در این پایاننامه، اثر پدیده قوس بازگشتیبر روی عملکرد رله حفاظتی دیستانس مورد ارزیابی قرارگرفته است. از آنجا که برخورد صاعقه به دکل یا سیمگارد در خطوط انتقال میتواند باعث ایجاد قوس بازگشتی بر روی زنجیر مقرهها گردد. لذا در ابتدا روشهای مختلف مدلسازی پارامترها و تجهیزات خطوط انتقال شامل دکل، زنجیر مقره و منبع صاعقه و پدیده قوس بازگشتی(مدلقوسهاياوليهوثانويه)بااستفادهازمراجعمهمموجود در اين زمينه مورد بررسی قرار میگیرند و برای هر کدام از این پارامترها چند مدل معرفی میشود. سپس تاثیر قوس بازگشتی بر روی عملکرد رله دیستانس مورد بررسی قرار میگیرد. در این راه مهمترین گام، شبیهسازی مراحل پيادهسازي اين مدلها در شبکه نمونه توسط نرم͏افزار EMTP-RVمیباشد.
یکی از عوامل مهم دربروز قطعیهای خودکار گذرای خطوطانتقال هوایی[1]، برخورد صاعقه[2] با تجهیزات خطوط میباشد. آمارهای استخراج شده از بررسی حوادث خطوط شبکه برق منطقهای غرب نشان میدهد به طور متوسط بیش از70 درصد قطعیهای خودکار خطوط در هر سال در اثر برخورد صاعقه و عمدتاً پدیده قوس بازگشتی[3] رخ داده است. نمودار (شکل 1-1) سهم هر عامل در بروز قطعیهای خودکار خطوط انتقال انرژی در هر سال را بطور متوسط نشان میدهد[1] و[2].
برخورد صاعقه به خطوط میتواند به دو صورت موجب اتصال کوتاه و قطع خودکار خطوط انتقال هوایی گردد:
E برخورد صاعقه به هادیهای اصلی خط که موجب القاء پتانسیل در هادیها گشته و در نقاط مختلف دکل به خصوص در زنجیر مقرهها[4]، سبب ایجاد تخلیه از هادی به قسمتهای زمین شده شود و به صورت اتصالی فاز به زمین، موجب بروز قطعی خودکار خط میشود. در خطوطی که فاقد سیم محافظ بوده و یا سیم محافظ به طور کامل هادیهای فاز را پوشش نمیدهند، این نوع از اتصالیها بیشتر رخ میدهد.
Eدرخطوطانتقال،وقتيكهدكلياسيم زمین هوایی[5]توسطصاعقهمورداصابتقرارگيرد،بهواسطهعبورجريانصاعقه،يكاختلافپتانسيليبيندكلوهاديهايفازهابهوجودمیآيدكهاگرايناختلافپتانسيلبهميزانكافيبزرگباشد،جرقهايازدكلبههاديفازبرقرارميگرددكهبهاينپديدهاصطلاحاقوس بازگشتیمیگويند[3]، [4] و[5].
کل (1-1): نمودار تفکیک قطعیهای خودکار خطوط سالانه بر حسب عوامل
از آنجاکه استمرار تامین انرژی الکتریکی و همچنین هزینه های بالایی که در سرمایهگذاریهای اولیه جهت احداث مراکز تولید و سیستم انتقال صرف میگردد. همواره نگهداری و حفاظت از این سیستمها در مقابل اتفاقات و حوادث به صورت یک امر اجتناب ناپذیر مطرح بوده و میباشند. پس خطا درخطوط هوایی باید در اسرع وقت به منظور جلوگیری از انتشار اثرات گسترده که تا حد زیادی میتواند مصرفکننده را تحت تاثیر قرار دهد پاک شود. برای تحقق این شرایط، هر بخش از خط به وسیله رله حفاظت که به صورت اتوماتیک کلید قدرت در هر طرف خط جهت ایزوله کردن خط از خطا قرار داده شده است را باز میکند. رله دیستانس[6]به عنوان حفاظت اصلی[7]و حفاظت از بخشهای بعدی[8] خط انتقال نیز استفاده میشود.
1-2 اهداف پایان نامه
تحقیق در زمینه عوامل ایجاد قوس بازگشتی در خطوط انتقال و تاثیر آن بر عملکرد رله دیستانس مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدلیل گستردگی و اهمیت موضوع، این تحقیق میتواند شامل بخشهای مختلفی باشد.
اهداف این پایاننامه را میتوان به طور کلی به دو دسته تقسیم کرد:
1-2-1 مدلسازی دقیق خط انتقال، قوس بازگشتی و رله دیستانس
به دلیل اینکه در عمل محاسبه خطای ناشی از پدیده قوس بازگشتی بر روی رله دیستانس در سیستم انتقال قدرت بسیار مشکل و تقریبا غیر ممکن است. مدلسازی دقیق هر یک از موارد ذکر شده از اهمیت زیادی برخوردار است. مدلهای ریاضی به وسیله نرم افزار EMTP-RV[9] شبیهسازی شده است.
1-2-2 بررسی و تحلیل اثر پدیده قوس بازگشتی بر عملکرد رله دیستانس
در این پایاننامه، تاثیرات ناشی از پدیده قوس بازگشتی، خط انتقال بر اساس پارامترهایی که در ادامه ذکر میگردد، بررسی و تحلیل میشود.
E خط انتقال.
E دکل.
E زنجیره مقره.
E صاعقه.
E قوس خطا.
E رله دیستانس.
فصل دوم هریک از موارد ذکر شده مورد مطالعه و بحث قرار گرفته است.
در فصل سوم به معرفی خط انتقال مورد مطالعه و اجزای مرتبط با آن و مدلهای استفاده شده در شبیهسازی این اجزا پرداخته میشود. شبیهسازیهای این فصل با استفاده از نرم افزارEMTP - RV انجام شده است. فصل چهارم به تجزیه و تحلیل نتایج بدست آمده از شبیهسازیها پرداخته میشود. در فصل پنجم نتایج به دست آمده و پیشنهادات ارائه شدهاند.