پروژه بررسي علت تخريب برقگيرهاي پست 230-400كيلو ولت
-1- كليات
در سيستمهاي قدرت و شبكههاي انتقال و توزيع انرژي الكتريكي، تكتك تجهيزات نقش اساسي دارند و بروز هرگونه عيبي در آنها، ايجاد اختلال در شبكه، اتصال كوتاه و قطع برق را به همراه دارد. خاموشي و جايگزيني تجهيزات معيوب هزينههاي هنگفتي را به شبكه تحميل مينمايد. لذا بررسي و تحليل بروز عيب در تجهيزات از اهميت خاصي برخوردار ميباشد و در صورت شناخت اين عيوب و سعي در جلوگيري از بروز آنها از هدر رفتن سرمايه اقتصادي كشور جلوگيري به عمل ميآيد.
برقگيرها از جمله تجهيزاتي هستند كه جهت محدود كردن اضافه ولتاژهاي گذرا ( صاعقه و كليدزني) در شبكههاي انتقال و توزيع به كار ميروند. برقگيرها ضمن اينكه حفاظت تجهيزات در مقابل اضافه ولتاژهاي گذرا را بر عهده دارند، بايد در مقابل اضافه ولتاژهاي موقتي از خود واكنشي نشان ندهند و همچنين با توجه به شرايط محيطي منطقه مورد بهرهبرداري ، نظير رطوبت و آلودگي، عملكرد صحيح و قابل قبولي را ارائه دهند.
1-2- هدف:
بر طبق گزارشهاي رسيده از تخريب برقگيرهاي پست 230/400 كيلوولت شهيد کشوری کرمانشاه و به منظور بررسي علل اين حوادث اين پروژه را به انجام رسيد.
در اين پروژه ابتدا به بررسي انواع اضافه ولتاژهاي محتمل در شبكههاي قدرت پرداخته ميشود، سپس برقگيرها به عنوان يكي از تجهيزات مهم براي محدود كردن اين اضافه ولتاژها معرفي شده و چگونگي طراحي و تعيين پارامترها و مشخصات برقگير جهت حفاظت مناسب از شبكه مورد بحث قرار ميگيرد. در فصل چهارم عوامل كلي كه سبب اختلال در عملگرد برقگير ميشوند مورد بررسي قرار ميگيرند. در فصل پنجم با استفاده از نرمافزار EMTP كه قادر است حالات گذرا را بطور دقيق در شبكه آناليز نمايد شبكه مورد نظر شبيهسازي شده و شكل موج اضافه ولتاژهاي توليد شده در شبكه در زمان وقوع حادثه محاسبه و ترسيم شده است.
با بررسي نتايج بدست آمده و مقايسه شكل موج اضافه ولتاژهاي توليد شده با شكل موج اضافه ولتاژهاي فروزرونانسي، وقوع پديده فرورزونانسي در پست شهيد کشوری کرمانشاه كاملاً مشهود است و اضافه ولتاژهاي ناشي از اين پديده سبب تخريب برقگيرهاي اين پست گرديده است.
در پايان نيز پيشنهاداتي جهت جلوگيري از بروز مجدد چنين حوادثي در پست مذكور ارائه شده است.
خلاصه:
در سيستمهاي قدرت و شبكههاي انتقال و توزيع انرژي الكتريكي، تكتك تجهيزات نقش اساسي دارند و بروز هرگونه عيبي در آنها، ايجاد اختلال در شبكه، اتصال كوتاه و قطع برق را به همراه دارد. خاموشي و جايگزيني تجهيزات معيوب هزينههاي هنگفتي را به شبكه تحميل مينمايد. لذا بررسي و تحليل بروز عيب در تجهيزات از اهميت خاصي برخوردار ميباشد و در صورت شناخت اين عيوب و سعي در جلوگيري از بروز آنها از هدر رفتن سرمايه اقتصادي كشور جلوگيري به عمل ميآيد.
برقگيرها از جمله تجهيزاتي هستند كه جهت محدود كردن اضافه ولتاژهاي گذرا ( صاعقه و كليدزني) در شبكههاي انتقال و توزيع به كار ميروند. برقگيرها ضمن اينكه حفاظت تجهيزات در مقابل اضافه ولتاژهاي گذرا را بر عهده دارند، بايد در مقابل اضافه ولتاژهاي موقتي از خود واكنشي نشان ندهند و همچنين با توجه به شرايط محيطي منطقه مورد بهرهبرداري ، نظير رطوبت و آلودگي، عملكرد صحيح و قابل قبولي را ارائه دهند.
بر طبق گزارشهاي رسيده از تخريب برقگيرهاي پست 230/400 كيلوولت شهيد کشوری کرمانشاه و به منظور بررسي علل اين حوادث اين پروژه را به انجام رسيد.
در اين پروژه ابتدا به بررسي انواع اضافه ولتاژهاي محتمل در شبكههاي قدرت پرداخته ميشود، سپس برقگيرها به عنوان يكي از تجهيزات مهم براي محدود كردن اين اضافه ولتاژها معرفي شده و چگونگي طراحي و تعيين پارامترها و مشخصات برقگير جهت حفاظت مناسب از شبكه مورد بحث قرار ميگيرد. در فصل چهارم عوامل كلي كه سبب اختلال در عملگرد برقگير ميشوند مورد بررسي قرار ميگيرند. در فصل پنجم با استفاده از نرمافزار EMTP كه قادر است حالات گذرا را بطور دقيق در شبكه آناليز نمايد شبكه مورد نظر شبيهسازي شده و شكل موج اضافه ولتاژهاي توليد شده در شبكه در زمان وقوع حادثه محاسبه و ترسيم شده است.
با بررسي نتايج بدست آمده و مقايسه شكل موج اضافه ولتاژهاي توليد شده با شكل موج اضافه ولتاژهاي فروزرونانسي، وقوع پديده فرورزونانسي در پست شهيد کشوری کرمانشاه كاملاً مشهود است و اضافه ولتاژهاي ناشي از اين پديده سبب تخريب برقگيرهاي اين پست گرديده است. در پايان نيز پيشنهاداتي جهت جلوگيري از بروز مجدد چنين حوادثي در پست مذكور ارائه شده است.
2-1- مقدمه
سطح ايزولاسيون به عنوان يكي از پارامترهاي مهم در طراحي شبكه مطرح ميباشد و ارتباط مستقيمي با اضافه ولتاژهاي موجود در شبكه دارد.
افزايش ولتاژ از مقدار نامي خود، به اضافه ولتاژ در شبكه موسوم ميباشد. از آنجائيكه ظهور اضافه ولتاژ در شبكه اجتنابناپذير است، لذا احتمال بروز قوس در ايزولاسيون و ماده ايزوله در شبكه همراه وجود دارد.
كاهش درصد بروز قوسها و اتصاليها مستلزم شناخت كامل اضافه ولتاژها، انواع مختلف آنها، شرايط ايجاد و پديد آمدن آنها و همچنين نحوه تاثير آنها در ايزولاسيون شبكه ميباشد و در صورت برخورداري از چنين شناختي، انتخاب مشخصات مناسب شبكه و تجهيزات موجود در آن امكان پذير ميگردد.
2-2- انواع مختلف اضافه ولتاژها در شبكه:
كليه اضافه ولتاژهاي ظاهر شده در شبكه بر حسب شكل و يا منبع بروز خود، تقسيمبندي ميشوند. كه ميتوان آنها را به شرح زير تقسيمبندي نمود:
2-2-1- اضافه ولتاژهاي صاعقه1
2-2-2- اضافه ولتاژهاي كليدزني2
2-2-3- اضافه ولتاژهاي موقتي1
كه با توجه به عامل بوجود آورنده نيز به دو دسته داخلي2 و خارجي3 تقسيم ميشوند.
بر اساس اين تقسيمبندي اضافه ولتاژ ناشي از صاعقه به اضافه ولتاژ خارجي و دو نوع ديگر به اضافه ولتاژهاي داخلي موسوم ميباشد.
2-2-1- اضافه ولتاژهاي صاعقه
در پي تخليه جوي الكتريكي بر قسمتهاي مختلف شبكه، بارهاي الكتريكي انباشته در ابرها و فصل از طريق كانال يونيزه تشكيل شده در فضا بصورت قوس مرئي رعد و برق در قسمتهاي مختلف شبكه تخليه گشته ، اصطلاحاً به تخلية جوي الكتريكي موسوم ميباشد. تخليه بارهاي الكتريكي جوي، موجبات افزايش ولتاژ را به طور لحظهاي در محل تخليه فراهم ساخته، ولتاژ موجي با سرعت نور در طول هاديهاي فاز منتشر ميشود و اضافه ولتاژهاي تخليه جوي را در شبكه پديد ميآورد.
شكل (2-1) : انواع مختلف اضافه ولتاژها در شبكه
اضافه ولتاژهاي موجي رعد و برق حداكثر سرعت افزايش را در ميان انواع مختلف اضافه ولتاژهاي موجي دارا ميباشند. سرعت افزايش آنها در حدود 5000-500 كيلوولت بر ميكروثانيه متغير ميباشد.
2-2-1-1- مشخصه اضافه ولتاژهاي صاعقه
اضافه ولتاژهاي صاعقه ميتوانند با يك موج صاعقه استاندارد 50/2 –1 مطابق شكل زير مدل شوند. به عبارت ديگر اين دسته امواج غير پريوديكي داراي زمان پيشاني حدود يك و نيم ميكروثانيه و زمان پشت موج در حدود چند ده ميكرو ثانيه هستند. با توجه به شيب پيشاني اين
فهرست:
فصل اول: مقدمه
- كليات
- هدف
فصل دوم: بررسي انواع اضافه ولتاژها در سيستمهاي قدرت و علل پيدايش آنها
2-1- مقدمه
2-2- انواع مختلف اضافه ولتاژها در شبكه
2-2-1- اضافه ولتاژهاي صاعقه
2-2-1-1- مشخصه اضافه ولتاژهاي صاعقه
2-2-2- اضافه ولتاژهاي كليد زني (قطع و وصل)
2-2-2-1- موج استاندارد قطع و وصل يا كليدزني
2-2-2-2- علل بروز اضافه ولتاژهاي كليدزني
2-2-2-2-1- اضافه ولتاژهاي ناشي از كليدزني جريانهاي سلفي و خازني
2-2-2-2-2- اضافه ولتاژهاي كليدزني ناشي از تغييرات ناگهاني بار
2-2-3- اضافه ولتاژهاي موقت
عنوان صفحه
2-2-3-1- مقدمه
2-2-3-2- خطاهاي زمين
2-2-3-3- تغييرات ناگهاني بار
2-2-3-4- اثر فرانتي
2-2-3-5- تشديد در شبكه
2-2-3-6- تشديد در خطوط موازي
فصل سوم: نحوه تعيين پارامترهاي برقگير جهت حفاظت از شبكه در مقابل اضافه ولتاژها
3-1- مقدمه
3-2- برقگيرهاي اكسيد روي
3-2-1- ساختمان مقاومتهاي غير خطي
3-2-2- منحني ولت – آمپر غيرخطي مقاومتها
3-2-3- پايداري حرارتي، اختلال حرارتي
3-2-4- تعاريف و مشخصات برقگيرهاي اكسيد روي
3-2-4-1- ولتاژ نامي
3-2-4-2- مقدار حقيقي ولتاژ بهرهبرداري
عنوان صفحه
3-3-4-3- حداكثر ولتاژ كار دائم
3-3-4-4- فركانس نامي
3-2-4-5- ولتاژ تخليه
3-2-4-6- مشخصه حفاظتي برقگير
3-2-4-7- نسبت حفاظتي
3-2-4-8- حاشيه حفاظتي
3-2-4-9- جريان مبناي برقگير
3-2-4-10- ولتاژ مرجع
3-2-4-11- جريان دائم برقگير
3-2-4-12- جريان تخليه نامي برقگير
3-2-4-13- قابليت تحمل انرژي
3-2-4-14- كلاس تخليه برقگير
3-2-5- انتخاب برقگيرها
3-2-5-1- انتخاب ولتاژ نامي و ولتاژ كار دائم برقگير
عنوان صفحه
فصل چهارم: بررسي علل ايجاد اختلال در برقگيرهاي اكسيد روي
4-1- مقدمه
4-2- اشكالات مربوط به طراحي و ساخت برقگير
4-3- پايين بودن كيفيت قرصهاي وريستور
4-4- پيرشدن قرصهاي اكسيد روي تحت ولتاژ نامي در طول زمان
4-5- نوع متاليزاسيون مورد استفاده روي قاعده قرصهاي اكسيد روي
4-6- عدم كيفيت لازم عايق سطحي روي وريستورها
4-7- اشكالات مربوط به انتخاب نوع برقگير و محل آن در شبكه
4-7-1- پايينبودن ظرفيت برقگير مورد انتخاب نسبت به قدرت صاعقههاي موجود در محل
4-7-2- پايينبودن ولتاژ آستانه برقگير انتخاب شده نسبت به سطح TOV
4-8- اشكالات ناشي از نحوه نگهداري و بهرهبرداري از برقگير
4-8-1- وجود تخليه جزئي در داخل محفظه برقگير
4-8-2- آلودگي سطح خارجي محفظه برقگير
4-8-3- اكسيد شدن و خرابي كنتاكتهاي مدارات خارجي برقگير
عنوان صفحه
فصل پنجم: شناسايي پديده فرورزونانس و بررسي حادثه پست 230/400 كيلوولت شهيد کشوری کرمانشاه
5-1- مقدمه
5-2- شناسايي پديده فرورزونانس
5-3- فرورزونانس
5-3-1- فرورزونانس سري يا ولتاژي
5-3-2- فرورزونانس موازي يا فرورزونانس جرياني
5-4- طبقهبندي مدلهاي فرورزونانس
5-4-1- مدل پايه
5-4-2- مدل زير هارمونيك
5-4-3- مدل شبه پريوديك
5-4-4- مدل آشوب گونه
5-5- شناسايي فرورزونانس
5-6- جمعآوري اطلاعات شبكه و پست جهت شبيهسازي و بررسي حادثه پست شهيد کشوری
5-7- بررسي حادثه مورخ 28/2/81 پست شهيد کشوری کرمانشاه
5-7-1- مدلسازي و مطالعه حادثه با استفاده از نرمافزار emtp
5-7-1-1- رفتار برقگيرهاي سمت اوليه و ثانويه ترانسفورماتور در هنگام وقوع حادثه
عنوان صفحه
5-7-1-2- رفتار برقگير فاز T سمت KV230 ترانسفورماتور در هنگام وقوع حادثه
5-7-1-3- بررسي روشهاي جهت جلوگيري از وقوع پديده فرورزونانس در پست شهيد کشوری کرمانشاه
الف- وجود بار در سمت ثانويه ترانسفورماتور
ب- ترانسپوز كردن خط بيستون – کرمانشاه
فصل ششم: نتيجهگيري و پيشنهادات
6-1- نتيجهگيري و پيشنهادات
ضمائم
منابع و مراجع
پروژه بررسي علت تخريب برقگيرهاي پست 230-400كيلو ولت