مقدار بيش از مقاديري خواهد بود که از روابط (4-23 و 4-24) حاصل مي شود، که اين تفاوت ناشي از تقريبي بودن مدل هاي ارائه شده براي محاسبه نوسانات گالوپينگ مي باشد.
4-3-5- روش پنجم- مدل غير خطي با قطر (خطوط ساده و باندل)
اين مدل بر اساس مقادير اندازه گيري شده از دامنه جهش هاديهاي خطوط انتقال نيرو ساده و باندل تدوين شده است. سرعت باد و قطر يخ پوشاننده هاديها مربوط به شرايط خاص زمان اندازه گيري بوده و طبيعتاً اگر شرايط جوي و محيطي تغيير نمايند بر فرم مدل ارائه شده نيز تأثير مي‌گذارد. در اين مرجع دامنه جهش هاديهاي خطوط انتقال باندل را بصورت تابع از قطر هاديها، قطر باندل و نسبت فرکانس نوسانات عمودي به پيچشي و بصورت زير ارائه داده است:
(4-25)
در صورتيکه از تجهيزات ميراکننده گالوپينگ استفاده نشود، مقدار مي تواند برابر 95/0 منظور گردد که با جايگذاري آن در رابطه بالا مدل قبلي بصورت زير در مي آيد:
(4-26)
يکي از روشهاي مناسبي که مي‌تواند باعث کاهش دامنه نوسانات گالوپينگ گردد، بهره‌گيري از تجهيزات ميراکننده نوسانات مي‌باشد. در چنين شرايط دامنه نوسانات گالوپينگ تا حدود زيادي کاهش مي‌يابد که مقدار آن مي‌تواند به کمک رابطه زير محاسبه گردد:
(4-27)
در رابطه (4-27) دامنه جهش هاديها تنها بصورت تابعي از ضريب معلوم K و قطر مشخص هاديها تعريف شده است که طبيعتاً براي مقادير مختلف سرعت باد و فلش هادي، دامنه نوسانات هاديها ثابت باقي مي ماند که نمي تواند براي تمام حالات معقول و منطقي باشد.
در اين روابط:
قطر هادي بر حسب متر
قطر هاديهاي باندل بر حسب متر
جهش هاديها (مقدار پيک تا پيک) بر حسب متر
نسبت فرکانس نوسانات عمودي به پيچشي
دراين رابطه K نيز ضريبي متناسب با تعداد، انواع و موقعيت مکاني نصب ميراکننده‌هاي نوسانات گالوپينگ مي‌باشد که بر حسب مورد در محدوده 80/0 تا 95/0 تغيير مي‌کند. ضمناً براي محاسبه قطر هاديهاي باندل مي‌توان از رابطه زير استفاده نمود:
(4-28)
در اين رابطه ns تعداد هاديهاي فرعي در هر فاز و فاصله هاديهاي فرعي از يکديگر مي باشد در صورتيکه تعداد هاديهاي فرعي در هر فاز دو باشد، قطر هاديهاي باندل با فاصله هاديهاي فرعي برابر مي‌شود که به کمک رابطه بالا نيز مي توان به اين نتيجه رسيد.
همانطور که مدل هاي محاسباتي فوق الذکر نشان مي دهند، معيار واحدي جهت محاسبه دامنه نوسانات گالوپينگ هاديهاي خطوط انتقال نيرو وجود ندارد و تمامي مدل هاي ارائه شده بر مبناي نتايج آزمايشات انجام شده روي خطوط مشخص و در شرايط محيطي معين تدوين گرديده است که مسلماً نمي‌تواند براي تمام شرايط و خطوط صادق باشد. نکته مهم ديگري که در محاسبه دامنه نوسانات هاديها مي‌تواند مدنظر قرار گيرد درصد ريسک پذيري است، به عبارت ديگر بر حسب اينکه انتظار برخورد فازها در اثر گالوپينگ چند بار در هر سال يا هر ده سال باشد، دامنه نوسانات هاديها و در نتيجه فواصل عمودي فازها مي‌توانند کم يا زياد انتخاب شوند. ذکر اين نکته نيز ضروري است که ضرايب ثابت مدل هاي ارائه شده در بالا نيز مي‌توانند بر حسب درصد ريسک پذيري تغيير نمايند.
4-3-6- مقايسه مدل هاي مختلف
همانطور که در قسمت هاي قبلي بيان گرديد، پديده گالواپينگ يکي از عوامل مهم در افزايش فواصل فازي بخصوص در آرايش عمودي هاديها است. در آرايش عمودي هاديها هر چه فواصل پايه ها افزايش يابند، معمولاً فلش هاديها نيز افزايش مي يابند که اين امر سبب افزايش فواصل فازي، ارتفاع برج، وزن برج و در نتيجه افزايش سرمايه گذاري خطوط انتقال نيرو مي گردد.
در عمل کنترل فواصل عمودي فازها بايد در دو محل جداگانه يعني سر برج و وسط اسپن يا پايه ها مورد توجه و کنترل قرار گيرد. معمولاً در اسپن هاي کوتاه (يا فلش کم) سر برج عامل تعيين کننده فواصل عمودي فازها است حال آنکه در اسپن هاي بلند که دامنه نوسانات گالوپينگ نيز زياد مي باشد ممکن است عامل تعيين کننده فاصله عمودي فازها وسط پايه ها باشد به عبارت ديگر در چنين شرايط در حاليکه نياز به افزايش فواصل فازها در سر برج ها ديده نمي شود اما به جهت افزايش فواصل فازها در وسط پايه ضرورت ايجاب مي کند که فواصل فازها در سر برجها نيز افزايش يابند. بنابراين در طراحي برجها لازم است فواصل فازي در سر برجها و وسط پايه ها محاسبه و هر کدام که بيشترند ملاک طراحي قرار گيرند.
در اسپن هاي طولاني چون دامنه نوسانات گالوپينگ (حتي چند حلقه) زياد مي باشد، ممکن است رعايت فواصل فازي در وسط اسپن سبب افزايش بي مورد ابعاد برجها و در نتيجه وزن آنها گردد، بنابراين در چنين شرايطي بهتر است بجاي انتخاب آرايش عمودي هاديها از آرايش مثلثي يا افقي هاديها استفاده شود. اما در مواردي که محدوديت حريم يا قيمت بالاي زمين بکارگيري آرايش عمودي را ضروري مي سازند، براي تنظيم فواصل فازها در وسط اسپن مي توان از فاصله نگهدارهاي فازي نيز استفاده نمود.
نظر به اينکه مدل هاي ارائه شده براي محاسبه دامنه نوسانات گالوپينگ بر اساس تجارب بهره برداري و در خطوط انتقال نيرو مشخص تدوين شده اند، لذا داراي پاسخ يکساني نمي باشند. ذيلاً چند مدل مشروحه در قبل مورد بررسي و مقايسه قرار مي گيرند.
در ادامه حداقل فاصله عمودي فازها در يک خط انتقال 400 کيلوولت باندل دوتائي و ويژگيهاي زير و با استفاده از چند مدل مختلف مورد محاسبه قرار مي گيرند.

رابطه
4-11
رابطه
4-22
رابطه
4-27
رابطه
3-3
رابطه
4-22
رابطه
3-1
فاصله فازها در سربرج
طول فلش متر
4.2
5.0
9.2
3.4
4.4
9.2
6.5
2
4.5
5.4
9.2
5.6
4.4
10.2
6.5
3
4.9
5.7
9.2
7.1
4.4
10.9
6.5
4
5.2
6.0
9.2
8.3
4.4
11.5
6.5
5
5.6
6.2
9.2
9.3
4.4
12.0
6.5
6
5.9
6.4
9.2
10.1
4.4
12.4
6.5
7
6.2
6.7
9.2
10.8
4.4
12.7
6.5
8
6.6
6.9
9.2
11.5
4.4
13.0
6.5
9
6.9
7.0
9.2
12.0
4.4
13.3
6.5
10
جدول (5)- مقايسه حداقل فاصله عمودي فازها در يک خط انتقال 400 کيلوولت باندل دوتائي
U=400kv – lin=3.5m – vs=1000kv – ds=0.45m – ?=30 – v=5 m/s

همانطور که جدول فوق نشان مي‌دهد فواصل عمودي فازها که با توجه به مدل‌هاي مختلف ارائه گرديده است، داراي تفاوت زيادي مي باشند که علت اين اختلاف در درصد ريسک پذيري آنهاست ضمن اينکه برخي از مدل‌ها گالوپينگ براي حالت ريزش يخ و برخي ديگر براي وزش باد تنظيم شده اند. به عبارت ديگر در صورتيکه شرايط طراحي طوري باشد که در هيچ حالتي گالوپينگ باعث بروز اتصال کوتاه نشود، لازم است، فواصل فازي بيشتر انتخاب شوند، اما اگر يک يا چند حادثه در يک دوره يک يا چند ساله پذيرفته شود، ضرايب ثابت مدل ها و در نتيجه دامنه نوسانات گالوپينگ مي توانند کمتر در نظر گرفته شوند. به عنوان مثال با کاهش ضريب ثابت رابطه (4-22) از 26/0 به 13/0 يا سرعت باد از سرعت از 10 به 5 متر بر ثانيه که ممکن است به ندرت پيش بيايد مي توان دامنه نوسانات گالوپينگ را تقليل داد به عبارتي براي مقادير بيشتر از طراحي شده ريسک بروز اتصال کوتاه را پذيرفت. البته چون احتمال وقوع همزمان بالاترين اضافه ولتاژ کليدزني و بالاترين سرعت باد بسيار کم مي باشد، لذا تقليل ضريب ثابت مي‌تواند با افزايش فاصله هوائي ناشي از اضافه ولتاژ کليدزني تا حدودي جبران گردد.
البته در عمل تلاش بر اين است که با انتخاب اسپن و هادي مناسب بي‌مورد فلش افزايش نيابد، اما در مواردي که شرايط خاص مسير سبب افزايش فلش و در نتيجه دامنه نوسانات گالوپينگ مي‌گردد، شايسته است. بجاي افزايش فواصل عمودي فازها، با انتخاب آرايش هاديها از حالت عمودي به مثلثي يا افقي اين مشکل را کاهش داد. تجارب بهره‌برداري از خطوط انتقال نيرو نشان مي‌دهد که صرف وجود با يخ نمي‌توان همواره به معني وقوع گالوپينگ با دامنه زياد باشد.

فصل پنجم

تعيين فواصل فازها

5-1- مقدمه
يکي از عوامل مهم و مؤثري که در طراحي خطوط انتقال نيرو دخالت دارد، فواصل فازها از يکديگرو بدنه برجها مي‌باشد. با توجه به اينکه نيروهاي ناشي از وزن يخ و نيروي باد از طريق هاديها بر برجها تحميل مي‌شوند، لذا هر چه بر ارتفاع و پهناي برجها افزوده گردد، اين اقدام سبب افزايش وزن برجها، حجم فوندانسيونها و نتيجتاً قيمت خطوط انتقال نيرو مي گردد.
با توجه به اهميت ويژه اي که انتخاب فواصل مناسب فازها در طراحي بهينه خطوط انتقال نيرو دارا مي‌باشند، ضرورت دارد که اين نکته بيش از گذشته مورد توجه قرار گيرد. طبيعي است هر چه فواصل افقي و عمودي فازها افزايش يابند، احتمال بروز اتصال کوتاه بين فازها يا فاز با زمين را در اثر وقوع اضافه ولتاژها يا انواع مختلف نوسانات مي يابد. از ديدگاه ديگر کاهش فواصل فازي، مزاياي زيادي به همراه دارد که در بسياري موارد مي تواند اجراي آنرا توجيه نمايد. بنابراين توجه به فواصل بهينه مي تواند نقش مؤثري در طراحي خطوط انتقال نيرو داشته باشد ضمن اينکه کاهش فواصل فازي داراي مزاياي زير نيز مي‌باشد:
– کاهش ابعاد برجها
– کاهش وزن برجها
– کاهش راکتانس سلفي
– افزايش راکتانس خازني
– افزايش ظرفيت طبيعي خط
– کاهش پهناي باند عبور خطوط
– بهبود افت ولتاژ و تلفات خطوط
البته کاهش فواصل فازي که در حقيقت تبديل خطوط انتقال ساده به خطوط کمپاکت مي‌باشد، کار ساده‌اي نيست و در بسياري موارد باعث افزايش سرمايه گذاري اوليه خطوط انتقال نيرو مي‌باشد. لذا بهتر است در انتخاب فواصل فازي بطور همزمان به مزايا و معايب آن توجه شود.

5-2- تعيين فاصله افقي فازها تا بدنه برجها
هاديهاي خطوط انتقال نيرو ممکن است داراي آرايش افقي، عمودي و يا مثلثي باشد ضمن اينکه خطوط چند مداره ممکن است از انواع مختلف آرايش هاديها در روي يک برج نيز استفاده شود. از ديدگاه بهينه سازي فواصل فازي لازم است، کاهش فواصل عمودي و افقي هاديها تا پايه‌ها متفقاً مد نظر قرار گيرند. بنابراين با توجه به شکل (3-2) و طول نهائي زنجيره مقره ها، حداقل فاصله افقي هاديها تا بدنه برجها از رابطه زير بدست مي آيد:
(5-1)
در اين رابطه مقدار بايد برابر يا بيشتر از d باشد،لذا با جايگذاري مقادير معادل و ، رابطه بالا بصورت زير در مي آيد:
(5-2)
همانطور که ملاحظه مي شود، وزش باد سبب مي شود تا حداقل فاصله هوائي به بيش از مقداري که ديدگاه الکتريکي رعايت آنرا ضروري مي سازد تجاوز نمايد. در اين رابطه زاويه انحراف زنجيره مقره‌ها مي‌باشند که مقدار ماکزيمم آن در سرعت ماکزيمم باد اتفاق مي افتد. از آنجا که احتمال همزمان وقوع بيشترين اضافه ولتاژ کليدزني يا صاعقه در زمان وزش بادي با بالاترين سرعت کم است، لذا مقدار همواره بر مبناي مقادير ماکزيمم اضافه ولتاژ و سرعت باد محاسبه نمي شود بلکه بر مبناي درصد ريسک پذيري اين مقادير مي‌توانند کمتر انتخاب شوند.
با توجه به بالا بودن طول خطوط انتقال نيرو و وجود شرايط آب و هوائي متفاوت و متنوع در طول مسير امکان محاسبه دقيق فواصل فازي با توجه به موارد بالا به سادگي ميسر نمي باشند. از طرف ديگر اعمال شرايط متفاوت براي سرعت باد و اضافه ولتاژها سبب ايجاد تنوع در شکل پايه ها و در نتيجه افزايش قيمت آنها مي گردد، به همين دليل معمولاً طراحي پايه ها بر مبناي پذيرش درصد معيني از ريسک ميسر است. به عبارت ديگر همواره طراحي بر مبناي عدم بروز جرقه بين فازها با يکديگر يا بدنه پايه ها انجام نمي گيرد بلکه تلاش بر اين است که احتمال بروز چنين حوادثي در حد معيني محدود گردد. بر اين مبنا در استانداردها ارقام مشخصي را براي فواصل

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید