بررسی تاثیرصاعقه بر قابلیت اطمینان خطوط انتقال نیرو

فصل اول: مقدمه

۱-۱ -آشنایی با  صاعقه و پدیده تخلیه جوی

۱ -۲- فیزیک صاعقه  و خصوصیات تخلیه جوی الکتریکی

۱-۳- شاخه های پیشرونده مرحله ای صاعقه (stepped leader)

۱-۳-۱-مسیر برگشتی (Return stroke)

۱-۳- ۲-شاخه پیشرونده تیری شکل(Dart leader)

۱-۳-۳ -تخلیه بین ابر (Intra cloud discharge)

۱-۳-۴ -تخلیه ای که بار مثبت  را به زمین می آورد

۱-۳-۵-تخلیه ای با جریان پیشرونده به سوی بالا

۱-۴-جریان ناشی از  اصابت صاعقه

۱-۵– اثر مناطق جغرافیایی و ارتفاع بر دامنه جریان

۱-۶-اثر نوع خاک

۱-۷-نحوه تاثیر رعد و برق برخطوط انتقال انرژی

۱-۸-معرفی اضافه ولتاژها

۱-۹-اضافه ولتاژهای موجی

۱-۹-۱- اضافه ولتاژهای ناشی از بروز صاعقه

۱-۹-۱-۱-تخلیه جوی یا صاعقه

۱-۹-۱-۲-طبقه بندی صاعقه

۱-۹-۱-۳- مشخصات اصلی امواج صاعقه

۱-۹-۱-۴-اضافه ولتاژهای الکترواستاتیکی

۱-۹-۲- اضافه ولتاژهای ناشی از کلید زنی

۱-۹-۲-۱- عوامل و شرایط ایجاد اضافه ولتاژهای گذرا کلید زنی

۱-۹-۲-۲- اضافه ولتاژ ناشی از قطع و وصل خطوط

۱-۹-۲-۳  -اضافه ولتاژهای ناشی از کلید زنی جریان های خازنی و سلفی

۱-۹-۲-۴- اضافه ولتاژهای ناشی از قطع ناگهانی و نوسانات بار

۱-۱۰- اضافه ولتاژهای موقتی

۱-۱۰-۱- اضافه ولتاژهای موقتی ناشی از بروز رزونانس و فرورزونانس

۱-۱۰-۲-اضافه ولتاژهای ناشی از خطای عایقی سیستم

۱-۱۱-قابلیت اطمینان

۱-۱۲-راهکارهای  بهبود عملکرد خطوط انتقال و افزایش قابلیت اطمینان

فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده

۲-۱- معرفی و بررسی شرایط وقوع صاعقه و پدیده جرقه برگشتی

۲- ۲-  انواع برخورد صاعقه

۲-۲-۱- اصابت  مستقیم

۲-۲-۲-  اصابت غیر مستقیم

۲-۲-۲-۱- برخورد صاعقه به سر دکل

۲-۲-۲-۲- برخورد صاعقه به سیم گارد

۲-۲-۲-۳- برخورد صاعقه به نزدیکی هادی

۲-۳-عوامل موثر در بروز پدیده جرقه برگشتی

۲-۳-۱- شرایط  آب و هوایی منطقه جغرافیایی خاصی که دکل در آن منطقه قرار گرفته است

۲-۳-۲-مقاومت پای دکل

۲-۳-۳- امپدانس موجی دکل

۲-۴- مدل  های مختلف جرقه برگشتی

۲-۴- ۱-مدل سوئیچ ساده

۲-۴-۲- مدل ولتاژ-زمان

۲-۴-۳- مدل یکپارچه  یا مدل معیار سطوح برابر

۲-۴-۴- مدل انتشار پیش رونده

۲-۴-۴-۱ –  مدل انتشار پیش رونده موتویاما

۲-۴-۴-۲- مدل انتشار پیش رونده پیجینی و دیگران

۲-۵ -محاسبه نرخ جرقه برگشتی(BFR)

۲-۵-۱- پیش بینی  نرخ تخلیه برگشتی به کمک منحنی های تعمیم یافته

۲-۵-۱-۱- روش AIEE

۲-۵-۱-۲- روش کلیتون و یانگ

۲-۵-۱-۳- روش انستیتو برقی جنرال الکتریک- ادیسون

۲-۵-۲ -روش مونت کارلو برای محاسبه نرخ تخلیه برگشتی

۲-۶-روش های کاهش جرقه برگشتی و افزایش قابلیت اطمینان

۲-۶-۱- استفاده از برقگیر

۲-۶-۱-۱-مشخصات  یک برقگیر خوب

۲-۶-۱-۲- عوامل مهم  در آسیب دیدگی برقگیرها

۲-۶-۲- کاهش امپدانس زمین

۲-۶-۳- افزایش طول  زنجیره مقره

۲-۶-۴- روش های غیر متعارف

فصل  سوم: مواد و روش ها

۳-۱-مدل جریان صاعقه ۵۱

۳-۲- مدل دکل

۳-۲-۱- مدل خط انتقال تکفاز عمودی بدون تلفات

۳-۲-۲-مدل چند سیمه دکل

۳-۲-۳-مدل  چند طبقه دکل

۳-۳ -مدل مقاومت پای دکل

۳-۴- مدل عمومی جرقه زنجیره مقره

۳-۵- مدل زنجیره مقره برای خطوط HVDC

۳-۶- مدل صاعقه گیر

۳-۷- مدل سازی میله های عمودی سیستم زمین۶۵

۳-۷ -۱- مدل سازی میله زمین به صورت مقاومت ساده R65

۳-۷-۲- مدل سازی میله زمین به صورت RLCفشرده۶۵

۳-۷-۳- مدل سازی میله زمین به صورت RLC توزیع شده ۶۵

فصل  چهارم: نتایج و بحث

۴-۱- شبیه سازی و بررسی پارامترهای موثر دراضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه در یک سیستم ۴۰۰ کیلو ولت

۴-۲-مدل سازی دکل

۴- ۳- بررسی موج صاعقه اصلی (First Stroke) و موج برگشتی (Subsequent Stroke یا Return Stroke)

۴-۴- بررسی  اضافه ولتاژ بر روی دکل ها حاصل از برخورد موج اصلی و برگشتی با دکل T1

۴-۵-اضافه ولتاژ بر روی فاز A حاصل از برخورد موج صاعقه اصلی و برگشتی با دکل T1

۴-۶-اضافه ولتاژ بر روی فاز A حاصل از برخورد موج صاعقه اصلی و برگشتی با فازA در دکل T1

۴-۷-اضافه ولتاژ بر روی دکل ها حاصل از برخورد موج صاعقه اصلی و برگشتی با فازA در دکل T1

۴-۸-تاثیر امپدانس پای زمین در وقوع جرقه بازگشتی

۴-۹- تاثیر ساختار و ابعاد  دکل بر روی اضافه ولتاژ

۴-۱۰- مدل سازی میله ها یا الکترود های عمودی برای سیستم زمین

۴-۱۰-۱- مدل سازی میله زمین به صورت مقاومت ساده R

۴-۱۰-۲- مدل سازی میله زمین به صورت RLC فشرده

۴-۱۰-۳- مدل سازی میله زمین به صورت چندین RLC

۴-  ۱۱ -مقایسه انواع مدل سازی میله زمین

۴-۱۲- شماتیک و نتایج حاصل از برخورد صاعقه با فازA  واضافه ولتاژ ایجاد شده  در طول کابل GIL با یک برقگیر در ابتدای کابل۱۰۷

۴-۱۳- شماتیک و نتایج حاصل از برخورد صاعقه با فازA و اضافه ولتاژ ایجاد شده  در طول کابل GIL با یک برقگیر در ابتدا و یک برقگیر در انتهای کابل

۴-۱۴-نتیجه گیری ۱۱۰

فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری

۵-۱- نتیجه گیری