چکیده

عمده تاثیر تخلیه جوی الکتریکی ،اختلال در برق رسانی و قطع سراسری شبکه انرژی می باشد. هر گونه تخلیه جوی بر هر نقطه از خطوط انتقال انرژی به صورت جرقه برگشتی در مقره ها ظاهر گردیده و خطوط را مختل و شبکه را با خاموشی کامل مواجه می سازد.

در این مقاله سعی بر آن است که تا حد امکان ولتاژ انتقالی بر روی دکلهای خطوط انتقال فشار قوی و پست را که بر اثر اصابت صاعقه ایجاد می گردد پیش بینی نموده و با شبیه سازی مناسب سیستم زمین در حالت گذرا با نرم افزار شبیه سازی atpdraw، اضافه ولتاژهای ناشی از برخورد صاعقه به سیستم قدرت را محاسبه نموده و تمهیدات لازم جهت مهار آن ارائه گردد.

کلمات کلیدی

اضافه ولتاژ ، صاعقه ، سیستم زمین ، دکل ،atpdraw

-۱ مقدمه

امروزه در تمام کشورها انرژی مورد نیاز مصرف کنندگان در هر نقطه و به هر میزان، از طریق شبکه های سراسری انتقال انرژی به راحتی قابل تامین است . کلیه مظاهر زندگی در دنیای جدید بسته به انرژی الکتریکی است و هرگونه قطع انرژی حتی برای مدتی کوتاه می تواند برنامه مرتب و روزانه تنظیم شده مردمان آن کشور را دچار اختلال کندخطوط انتقال انرژی، بیشترین گستردگی مکانی را نسبت به سایر عناصر شبکه قدرت دارا می باشند. خطوط انتقال در هر نوع شرایط آب و هوایی نصب می شوند و در عین حال محافظت مکانیکی از آنها برخلاف عناصری چون ترانسفورماتور و ژنراتور امکان پذیر نیست. با توجه به شرایط فیزیکی نصب و بهره برداری از خطوط انتقال، احتمال وقوع خطا بر روی خط انتقال از همه عناصر دیگر شبکه بیشتر است. وقوع خطا بر روی هر یک از عناصر شبکه از جمله خط انتقال می تواند از دو جنبه خطر ساز باشد، یکی از نظر آسیب دیدن تجهیزاتی که دچار خطا شده است و دیگری احتمال ناپایدار شدن شبکه در اثر وقوع خطا، در خصوص عناصری چون ژنراتور و

ترانسفورماتور که عناصری بسیار گران قیمت می باشند، هر دو عامل اهیمت دارد. برای جلوگیری از آسیب ها پیش بینی اضافه ولتاژهایی که به علت صاعقه در سیستم قدرت روی میدهند، یک امر ضروری است. تعیین عملکرد صاعقه خطوط انتقال و آنالیز حساسیت پارامترهای موثر در عملکرد صاعقه در خطوط انتقال به ما امکان انتخاب اقتصادی ترین روش جهت کاهش نرخ قطعی خطوط انتقال را می دهد.

-۲ مدل تجهیزات استفاده شده در شبیه سازی

-۱-۲ مدار معادل خط

خط انتقال در نظر گرفته شده ۱۳۲ کیلوولتی با پنج دکل ، کـه محـل اصابت صاعقه بر روی دکل شماره سه می باشد.[۴]

شکل (۱) مدار معادل خط

-۲-۲ جریان صاعقه -۴-۲ مدل سیستم زمین بصورت میله عمودی

شبیه سازی صاعقه با نرم افزار atpdraw در این مقاله منبع جریان ۲۰ این مدل ترکیبی از عناصر RLC می باشـد کـه در شـکل (۵) نشـان

کیلوآمپری از نوع Heidler Type 15 با پیشانی موج ۱,۲ میکرو ثانیه داده شده است. >6@
و دنباله موج ۵۰ میکروثانیه مدل شده اسـت کـه شـکل مـوج جریـان
صاعقه در شکل (۲) و مدل صـاعقه در شـکل (۳) نشـان داده شـده
است. [۳][۱]

۲۰
[kA]
15
10
5
0
[ms] -5
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0
c : XX0269-XX0061 (f ile jadid20k2d22. pl4; x -v ar t )

شکل (۵) مدار معادل سیستم زمین بصورت میله عمودی

میله عمودی به طول ۱۰۰ متر در نظر گرفتـه شـده اسـت کـه انـدازه پارامترها از طریق فرمولهای ذیر بدست می آید.

شکل (۲) جریان صاعقه

( ۵)

شکل (۳) مدل صاعقه (۶)

-۳-۲ مدل سیستم زمین بصورت شبکه ۲×۲ (۷)
دو سطحی

a :شعاع میله : l طول میله : مقاومت

مخصوص خاک

در این مدل ابعاد در نظر گرفته شده ۱۰×۱۰ مترمربع که در دو سطح متفاوت بوده و فاصله اتصالات ۵ متر ، تعداد مش ها نیز ۴ می باشد و شعاع میله های افقی ۱۰ میلی متر و در عمق ۰,۶ متری دفن می شوند و مقاومت مخصوص خاک نیز ۱۰۰ اهم در نظر گرفته شده است. شبیه سازی این مدل در محیطatpdraw بصورت شکل((۴ می باشد.>5@