سیستمهای قدرت و علل پیدایش آنها  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز بررسی انواع اضافه ولتاژها در سیستمهای قدرت و علل پیدایش آنها۲ ارائه میگردد

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی بررسی انواع اضافه ولتاژها در سیستمهای قدرت و علل پیدایش آنها،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن بررسی انواع اضافه ولتاژها در سیستمهای قدرت و علل پیدایش آنها :

بررسی انواع اضافه ولتاژها در سیستمهای قدرت و علل پیدایش آنها

کلیات

در سیستمهای قدرت و شبکه‌های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی، تک‌تک تجهیزات نقش اساسی دارند و بروز هرگونه عیبی در آنها، ایجاد اختلال در شبکه، اتصال کوتاه و قطع برق را به همراه دارد. خاموشی و جایگزینی تجهیزات معیوب هزینه‌های هنگفتی را به شبکه تحمیل می‌نماید. لذا بررسی و تحلیل بروز عیب در تجهیزات از اهمیت خاصی برخوردار می‌باشد و در صورت شناخت این عیوب و سعی در جلوگیری از بروز آنها از هدر رفتن سرمایه اقتصادی کشور جلوگیری به عمل می‌آید.

برقگیرها از جمله تجهیزاتی هستند که جهت محدود کردن اضافه ولتاژهای گذرا ( صاعقه و کلید‌زنی) در شبکه‌های انتقال و توزیع به کار می‌روند. برقگیرها ضمن اینکه حفاظت تجهیزات در مقابل اضافه ولتاژهای گذرا را بر عهده دارند، باید در مقابل اضافه ولتاژهای موقتی از خود واکنشی نشان ندهند و همچنین با توجه به شرایط محیطی منطقه مورد بهره‌برداری ، نظیر رطوبت و آلودگی، عملکرد صحیح و قابل قبولی را ارائه دهند.

۱-۲- هدف:

بر طبق گزارشهای رسیده از تخریب برقگیرهای پست ۲۳۰/۴۰۰ کیلوولت فیروزبهرام و به منظور بررسی علل این حوادث این را به انجام رسید.

در این ابتدا به بررسی انواع اضافه ولتاژهای محتمل در شبکه‌های قدرت پرداخته می‌شود، سپس برقگیرها به عنوان یکی از تجهیزات مهم برای محدود کردن این اضافه ولتاژها معرفی شده و چگونگی طراحی و تعیین پارامترها و مشخصات برقگیر جهت حفاظت مناسب از شبکه مورد بحث قرار می‌گیرد. در فصل چهارم عوامل کلی که سبب اختلال در عملگرد برقگیر می‌شوند مورد بررسی قرار می‌گیرند. در فصل پنجم با استفاده از نرم‌افزار EMTP که قادر است حالات گذرا را بطور دقیق در شبکه آنالیز نماید شبکه مورد نظر شبیه‌سازی شده و شکل موج اضافه ولتاژهای تولید شده در شبکه در زمان وقوع حادثه محاسبه و ترسیم شده است.

با بررسی نتایج بدست آمده و مقایسه شکل موج اضافه ولتاژهای تولید شده با شکل موج اضافه ولتاژهای فروزرونانسی، وقوع پدیده فرورزونانسی در پست فیروزبهرام کاملاً مشهود است و اضافه ولتاژهای ناشی از این پدیده سبب تخریب برقگیرهای این پست گردیده است.

در پایان نیز پیشنهاداتی جهت جلوگیری از بروز مجدد چنین حوادثی در پست مذکور ارائه شده است.

خلاصه:

در سیستمهای قدرت و شبکه‌های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی، تک‌تک تجهیزات نقش اساسی دارند و بروز هرگونه عیبی در آنها، ایجاد اختلال در شبکه، اتصال کوتاه و قطع برق را به همراه دارد. خاموشی و جایگزینی تجهیزات معیوب هزینه‌های هنگفتی را به شبکه تحمیل می‌نماید. لذا بررسی و تحلیل بروز عیب در تجهیزات از اهمیت خاصی برخوردار می‌باشد و در صورت شناخت این عیوب و سعی در جلوگیری از بروز آنها از هدر رفتن سرمایه اقتصادی کشور جلوگیری به عمل می‌آید.

برقگیرها از جمله تجهیزاتی هستند که جهت محدود کردن اضافه ولتاژهای گذرا ( صاعقه و کلید‌زنی) در شبکه‌های انتقال و توزیع به کار می‌روند. برقگیرها ضمن اینکه حفاظت تجهیزات در مقابل اضافه ولتاژهای گذرا را بر عهده دارند، باید در مقابل اضافه ولتاژهای موقتی از خود واکنشی نشان ندهند و همچنین با توجه به شرایط محیطی منطقه مورد بهره‌برداری ، نظیر رطوبت و آلودگی، عملکرد صحیح و قابل قبولی را ارائه دهند.

بر طبق گزارشهای رسیده از تخریب برقگیرهای پست ۲۳۰/۴۰۰ کیلوولت فیروزبهرام و به منظور بررسی علل این حوادث این را به انجام رسید.

در این ابتدا به بررسی انواع اضافه ولتاژهای محتمل در شبکه‌های قدرت پرداخته می‌شود، سپس برقگیرها به عنوان یکی از تجهیزات مهم برای محدود کردن این اضافه ولتاژها معرفی شده و چگونگی طراحی و تعیین پارامترها و مشخصات برقگیر جهت حفاظت مناسب از شبکه مورد بحث قرار می‌گیرد. در فصل چهارم عوامل کلی که سبب اختلال در عملگرد برقگیر می‌شوند مورد بررسی قرار می‌گیرند. در فصل پنجم با استفاده از نرم‌افزار EMTP که قادر است حالات گذرا را بطور دقیق در شبکه آنالیز نماید شبکه مورد نظر شبیه‌سازی شده و شکل موج اضافه ولتاژهای تولید شده در شبکه در زمان وقوع حادثه محاسبه و ترسیم شده است.

با بررسی نتایج بدست آمده و مقایسه شکل موج اضافه ولتاژهای تولید شده با شکل موج اضافه ولتاژهای فروزرونانسی، وقوع پدیده فرورزونانسی در پست فیروزبهرام کاملاً مشهود است و اضافه ولتاژهای ناشی از این پدیده سبب تخریب برقگیرهای این پست گردیده است. در پایان نیز پیشنهاداتی جهت جلوگیری از بروز مجدد چنین حوادثی در پست مذکور ارائه شده است.

مقدمه

سطح ایزولاسیون به عنوان یکی از پارامترهای مهم در طراحی شبکه مطرح می‌باشد و ارتباط مستقیمی با اضافه ولتاژهای موجود در شبکه دارد.

افزایش ولتاژ از مقدار نامی خود، به اضافه ولتاژ در شبکه موسوم می‌باشد. از آنجائیکه ظهور اضافه ولتاژ در شبکه اجتناب‌ناپذیر است، لذا احتمال بروز قوس در ایزولاسیون و ماده ایزوله در شبکه همراه وجود دارد.

کاهش درصد بروز قوس‌ها و اتصالی‌ها مستلزم شناخت کامل اضافه ولتاژها، انواع مختلف آنها، شرایط ایجاد و پدید آمدن آنها و همچنین نحوه تاثیر آنها در ایزولاسیون شبکه می‌باشد و در صورت برخورداری از چنین شناختی، انتخاب مشخصات مناسب شبکه و تجهیزات موجود در آن امکان‌ پذیر می‌گردد.

۲-۲- انواع مختلف اضافه ولتاژها در شبکه:

کلیه اضافه ولتاژهای ظاهر شده در شبکه بر حسب شکل و یا منبع بروز خود، تقسیم‌بندی می‌شوند. که می‌توان آنها را به شرح زیر تقسیم‌بندی نمود:

۲-۲-۱- اضافه ولتاژهای صاعقه۱

۲-۲-۲- اضافه ولتاژهای کلیدزنی۲

۲-۲-۳- اضافه ولتاژهای موقتی۱

که با توجه به عامل بوجود آورنده نیز به دو دسته داخلی۲ و خارجی۳ تقسیم می‌شوند.

بر اساس این تقسیم‌بندی اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه به اضافه ولتاژ خارجی و دو نوع دیگر به اضافه ولتاژهای داخلی موسوم می‌باشد.

۲-۲-۱- اضافه ولتاژ‌های صاعقه

در پی تخلیه جوی الکتریکی بر قسمتهای مختلف شبکه، بارهای الکتریکی انباشته در ابرها و فصل از طریق کانال یونیزه تشکیل شده در فضا بصورت قوس مرئی رعد و برق در قسمتهای مختلف شبکه تخلیه گشته ، اصطلاحاً به تخلیه جوی الکتریکی موسوم می‌باشد. تخلیه بارهای الکتریکی جوی، موجبات افزایش ولتاژ را به طور لحظه‌ای در محل تخلیه فراهم ساخته، ولتاژ موجی با سرعت نور در طول هادی‌های فاز منتشر می‌شود و اضافه ولتاژهای تخلیه جوی را در شبکه پدید می‌آورد.

---

۱- LOV= Lightning Over Voltage

۲- SOV = Switching Over Voltage

۱- TOV = Temporary Over Voltage

۲- Internal Over Voltage

۳- External Over Voltage

بررسی انواع اضافه ولتاژها در سیستمهای قدرت و علل پیدایش آنها
فهرست

عنوان صفحه

فصل اول: مقدمه

۱-۱- کلیات ۲

۱-۲- هدف ۲

فصل دوم: بررسی انواع اضافه ولتاژها در سیستمهای قدرت و علل پیدایش آنها

۲-۱- مقدمه ۷

۲-۲- انواع مختلف اضافه ولتاژها در شبکه ۷

۲-۲-۱- اضافه ولتاژهای صاعقه ۸

۲-۲-۱-۱- مشخصه اضافه ولتاژهای صاعقه ۹

۲-۲-۲- اضافه ولتاژهای کلید زنی (قطع و وصل) ۱۰

۲-۲-۲-۱- موج استاندارد قطع و وصل یا کلید‌زنی ۱۱

۲-۲-۲-۲- علل بروز اضافه ولتاژهای کلیدزنی ۱۲

۲-۲-۲-۲-۱- اضافه‌ ولتاژهای ناشی از کلید‌زنی جریان‌های سلفی و خازنی ۱۳

۲-۲-۲-۲-۲- اضافه ولتاژهای کلیدزنی ناشی از تغییرات ناگهانی بار ۱۳

۲-۲-۳- اضافه ولتاژهای موقت ۱۴

عنوان صفحه

۲-۲-۳-۱- مقدمه ۱۴

۲-۲-۳-۲- خطاهای زمین ۱۵

۲-۲-۳-۳- تغییرات ناگهانی بار ۱۷

۲-۲-۳-۴- اثر فرانتی ۱۹

۲-۲-۳-۵- تشدید در شبکه ۲۱

۲-۲-۳-۶- تشدید در خطوط موازی ۲۳

فصل سوم: نحوه تعیین پارامترهای برقگیر جهت حفاظت از شبکه در مقابل اضافه ولتاژها

۳-۱- مقدمه ۲۶

۳-۲- برقگیرهای اکسید روی ۲۶

۳-۲-۱- ساختمان مقاومتهای غیر خطی ۲۷

۳-۲-۲- منحنی ولت – آمپر غیرخطی مقاومتها ۲۸

۳-۲-۳- پایداری حرارتی، اختلال حرارتی ۲۹

۳-۲-۴- تعاریف و مشخصات برقگیرهای اکسید روی ۳۲

۳-۲-۴-۱- ولتاژ نامی ۳۲

۳-۲-۴-۲- مقدار حقیقی ولتاژ بهره‌برداری ۳۵

عنوان صفحه

۳-۳-۴-۳- حداکثر ولتاژ کار دائم ۳۶

۳-۳-۴-۴- فرکانس نامی ۳۶

۳-۲-۴-۵- ولتاژ تخلیه ۳۶

۳-۲-۴-۶- مشخصه حفاظتی برقگیر ۳۶

۳-۲-۴-۷- نسبت حفاظتی ۳۸

۳-۲-۴-۸- حاشیه حفاظتی ۳۸

۳-۲-۴-۹- جریان مبنای برقگیر ۳۸

۳-۲-۴-۱۰- ولتاژ مرجع ۳۸

۳-۲-۴-۱۱- جریان دائم برقگیر ۳۹

۳-۲-۴-۱۲- جریان تخلیه نامی برقگیر ۳۹

۳-۲-۴-۱۳- قابلیت تحمل انرژی ۳۹

۳-۲-۴-۱۴- کلاس تخلیه برقگیر ۴۰

۳-۲-۵- انتخاب برقگیرها ۴۱

۳-۲-۵-۱- انتخاب ولتاژ نامی و ولتاژ کار دائم برقگیر ۴۲

عنوان صفحه

فصل چهارم: بررسی علل ایجاد اختلال در برقگیرهای اکسید روی

۴-۱- مقدمه ۴۵

۴-۲- اشکالات مربوط به طراحی و ساخت برقگیر ۴۶

۴-۳- پایین بودن کیفیت قرص‌های وریستور ۴۹

۴-۴- پیرشدن قرص‌های اکسید روی تحت ولتاژ نامی در طول زمان ۵۱

۴-۵- نوع متالیزاسیون مورد استفاده روی قاعده قرص‌های اکسید روی ۵۱

۴-۶- عدم کیفیت لازم عایق سطحی روی وریستورها ۵۴

۴-۷- اشکالات مربوط به انتخاب نوع برقگیر و محل آن در شبکه ۵۵

۴-۷-۱- پایین‌بودن ظرفیت برقگیر مورد انتخاب نسبت به قدرت صاعقه‌های موجود در محل۵۵

۴-۷-۲- پایین‌بودن ولتاژ آستانه برقگیر انتخاب شده نسبت به سطح TOV 57

۴-۸- اشکالات ناشی از نحوه نگهداری و بهره‌برداری از برقگیر ۵۷

۴-۸-۱- وجود تخلیه جزئی در داخل محفظه برقگیر ۵۷

۴-۸-۲- آلودگی سطح خارجی محفظه برقگیر ۵۸

۴-۸-۳- اکسید شدن و خرابی کنتاکتهای مدارات خارجی برقگیر ۵۹

عنوان صفحه

فصل پنجم: شناسایی پدیده فرورزونانس و بررسی حادثه پست ۲۳۰/۴۰۰ کیلوولت فیروز بهرام

۵-۱- مقدمه ۶۱

۵-۲- شناسایی پدیده فرورزونانس ۶۱

۵-۳- فرورزونانس ۶۳

۵-۳-۱- فرورزونانس سری یا ولتاژی ۶۳

۵-۳-۲- فرورزونانس موازی یا فرورزونانس جریانی ۶۶

۵-۴- طبقه‌بندی مدلهای فرورزونانس ۶۸

۵-۴-۱- مدل پایه ۶۹

۵-۴-۲- مدل زیر هارمونیک ۶۹

۵-۴-۳- مدل شبه پریودیک ۷۰

۵-۴-۴- مدل آشوب گونه ۷۱

۵-۵- شناسایی فرورزونانس ۷۲

۵-۶- جمع‌آوری اطلاعات شبکه و پست جهت شبیه‌سازی و بررسی حادثه پست فیروز‌ بهرام ۷۴

۵-۷- بررسی حادثه مورخ ۲۸/۲/۸۱ پست فیروز بهرام ۸۳

۵-۷-۱- مدلسازی و مطالعه حادثه با استفاده از نرم‌افزار emtp 83

۵-۷-۱-۱- رفتار برقگیرهای سمت اولیه و ثانویه ترانسفورماتور در هنگام وقوع حادثه۸۷

عنوان صفحه

۵-۷-۱-۲- رفتار برقگیر فاز T سمت KV230 ترانسفورماتور در هنگام وقوع حادثه ۹۰

۵-۷-۱-۳- بررسی روشهای جهت جلوگیری از وقوع پدیده فرورزونانس در پست فیروز بهرام ۹۴

الف- وجود بار در سمت ثانویه ترانسفورماتور ۹۴

ب- ترانسپوز کردن خط رودشور – فیروز بهرام ۹۶

فصل ششم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات

۶-۱- نتیجه‌گیری و پیشنهادات ۱۰۰

ضمائم ۱۰۲

منابع و مراجع ۱۰۳