11601

11601

شبيه سازي توزيع ميدان الكتريكي مقره هاي پليمري با استفاده از روش المان محدود

كارشناسي ارشد

برق - قدرت

بهمن‌ماه 1391

بهمن‌ماه 1391

دكتر احمد غلامي

چكيده مقره‌ها از جمله تجهيزات اساسي در سيستم‌هاي قدرت هستند كه صرف‌نظر از مواد تشكيل دهنده‌شان در معرض تنش‌هاي مختلف الكتريكي، مكانيكي و محيطي قرار دارند. استفاده از مقره‌هاي پليمري در خطوط جديد و همچنين در به روز رساني خطوط قديمي در حال افزايش است. بسياري از مشكلات بلندمدت مقره‌هاي پليمري از جمله؛ فرسايش و پيري مواد پليمري، وقوع كرونا در سطح مقره و شكست الكتريكي در شرايط آلوده، ناشي از توزيع ميدان الكتريكي در طول مقره مي‌باشد. امروزه براي مطالعه‌ي پديده‌هاي فيزيكي به منظور كاهش هزينه‌ها و صرفه جويي در زمان، از روش‌هاي تحليل عددي به عنوان مكمل روش‌هاي آزمايشگاهي استفاده مي‌شود. يكي از اين روش‌ها، روش المان محدود مي‌باشد. در اين پايان‌نامه توزيع ميدان الكتريكي مقره‌هاي پليمري 115 تا 1000 كيلوولت در شرايط خشك و تميز و مقره پليمري 22 كيلوولت در شرايط مرطوب و آلوده، با استفاده از بسته نرم‌افزاري COMSOL Multiphysics كه مبتني بر روش المان محدود مي‌باشد، مورد ارزيابي قرار گرفته است. استفاده از حلقه‌ي كرونا و هادي‌هاي باندل از جمله روش‌هاي تعديل ميدان الكتريكي مقره‌ها مي‌باشند. تأثير حلقه‌ي كرونا و هادي‌هاي باندل بر توزيع ميدان الكتريكي در امتداد مقره¬هاي پليمري سطوح ولتاژ مختلف ارزيابي شده است. ابعاد و مكان نصب حلقه كرونا، تأثير به سزايي در عملكرد حلقه كرونا دارد. بهينه‌سازي ابعاد حلقه كرونا براي مقره پليمري 230 كيلوولت انجام شده است. همچنين ساختارهاي مختلف حلقه كرونا و اتصال غلاف پليمري به انتهاي فلزي مقره، به منظور تعيين ساختار مناسب مورد ارزيابي قرار گرفته است. شرايط محيطي يكي از عوامل تشديد كننده‌ي ميدان الكتريكي مقره‌هاي پليمري مي‌باشند. توزيع ميدان الكتريكي مقره‌هاي پليمري در شرايط محيطي مختلف از جمله رطوبت، آلودگي و يخ‌زدگي مورد مطالعه قرار گرفته است. تأثير حلقه كروناي دوگانه و حلقه‌ي محافظ بر روي مقره‌هاي پليمري دوگانه 1000 كيلوولت، مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج شبيه‌سازي‌ها نشان مي‌دهند حضور حلقه كرونا، حلقه كروناي دوگانه و استفاده از مقره‌هاي دوگانه با حلقه محافظ مشترك، باعث كاهش قابل توجه ميدان الكتريكي سطح غلاف پليـمري مي‌شوند. توزيـع ميـدان الكتـريكي كاربـردهاي مختلف مقره پليمري 230 كيلوولت از جمله؛ I-شكل، V–شكل، كششي، مورب، V–شكل افقي و پست مورد ارزيابي قرار گرفته و مقايسه شده است. نتايج نشان مي‌دهند كه دامنه‌ي ميدان الكتريكي مقره‌هاي كششي در مقايسه با ساير مقره‌هاي پليمري، افزايش چشم‌گيري دارد. واژه‌هاي كليدي: توزيع پتانسيل، توزيع ميدان الكتريكي، حلقه كرونا، روش المان محدود، مقره پليمري، هادي باندل.