پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
دانلود بررسی نسل جدید هادی های خطوط انتقال
بررسی نسل جدید هادی های خطوط انتقال : هادی های پر ظرفیت و مطالعه نقش رو کش دار کردن هادی های خطوط توزیع در افزایش ایمنی الکتریکی
فصل اول :
ساختار خطوط جدید با هادی های خاص و کاربرد آن درشبکه انتقال کشور
چکیده
احداث خطوط فشار قوی با هادی هایAAC , , AAAC ACAR , ACSR و نیز کابل های فشارقوی زمینی از نوع روغنی و خشک (کراس لینک ) سال هاست دردنیا متداول و مورد بهره برداری قرار گرفته و بطور کلی بدنه اصلی شبکه های فشار قوی با این هادی ها تجهیز شده اند. علیرغم عدم نیاز بعضی کشور های پیشرفته از شبکه های هوائی، تا کنون این هادی ها کماکان در احداث خطوط فشارقوی نقش اصلی ارتباطی نیروگاه ها به پست های فشارقوی و انتقال به مراکز مصرف و نیز ارتباطات بین کشورها و قاره ها را عهده دار می باشند.
بعنوان مثال بزرگترین شبکه بین قاره ای، شبکه انتقال خطوط 400 کیلو ولت ،کشور مصر را در آفریقا به اردن، سوریه، لبنان و ترکیه و از آنجا به اروپا با هادی های ACSR و قسمتی از منطقه دریائی کانال سوئز با کابل کراس لینک در عمق 850 متری دریا احداث و قسمت اعظم این خطوط که قاره آفریقا را به آسیا و اروپا متصل می نماید، به بهره برداری رسیده است. همزمان با استفاده از این خطوط، با هادی های سنتی همواره تحقیقات پیرامون ابداع هادی ها و خطوط مدرن ادامه داشته و تمهیداتی را در انتقال انرژی به لحاظ انتقال بیشتر، تلفات کمتر، اثرات زیست محیطی کمتر بوجود آورده که در نظراست در این فصل بررسی کوتاهی از روند تحقیقات و استفاده از این خطوط بعمل آید.
1-1 : شرح هادی های مرسوم
همانطور که گفته شد، هادی ACSRکه بیشترین کاربرد را در خطوط هوائی دارد، از هادی های رشته ای آلومینیوم در لایه های بیرونی با هسته ای از لایه های فولادی تشکیل گردیده بطوریکه هسته مرکزی یعنی رشته های فولادی نقش مکانیکی را داشته و لایه های آلومینیومی نقش عبور جریان را دارند و از نرمی و مقاومت کم و خاصیت الاستیک خوب برخوردار است . ساختار سایر هادی های مرسوم مانند ACARاختلاف جزئی باACSR داشته و هسته مرکزی بجای رشته های فولادی از جنس آلیاژ آلومینیوم و هادی AAC یک هادی رشته ای از آلومینیوم می باشد. البته کابل های زمینی روکشدار حتی برای ولتاژهای بالا از نوع روغنی به کابل خشک کراس لینک تبدیل شده اند.
2-1 : شرح فصل
تاکنون آنچه گفته شد هادی هایی بودند که با کاربری بالا در شبکه های مرسوم و سنتی استفاده شده و ادامه دارد، لیکن از دهه 70 ضمن طراحی ساختارهای جدید برای خطوط و افزایش باندل ها موجب انتقال انرژی با ولتاژ های بالای 1000 کیلو ولت و توان های بیش از 3000 مگاوات شده اند اما به موازات این اقدام هادی ها و خطوط جدیدی با فن آوری تازه ابداع گردیده اند تا ضمن داشتن قدرت انتقال مناسب از حریم کمتری برخوردار بوده و مهم اینکه تاثیر زیست محیطی آنها کمتر است که این هادی ها و بعضاً خطوط نسل جدید بشرح زیر می باشند.
1-2-1 : هادی با فلش کم
این هادی ها هنگامی مدنظر قرار گرفتند که بالا بردن انرژی انتقالی خطوط موجود مطرح گردید، زیرا این هادی ها می توانند با شرایط مساوی با هادی های قدیمی تعویض و ضمن کاهش هزینه و دوره ساخت موجب کاهش حریم و افزایش قدرت انتقالی گردند. در شکل 1 مقدار فلش انواع هادی ها نسبت به درجه حرارت آنها آورده شده است. از جمله این هادی ها می توان هادی های زیر را نام برد :
شکل 1-1 : مقدار فلش انواع هادی ها نسبت به درجه حرارت آنها
1-1-2-1 : هادی G(Z)TACSR
ساختار آن در شکل 2 آمده و به این صورت است که رشته های فولادی مانندACSR معمولی در وسط لیکن رشته های آلومینیومی بجای گرد بودن بصورت ذوزنقه و از جنس آلیاژ آلومینیوم با حرارت بالا که با فاصله هوائی از هسته قرار گرفته اند، می باشد.
شکل 2-1 : ساختار و ساختمان هادی نوع G(Z)TACSR
2-1-2-1 : هادی ZTACIR
تفاوت ساختار این هادی با هادی معمولی این است که هسته فولادی آن از جنس آلیاژ آلومینیوم اینوار ساخته شده است و در رشته های آلومینیومی از آلیاژ آلومینیوم حرارت بالا می باشد . از عمده مزایای این هادی ها در شرایط مساوی با هادی های معمول می توانند تا دو برابر انرژی انتقالی را افزایش دهند.
2-2-1 : خطوط
خطوط سابقه ای حدود چهل سال دارند و در زیر نام تعدادی از خطوط آورده شده است:
– خط با ولتاژ 400 کیلو ولت بطول 4 کیلومتر در وهر آلمان.
– خط در بومانویل کانادا بطول 5/2 کیلومتر که یک نیروگاه هسته ای را به شبکه550 کیلوولت کانادا جهت انتقال انرژی به آمریکا متصل می سازد.
البته بدلایلی از جمله هزینه زیاد اتصالات و مشکلات نصب در مسافت های طولانی استفاده از خطوط فراگیر نشده است.بمنظور کسب اطلاعات بیشتر مشخصات یکی از خطوط اجراء شده، در ژاپن ارائه می گردد . خط انتقال Shinmeika –Tokai با ولتاژ 275 کیلو ولت و توان عبوری 2850 مگاوات بطول 3/3 کیلو متر احداث گردید که در شکل 3 نشان داده شده است .
شکل 3-1 : خط انتقال Shinmeika –Tokai
در شکل 4 مقطع عبوری خط نشان داده شده است که از تونل آدم رو استفاده شده و قطر داخلی تونل 6/5 متر است که در قسمت بالائی کانال خط دو مداره و در قسمت پائینی کانال، لوله هایی برای تامین سوخت نیروگاه قرار دارد. بدلیل تکنیک بالا در نصب می توان 1500واحد در محیط محدود و فضای آلوده بهم متصل کرد.
شکل 4-1 : مقطع عبوری خط
توان انتقالی این خط از نظر مقایسه مانند کابل پنج مداره کراس لینک با توان انتقالی 760 مگاوات در هر مدار با بزرگترین سطح مقطع هادی2500 میلیمترمربع است، بعبارت دیگر خط دو مداره می تواند چهار برابر توان انتقالی نسبت به کابل کراس لینک داشته باشد. در جدول 1 مقایسه مدارات خط و کابل کراس لینک و هزینه های اتصالات ابتدا و انتها آورده شده است.
جدول 1-1: مقایسه مدارات خط و کابل کراس لینک و هزینه های اتصالات
از شاخص های عمده خط عدم نیاز به راکتور شنت به منظور حذف جریان خازنی آن می باشد، زیرا ظرفیت خازنی سیستم در مقایسه با کابل کراس لینک پنج مداره، یک دهم است . در توان انتقالی بالا و مسافت های کوتاه ، خط نسبت به کابل کراس لینک مقرون بصرفه است. در شکل 5 سطح مقطع، ابعاد و ضخامت قسمت های مختلف نشان داده شده است.
شکل 5-1 : سطح مقطع، ابعاد و ضخامت قسمت های مختلف
دیواره را از جنس آلیاژ آلومینیوم با ضریب هدایت 51 درصد و ضخامت 10 میلیمتر می سازند، زیرا از نظرتحمل نیروی مکانیکی مناسب است . جریان مجاز حرارتی براساس افزایش دمای هر قطعه با مقدار مجاز آن محاسبه می شود و ابعاد نهائی با ثابت نگهداشتن دمای هادی کمتر از 105 درجه سانتیگراد تعیین می شود.
بدلیل اثرات سوء زیست محیطی از گاز بعنوان عایق ، کمتر استفاده می شود و امروز مخلوط دو گاز مناسبترین عایق گازی محسوب می شود که به نسبت حدود 80% و 20% در خطوط مورد استفاده قرار می گیرد . در شکل6 مقایسه بین عایق گازی ، و آمده است .
شکل 6-1 : مقایسه بین عایق گازی ، و
مهمترین مساله در مورد خطوط نصب حالت سه فاز آن در دیواره می باشد که بدلایل زیر مشکل است:
1- وزن هر واحد تقریباً سه برابر نمونه تکفاز می باشد.
2- اتصال در تونل در قسمت پیچ ها و زوایا مشکل است.
3- لوله های یکنواخت برای اقطار بالا کاربرد ندارد.
4- اتصال همزمان سه فاز در نقطه مشخص بسیار مشکل است.
شکل 7 برش طولی خط را نشان می دهد. هر واحد بطور استاندارد 14 متر می باشد برای اتصال واحدهای از روش های مختلفی استفاده می شود که متداول ترین آن بصورت چفت و بست از طریق جعبه اتصال و یا با استفاده از پروسه جوشکاری اربیتالی ، قطعات را بهم مرتبط می نمایند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول : ساختار خطوط جدید با هادی های خاص و کاربرد آن درشبکه انتقال کشور 1
چکیده 2
1-1 : شرح هادی های مرسوم 3
2-1 : شرح فصل 3
1-2-1 : هادی با فلش کم 3
1-1-2-1 : هادی G(Z)TACSR 4
2-1-2-1 : هادی ZTACIR 5
2-2-1 : خطوط 5
3-2-1 : هادی های آلومینیومی کمپوزیت 13
4-2-1 : ابر رسانا با دمای بالا (HTS) 14
3-1 : پیشنهادات و نتیجه گیری 18
فصل دوم : مقایسه فنی و اقتصادی کابل های با هادی آلومینیومی و کابل های با هادی مسی 19
چکیده 20
1-2 : مقدمه 21
2-2 : تعیین کابل های استاندارد با هادی آلومینیومی قابل جایگزینی با کابل های رایج با هادی مسی 22
3-2 : روابط افت ولتاژ در کابل های معادل 24
4-2 : جریان مجاز 26
5-2 : مقایسه شرایط اتصال کوتاه کابل های معادل با هادی مسی و هادی آلومینیومی 28
6-2 : قطر نهایی کابل های معادل 29
7-2 : وزن کل 31
8-2 : مقایسه قیمت کابل های معادل 33
فهرست مطالب
عنوان صفحه
9-2 : تلفات انرژی 36
10-2 : نتیجه گیری 38
فصل سوم : هادی های پرظرفیت آلومینیومی و بررسی استفاده از هادی های پر ظرفیت در 39
شبکه فوق توزیع تبریز
1-3 : شرح فصل 40
2-3 : انواع هادی های پرظرفیت با آلومینیوم آلیاژی 46
3-3 : مطالعه موردی (شبکه فوق توزیع تبریز) 50
4-3 : نتیجه گیری 57
فصل چهارم : کاربرد هادی های پرظرفیت HTLS)) در کاهش تلفات شبکه برق منطقه ای غرب 59
چکیده 60
1-4 : مقدمه 61
2-4 : هادی های پرظرفیت آلومینیومی (HTLS) 62
3-4 : شبکه برق منطقه ای غرب 63
4-4 : نتایج بدست آمده از پخش بار شبکه برق منطقه ای غرب 64
با استفاده از نرم افزار DIgSILENT
5-4 : جایگزینی هادی های خطوط پرتلفات شبکه برق منطقه ای غرب با هادی های پر ظرفیت 65
6-4 : ارزیابی اقتصادی 67
7-4 : نتیجه گیری 69
فصل پنجم : نقش روکش دار کردن هادی های هوایی شبکه های توزیع در افزایش ایمنی 70
در صنعت برق
چکیده 71
فهرست مطالب
عنوان صفحه
1-5 : مقدمه 72
2-5 : حوادث و مهندسی ایمنی در صنعت برق 73
3-5 : مشکلات ایمنی شبکه های توزیع 77
4-5 : هادی های روکش دار هوایی 80
5-5 : نقش هادی های هوایی روکش دار در افزایش ایمنی 87
6-5 : معایب ایمنی هادی های روکش دار هوایی 90
7-5 : نتیجه گیری 92
ضمیمه 1 : مشخصات هادی های ACSR 93
ضمیمه 2 : مشخصات هادی های آلومینیوم آلیاژی (AAAC) و معادل (ACSR) آنها بر اساس استاندارد 105
ASTM B399
ضمیمه 3 : مقایسه مشخصات استاندارد آلومینیم خالص 1350 و آلومینیم آلیاژی 106
مراجع 107
توجه: تمامی عکس های شکل ها در فایل ورد موجود می باشد
| فرمت فایل: Word (قابل ویرایش) |
| تعداد صفحات: 117 |
| حجم: 6.209 مگابایت |